建筑环境与能源应用工程专业(以下简称建环专业)正处于智能化技术变革的关键阶段,物联网、大数据和人工智能等技术的迅猛发展深刻影响了传统建筑和能源系统的设计与管理。这不仅对高校提出了培养复合型人才的要求,同时也呼应了国家推行的课程思政改革,要求在专业教学中融入思想政治教育。当前,建环专业教学面临着双重挑战:如何在课程中既培养学生的智能技术应用能力,又增强他们的社会责任感与职业道德。智能转型的过程中,学生不仅要掌握燃气系统智能化运营、智慧楼宇系统设计、能源优化控制等前沿技能,还需理解技术背后的社会与环境影响。在此背景下,课程思政为专业教育赋予了新的使命,即通过将思政元素有机融入专业内容,培养学生在面对工程问题时能综合考虑经济、社会和环境的责任感。本文从智能技术与课程思政融合的角度,提出建环专业的教学创新策略,以推动专业教育质量的提升,并为未来行业转型做好人才准备。
一、建环专业教学现状分析与面临的挑战
建环专业主要研究建筑物理环境、建筑节能和建筑设施智能技术等领域的基础知识与技能,涵盖空调、供热、通风、建筑给排水、燃气供应等系统的设计、施工、调试和运行。学生不仅需要掌握这些系统的基本操作,还需具备建筑设备的节能控制、运行优化以及室内空气净化等方面的能力。
近年来,随着智能化技术的快速发展,建环专业的教学目标逐渐向智能化转型,要求培养学生能够运用物联网、大数据、人工智能等新兴技术。智能技术在建筑环境与能源应用领域的应用愈发广泛,智慧燃气管网系统、智能楼宇系统以及能源管理系统等已经成为行业标准。面对这一趋势,传统的教学内容滞后于行业发展,更多侧重于基础技术和理论知识,学生对智能技术的实际应用理解较浅,操作机会也较为有限。虽然现有课程涵盖了建筑物理环境、空调系统等基础知识,但并未能充分跟进智能控制与优化技术的发展,限制了学生在智慧系统操作与管理方面的能力。
国家推行的课程思政改革要求将思想政治教育融入专业教学,作为与社会公共资源、能源利用和环境保护密切相关的学科,建环专业天然具有思政教育的优势。建筑节能、绿色建筑、燃气供应等内容不仅关乎技术实现,还涉及社会可持续发展与环境保护,因此在教学中融入环保意识、社会责任感和职业道德的培养,能够帮助学生更全面地理解他们未来职业的社会意义。然而,目前的课程思政建设多停留在简单的道德说教或环保意识宣传,未能有效结合专业技术问题,学生对社会责任和技术伦理的理解较为表面化。
当前部分高校教学方式仍然以课堂讲授为主,缺乏实践性和创新性,限制了学生自主学习和实践能力的提升。智能技术的应用需要学生具备动手操作和解决复杂问题的能力,但由于实践机会较少,学生难以在真实环境下应用所学知识。传统的教学评价方式主要关注理论知识,缺乏对智能技术应用能力和思政素质的多维度评估,导致学生的综合能力无法得到充分体现和培养。
综上所述,建环专业当前的本科教学面临着双重挑战:一方面,教学内容需要跟上智能技术的发展步伐,提供更多的实践机会;另一方面,课程思政的融入应更加深入和系统化,使学生在技术学习中能够树立正确的价值观和社会责任感。只有通过全方位的改革,才能培养出适应行业需求的高素质复合型人才。
二、建环专业课程内容与教学模式改革路径
为应对建环专业在智能化技术与课程思政融合上的挑战,需要在课程内容、教学方式、思政教育融入、以及教学评价体系等多个方面进行系统性改革,提升学生的综合素质和适应未来行业发展的能力。
(1)更新课程内容,紧跟智能化技术发展
课程内容应及时反映智能化技术的最新发展趋势,特别是在物联网、智能控制、大数据分析等前沿技术领域的应用上。通过设置专门的课程模块,如“智慧燃气系统”、“智能建筑系统设计”以及“能源管理与优化控制”,帮助学生掌握智能楼宇管理、分布式能源优化、燃气网络智能化管理等技术,培养其应对未来行业需求的能力。这些课程不仅应涵盖智能技术的原理和应用,还要通过案例分析和项目制学习,让学生在解决实际工程问题时运用智能化手段。例如,在“智慧燃气”课程中,学生可以学习如何通过物联网技术监控和优化燃气网络的运行状态,如何利用大数据进行燃气设备故障预测和能耗管理;而在“智能建筑系统设计”课程中,学生可以掌握智能楼宇管理系统的设计与实施,包括室内环境的智能调节、节能技术的集成应用等。这些课程可以通过实践性强的案例教学和真实项目的设计与实施,提升学生在复杂环境下应用智能技术的能力。
(2)深度融合思政教育,提升学生社会责任感
思政教育应深入渗透到技术教学的具体环节中,将节能减排、环保、可持续发展等实际问题与技术知识紧密结合。在讲授智能技术应用时,可以结合能源利用的社会效益与环境影响,引导学生认识到技术的价值不仅在于解决工程问题,更在于如何服务于社会的长远发展。例如,在教授如何利用大数据技术进行能耗优化时,可以同时探讨如何在实现经济效益的同时平衡环保责任。通过引导学生思考建筑智能化技术在减少能耗、减少污染物排放等方面的潜力,培养其绿色发展理念和社会责任感。教师还可以引入具体的行业案例,如分析某智能建筑项目中能源优化控制带来的社会效益与环境效应,促使学生更深入地思考技术应用的伦理问题。这样,学生不仅能掌握先进的技术,还能从思政角度理解其职业使命与社会责任。
(3)推行线上线下结合的混合教学模式
教学方式上可以引入线上线下结合的混合式教学模式,增强教学的灵活性与互动性。利用虚拟仿真平台进行实验教学,学生可以在虚拟环境中模拟操作智能楼宇控制、能耗优化等系统,获得动手实践的机会。例如,学生可以在虚拟仿真平台上操作智慧燃气管网的运行,实时监控能耗数据,并通过智能系统的反馈进行调整,从而掌握复杂系统的管理技巧。跨学科项目制学习也应加强,通过与建筑、能源、计算机等相关专业的合作,开展团队项目,解决实际的工程问题。这类项目不仅能培养学生的技术能力,还能提升其跨学科合作能力、团队协作能力和解决问题的综合素质。例如,学生可以通过团队合作设计一个智能能源管理系统,结合物联网、数据分析和优化算法,实现建筑能耗的精准控制与节能管理。这样的跨学科项目式学习不仅能让学生更好地将所学知识融会贯通,还能增强其实践操作能力。
(4)改进教学评价体系,多元化考核学生能力
传统的教学评价方式过于依赖笔试和理论知识的考核,难以全面评估学生的智能技术应用能力和思政素质。改进后的评价体系应采用多元化的考核方式,综合评估学生的综合能力和素质。可以通过过程性评价、项目成果展示、团队合作成绩等多维度的考核方式,全面衡量学生在智能技术应用、创新能力和思政教育方面的表现。例如,在项目制学习中,教师可以通过学生在项目中的表现、团队协作能力以及最终的成果展示来综合评估其学习效果;大数据分析技术也可以用于跟踪学生的学习行为与进度,生成个性化的反馈和评估机制。例如,通过对学生在虚拟仿真平台中的操作记录、错误率和优化效果进行分析,教师可以针对性地提供学习建议,帮助学生改进。思政教育效果的评估也应体现在学生的技术应用能力中。教师可以设计一些开放式的评价问题,要求学生在解决技术问题的同时,考虑其对社会、经济和环境的影响,从而评估其社会责任感和职业道德意识。通过这种多维度的评价方式,学生的全面发展能够得到更科学的评估,促进其技术能力与思政素质的共同提升。
三、结语
在智能化技术迅猛发展的背景下,建筑环境与能源应用工程专业的教学改革已势在必行。通过融合物联网、人工智能和大数据等智能技术,学校不仅能够培养出专业技术能力强的学生,还能提升他们的社会责任感、环保意识和职业道德。课程思政教育与专业教学的深度结合,使学生在技术技能培养的同时,也能关注社会效益与工程伦理。未来,随着智能技术的不断演进,教学改革将持续深化,尤其是在智慧建筑、分布式能源管理和智能燃气网络等新兴领域中,教学内容与方式需不断更新与创新,以应对行业日益复杂的需求。通过跨学科合作、项目制学习和多元化的考核方式,培养具备创新能力和团队精神的高素质复合型人才,将为行业输送更多推动可持续发展的力量。这不仅是高校教学发展的新方向,更是实现社会可持续发展的重要途径。
作者:秦国晋,工学博士,讲师,西南石油大学土木工程与测绘学院