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中美典型工科院校建筑环境和能源应用工程专业人才培养模式比较
摘 要本文简述了中美高校建筑环境与能源应用工程专业概况,考察了美国普渡大学、德克萨斯大学奥斯汀分校和科罗拉多大学建筑环境与能源应用工程专业相应专业的人才培养目标、课程设置以及学分分布情况等,并与我校建筑环境与能源应用工程专业人才培养模式相比较,从而为我校建筑环境与能源应用工程专业发展提供有益的参考.
关键词建筑环境与能源应用工程人才培养模式中美对比
A Comparative Study of Talent Cultivation Modes of Ar原chitectural Environment and Energy Application Engi原neering in Typical Engineering Colleges in China and theUnited States // Zhang Dongliang,Gao Dongyan,Cai Ning,HuangXiaoqing,Guan Tian
Abstract This article outlines the general situation of the architecturalenvironment and energy application engineering major inChina and the United States. It examines the talent training objectives,curriculum setting and credit distribution of the major inPurdue University, University of Texas at Austin and Universityof Colorado, and compares them with those of the architecturalenvironment and energy application engineering major in our university,in order to provide beneficial reference for the developmentof the major in our university.
Key words architectural environment and energy applicationengineering;talent cultivation modes;comparison between Chinaand the United States
建筑环境与能源应用工程专业人才培养模式直接影响设备工程师的素质与能力,目前美国高校的专业发展水平相对较高,因此调研并比较该专业在中美典型工科院校的人才培养目标、课程设置以及学分分布情况等,借鉴美国典型工科院校的先进办学经验,优化人才培养模式,是专业建设的一条捷径.
本文作者根据访学经历,调研美国三所典型工科院校：美国普渡大学、德克萨斯大学奥斯汀分校和科罗拉多大学的建筑工程专业人才培养模式,并与我校建筑环境与能源应用工程专业人才培养模式比较,从而为我校建筑环境与能源应用工程专业发展提供有益的参考.
1 中美高校建筑环境与能源应用工程专业简介
根据我国教育部颁发的普通高等学校本科专业目录,建筑环境与能源应用工程专业调整为涵盖建筑节能技术与工程、建筑设施智能技术（部分）、建筑环境与设备工程的新专业[1-2].以构建适宜的人居环境为目标,该专业成为跨建筑学、土木工程、环境科学与工程、动力工程及工程热物理4个一级学科的交叉型二级学科.由于专业的交叉性,不同高校存在学科侧重点不同、学科特色也不同的情况.随着专业内涵的延伸,国内有学者对专业发展、课程体系等做出有益的探索[3-4],但关于中美专业培养模式的比较研究极少.美国高校通常把以建筑采暖、空调和建筑给排水为主要方向的专业命名为Architecture Engineering（建筑工程）,它是一个综合性较强的交叉学科,一般设置在CivilEngineering(土木工程)、Mechanical Engineering(机械工程)或Architecture(建筑)专业下面.专业涉及建筑系统设计、施工与运行,涵盖与建筑环境相关的各个方面,如建筑围护结构、暖通空调系统、电气系统、照明系统、建筑、室内空气品质与人体热舒适等.
2 普渡大学建筑工程专业人才培养模式
在普渡大学,该专业隶属土木工程学院,其人才培养目标为：围绕可持续发展这个主题,培养相关工程技术人才,使其能够胜任建筑(室内人工环境)系统集成、机电系统设计、照明系统设计、建筑围护结构设计、楼宇控制、可再生能源应用等工作,掌握室内空气质量评价与应用能量模型进行能耗计算等.其课程分布与学分情况如下：
第1 学期：微积分1 一般化学1 综合创新方法1,总学分14分；
第2 学期：微积分2 现代机械化学创新方法2 演讲交流,总学分17 分；
第3 学期：多元微积分热力学基础力学:静力学测绘计算机画图土木工程当今问题,总学分17 分；
第4 学期：线性代数土木工程材料1 结构力学基础力学:动力学人文,总学分16 分；
第5 学期：微分方程土木工程材料2 建筑工程水力学水力学实验社会科学,总学分16 分；
第6 学期：电力和光学工程系统设计结构分析建筑机电系统设计岩土工程1 人文,总学分18 分；
第7 学期：统计方法钢结构设计生命周期工程与管理建筑围护结构设计与负荷建筑能源审计社会科学,总学分18 分；
第8 学期：高级设计基本科学要求课程建筑照明建筑控制,总学分12 分；
共计128 学分,42 门课程,核心课程涵盖建筑建造、系统、环境、控制、能源等方面,注重可持续发展；并且,选修课程非常丰富,涵盖建筑设备、结构、环境、能源、可持续、新能源等方面.
3 德克萨斯大学奥斯汀分校建筑工程专业人才培养模式
在德克萨斯大学奥斯汀分校,该专业隶属科克雷尔工程学院,其人才培养目标为：培养学生掌握专业知识和技能,使其能够胜任采用先进设备与技术开发设计可持续基础设施、优化能源解决方案和改进供水系统等工作.课程分布与学分情况如下：
第1 学期：建筑工程简介化学原理Ⅰ 微积分修辞与写作第一年基本课程,总学分14 分；
第2 学期：地质学简介多变量微积分工程物理Ⅰ 工程物理Ⅰ实验建筑史社会行为学,总学分17 分；
第3 学期：计算方法简介统计学高级文积分应用学工程物理Ⅱ 工程物理Ⅱ实验美国历史,总学分17 分；
第4 学期：土木工程概率统计固体力学基本流体力学应用热力学计算机辅助设计与制图美国历史,总学分17 分；
第5 学期：设计简介Ⅰ 工程材料性能特性结构分析岩土工程人文（文学）,总学分15 分；
第6 学期：设计简介Ⅱ 建筑结构建筑环境系统混凝土设计（或钢结构设计）通信工程,总学分15 分；
第7 学期：数学选修项目管理与经济学暖通空调设计（或高效安全建筑设计）专业选修课Ⅰ 美国政府Ⅰ,总学分15 分；
第8 学期：一体化设计契约责任与道德专业选修课Ⅱ 专业选修课Ⅲ 美国政府Ⅱ,总学分16分；
共计126 学分,43 门课程,主要涵盖建筑学、建筑结构、建筑环境等方面.
4 科罗拉多大学建筑工程专业人才培养模式
在科罗拉多大学,该专业隶属工程与应用科学学院,其人才培养目标为：培养学生掌握宽泛的知识和技能,使其能够胜任相关职业,并引领建筑业的四大核心领域之一：电器及照明系统,加热、通风和空调（HVAC）系统,结构,工程建设与管理.课程分布与学分情况如下：
第1 学期：微积分Ⅰ 基础工程化学工程化学实验建筑工程概论工程制图人文必选课,总学分16 分；
第2 学期：微积分Ⅱ 大学物理Ⅰ 测绘信息概论工程计算人文必选课,总学分17 分；
第3 学期：微积分Ⅲ 大学物理Ⅱ 热力学分析力学Ⅰ屋宇建造概论,总学分17 分；
第4 学期：线性代数与微分方程建筑光学Ⅰ 流体力学与传热学屋宇工程系统材料力学Ⅰ,总学分16 分；
第5 学期：建筑光学Ⅱ 屋宇机械系统电工学结构分析建造概论,总学分15分；
第6 学期：人文科技写作专业必选课Ⅰ 建筑电气结构设计造价工程,总学分15 分；
第7 学期：专业必选课Ⅱ 专业必选课Ⅲ 暖通空调设计建筑设计建筑学历史与理论Ⅰ,总学分15 分；
第8 学期：屋宇系统实验暖通空调系统控制课程设计建筑学历史与理论Ⅱ 人文必选课,总学分17 分；
（注:专业选修课包括建筑照明、建筑能源设计、可持续建筑设计,以及太阳能利用等课程.）
共计128 学分,41 门课程,主要涵盖建筑学、建筑结构、建筑环境等方面.
5 南京工程学院建筑环境与能源应用工程专业人才培养模式在南京工程学院,该专业隶属能源与动力工程学院,其人才培养目标为：培养具有工程意识、能力和创新能力,掌握建筑环境及设备的设计理论与方法、制造技术、检测与控制专业基础知识,掌握人工环境系统集成技术、使用与维护等专业知识,能够胜任建筑人工环境系统设计、制造、运用、管理等工作的应用型专门技术人才.课程分布与学分情况如下：
第1 学期：思想道德修养与法律基础军事理论大学体育Ⅰ 大学外语类课程Ⅰ 中国近现代史纲要高等数学Ⅰ 工程制图大学计算机基础军训,总学分24.5 分；
第2 学期：工程力学Ⅰ 程序设计基础－VB 马克思主义基本原理大学体育Ⅱ 大学外语类课程Ⅱ 高等数学Ⅱ大学物理大学物理实验Ⅰ 大学生心理健康教育VB 语言课程设计,总学分28 分；
第3 学期：工程力学Ⅱ 工程热力学概论Ⅰ 形势与政策大学体育Ⅲ 大学外语类课程Ⅲ 线性代数大学物理实验Ⅱ 金工实习,总学分21.5 分；
第4 学期：机械设计基础传热学工程流体力学电工技术概论Ⅱ 大学生创业教育大学体育Ⅳ 大学外语类课程Ⅳ 机械设计基础课程设计,总学分22.5分；
第5 学期：建筑概论建筑给排水建筑CAD 通风气流技术建筑环境学热质交换原理与设备流体输配管网制冷技术电子技术暖通认识实习,总学分21.5 分；
第6 学期：暖通空调锅炉与锅炉房工艺建筑设备自动化冰蓄冷技术建筑环境测试技术大学生职业发展与就业指导大学外语类课程Ⅴ 专业实验室实践暖通空调课程设计,总学分22 分；
第7 学期：供热工程高层建筑空调燃气输配施工组织与概预算车辆空调空气洁净技术暖通制冷专业英语供热工程课程设计,总学分17 分；
第8 学期：暖通毕业实习暖通毕业设计,总学分19分；
共计175 学分,其中实践课共10 门课程计35 学分,公共基础课、专业基础课和专业课共56 门课程计140 学分,专业课主要涵盖暖通空调、建筑设备、建筑控制与施工等方面.
6 中美典型工科院校人才培养模式比较分析
从人才培养目标来看,其共同点在于均注重人工环境系统集成技术的掌握,不同点在于,普渡大学着眼未来可持续发展；德克萨斯大学奥斯汀分校侧重建筑、土木与环境方面的交叉,科罗拉多大学则是宽泛大类培养,涵盖了建筑四大核心学科（电器及照明系统,加热、通风和空调系统,结构,工程建设与管理）；南京工程学院注重建筑环境与设备,强调学以致用.
从课程数量与学分来看,南京工程学院学生课程数量为美国高校的1.3 倍,所修的学分为美国高校的1.1 倍.究其原因,我校存在课程拆分或重复设置情况,例如,我校把普渡大学的传热与传质课程拆分为传热学和热质交换原理与设备两门课程,又如,我校把科罗拉多大学的流体力学与传热学课程拆分为流体力学和传热学两门课程,造成部分授课内容重复.
从专业交叉性来看,我校建筑环境与能源应用工程专业课程设置仅局限于暖通空调领域,专业交叉性不强；而美国高校除了设置暖通空调方面的课程,还设置了建筑结构、建筑机电、环境的可持续发展等方面课程,属于宽泛大类培养模式.因此,美国高校的学生自由度较高,学生可以根据自己的兴趣,通过选修课的方式来加深某一专业方向的学习,而在我校,跨专业选课的难度依然较大.
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