建筑电气与智能化虚拟教研室建设路径探索研究

［摘 要］ 人工智能、互联网技术的飞速发展，对传统教研室产生了巨大的冲击。针对“智能+”时代，传统教研室运行模式不能满足交叉学科人才培养需求，通过优化课程体系、教学内容和教学方法，探索突破时空限制、高效便捷、形式多样的教研模式。通过“线上+线下”混合式教学，借助校企合作、行业协作、专业融合发展，实现教研一体化，将智能、建环、信息类等专业的教师团队凝聚，开展教学交流研讨与培训，优势互补，建设高水平建筑智能化领域教学团队。

［关键词］ 虚拟教研室；建筑电气与智能化；人才培养

［基金项目］ 2022年度第二批国家虚拟教研室项目“建筑智能化实验课程群虚拟教研室”（教高厅函〔2022〕13号）；2021年度陕西本科和高等继续教育教学改革研究项目“建筑电气与智能化虚拟教研室建设路径探索研究”（21BY044）；2021年度校重点教改项目“建筑电气与智能化虚拟教研室建设路径探索研究”

［作者简介］ 闫秀英（1980—），女，河北新乐人，博士，西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院副教授，主要从事建筑智能化与节能控制教研融合研究；于军琪（1969—），男，陕西西安人，博士，西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院教授，主要从事建筑智能化与节能控制教研融合研究；冯增喜（1979—），男，陕西韩城人，博士，西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院副教授，主要从事建筑智能化与节能控制教研融合研究。

［中图分类号］ G642.8 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）45-0117-04 ［收稿日期］ 2023-07-29

教研室是专业建设和学科建设的最基层组织，是人才培养、科学研究、社会服务等的前沿阵地，是推进“双一流”建设的重要抓手。信息时代，人工智能、互联网技术的飞速发展，使“双一流”建设在一定程度上对传统教研室产生了巨大的冲击，机遇与挑战并存。2021年7月，教育部高等教育司发布《关于开展虚拟教研室试点建设工作的通知》，为提升大学教学水平与学术层次［1］，各专业纷纷开展虚拟教研室建设探索实践，促进专业内涵建设和提高人才培养质量。

教研室在运行过程中普遍存在一些问题，如教研室建设思路和运行模式陈旧、规章制度不健全、职责不清晰等。虚拟教研室的运行机制受传统教研室运行机制的影响，忽视成员能动性的发挥，没有重视合作和跨学科区域的交流。对此，开展了基于自组织理论［2］等的虚拟教研室探索研究，推进高校虚拟教研室的逻辑框架和内涵式建设［3］。教育信息化2.0时代，为满足新工科、“双一流”建设新要求，不论是本科教学还是研究生教育，不论是技术知识传授还是思政建设，都亟须进行新型教研室运行模式的探索。

建筑电气与智能化专业作为新兴交叉学科专业，特别是本专业知识领域信息更新快、涉及知识面广、系统类型多的特点，师资队伍要进行全面、内涵式发展建设，需要“智能+”时代虚拟教研室的有力推动，并推动教研知识生产的数字化、网络化、智能化转型［4］，才能保证人才培养的可持续性。

一、虚拟教研室要解决的教学问题

第一，“智能+”时代，传统教研室运行模式无法满足交叉学科人才培养需求。随着社会发展，人工智能、大数据分析、物联网等新技术飞速发展，新工科对专业提出了更深更广的要求，大型公建智能化、智慧城市、地下综合管廊、装配式建筑、智能制造等新兴领域，对人才培养提出了新挑战，对2020级、2021级人才培养方案相继进行了完善优化，但是在实施过程中采用何种运行模式是有待探索的问题之一。

第二，“单一型”师资队伍无法满足新工科培养优秀的综合素质人才目标的需求。教师是办学的主体，师资队伍水平决定了人才培养质量；满足智慧城市、建筑信息化、智能化等新产业、新技术教学的师资队伍，必须融合交叉学科、专业的教师。因此，如何将从事相近方向的教学、科研、设计、应用的人员组建为跨学科、跨专业的校内外相结合的高水平教研团队，是亟须解决的问题之一。

第三，传统“实体”实践教学条件无法满足工程认证对学生实践能力培养的需求。建筑电气与智能化专业为应用型本科专业，随着科技发展，行业人才需求越来越高。教师工程实践指导能力与大学生实践能力不足，目前专业实践教学资源不足，实验环境、实验设备为多年前采购，陈旧落后，有些教学环节不能深入开展，大部分学生仅限于电气设计，对于智慧系统的设计研发能力有待提升，无法满足新的培养目标需求，实现国家一流专业建设需要，因此需要校企合作、产教融合，进行实验教学资源建设。

二、虚拟教研室建设思路

建筑电气与智能化虚拟教研室的建设研究思路如图1所示，根据目前我校建筑电气与智能化专业存在的上述三个主要教学问题，研究团队以建筑电气与智能化教研室为主体，依托“高校—出版社—企业”三方，借助建环、信息类专业和其他专业教学资源，以文献研究、调查研究为基础，对“公共平台课→专业基础课→专业课→创新实践课”链条中的课程开展案例教学研究，进行虚拟教研室运行模式探索，锻造高水平教学团队，并建立优质共享的建筑电气与智能化教研资源库，归纳总结建筑电气与智能化“智能+”虚拟教研室的建设路径。

三、研究方法

以文献研究和实地调查研究为基础，重点开展理论课程和实验教学的案例研究，认真汲取国内外本专业相关领域内最新的技术，借鉴国内外知名大学已取得的经验及先进理念，结合本校优势学科的发展趋势和本专业的发展方向，以系统工程的方法为指导，进行虚拟教研室运行模式探索研究。具体研究方法与措施如下。

（一）提炼建筑电气与智能化虚拟课程链群，开展联合教研

根据学生选课需求，形成“公共平台课—专业基础课—专业课—创新实践课”虚拟教学课程链条，包含编程工具、理论、原理、系统、工程应用性知识课程（“C语言程序设计”“Python语言程序设计”“建筑智能环境学”“计算机网络与通信”“供配电与照明技术”“公共安全技术”“建筑设备自动化”），专业方向课程设置分为三个模块，即“建筑电气化”“建筑智能化”和“建筑可持续性”。2021级人才培养方案从人工智能+、新产业、新技术三个维度，立体化、全方位地再次进行了课程体系及教学内容优化，增设“电力系统分析”“流体力学”“太阳能利用技术”等，保证课程体系的可持续性，促进智慧城市建设。

基于国家一流课程“大型公共建筑中央空调系统控制与节能优化”“智能建筑综合实验”和省一流课程“建筑设备自动化”及“建筑智能计算机控制技术”等，获准了国家级建筑智能化实验课程群虚拟教研室，以此为基础构建了本专业智能化领域各实验课程的知识图谱，以及智能化实验课程链群知识图谱，厘清了各课程间的关联和知识结构。

（二）新型基层教学组织运行机制研究

1.利用信息化手段，“建筑物信息设施系统”“供配电与照明技术”“公共安全技术”等课程开展了“线上+线下”混合式教学，通过课堂报告、线上习题作业、视频学习等教学实践提高学生的综合能力。不断完善线上线下教学管理和考核制度，由系、院考核到学校考评，形成了完善的线上线下混合教学认定机制。

2.教研室陆续通过微信、腾讯会议、国家虚拟教研室平台开展虚实结合的教学研究活动，如：课程思政、知识图谱、新工科、工程认证、联合毕设等线上交流活动，充分调动了教师的教学活力，形成了跨学科、跨专业、跨学校、跨地域的基层教学组织建设管理教研交流和运行机制。

3.将交叉学科知识、技术素材、应用案例等进行系统化、科学化提炼加工，编写突出新工科特色的课程教材：《建筑智能计算机控制》《建筑设备自动化系统》《建筑电气控制技术》《建筑电气与智能化课程设计指导与实例》《建筑电气与智能化专业英语》，目前均已列入住建部“十四五”规划教材，打下了持续高质量人才培养的“地基”。

通过上述实践优化了课程体系、教学内容和教学方法，探索了突破时空限制、高效便捷、形式多样的教研模式。

（三）虚拟教研资料库建设

1.针对建筑智能化领域教学中暖通空调、安防与消防、配电照明等内容，将行业最新的发展动态等融入实验教学设计，在上述载体课程支持下，借助“互联网+”技术，实现“理论—技术—实验—思政”链条，根据此领域的理论、技术制定实验课程建设规划，完善实验课程知识体系和知识图谱，开发了教学视频、电子课件，更新了实验教学案例。

2.经过校企研讨，对课程理论与实验教学内容进行了更新，扩建了实习基地，将行业的先进技术融入开放性实验。参加本专业教指委联合毕业设计，同时与校内环境工程、土木工程和工程管理专业开展了联合毕设，积累了专业内和专业间的联合毕设经验和联合毕设资源。

3.针对虚拟教学课程链条中的案例课程，构建虚实结合的智能化实验课程教学资源库，包括：教学大纲、教学课件、教学案例、题库、知识图谱等。在本专业范围内实现共享、共建、共用。

（四）“创新与实践”锻造高水平教学团队，构建虚拟教研室师资队伍交流、培训机制

1.通过“线上+线下”教研活动和混合式教学，本虚拟教研室借助校企合作、行业协作、专业融合发展，实现教研一体化，将智能、建环、信息类等专业的教师团队凝聚，开展教学交流研讨与培训，优势互补，如：“建筑供配电与照明技术”“公共安全技术”“建筑电气CAD与BIM应用”“太阳能利用技术”课程分别请自动化专业、人工智能专业、建筑学专业和建筑环境与能源应用工程专业的教师合作教授，形成“跨区域—跨学科—跨专业”的教学梯队。

2.通过实施国家一流课程建设研讨、规划教材编写、虚拟仿真实验交流会、教材与教改论文研讨、联合毕设等活动，提升教师的综合教能，特别是实践应用能力，在具体教学研究实践中锻造高水平建筑智能化领域教学团队。

通过总结上述活动构建虚拟教研室师资队伍交流、培训机制。

结语

建筑电气与智能化虚拟教研室建设突出“虚拟+”与“智能+”的特点；“理论—实践—思政”相互促进融合，发挥了国家级虚拟仿真实验教学一流课程建设的思路及信息平台，以“虚拟+”的方式建设教学团式的教育部新工科研究与实践项目的实施经验，从整体功能上夯实“智能+”新型基层教学组织的作用，建筑智能化领域实验课程群的建设内容，也具有“智能+”建筑的特色。发挥多方合作建设优势，共建、共用、共同提高，多种形式传播与推广研究成果，也促进了高等教育基层教学组织的新发展。

参考文献

［1］桑新民，贾义敏，焦建利，等.高校虚拟教研室建设的理论与实践探索［J］.中国高教研究，2021（11）：91-97.

［2］刘璐婵，孙彩云.基于自组织理论的“智能+”时代高校虚拟教研室运行机制研究［J］.黑龙江高教研究，2023，41（8）：122-127.

［3］陈静，谢长法.数字化转型下虚拟教研室建设的逻辑框架与推进路径［J］.电化教育研究，2023，44（6）：54-59+73.

［4］张双志.虚拟教研室：数字时代教研知识的共同生产［J］.黑龙江高教研究，2023，41（7）：155-160.

Exploration and Research on the Construction Path of Building Electricity and Intelligence Virtual Teaching and Research Offices

YAN Xiu-ying1， YU Jun-qi1， FENG Zeng-xi1， MENG Yue-bo2

（1.School of Building Services Science and Engineering， Xi’an University of Architecture and Technology， Xi’an， Shaanxi 710055， China; 2. College of Information and Control Engineering， Xi’an University of Architecture and Technology， Xi’an， Shaanxi 710311， China）