基于“新工科”背景下的建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程優(yōu)化研究

金樾 李季 董艷芳 鞏新枝 姚斌 羅旋

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速變革，建筑行業(yè)中信息技術(shù)的應(yīng)用、行業(yè)精細(xì)化分工越來(lái)越明顯，為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技改革與創(chuàng)新的國(guó)家戰(zhàn)略及教育部提出的“新工科”人才教育計(jì)劃，同時(shí)，地方院校面臨著“重藝術(shù)輕技術(shù)”的普遍問(wèn)題，導(dǎo)致缺乏建筑學(xué)“新工科”人才培養(yǎng)的針對(duì)性標(biāo)準(zhǔn)，以及各專(zhuān)業(yè)壁壘深厚，交流合作不足等問(wèn)題。本文以建筑專(zhuān)業(yè)《建筑物理》課程為例進(jìn)行分析，提出技術(shù)類(lèi)課程深入化、交叉化、協(xié)同化培養(yǎng)方式，培養(yǎng)具有創(chuàng)新研究型建筑人才，以期為同類(lèi)型專(zhuān)業(yè)院校建筑專(zhuān)業(yè)“新工科”教育提供參考。

關(guān)鍵詞：新工科;建筑技術(shù)課程;課程優(yōu)化;課堂翻轉(zhuǎn)

當(dāng)前世界范圍內(nèi)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速進(jìn)行，高等院校的本科生教育已成為人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要組成部分。高等院校必須更加注重本科生教育質(zhì)量，加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，以滿(mǎn)足社會(huì)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的實(shí)際需求。

基于新經(jīng)濟(jì)發(fā)展及新工科人才培養(yǎng)需求，建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)必須與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)城鄉(xiāng)建設(shè)多學(xué)科交叉融合和專(zhuān)業(yè)協(xié)同的人才培養(yǎng)模式構(gòu)建進(jìn)行探索。在對(duì)學(xué)科專(zhuān)業(yè)現(xiàn)狀存在主要問(wèn)題分析的基礎(chǔ)上，以學(xué)生為中心，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)以新信息技術(shù)為支撐的多學(xué)科交叉融合復(fù)合型人才。

一、傳統(tǒng)建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程面臨的主要問(wèn)題

（一）課程設(shè)置缺乏“多學(xué)科交叉融合”

傳統(tǒng)建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)，建筑技術(shù)課程主要包括：《建筑測(cè)量》《計(jì)算機(jī)輔助制圖》《建筑物理——聲、光、熱》《綠色/生態(tài)建筑》等理論課程，課程以理論教學(xué)為主，課程與課程之間的交流與互補(bǔ)不足，在實(shí)際教學(xué)中，技術(shù)類(lèi)課程、設(shè)計(jì)類(lèi)課程及數(shù)字軟件課程已形成堅(jiān)固壁壘，受到師資調(diào)配、課程固化等問(wèn)題的阻擾，彼此之間缺乏有機(jī)鏈接。

（二）課程前瞻性不足

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)及AI技術(shù)的快速更新，建筑學(xué)科未來(lái)也面臨更多的可能性，包括AI智能設(shè)計(jì)、python快速識(shí)圖等技術(shù)的應(yīng)用，使得建筑方案更加多元化、效率更高化;建筑企業(yè)需要人才具有更廣闊及更富有創(chuàng)造性思維，而目前建筑專(zhuān)業(yè)課程大多還停留在傳統(tǒng)建筑人才培養(yǎng)模式上，主要注重學(xué)生的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能力及制圖能力，設(shè)計(jì)以任務(wù)書(shū)要求為主，學(xué)生按功能、面積、流線(xiàn)進(jìn)行組織，而如何創(chuàng)造性地解決如社區(qū)、街區(qū)、城市乃至更深層次的社會(huì)及技術(shù)問(wèn)題，是學(xué)生所缺乏的。

二、基于“新工科”及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的課程應(yīng)對(duì)

（一）夯實(shí)基礎(chǔ)——扎實(shí)工程技術(shù)基礎(chǔ)

就地方高校而言，培養(yǎng)學(xué)生的“設(shè)計(jì)”思維及職業(yè)素養(yǎng)是基礎(chǔ)，而技術(shù)類(lèi)課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容在低年級(jí)階段需要學(xué)生有扎實(shí)的基本功，如建筑物理需要學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握與建筑有關(guān)的傳熱原理、維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱方法，建筑的自然采光、建筑聲學(xué)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，它為學(xué)生的設(shè)計(jì)課程提供了能力儲(chǔ)備及工程支撐，因此，課程的教授要理論、實(shí)驗(yàn)及工程三大模塊同時(shí)嵌入，使學(xué)生有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

（二）創(chuàng)新發(fā)展——培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用思維

在學(xué)生對(duì)建筑學(xué)有了基本的理解與應(yīng)用之后，學(xué)科的創(chuàng)新才有了基石。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)貫穿與建筑學(xué)的整個(gè)過(guò)程，但重點(diǎn)培養(yǎng)主要在三年級(jí)之后，三、四年級(jí)需要培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力，即解決問(wèn)題與創(chuàng)新能力階段。當(dāng)前建筑學(xué)科和領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)“跨學(xué)科”的發(fā)展趨勢(shì)，呈現(xiàn)出系統(tǒng)化的思維方法和基于研究的設(shè)計(jì)活動(dòng)兩大特征：系統(tǒng)化表現(xiàn)在設(shè)計(jì)對(duì)象和設(shè)計(jì)方法上;基于研究的設(shè)計(jì)旨在解決復(fù)雜化和不斷更新的問(wèn)題。技術(shù)課程的設(shè)計(jì)則應(yīng)注重多學(xué)科的“融合”，如綠色建筑設(shè)計(jì)方法可以與環(huán)境、景觀專(zhuān)業(yè)相結(jié)合，要求學(xué)生了解設(shè)計(jì)方法的同時(shí)，對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行“景觀”設(shè)計(jì)，植被的選擇、構(gòu)造創(chuàng)新、對(duì)雨水及中水回用的設(shè)備選擇等。課程可以以講座、調(diào)研及專(zhuān)家邀請(qǐng)等方式進(jìn)行，使學(xué)習(xí)不僅僅局限在課堂上。

（三）平臺(tái)借鑒——增強(qiáng)“新工科”實(shí)踐能力

在人才培養(yǎng)上，筆者所在高校院始終堅(jiān)持開(kāi)放辦學(xué)，產(chǎn)教融合的發(fā)展戰(zhàn)略——依托企業(yè)、社會(huì)，注重學(xué)科更新與改革，每年以走訪、問(wèn)卷等方式對(duì)企業(yè)及畢業(yè)生進(jìn)行人才培養(yǎng)情況調(diào)研，通過(guò)建立“人才基地”“實(shí)習(xí)基地”等方式為學(xué)生搭建實(shí)踐平臺(tái)，目前，本專(zhuān)業(yè)已在多個(gè)包括設(shè)計(jì)公司、研究單位建立了“培養(yǎng)基地”，如去年與廣西建院數(shù)字建筑（BIM）技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展研究中心進(jìn)行了交流，了解其在人才需求上的具體要求及他們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)及管理上應(yīng)用的新科技、新技術(shù)案例，本專(zhuān)業(yè)也期望與類(lèi)似研究型企業(yè)合作，為學(xué)生提供專(zhuān)業(yè)實(shí)踐平臺(tái)，特別是以具體項(xiàng)目展開(kāi)，進(jìn)行分類(lèi)指導(dǎo)，從而提高學(xué)生對(duì)于“云數(shù)據(jù)、BIM全過(guò)程設(shè)計(jì)及運(yùn)營(yíng)”等知識(shí)的實(shí)際理解與應(yīng)用，增強(qiáng)其實(shí)踐能力。最終實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)“全過(guò)程”能力的掌握，強(qiáng)調(diào)全面的專(zhuān)業(yè)判斷能力、分析研究能力、技術(shù)操作能力。

三、案例分析

（一）扎實(shí)理論基礎(chǔ)

《建筑物理》是建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是建筑環(huán)境科學(xué)的重要組成部分。本課程的教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生了解建筑室內(nèi)外物理環(huán)境對(duì)人心理、生理的影響及對(duì)物理環(huán)境的基本要求。重點(diǎn)需要掌握有關(guān)熱、光、聲的基本現(xiàn)象和基本概念及基本原理;學(xué)習(xí)基本必要的計(jì)算原理和計(jì)算方法，掌握經(jīng)驗(yàn)公式和有實(shí)用價(jià)值的規(guī)劃、設(shè)計(jì)原則、工程技術(shù)措施。但目前教學(xué)面臨著課時(shí)在不斷縮減而教學(xué)內(nèi)容增加和更新的問(wèn)題，學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)薄弱，對(duì)課程的接受難度大。因此，在教學(xué)中，筆者需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，講授重點(diǎn)知識(shí)前，在“雨課堂”上先發(fā)布今天要講授的重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)及相關(guān)延伸閱讀，以回答問(wèn)題的方式“刺激”學(xué)生主動(dòng)尋求問(wèn)題的答案。如講授“維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱”的知識(shí)，筆者讓學(xué)生各自去尋找你認(rèn)為最涼快或最熱的房間，觀察改房間所處的朝向、位置、墻體厚度、構(gòu)造方式（如果能看出來(lái)），以照片或手繪方式上傳到課堂空間分享，在課堂上，當(dāng)講到傳熱原理時(shí)，把學(xué)生自己找出來(lái)的維護(hù)結(jié)構(gòu)拿出來(lái)分析討論，加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解。

（二）主題式研討

課程中的熱學(xué)部分、光學(xué)中的自然采光與綠色建筑及技術(shù)課程聯(lián)系緊密，學(xué)生在三年級(jí)階段剛好也開(kāi)始進(jìn)行博物館、文化館相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)，因此在本部分的課程中，筆者經(jīng)常會(huì)設(shè)計(jì)一些研究主題，主要考核學(xué)生課外學(xué)習(xí)的情況，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)及設(shè)計(jì)方法，課程期間拿出一個(gè)課程單元（2節(jié)課）學(xué)生自行展示自己的研究資料和設(shè)計(jì)中綠色技術(shù)的應(yīng)用情況，筆者會(huì)邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)課程教師一起來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，針對(duì)性地對(duì)學(xué)生提出意見(jiàn)與建議，多給予積極性肯定評(píng)價(jià)，調(diào)動(dòng)學(xué)生課外學(xué)習(xí)動(dòng)力。

（三）實(shí)驗(yàn)+課外平臺(tái)搭建

本課程要求學(xué)生掌握熱環(huán)境參數(shù)，建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定;同時(shí)理解建筑采光在實(shí)際建筑中的作用，了解建筑中的產(chǎn)生噪音和減弱手段和方法，加強(qiáng)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)中的技術(shù)知識(shí)的理解和應(yīng)用，因此，在課程學(xué)習(xí)上需要以實(shí)驗(yàn)手段及科研的態(tài)度來(lái)加強(qiáng)理解。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生加入教師的科研及實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目工作室，要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)Revit、Ecotect等基本分析軟件，該軟件既能對(duì)建筑進(jìn)行熱、光的模擬分析功能，同時(shí)又有可以將建筑物模型輸出到其他軟件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算并導(dǎo)入計(jì)算結(jié)果以圖形呈現(xiàn)計(jì)算結(jié)果，學(xué)生在項(xiàng)目或課題中很容易獲得學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)自信，這對(duì)于理工基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生未來(lái)的工作與學(xué)習(xí)是非常有益的。

四、小結(jié)

筆者所在高校的地區(qū)為國(guó)家東盟經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要戰(zhàn)略區(qū)域，在國(guó)家“一帶一路”倡議下，隨著客戶(hù)的需求必將日益國(guó)際化，這就要求設(shè)計(jì)企業(yè)也要具備國(guó)際化視野，既要了解國(guó)際規(guī)則、商務(wù)模式，掌握相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也要考慮轉(zhuǎn)變業(yè)務(wù)承接模式，提升建筑師全過(guò)程技術(shù)控制能力，解決復(fù)雜工程建設(shè)的能力。

住建部在《工程勘察設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出試行建筑師負(fù)責(zé)制開(kāi)始，它要求建筑師承擔(dān)總體協(xié)調(diào)和總設(shè)計(jì)師的角色，對(duì)項(xiàng)目最終價(jià)值與品質(zhì)起著關(guān)鍵作用。面對(duì)這些高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，只有能力和素質(zhì)全面的建筑師才能勝任。建筑學(xué)本學(xué)科教育的發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)適應(yīng)新形勢(shì)下的綜合建筑專(zhuān)業(yè)素質(zhì)人才的培養(yǎng)差距很大，因此要真正在全社會(huì)推行建筑師負(fù)責(zé)制，就要從人才培養(yǎng)的源頭——高校建筑學(xué)本科教育開(kāi)始抓起。

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