基于“新工科”背景下的建筑學專業技術課程優化研究

金樾 李季 董艷芳 鞏新枝 姚斌 羅旋

摘要：隨著我國經濟技術的快速變革，建筑行業中信息技術的應用、行業精細化分工越來越明顯，為主動應對新一輪科技改革與創新的國家戰略及教育部提出的“新工科”人才教育計劃，同時，地方院校面臨著“重藝術輕技術”的普遍問題，導致缺乏建筑學“新工科”人才培養的針對性標準，以及各專業壁壘深厚，交流合作不足等問題。本文以建筑專業《建筑物理》課程為例進行分析，提出技術類課程深入化、交叉化、協同化培養方式，培養具有創新研究型建筑人才，以期為同類型專業院校建筑專業“新工科”教育提供參考。

關鍵詞：新工科;建筑技術課程;課程優化;課堂翻轉

當前世界范圍內新一輪科技革命和產業變革加速進行，高等院校的本科生教育已成為人才強國戰略的重要組成部分。高等院校必須更加注重本科生教育質量，加強創新創業能力和綜合素質的培養，以滿足社會新經濟發展對人才的實際需求。

基于新經濟發展及新工科人才培養需求，建筑學專業必須與時俱進，對城鄉建設多學科交叉融合和專業協同的人才培養模式構建進行探索。在對學科專業現狀存在主要問題分析的基礎上，以學生為中心，以產業需求為導向，培養以新信息技術為支撐的多學科交叉融合復合型人才。

一、傳統建筑學專業技術課程面臨的主要問題

（一）課程設置缺乏“多學科交叉融合”

傳統建筑學專業，建筑技術課程主要包括：《建筑測量》《計算機輔助制圖》《建筑物理——聲、光、熱》《綠色/生態建筑》等理論課程，課程以理論教學為主，課程與課程之間的交流與互補不足，在實際教學中，技術類課程、設計類課程及數字軟件課程已形成堅固壁壘，受到師資調配、課程固化等問題的阻擾，彼此之間缺乏有機鏈接。

（二）課程前瞻性不足

隨著時代的快速發展，互聯網及AI技術的快速更新，建筑學科未來也面臨更多的可能性，包括AI智能設計、python快速識圖等技術的應用，使得建筑方案更加多元化、效率更高化;建筑企業需要人才具有更廣闊及更富有創造性思維，而目前建筑專業課程大多還停留在傳統建筑人才培養模式上，主要注重學生的基礎設計能力及制圖能力，設計以任務書要求為主，學生按功能、面積、流線進行組織，而如何創造性地解決如社區、街區、城市乃至更深層次的社會及技術問題，是學生所缺乏的。

二、基于“新工科”及互聯網技術的課程應對

（一）夯實基礎——扎實工程技術基礎

就地方高校而言，培養學生的“設計”思維及職業素養是基礎，而技術類課程的學習內容在低年級階段需要學生有扎實的基本功，如建筑物理需要學生學習并掌握與建筑有關的傳熱原理、維護結構的保溫隔熱方法，建筑的自然采光、建筑聲學等專業知識，它為學生的設計課程提供了能力儲備及工程支撐，因此，課程的教授要理論、實驗及工程三大模塊同時嵌入，使學生有扎實的理論基礎。

（二）創新發展——培養創新應用思維

在學生對建筑學有了基本的理解與應用之后，學科的創新才有了基石。創新能力的培養貫穿與建筑學的整個過程，但重點培養主要在三年級之后，三、四年級需要培養學生發現和解決問題的能力，即解決問題與創新能力階段。當前建筑學科和領域的發展呈現“跨學科”的發展趨勢，呈現出系統化的思維方法和基于研究的設計活動兩大特征：系統化表現在設計對象和設計方法上;基于研究的設計旨在解決復雜化和不斷更新的問題。技術課程的設計則應注重多學科的“融合”，如綠色建筑設計方法可以與環境、景觀專業相結合，要求學生了解設計方法的同時，對維護結構進行“景觀”設計，植被的選擇、構造創新、對雨水及中水回用的設備選擇等。課程可以以講座、調研及專家邀請等方式進行，使學習不僅僅局限在課堂上。

（三）平臺借鑒——增強“新工科”實踐能力

在人才培養上，筆者所在高校院始終堅持開放辦學，產教融合的發展戰略——依托企業、社會，注重學科更新與改革，每年以走訪、問卷等方式對企業及畢業生進行人才培養情況調研，通過建立“人才基地”“實習基地”等方式為學生搭建實踐平臺，目前，本專業已在多個包括設計公司、研究單位建立了“培養基地”，如去年與廣西建院數字建筑（BIM）技術創新發展研究中心進行了交流，了解其在人才需求上的具體要求及他們在建筑設計及管理上應用的新科技、新技術案例，本專業也期望與類似研究型企業合作，為學生提供專業實踐平臺，特別是以具體項目展開，進行分類指導，從而提高學生對于“云數據、BIM全過程設計及運營”等知識的實際理解與應用，增強其實踐能力。最終實現建筑設計“全過程”能力的掌握，強調全面的專業判斷能力、分析研究能力、技術操作能力。

三、案例分析

（一）扎實理論基礎

《建筑物理》是建筑學專業必修的專業基礎課，是建筑環境科學的重要組成部分。本課程的教學任務是使學生了解建筑室內外物理環境對人心理、生理的影響及對物理環境的基本要求。重點需要掌握有關熱、光、聲的基本現象和基本概念及基本原理;學習基本必要的計算原理和計算方法，掌握經驗公式和有實用價值的規劃、設計原則、工程技術措施。但目前教學面臨著課時在不斷縮減而教學內容增加和更新的問題，學生的數理基礎薄弱，對課程的接受難度大。因此，在教學中，筆者需要充分調動學生的學習熱情，講授重點知識前，在“雨課堂”上先發布今天要講授的重點知識點及相關延伸閱讀，以回答問題的方式“刺激”學生主動尋求問題的答案。如講授“維護結構的傳熱”的知識，筆者讓學生各自去尋找你認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、構造方式（如果能看出來），以照片或手繪方式上傳到課堂空間分享，在課堂上，當講到傳熱原理時，把學生自己找出來的維護結構拿出來分析討論，加深對重點知識的理解。

（二）主題式研討

課程中的熱學部分、光學中的自然采光與綠色建筑及技術課程聯系緊密，學生在三年級階段剛好也開始進行博物館、文化館相關的建筑設計，因此在本部分的課程中，筆者經常會設計一些研究主題，主要考核學生課外學習的情況，引導學生自主學習被動式節能技術及設計方法，課程期間拿出一個課程單元（2節課）學生自行展示自己的研究資料和設計中綠色技術的應用情況，筆者會邀請設計課程教師一起來評價學生的學習內容，針對性地對學生提出意見與建議，多給予積極性肯定評價，調動學生課外學習動力。

（三）實驗+課外平臺搭建

本課程要求學生掌握熱環境參數，建筑材料的導熱系數的測定;同時理解建筑采光在實際建筑中的作用，了解建筑中的產生噪音和減弱手段和方法，加強學生在建筑設計中的技術知識的理解和應用，因此，在課程學習上需要以實驗手段及科研的態度來加強理解。同時鼓勵學生加入教師的科研及實際設計項目工作室，要求學生自主學習Revit、Ecotect等基本分析軟件，該軟件既能對建筑進行熱、光的模擬分析功能，同時又有可以將建筑物模型輸出到其他軟件進行相關計算并導入計算結果以圖形呈現計算結果，學生在項目或課題中很容易獲得學習能力與學習自信，這對于理工基礎薄弱的學生未來的工作與學習是非常有益的。

四、小結

筆者所在高校的地區為國家東盟經濟發展重要戰略區域，在國家“一帶一路”倡議下，隨著客戶的需求必將日益國際化，這就要求設計企業也要具備國際化視野，既要了解國際規則、商務模式，掌握相關的國際標準，也要考慮轉變業務承接模式，提升建筑師全過程技術控制能力，解決復雜工程建設的能力。

住建部在《工程勘察設計行業發展“十三五”規劃》中提出試行建筑師負責制開始，它要求建筑師承擔總體協調和總設計師的角色，對項目最終價值與品質起著關鍵作用。面對這些高標準、嚴要求，只有能力和素質全面的建筑師才能勝任。建筑學本學科教育的發展現狀對適應新形勢下的綜合建筑專業素質人才的培養差距很大，因此要真正在全社會推行建筑師負責制，就要從人才培養的源頭——高校建筑學本科教育開始抓起。

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