新工科建設(shè)背景下現(xiàn)代信息技術(shù)與風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)相融合的途徑
——以長春建筑學(xué)院為例

劉寶昌

(長春建筑學(xué)院建筑與規(guī)劃學(xué)院，長春 130607)

一、新工科建設(shè)背景下現(xiàn)代信息技術(shù)融入風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)的必要性

2017年，教育部針對(duì)本科層次的工科教育提出建設(shè)新工科的要求，并形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”新工科建設(shè)的“三部曲”。同年，教育部還發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》和《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》[1]，希望各高校積極開展新工科的研究實(shí)踐，深化工程教育改革，推進(jìn)新工科的建設(shè)與發(fā)展。新工科與老工科相比，更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)用性、交叉性與綜合性，新工科包含了人工智能、機(jī)器人工程、數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)空間安全等方面，同時(shí)也涉及了包含風(fēng)景園林專業(yè)在內(nèi)的傳統(tǒng)工科專業(yè)。

風(fēng)景園林是規(guī)劃、設(shè)計(jì)、保護(hù)、建設(shè)和管理戶外自然和人工境域的學(xué)科，它需要融合工、理、農(nóng)、文、管理學(xué)等不同門類的知識(shí)，交替使用邏輯思維和形象思維，綜合應(yīng)用各種科學(xué)和藝術(shù)手段，具有交叉學(xué)科的特征[2]。因此，風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)在發(fā)展過程中逐漸形成了實(shí)踐性、應(yīng)用性及綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)。但是，目前的風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)存在教學(xué)目標(biāo)與社會(huì)需求不匹配、數(shù)字信息技術(shù)類課程建設(shè)滯后、教學(xué)方式單一枯燥、優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源不夠豐富、無法滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求等諸多問題，影響了風(fēng)景園林專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。

近年來，隨著5G移動(dòng)通信、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與人工智能以及大數(shù)據(jù)的連接愈加緊密，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在場景化教學(xué)、模擬實(shí)訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用越來越廣泛，并逐漸改變了課程教學(xué)方式，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課程教學(xué)的不足。因此，將現(xiàn)代信息技術(shù)與風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)相融合，可以改變單一的教學(xué)方式，使專業(yè)教學(xué)呈現(xiàn)出學(xué)科交叉、創(chuàng)新引導(dǎo)、強(qiáng)化應(yīng)用和多元互動(dòng)等現(xiàn)代特征，從而滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，提升專業(yè)教學(xué)效果。

二、新工科建設(shè)背景下現(xiàn)代信息技術(shù)與風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)相融合的途徑

長春建筑學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)為了適應(yīng)國家對(duì)新工科人才的要求，對(duì)專業(yè)教學(xué)進(jìn)行了積極改革，從新理念、新結(jié)構(gòu)與新方法3個(gè)層面積極探索了在新工科背景下將現(xiàn)代信息技術(shù)與風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)相融合的途徑,見圖1。

圖1 新工科建設(shè)背景下現(xiàn)代信息技術(shù)與風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)相融合的途徑

由圖1可見，風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)首先要樹立新工科理念，利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)進(jìn)行改造升級(jí)；其次要基于現(xiàn)代信息技術(shù)明確專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建與之相應(yīng)的課程體系；最后要利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)施混合式教學(xué)，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)的路徑，輔以數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)，使學(xué)生具備將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)景園林建設(shè)與管理的能力。

(一)確立基于現(xiàn)代信息技術(shù)的風(fēng)景園林專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

我國風(fēng)景園林專業(yè)的發(fā)展與人居環(huán)境建設(shè)的需要休戚相關(guān)，以生態(tài)學(xué)及數(shù)字化信息技術(shù)為代表的科學(xué)與技術(shù)已經(jīng)滲透到風(fēng)景園林實(shí)踐的各方面。在此背景下，為了培養(yǎng)能滿足社會(huì)需求的新工科人才，首先要明確風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。經(jīng)過充分論證和調(diào)整，長春建筑學(xué)院將風(fēng)景園林專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)定為：基于新工科的教學(xué)理念，培養(yǎng)具備良好的專業(yè)素質(zhì)、能解決風(fēng)景園林實(shí)際問題，同時(shí)要具有新時(shí)代創(chuàng)新精神的“通合一體、一專多能”的融通型風(fēng)景園林專業(yè)人才。

(二)構(gòu)建基于現(xiàn)代信息技術(shù)的專業(yè)課程體系

長春建筑學(xué)院傳統(tǒng)的風(fēng)景園林專業(yè)課程體系缺乏信息技術(shù)類課程，為了彌補(bǔ)這一不足，學(xué)院對(duì)課程體系進(jìn)行了前瞻性和動(dòng)態(tài)性的調(diào)整，在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生基本設(shè)計(jì)能力教學(xué)階段增加計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)字化技術(shù)與建筑類課程，以滿足學(xué)生在數(shù)字技術(shù)與風(fēng)景園林環(huán)境分析及評(píng)價(jià)、數(shù)字技術(shù)輔助風(fēng)景園林設(shè)計(jì)/建設(shè)/管理與運(yùn)營等方面的能力需求[3]；在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、學(xué)科交叉能力和實(shí)踐應(yīng)用能力教學(xué)階段，增加了地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用、大數(shù)據(jù)與城市規(guī)劃、測量與遙感類課程，系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)字技術(shù)和大數(shù)據(jù)輔助解決風(fēng)景園林設(shè)計(jì)中實(shí)際問題的能力；同時(shí)輔以人文藝術(shù)類課程，構(gòu)建更為科學(xué)的專業(yè)課程體系。新工科背景下基于現(xiàn)代信息技術(shù)的風(fēng)景園林專業(yè)課程體系見圖2。

圖2 新工科建設(shè)背景下基于現(xiàn)代信息技術(shù)的風(fēng)景園林專業(yè)課程體系

(三)利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)施混合式教學(xué)

將現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)深度融合，營造混合式的教學(xué)環(huán)境，可以更好地實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，使教學(xué)更具個(gè)性化、吸引力和互動(dòng)性。例如，學(xué)生通過電腦端口或手機(jī)APP接口，就可以獲取校內(nèi)的數(shù)字教學(xué)資源或是鏈接到公共網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字教學(xué)資源，打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的時(shí)空局限和資源局限。在此基礎(chǔ)上，長春建筑學(xué)院有效實(shí)施了線下導(dǎo)學(xué)、線上自學(xué)、直播促學(xué)、全程評(píng)學(xué)的混合式教學(xué)。

以“風(fēng)景園林工程”課程教學(xué)為例，任課教師利用南京林業(yè)大學(xué)建立的“園林工程”在線開放課程資源，梳理出課程教學(xué)包含的園路等6大工程和園路鋪裝等86個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)其中工期長、工程量大的施工現(xiàn)場進(jìn)行了重新錄制，輔以詳細(xì)講解，以此彌補(bǔ)現(xiàn)有“園林工程”在線課程缺少現(xiàn)場施工視頻資源的不足。對(duì)于難以理解的土方工程等知識(shí)點(diǎn)，任課教師利用在線動(dòng)畫開發(fā)軟件制作了教學(xué)動(dòng)畫，在增加教學(xué)趣味性的同時(shí)，也使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)有了直觀的感受，從而更易于理解。課后，通過“超星學(xué)習(xí)通”平臺(tái)，教師可以根據(jù)課堂報(bào)告、學(xué)情統(tǒng)計(jì)和成績統(tǒng)計(jì)等大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。

(四)為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑

目前，雖然慕課、微課和其他數(shù)字化輔助教學(xué)資源能夠給學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)途徑，但是并不能滿足不同層次學(xué)生的實(shí)際需求。因此，長春建筑學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)依靠移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)和人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，為不同層次的學(xué)生建設(shè)精準(zhǔn)化的學(xué)習(xí)路徑，以進(jìn)一步提升學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的品質(zhì)。

首先，以知識(shí)點(diǎn)為核心組織教學(xué)。例如“中外園林史”課程教學(xué)比較枯燥，因此授課教師通過微課將知識(shí)點(diǎn)一一呈現(xiàn)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地開展自主學(xué)習(xí)。其次，以項(xiàng)目為載體實(shí)施有針對(duì)性的教學(xué)指導(dǎo)。例如，在開展“風(fēng)景園林設(shè)計(jì)”課程教學(xué)時(shí)，任課教師以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式組織學(xué)習(xí)活動(dòng)，借助信息技術(shù)，將線上學(xué)習(xí)活動(dòng)與線下學(xué)習(xí)活動(dòng)相結(jié)合，搭建了小組會(huì)議和中期評(píng)圖等多樣化的學(xué)習(xí)場景。教師對(duì)學(xué)生按照任務(wù)目標(biāo)自主選定的項(xiàng)目地和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。最后，教師可以利用大數(shù)據(jù)開展課程評(píng)價(jià)。通過“學(xué)習(xí)通”和“雨課堂”等信息化教學(xué)平臺(tái)，教師對(duì)教學(xué)全過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，生成課程教學(xué)評(píng)價(jià)表，學(xué)生通過評(píng)價(jià)表可以精準(zhǔn)了解自己在整個(gè)學(xué)習(xí)過程的狀態(tài)，教師可以根據(jù)學(xué)情及時(shí)調(diào)整教學(xué)資源的供給，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。

(五)加強(qiáng)數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)

為了將現(xiàn)代信息技術(shù)更好地與風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)相融合，長春建筑學(xué)院整合了公共網(wǎng)絡(luò)數(shù)字教學(xué)資源，加強(qiáng)了校內(nèi)數(shù)字教學(xué)資源和虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源的建設(shè)。

首先，依托北京林業(yè)大學(xué)的“植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)論”、同濟(jì)大學(xué)的“風(fēng)景園林景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)基本原理”和華中科技大學(xué)的“園林植物”等線上慕課資源，結(jié)合專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀，開展了小規(guī)模限制性在線課程的建設(shè)，從風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)、風(fēng)景園林工程與技術(shù)、風(fēng)景園林政策法規(guī)與經(jīng)營管理、園林植物應(yīng)用和自然資源與遺產(chǎn)保護(hù)等5個(gè)方面開展公共數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)資源的整合工作，包括教學(xué)案例的文本、圖紙、圖片、模型、視頻等，形成了系統(tǒng)的項(xiàng)目化和個(gè)性化學(xué)習(xí)的教學(xué)案例庫。

同時(shí)，長春建筑學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)依托學(xué)校現(xiàn)代教育信息中心平臺(tái)，制作了“風(fēng)景園林工程”“中國園林史”“中外建筑史”“環(huán)境心理學(xué)概論”和“居住區(qū)規(guī)劃原理”5門慕課課程，以及“西方園林史”“風(fēng)景園林計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”和“園林樹木學(xué)”3門課程的微課制作。

2016年，長春建筑學(xué)院設(shè)立了我國首個(gè)VR本科專業(yè)；2018年申請(qǐng)成立了吉林省VR創(chuàng)新應(yīng)用工程研究中心，中心建筑面積1 500平方米，資金投入達(dá)1 000萬元，并依托學(xué)院在建筑領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，逐步成為擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的VR平臺(tái)。借助這個(gè)平臺(tái)，一方面學(xué)生可以開展輔助設(shè)計(jì)，利用三維空間感受建筑與環(huán)境的空間尺度，擁有交互性的空間體驗(yàn)，提升設(shè)計(jì)水平；另一方面教師可以運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行模擬，解決了風(fēng)景園林工程類課程難于開展實(shí)踐教學(xué)的難點(diǎn)。

三、新工科建設(shè)背景下現(xiàn)代信息技術(shù)與風(fēng)景園林專業(yè)教學(xué)相融合取得的成效

(一)突出了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念

現(xiàn)代信息技術(shù)為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件。學(xué)生從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性明顯增加，基礎(chǔ)知識(shí)運(yùn)用能力和設(shè)計(jì)能力顯著增強(qiáng)。同時(shí)，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用，增加了師生之間、學(xué)生之間的交流互動(dòng)，也養(yǎng)成了學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。

(二)提升了學(xué)生的專業(yè)綜合能力

長春建筑學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)在新工科背景下，通過現(xiàn)代信息技術(shù)與專業(yè)教學(xué)深度融合，改變了傳統(tǒng)的灌輸式、應(yīng)試型、單向傳授的教學(xué)模式，構(gòu)建了全新的混合式教學(xué)模式，為面向新時(shí)代的人才培養(yǎng)帶來更為廣闊的發(fā)展空間和全新的內(nèi)涵。近3年來，數(shù)字化模型工作坊、多肉微景觀工作室等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目在中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲獎(jiǎng)；“疊韻——隱于城市的喧囂”等園林設(shè)計(jì)作品在“艾景獎(jiǎng)”國際園林景觀設(shè)計(jì)大賽中獲得銀獎(jiǎng)。每年有近50%的畢業(yè)班學(xué)生在就業(yè)單位實(shí)習(xí)，學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐能力廣受用人單位的好評(píng)。讀研深造的本科生達(dá)畢業(yè)生總數(shù)的13%，就業(yè)率穩(wěn)定在90%以上，且就業(yè)單位多是與專業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)公司與企業(yè)等。

(三)取得了一系列教學(xué)研究成果

長春建筑學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)將信息技術(shù)應(yīng)用于專業(yè)教學(xué)后，取得了一系列教學(xué)成果，其中，“中外園林史”課程獲得2019年吉林省首屆本科高校智慧課堂教學(xué)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)，“中外建筑史”課程獲得2018年吉林省微課大賽一等獎(jiǎng)。同時(shí)，風(fēng)景園林專業(yè)教師在微課教學(xué)改革、大數(shù)據(jù)背景下的教學(xué)模式改革、基于VR技術(shù)的課程改革、新工科背景下的信息技術(shù)與專業(yè)教學(xué)的融合等方面的研究獲得省級(jí)教學(xué)改革研究立項(xiàng)5項(xiàng)。基于吉林省VR創(chuàng)新應(yīng)用工程研究中心平臺(tái)，聚焦數(shù)字化展示與傳播領(lǐng)域，完成國家文化科技提升計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，吉林省文化廳項(xiàng)目2項(xiàng)，部分研究成果已被有關(guān)單位采用。

資助項(xiàng)目：2019年度吉林省高等教育學(xué)會(huì)高教科研課題“5G時(shí)代下的應(yīng)用型本科高校建筑類專業(yè)教學(xué)模式改革研究”，項(xiàng)目編號(hào)JGJX2019D528。