新工科理念下建筑學應用型人才培養模式建構

蔣正容 | Jiang Zhengrong

劉霄峰 | Liu Xiaofeng

陳新民 | Chen Xinmin

伴隨著第四代科技革命帶來的新經濟新技術，我國出現實踐人才不足、高技術應用型人才短缺等現象。面對新時代的機遇與挑戰，教育部于2017年2月發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》，正式推出“新工科”計劃[1]。“新工科”強調現代科技與傳統技術相結合，更加注重學科的應用性、交叉性與綜合性[2]。傳統學科只有積極適應科技發展和社會的需求，對人才培養模式進行改革升級，才能培養引領未來技術和產業發展的應用型人才。

建筑業在國家建設以及社會經濟發展中占有支柱性的重要地位，建筑學作為建筑業的龍頭專業，是一門綜合性較強的傳統學科，學科涉及到自然科學、人文、藝術、社會等多個科學領域，具有多學科交叉性和綜合性，具備良好的新工科改革基礎。在建筑業進入信息化、工業化的時代，建筑學教育滯后于科技的發展和社會的需求[3]。面對新技術的挑戰，如何培養符合產業需求的新工科人才，本文以建筑學專業的人才培養模式作為研究對象，從培養目標、課程體系、教學方法、實踐體系等方面探討傳統工科與新技術相結合，重構建筑學應用型人才的培養模式。

1 建筑學新工科人才能力需求

建筑業信息化和產業化的發展引發了建筑設計思維、建筑設計方法和建筑組織管理等多方面的變革。支撐這一變革的關鍵因素是高素質的專業技術人才。新工科背景下，對專業人才的知識體系、專業能力、綜合素質等各個方面提出了新的要求。

1.1 學科交叉的復合知識體系

建筑學科新工科人才首先需要掌握扎實的專業知識，掌握涉及到社會、生態、藝術、歷史、設計、物理、設備、施工等各方面的知識。需要將各學科知識能夠有機融合，才能真正成為具有復合知識體系的人才[4]。此外尤其需要注重掌握信息科學方面的知識和方法，建筑行業出現建筑信息模型（Building Imformation Model，簡稱BIM）、參數化等新技術，建筑學新工科人才應該掌握這些新技術，并能實現新技術與建筑學科知識的融合貫通，培養多學科交叉的強烈意識和全面思考問題的習慣。

1.2 創新思維能力和綜合應用能力

信息時代已經引起人類全方位的變化。新工科人才應該擁有及時更新知識、學習新技術的創新思維能力，更加重要的是，是能夠運用技術解決新時代的具體工程問題綜合應用能力。這不是單純開設幾門新技術課程能夠實現的，需要形成完整的技術更新體系。BIM等新技術改變傳統建筑設計的二維思維方式，讓電腦代替人腦完成三維與二維之間的思維轉化，從根本上改變了建筑領域設計的方式與方法[5]。因而需要及時增加BIM等新技術內容，完善技術課程體系，并通過豐富的實踐體系將技術課程體系與傳統的建筑設計課程體系不斷地融合，從而全面培養學生的綜合應用能力，實現傳統專業能力的全面升級。

1.3 社會意識和團隊協作素質

建筑師應該有強烈的社會責任感和人文情懷。建筑師的活動對城市、環境和社會都可能造成的影響，因為應該切實以人為本，從可持續發展的角度，認真考慮人與環境的關系。此外，建筑職業工作都是團隊工作，每項工程都不是一個人獨立完成，需要與不同專業、不同階段參與人員進行溝通協作，建筑學專業人才需要掌握和整合各種關聯的信息，更好地與建筑營造的參與各方溝通和協作。團隊協作能力是新工科人才非常重要的能力。

2 建筑學專業教育面臨的挑戰

建筑學學科辦學模式來源于歐美學院派教學體系。近幾十年來，眾多院校設立了建筑學學科并培養了大批建筑師，為國家的建設輸送了大量的人才[6]。大多數院校按照“通識教育”+“寬口徑職業教育”培養模式構建課程體系，在培養模式上呈現大而同的現象[6]。表1為此模式與美英國家的對比。由于建筑業產業化信息化在我國的飛速發展，我國建筑學科人才培養模式的改革滯后了。英、美建筑學教育同樣也走過我國現在的發展階段，目前一些院校已經形成了建筑設計與技術并重、多學科交叉的新局面，一些經驗值得借鑒。我國現行培養模式存在“重技能而輕思維”、“重設計輕技術”、“重專深而輕綜合”“重灌輸輕自學”[4-6]等問題，具體表現在以下幾個方面。

表1 我國建筑學本科教育與美國、英國的區別[8-10]

2.1 培養目標相對單一，側重于建筑設計創意，缺少多元化復合式培養。

建筑學新工科人才要求專業人才具有寬泛的知識面。目前的建筑學教育模式側重于建筑設計創意能力的培養，雖然開設有社會、經濟、藝術、技術等各個方面的課程，然而缺少綜合分析社會、經濟、藝術、技術等知識的綜合性實踐訓練，各知識之間未能有效地融合，缺乏復合知識體系的培養。

2.2 課程體系是以設計系列課程為核心，對技術類課程重視不夠，缺少技術與設計的綜合應用訓練

建筑學的專業課程體系設置呈現“一核兩翼”的形態，即以建筑設計系列課程為核心，技術和理論課程為輔助。大多數院校都非常重視核心課程的系統性訓練，然而對技術課程重視不夠，新技術應用相對緩慢。很多院校還只開設了基本的Autocad、Photoshop等軟件課程，只有部分高校開設了新技術如建筑信息模型應用等課程。缺少核心課程與技術類課程的綜合應用訓練。技術課程僅僅是作為獨立的軟件課程在學習，技術課程未能與建筑學的核心課程形成有效的整合，學生們的綜合應用能力和創新能力沒有得到有效的訓練。

2.3 教學模式以知識灌輸為主，學生缺少主動創新意識

教學上普遍采用知識的灌輸形式，將老師的經驗手把手地示范傳授給學生，忽視了學生的主動性和創新性訓練。教學形式單一，教學內容更新不及時，學生的依賴性強，獨立思考問題解決問題的比較弱。建筑設計思維依然停留在二維的圖紙上，缺乏對三維建筑信息模型的認識與運用，缺少應對社會發展的創新思維訓練[11]。

3 本科建筑學新工科人才培養模式建構

新工科人才培養模式的建構以產業需求為導向、以新技術為引領，對現有培養模式的進行重構。改革學習英美等國家的建筑學專業的經驗，克服目前建筑學教育模式的不足，從人才培養目標、課程體系設計、教學方法教學、實踐體系等方面探索適應建筑信息化、產業化的應用型人才培養模式。

3.1 以產業需求為導向，確定建筑學新工科應用型人才培養目標

緊扣建筑產業的需求，培養適應市場的復合性人才。建筑學新工科的培養目標是面向建筑行業未來，培養富有創新精神，專業知識扎實，又能夠適應信息化社會需求的應用型人才[12]。學生能夠綜合運用建筑學知識、信息科學知識，在建筑設計、建筑管理、軟件應用等行業從事工程設計、房地產開發、技術應用開發、生產技術管理和科學研究工作，具有全球觀念，能夠解決復雜工程問題。

傳統的建筑學教育模式培養的畢業生通常就業去向單一，一般以建筑設計院、地產為主要就業選擇。通過基于技術融合的多元化應用型人才的培養，建筑學學生掌握多元的知識體系，在就業方向選擇上逐漸呈現多元化。學生可以利用建筑學所學的綜合學科優勢，選擇創新數字設計行業、軟件應用行業以及跨專業研究深造等全新的選擇[13]。通過跨學科、新技術的培養模式全面開發學生的潛能，培養出可靈活選擇就業、創業方式的全面型設計人才，共同推動我國的工業科技革新和設計行業轉型，推動應用型新工科人才的持續產出。

3.2 以新技術為引領，建立基于目標導向的縱向能力進階橫向知識整合的課程體系

構建縱向能力進階、橫向知識整合的課程體系（圖1），形成專業課程體系與專業能力目標之間清晰而具體的對應關系[14]。基于新工科應用型培養目標導向的專業課程體系，首先要求具備扎實深厚的專業基礎知識，此外需要強化以新技術課程為引領的技術課程體系。現有的課程系統對培養專業基礎知識是可行和必要的，因而在不顛覆現有的課程體系基礎上，引入建筑信息模型等新技術課程，并以此為引領促進技術系列課程的系統性和應用性。最重要的是需要形成一系列的整合性課程，將技術與設計融會貫通，從而在橫向上形成專業模塊、技術模塊、實踐模塊這三大模塊相互關聯融合，達到強化知識的綜合性、關聯性和實踐應用性的目的。

圖1 縱向能力進階、橫向知識整合的專業課程體系

縱向上由淺入深逐漸提升學生的專業能力。建筑學的專業能力可以概括為三個方面：設計創意能力、技術應用能力和實戰能力。設計創意能力指建筑的設計創意與表達能力，其基本技能包括建筑制圖、建筑空間組織、建筑造型、建筑表現等能力。建筑技術應用能力不僅包括在建筑設計中融合傳統的建筑力學分析、建筑結構布置、建筑節點構造、建筑聲光熱等方面的能力，最重要的是應用新技術的能力。建筑的綜合實戰能力包含將技術與設計等知識進行整合，達到技術與設計的綜合運用，以及團隊合作、組織管理的能力等。

適當地增設一些課程環節，強化專業能力的培養。在基礎入門階段，增加專業創新導論課程，為剛剛進入專業學習的學生，介紹本專業相關的知識體系和建筑產業的發展方向，幫助學生搭建專業知識架構的同時播種創新的種子。在提升拓展階段，增加新技術課程如建筑信息模型基礎課程，讓學生們能夠熟悉和掌握建筑信息技術。在實戰階段，設置團隊合作的設計內容，讓學生們學習協同工作。在每個階段點，增加專業綜合性訓練，加強知識的有機融合，如增加數字技術應用集中周，強調將數字建筑技術與建筑設計、建筑結構等知識的融會貫通和綜合應用。

3.3 以學生為中心，借助信息技術進行教學模式改革

以學生為中心對教學模式進行改革，培養學生自主發現問題、解決問題的能力。在教學內容上，面向工程實踐采用真題式和主題式的教學內容，及時更新和調整內容。在教學形式上，借助數學化、虛擬化等技術，課堂教學呈現出全新的表達方式，改變傳統建筑課程的二維圖片、實物模型等形式，利用三維空間形象進行教學。在教學方法上，采用“互聯網+”信息技術，激發學生學習的積極性和主動性。在教學組織上，采用理論與實踐相結合的學習形式，大班授課、小組討論和個別輔導相結合的組織形式，教師在課堂上的職能從灌輸改為引導，通過師生互動引導學生自主地發現問題、分析問題和解決問題。在評價體系上，重視學習的過程，采取多元化過程化的評價方式，引導學生重視過程。

3.4 構建校企合作的實踐平臺，培養學生的創新、綜合應用和實戰能力。

工程實踐能力是應用型人才培養的重心，通過校企合作構建產學研協同育人綜合實踐平臺[15]。通過培養校內教師、聘請企業業師等形式組建綜合性教師團隊，通過成立實習基地、組建虛擬班等形式與企業合作開展多方面的實習實踐活動。新工科人才培養實踐模塊由專業創新創業、課程設計實踐、企業實戰三部分組成（圖2）。鼓勵學生參加專業競賽等項目，培養學生的創新能力；重視課程設計，強調理論與實踐相結合，培養學生的綜合應用能力；最后一個學年的生產實習和畢業設計等實戰環節，通過專業教師與企業業師共同指導，學生參加實際工程項目的設計訓練，將專業知識真正轉化為技能，從而增強實戰能力和團隊協作能力。

圖2 建筑學新工科和創新人才實踐模塊培養思路

結語

新工科理念下建筑學應用型人才培養模式研究，著眼于利用新理念新技術實現對傳統工科專業的人才培養模式進行升級改造。改革順應新時期的技術趨勢，呼應行業需求，在新工科應用型人才培養目標指導下，形成縱向能力進階、橫向知識整合的課程體系。培養學生的創新思維能力、新技術的應用能力、學科整合互聯的能力，實現學校與企業單位需求的無縫連接，為我國的新工科應用型人才的培養貢獻自己的力量。

資料來源：

文中圖表均為作者自繪。