以綠色建筑創新實踐能力培養為核心發展方向的建筑類新工科專業建設探索

王頻　李寧　盧素梅　鄭愚　孫璨

摘? 要：本研究從建筑行業技術變革機遇期的建筑類新工科專業建設發展方向出發，論述綠色建筑教育在專業教學中的重要性，提出以綠色建筑創新實踐能力培養作為建筑類新工科專業的核心發展目標。推進綠色建筑創新訓練教育與建筑專業教育的融合，通過創新培養目標、調整教學體系、更新教學模式、革新教學手段和推進實踐訓練，完善改革鏈條等改革探索與實踐，以新工科專業發展為契機，推動項目驅動下的產教融合，培養具備綠色建造工程實踐能力和創新能力的高素質應用型建筑新工科人才。

關鍵詞：綠色建筑;新工科;專業建設;創新實踐能力

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）05-0089-05

Abstract： This paper discusses the importance of green building education in architectural professional teaching， and proposes that the cultivation of innovative practical ability of green building should be taken as the core development goal of the architectural new engineering major. To promote the integration of green building innovation training education and architectural specialty education， several measures has been carried out， such as innovating training objectives， adjusting teaching system， updating teaching mode， innovating teaching means， promoting practical training， and perfecting the reform chain. Professional development of new engineering is an important opportunity to promote the integration of production and education driven by projects， so as to cultivate high-quality applied engineering talents with green construction engineering practice ability and innovation ability.

Keywords： green building; new engineering; professional construction; innovative practical ability

綠色可持續[1]是建筑行業最受關注的技術，我國綠色建筑已進入高速發展新常態期[2]。作為建筑設計工作者，應當積極提升綠色建筑創作能力[3]，適應新時期建筑業轉型升級和綠色低碳建造需求。

2017年教育部公布《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》。新工科[4]強調教育領域應緊密關注行業發展，將行業新動向及時融入專業教學。新工科建設對地方院校與專業發展提出了新要求[5]：工程教育應強調學科專業設置與社會產業發展對接，主要著眼點應放在專業的再設計、課程群的重構，注重技術與應用領域的創新協同。

在BIM、智能建造等高新技術的沖擊影響下，建筑行業新一輪技術變革對傳統建筑類專業發展提出了挑戰，綠色低碳建造已逐漸成為當前建筑領域的重要發展方向之一[6]。建筑教育必須適應變化，在培養體系、教學模式、教學平臺和教學手段等方面進行創新實踐，以培養適應社會需求的、具有創新實踐能力的復合型人才[7]。當前新工科發展理念亦促使我們積極探討更加科學合理的綠色建筑應用型、實踐型人才培養模式，提出切實可行的、以綠色建筑創新實踐能力[8]培養為核心發展方向的專業建設思路。

一、綠色建筑教學現狀的主要問題及改革突破口

（一）綠色建筑教學現狀及問題

目前我校已投入教學的綠色建筑相關課程包括三年級的建筑物理、綠色建筑設計原理兩門課程，城市與建筑熱環境模擬創新應用、綠色建筑模擬技術等課程已納入教學計劃，完整的綠色建筑教學體系尚未搭建起來。低年級學生無法接觸到綠色建筑原理、技術知識，沒有機會在較簡單的單體建筑設計課程題目中開展綠色建筑設計;高年級學生開展綠色建筑設計實踐的契機是參加綠色建筑競賽、參與復雜的單體建筑/建筑群課程題目，實踐環節選擇少，與綠色建筑基礎類、技術類課程結合不緊密。另一方面，目前綠色建筑相關教學環節存在以下問題：傳統理論課程教學模式中一成不變的教學內容、教學方式培養出來的學生難以適應建筑行業技術變革;忽視實踐教學環節的重要性，技術與設計在教與學中的脫離不利于學生綠色建筑設計實踐能力的培養;應試式教學難以喚起學生的學習積極性，學習成效局限于課程所在狹小格局，不利于學生主動應對建筑行業實際需求。

總體來說，目前存在的問題包括：

1. 綠色建筑原理性、技術性、實踐性知識尚未被現有教學體系完整覆蓋，綠色建筑核心課程與實踐環節介入時間較晚;綠色建筑核心知識傳授呈現片段式、跳躍性特點，“綠建原理-綠建技術-綠建實踐”知識系統的各環節銜接不暢，學生難以從目前較發散的課程體系當中深刻理解綠色建筑內涵及有效掌握綠色建筑評價技術與創新設計方法。

2. 目前課程教學環節存在諸多可改進空間，應對新工科專業發展的課程教學模式、教學內容、教學方式和考核機制等方面亟需開展突破性改革;培養體系中教學環節忽視綠色建筑實踐教學的重要性，“學”與“用”聯系不夠緊密，教學環節中實踐實訓模式固化、內容單一、體系松散;設計競賽僅面向少數參賽學生展開，獲獎賽事等級不高。

3. 師生合作團隊、校企合作模式、綠色建筑實踐平臺尚未形成，企業的外部優質資源難與高校教育資源有機整合，產教融合成效不足，封閉式教學不利于學生應對建筑行業實際需求，不利于知識與技術的主動對外輸出。

上述突出問題均與綠色建筑高水平實踐型人才、創新人才的培養目標相悖。這無疑將限制學生創新實踐核心技能的發展，限制建筑專業新工科方向發展的突破。

（二）綠色建筑教學改革突破口

針對上述突出問題，提出了以綠色建筑發展為動力、以綠建創新實踐能力培養為核心目標達到的建筑類新工科專業改革突破口：

1. 如何在專業教學體系中跳出形式主義的框架，切實貫穿綠色建筑概念，促進綠色建筑的教學日常化，激發學生脫離應試教育的轄制而對綠色建筑設計及技術產生科學研究的濃厚興趣，激勵學生關注建筑行業熱點并進行有效思考，培養學生的創新實踐意識。

2. 如何通過綠色建筑核心課程教學改革，引導學生深入了解綠色建筑的內涵，并掌握靈活創新的綠色建筑設計方法，將技術應用于設計項目、咨詢項目、研究課題、研究論文和相關競賽等實踐之中，培養學生掌握創新實踐技能。

3. 如何將實踐模塊穿插引入教學系統[9]，放大實踐環節比重，提供多樣化、可選擇、可定制的實踐環節，將“學”與“用”緊密結合，并以師生團隊共建、項目驅動[10]、孵化創新實踐平臺等多元化的教學成果，放大新工科背景下專業建設格局。

二、新工科專業改革策略探索

（一）改革目標

本次改革旨在以體系建設、課程建設和協同建設等方面為突破，以綠色建筑創新實踐能力培養為核心發展方向，強化“厚基礎、高素質、強能力、重創新”的專業教育，開展建筑專業建設探索，希望能夠達成以下改革目標：

1. 搭建完整高效的教學框架，形成綠色建筑的日常化教學內容，培養學生掌握與時俱進的綠色建筑理論知識與評價技術，強化學生對綠建技術知識的把握與綜合駕馭能力，將節能、綠色、健康、可持續設計概念應用于建筑本體的設計實踐中，在塑造可持續發展價值觀的基礎上，培養學生靈活創新應用綠色建筑設計方法的實踐能力。

2. 改革綠色建筑核心課程教學模式、教學內容和考核機制，以提高課堂教學效果和學生學習質量為著眼點，以培養具有高素質實踐型、應用型的創新實踐人才為目的，探索研究與時俱進的動態學習方法、強化靈活創新的實踐應用、塑造學生主動學習的教學氛圍、孵化多元教學成果。

3. 以專業建設為契機，建設以教師為主導、以學生為主力的綠色建筑設計研究團隊，孵化創新實踐平臺，發展校外合作力量，以項目為驅動積極投入到具有地域特征的綠色建筑設計創新實踐之中，促進校企合作產教融合，以實踐訓練促進教學發展，培養工程實踐能力強、創新能力強的高素質應用型建筑新工科人才。

（二）具體改革策略

1. 創新培養目標，調整教學體系

（1）以綠色建筑創新實踐能力為核心細化培養目標

突破單純的學科專業結構，調整思路、用發展的眼光來看待新工科建設。綠色建筑創新實踐能力包含綠色建筑內涵的深入理解、綠色建筑設計方法的靈活創新應用、綠色建筑評價和關鍵技術的創新研究以及將技術應用于設計項目/咨詢項目/研究課題/研究論文等實踐之中的能力。在培養方案實施上，強調人才培養質量、增大綠色建筑課程密度，壓縮建筑本科培養時間、提高人才培養效率。從傳統、狹義的建筑學專業框架中脫身，轉向創新、多向、復合化的人才培養，精簡課程、突出重點，提出綠色建筑創新實踐能力培養融入建筑專業人才培養全過程的教育理念，將其作為綠色建筑設計與評價人才、綠建技術研發與應用人才、綠色建筑策劃與管理人才等專業人才培養目標的主線，從注重知識型的教育轉變為創新性專業能力的訓練，探索創新實踐教育融入當代新工科教育的模式和路徑，著力提升學生的社會適應和可持續發展能力。

（2）“多模塊實踐式”綠色建筑核心教學體系

以綠色建筑創新設計能力培養為核心抓手，將知識框架系列化，細化能力培養環節。在梳理能力培養過程中，依據不同的能力培養需求對所有相關課程進行模塊化組合，構建“多模塊實踐式”核心教學體系（如圖1所示）。“多模塊”即在整個教學體系中，將知識要點歸納整合為某種程度上相互獨立的“原理”“技術”“設計”“實踐”等模塊單元，在模塊化的基礎上引入綠色建筑專業知識點，系統扎實地落實綠色建筑知識要點，完善知識結構。其中，“實踐式”是由模擬創新應用、課內外大學生創新創業實踐活動、教師縱橫向科研課題、綠色建筑設計競賽和企業項目實踐活動等子模塊組成的多元化教學體系。

教學體系應注重創新訓練的平臺建設，通過不同模塊課程的組合和實踐任務的選擇，在課堂教學和實踐環節提出創新思維、方法和能力訓練目標，強化學生的綠色建筑設計意向，進而提高綠色建筑設計水平和創新能力。教學體系也應注重實踐訓練的平臺建設，以課題、項目、競賽等為推動，針對學生差異性，引導他們根據個人興趣和能力進行有目標地學習，在教師個性化的教學引導下，保證多元化實踐訓練的開展，在交流的時間和空間上進行多樣化處理，達到分層培養的目的。

（3）綠色建筑教學日常化、連續化與層次化

強調綠色建筑創新實踐能力培養的連續性，在綠色建筑日常化教學的重要知識點傳授中配套提供不同側重點的實踐訓練，強化“學”與“用”的聯系。新工科綠色建筑專業突出“淺綠-濃綠-深綠”循序漸進的課程教學體系特征：低年級安排“淺綠”課程，主要講授綠色建筑基礎、原理性知識;中年級安排“濃綠”課程，強調綠色建筑技術知識的掌握與應用;高年級安排“深綠”課程，以綠色建筑設計訓練和實踐教學環節為主。通過課程體系的前后銜接順序、知識點難度的推進順序，注重落實每一階段相對應的知識支撐和實踐訓練需求，讓綠色建筑知識與實踐應用資源在教學過程中真正流動起來。

（4）多專業跨學科、多元化交叉式的教學融合模式

為使學生能在更廣闊的學科視野下學習，提出突破單純的建筑學科專業結構，將傳統建筑學專業與建筑相關專業進行多學科交叉融合，創新提出“建筑學+建筑技術科學+土木工程+工程管理”多專業跨學科、多元化交叉式的綠色建筑專業教學融合模式，通過教學框架設計、重要基礎課程置換等，將綠色建筑材料、BIM技術應用等跨專業課程植入綠色建筑專業核心教學體系，并在理論教學環節和實踐教學環節形成相應的、由不同專業教師組成的綠色建筑骨干教學團隊，尤其鼓勵在實踐模塊環節“跨專業教師指導、跨專業學生合作”的強強聯合模式，真正意義上拓寬綠色建筑知識訓練的廣度，為學生綠色建筑創新實踐專業技能的學習搭建新工科專業大平臺。

2. 更新教學模式，革新教學手段

（1）學習小組機制驅動下的教學模式改革

依據不同課程需求、以學習小組為主要模式建立教學共同體，由學生的個體認知轉化為團隊合作，形成新工科教育下以“知識-團隊”為核心的混合式、翻轉式實踐教學模式，學生在任務引導下完成工作過程，將個體融入組團單元進行知識傳遞與績效評定，實現以組促教、以組促學、以組促評，也促進學生在競爭與協作中互相學習、不斷進步，培養團隊協作精神（如圖2所示）。

（2）以專業核心能力培養為依據整合教學內容

對核心教學環節進行教學內容的整合、教學框架的梳理。在課程內容設計上，以“原理-技術-設計-實踐”思維模式串聯各部分教學主題，突出每部分知識的認知核心與重點內容，使學生更加明確學習內容和目的。以建筑物理課程為例，雖然該課程隸屬于“原理”模塊，在具體教學內容設計中，亦將“原理-技術-設計-實踐”思維模式貫穿其中，強調各章節各部分內容之間的內在邏輯聯系（如圖3所示）。

（3）強調問題式學習導向的討論法

以問題式學習為導向的討論法為核心教學方法：在課程理論教學環節，全程穿插提問和討論環節，以“小問題+大問題、專業問題+思政問題、理論問題+實踐問題”建構起課堂教學節奏;在課程實訓環節，教師以主題明確的設計任務為導向，組織推進個人學習、小組討論與設計、小組展示與集體討論、教師總結等教學環節（如圖4所示），培養學生具備針對復雜建筑問題開展分析及設計，提出科學合理的綠色建筑創新設計方案的能力。

（4）形成全過程評價與多元化考核機制

核心教學環節以過程性評價為改革，減少課程中機械性考試的比重，增加了包括學習小組課堂參與度評估、測試實驗與設計實踐作業評估和期中考試評估等過程性評價內容，在課程進行過程中分階段、按比例累加進行成績評定，形成全過程考核機制。此外，課程考核部分試題將嘗試以非標準答案試題形式代替傳統的考查模式，并認可不同形式的學習成果。學生以教學內容為依托參與設計競賽、大學生創新訓練等，可基于項目等級將實訓成果轉換為課程考核績效，作為學生課程考評的加分項，以此鼓勵學生主動參與科研課題、申報大創項目、參加綠色建筑設計競賽等，通過績效化考核評價方式促進自主化教學。

3. 推進實踐訓練，完善改革鏈條

（1）實踐能力培養體系的整合與推進

本次改革創新提出構建四階段、全周期遞進的綠色建筑實踐能力培養體系（如圖5所示）：以教學體系為載體、教學模式為手段，從低年級與時俱進的第一課堂知識吸納、啟發興趣的第二課堂沙龍交流，到中、高年級將真實的科研和工程項目引入課堂，開展“理論+實踐”系列教學環節，逐步推進教科融合、教產融合，積極將實踐項目拓展至合作設計院、企業，為學生提供接觸綠色建筑設計一線的機會，有效連接教學、科研和工程實踐，為學生創新實踐能力培養提供有力保障。

（2）促進科研創新實踐工作的開展

鼓勵學生參加教師科研項目工作、申報大學生創新實踐項目，師生共建實踐團隊。在建筑類專業教學體系中，結合教師科研項目增設創新系列短課，作為創新應用實踐環節的重要補充，培養學生初步掌握對綠色建筑設計、綠色環境性能預評估和綠色建筑干預關鍵技術等建筑行業熱點進行探索的方法。同時，鼓勵學生在綠色建筑核心課程實訓環節中積極探索綠色建筑領域有待研究的課題，以實驗設計、分析、研究為方法申請大學生創新創業實踐項目，培養學生學以致用的設計與研究精神。此外，建設以教師為主導、以學生為主力的綠色建筑創新實踐團隊，對外輸出服務以強化知識與技能鍛煉，反哺教學。

（3）綠色建筑創新實踐平臺建設

創新實踐平臺建設是新工科專業發展實踐教育的重要載體。作為地方本科院校專業，東莞理工學院立足綠色建筑產業、整合社會資源，以實驗中心、實驗室為依托發展綠色建筑創新實踐平臺。通過購置物理環境與節能測試儀器、建筑性能模擬軟件工具和系列設備，積極投入到綠色建筑環境模擬與實驗中心、生態城市與建筑節能實驗室的建立與建設當中。

（4）拓寬合作渠道與項目驅動機制

每年邀請校外專家學者開展相關講座，或參與教學、評圖和聯合設計環節，積極鼓勵教師從事綠色建筑設計實踐和科研創新項目當中，將綠色建筑、建筑節能等社會熱點、工程實踐、研究資訊融入教學過程。以實際的建筑項目為驅動開展實踐應用，依托設計院、企業、協會、兄弟院校對教學進行有效催化，重構教育板塊和產業板塊關系，以校企合作產教融合為目的逐步開展深入合作，形成多方協同育人機制，形成社會資源與教育資源雙向流動。這不僅能夠滿足省、市、地區綠色建造的社會建設需求，還能實現知識與技術的輸出，并反哺教學發展，形成綠色建筑系統性教學的重要補充。積極的產教互動，有利于師生清晰把握綠色建筑行業發展脈絡，為教學提供第一手資料，從而達到教學、科研、生產的相互促進，最終形成教學改革、能力培養、團隊建設、項目驅動與平臺孵化的改革鏈條。

三、結束語

本次改革首先強調綠色建筑創新訓練教育與建筑專業教育的協調融合，通過搭建完整、高效的綠色建筑教學體系，設置合理的課程模塊及教學時間，通過綠色建造的日常化教學著力培養學生的綠色建筑設計創作與科研創新技能。其次，改變“格式化”和“生產線”的教育模式和評價體系，在課程體系結構、教學內容組織、實踐教學設計與教學效果考核等方面進行改革，啟發學生的主動探索意識，體現新工科背景下人才培養在教學過程中的主導性地位。最后，以新工科專業發展為契機，建設師生創新實踐團隊，孵化綠色建筑實踐平臺，推動項目驅動下的產教融合，實現教學與實踐、教學與產出、課程與平臺的互補與相互促進，探索建筑行業技術變革機遇期的建筑類新工科專業建設新道路。

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基金項目：廣東省高等教育教學研究和改革項目“基于綠色/健康建筑設計創新實踐能力培養的建筑物理課程體系教學改革研究”（2063016001）;廣東省普通高校創新團隊項目“大灣區基礎設施低碳韌性建造及智能運維創新研究團隊”（2019KCXTD013）;東莞理工學院課程思政示范課程項目“建筑物理”（202002016）;東莞理工學院綜合類教改項目“以綠色建筑創新實踐能力培養為核心發展方向的建筑類新工科專業建設探索”（201902029）

作者簡介：王頻（1986-），女，漢族，廣東汕頭人，博士，講師，研究方向為綠色建筑設計。