工程教育認證背景下城市地下空間規劃與設計課程教學設計

蔣雅君 郭春 金虎 孫吉祥 馬龍祥

摘要：在工程教育認證背景下，工程專業的專業課程教學也應及時轉變觀念，改革教學模式，開展符合工程教育認證理念的課程建設工作。以城市地下空間規劃與設計課程為例，介紹了城市地下空間工程專業課程教學設計的實施方法。首先對專業人才培養的頂層設計進行了分析，探討了該課程的定位和任務；之后根據行業發展的需求，構建了相應的課程知識體系；最后采用面向產出的模式，對課程進行了教學設計。論文所做的探索和實踐工作，為工科人才培養工作中的專業課程建設和教學工作開展提供了一定的參考和借鑒。

關鍵詞：工程教育認證；城市地下空間工程專業；專業課程；教學設計

中圖分類號：G642.3；TU984.113? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1005-2909（2023）04-0103-09

為適應國家經濟和社會發展對城市地下空間資源開發利用人才的需求，自2002年以來我國在高校中開設了“城市地下空間工程”本科專業，并于2012年被教育部列入《普通高等學校本科專業目錄》中［1］。截至2021年，已經在教育部通過審批或備案的城市地下空間工程專業的高校已經超過80所，每年培養的專業人才約4 000人［2］。

在城市地下空間工程專業開設院校數量和招生規模日益增長的趨勢下，相關院校和專業加入工程教育專業認證行列的呼聲也越來越高。我國自2016年正式成為《華盛頓協議》成員國以來，工程專業認證工作得到了大力推進。這也成為我國高等教育進入國際前列的一個重要標志［3-4］。在目前階段，隨著我國“一流專業”等工作的持續推進和其他類似特設專業逐步加入認證序列，城市地下空間工程專業未來接受認證將是發展的趨勢；因此，針對工程教育認證的要求和核心理念開展相應的專業建設工作，也是國內城市地下空間專業院校未雨綢繆的重要工作之一。

根據中國工程教育認證協會頒布的《工程教育認證通行標準解讀及使用指南》（2020版），在專業認證中涉及的內容很多，包括學生、培養目標、畢業要求、持續改進、課程體系、師資隊伍、支撐條件等七大指標［5］。其中，貫穿專業建設工作的主要過程、同時也最為重要的就是“量大面廣”的專業課程教學工作，如何保證專業課程能按照工程教育認證的要求開展相應的課程建設，并有效支撐畢業要求和人才培養目標的達成，成為現階段各院校人才培養頂層設計時予以重點關注的內容。

本文基于西南交通大學城市地下空間工程專業城市地下空間規劃與設計主干課程的教學實踐與探索，分析討論如何基于工程教育認證要求，構建相應的課程教學體系，為城市地下空間專業人才培養畢業要求的達成提供有效支撐。

一、基于工程教育專業認證理念的城市地下空間工程專業

人才培養頂層設計分析

隨著國內高校對工程教育專業認證內涵的逐步認識和理解，工程專業人才培養理念也從“評教”向“評學”轉變；因此，在開展相關專業課程建設時，應在專業人才培養的頂層設計指導下，充分貫徹“學生中心、成果導向、持續改進”的課程建設理念。

（一） 城市地下空間工程專業人才培養的總體邏輯分析

根據工程教育專業認證框架，按照“培養目標”→“畢業要求”→“課程體系”→“課程教學”邏輯層次落實人才培養各環節的工作和要求，并在教學過程中不斷持續改進，其內在的聯系如圖1表示。

由此可見，人才培養體系設計是一個邏輯性極強的工作，需要在制定好培養目標的前提下，逐層構建各層次的人才培養環節（正向設計），并且下一層次的人才培養環節又必須支撐上一層次人才培養的要求（反向支撐）；因此，在討論具體專業課程在人才培養中應達成的目標和應承擔的任務時，必須建立在對整個人才培養體系十分了解的基礎之上，才能有的放矢，制定好對應的課程教學目標，保證人才培養工作大方向不偏離。

（二） 城市地下空間工程專業人才培養目標分析

對于處于頂層的培養目標，往往與各高校的辦學定位、專業基礎和學科特色緊密關聯，但是也應注意體現城市地下空間工程的專業特征和服務面向的需要。以《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》（2018版）中對該專業培養目標的描述為例進行相應分析［6］：“本專業培養適應社會主義現代化建設需要，德、智、體、美全面發展（筆者注：近年來又新增了‘勞的要求），掌握城市地下空間工程學科的基本原理和基本知識，獲得工程師基本訓練，能勝任城市地下空間工程的規劃、勘測、設計、施工與管理，具有扎實基礎理論、較寬厚專業知識、較強實踐與創新能力，以及一定國際視野、能面向未來的高級專門人才”。對上述培養目標要素進行解析，可以得到如表1所示的對應關系。

以上僅僅是對城市地下空間工程專業人才培養目標基本要素的解讀，各高校在實際的專業人才培養方案制定中，還需要進一步深化，體現各自的優勢和特色。筆者所在學校的城市地下空間工程專業的培養目標具體為（2019版）：面向國家城市建設和城市地下空間開發需求，堅持學校“雙嚴”傳統，培養理論基礎扎實、專業知識寬厚、具有創新能力和國際視野、能夠引領城市地下空間工程建設未來發展的創新型高級專門人才。畢業生應德、智、體、美、勞全面發展，具有深厚的歷史底蘊和開闊的國際視野，較強的社會擔當和健全的人格修養，積極的創新精神和嚴謹的批判思維，良好的人文情懷和扎實的科學素養，高尚的職業操守和優秀的專業才能。畢業生掌握城市地下空間工程建設的基本原理和專業知識，獲得工程師的良好訓練，具備較強的實踐能力，能從事城市地下空間工程的規劃、設計、施工與管理工作。

（三） 城市地下空間工程專業人才畢業要求分析

在培養目標的指導下，需要明確提出相應的城市地下空間工程專業畢業要求，以支撐培養目標的達成。工程教育認證對工程人才的培養提出了“12條”基本要求，覆蓋了知識、能力和素養三個方面。總體上，“12條”體現了對工程專業人才工程知識、分析思維、設計開發、研究創新、使用工具、工程素養、溝通合作、終身學習等能力要素的基本要求，并在其中貫穿了對學生解決復雜工程問題能力的培養。

在理解畢業要求內涵的基礎上，還需要對“12條”基本要求進行二級指標點的分解，并逐一落實到對應的課程體系和教學環節中，以達到可落實、可評價的目的。通常對“12條”基本要求中的每一條要求均進行3～4個二級指標點的分解，突出逐層遞進的關系，體現學生在掌握相應能力過程中循序漸進的特點，也便于衡量和評價。

由于各高校的辦學定位、人才培養目標存在差異，在對“12條”進行解構時，在具體內容和層級分解上也會存在一定的差別。需要強調的是，所構建的課程體系及各課程分工，均需要對“12條”作全面支撐；因此，“12條”的合理解構是明確各門課程定位和任務，順利開展課程建設的重要前提。

基于“12條”和培養目標，筆者所在學校的城市地下空間工程專業的畢業要求（2019版）共包括10大條、30小條，分別覆蓋了“12條”及專業培養目標的相關方面，并分解為可衡量、可評價的二級指標點，以便課程體系進行對應覆蓋和支撐。

（四） 城市地下空間工程專業人才課程體系分析

在《工程教育認證通行標準解讀及使用指南》（2020版）中［5］，對課程進行了分類，主要包括數學與自然科學課程、工程基礎類課程、專業基礎類課程、專業類課程四個層次。這四個不同層次的課程具有先行后續的關系，在培養學生解決復雜工程問題能力上也存在一定的循序漸進關系。

對于城市地下空間規劃與設計這類專業課程而言，由于已經到了課程體系的末端，在這個層次，學生已經掌握了解決復雜工程問題能力所需的基礎知識和基本能力，應著重培養學生系統設計、綜合評價和有效實現復雜工程問題解決方案的能力；因此，從專業課程在課程體系中的序列來看，其應承擔的主要是中階和部分高階能力培養任務。在具體表現形式上，各課程所承擔的任務往往通過課程支撐矩陣來體現。

但也應注意到，不同的專業課程由于課程知識、授課方式的差別，所承擔的支撐畢業要求任務也應進行合理分配。城市地下空間規劃與設計課程通常在第5或第6學期開設，主要講授城市地下空間開發利用中的規劃原理、基本方法和專項地下空間設施的規劃與設計技術要點，后續還會銜接一定的專業課程（如地下結構設計原理、地下工程施工技術等）和畢業設計。因此，一些高階的能力培養任務應根據這些專業課程及畢業設計的特點和要求進行綜合考慮，合理分配，而不應由少數專業課程承擔大多數甚至全部的高階能力培養任務。

通過以上的逐層分解和探討，逐步明確了城市地下空間規劃與設計課程在課程體系中的定位、支撐的畢業要求指標范圍，可為具體的課程教學設計提供方向性指導。

二、基于行業發展需求的城市地下空間規劃與設計課程知識體系構建

對于具體的專業課程，授課內容或知識體系構建是學生將來從事相關工作的重要基礎，也是在課程建設過程中需要重點開展的工作。

（一） 行業發展需求分析及知識體系構建思路

從21世紀初開始，我國以城市軌道交通為龍頭的地下空間開發利用得到不斷推進，目前已經進入了城市地下空間建設的高峰期［7］。隨著地下空間功能的不斷豐富，也出現了如城市軌道交通、城市地下道路、地下綜合體、地下停車庫、城市綜合管廊、地下人防設施等多種類型的地下空間設施。在開發和利用的實踐中，我國城市地下空間規劃的重要性逐步得到重視，也推動了相應的理論研究和技術標準建設工作的開展。目前，《城市地下空間規劃標準》（GB/T 51358—2019）已經頒布實施［8］，國內各地也逐步推出了相關的地方標準和管理文件，我國城市地下空間開發利用的規劃工作正朝著有序發展的方向快速推進。

在課程知識體系構建過程中，為了讓學生系統掌握城市地下空間規劃與設計的相關基礎理論和方法，需要在課程授課內容中反映當前城市地下空間規劃的最新理論研究及實踐成果，作為學生從事相關工作的基礎。應注意城市地下空間規劃的學科交叉性、地上地下規劃的統一和協調，以及與其他相關環節尤其是與建筑設計環節的銜接，在其中適當反映城市規劃、建筑學等關聯學科的基礎內容和技術要點，以便讓學生能知其然并知其所以然，能對相關知識和技能融會貫通。此外，還要與實際操作層面對接，在知識體系中對各種專項地下空間設施的特點和具體要求要有所涉及，以便學生將來從事具體的專項設施規劃與設計工作。同時，還應結合目前我國規劃體系轉軌和演變的現狀，介紹基于國土空間規劃的運行與管理體系，讓學生對現行規劃體系及運行程序有一定的了解。

在分析和明確以上行業發展需求后，課程組根據《城市地下空間規劃標準》（GB/T 51358—2019）技術框架，構建了該課程的知識體系，并編制了適用的教材［9］。

（二） 城市地下空間規劃的基本原理與方法

在基礎理論與基本方法部分，重點介紹城市地下空間規劃體系、地下空間資源評估與需求分析、城市地下空間布局和城市地下空間規劃編制，為城市地下空間規劃工作的開展奠定基礎。此部分共5章，5講，10課時。

（1）城市地下空間規劃體系。對城市規劃（國土空間規劃）體系進行介紹，并說明城市地下空間規劃與城市規劃之間的關系，以及城市地下空間規劃的內容、原則、特點、作用、編制體系和編制程序，讓學生對城市地下空間規劃體系形成整體概念，并掌握相應的管理體制、法律法規和工作流程。

（2）地下空間資源評估。對地下空間資源的容量評估和質量評估要素、技術要點、地下空間資源開發適建性、適宜性，以及可供有效利用的地下空間資源量估算方法進行介紹。

（3）地下空間需求分析。對不同規劃層次地下空間的需求分析側重點、常用的地下空間開發的需求預測及校核方法進行介紹。

（4）城市地下空間布局。對城市功能、結構、形態與布局的基本概念進行介紹，在此基礎上說明城市地下空間形態、平面布局模式和豎向分層設計要點。需要注意的是，近年來對城市地下空間的城市設計問題也越發關注，因此，加入了關于城市地下空間連通與整合、地上地下空間聯系互動等內容。

（5）城市地下空間規劃編制。介紹城市地下空間總體規劃、詳細規劃兩個層次的基本任務、編制內容要點、編制成果組成等工作要求。與前面部分相互銜接，成為一個整體，從基本原理和方法向實際工程延伸。

（三） 城市地下空間規劃與建筑設計、城市防災、城市規劃的融合

當前，在城市地下空間開發利用過程中，越來越注重地上、地下空間的協調發展（尤其是在城市主要區域）、地下空間的環境品質，以及地下空間在城市防災中的作用發揮；因此，在授課過程中，應重視和納入相關知識點，以幫助學生能從更宏觀的層面去理解城市地下空間開發利用的目的和作用，絕不可以脫離地上空間和城市發展的需要狹隘地開展城市地下空間的規劃與設計。此部分內容共3章，3講，6課時。

（1）城市地下空間環境設計。城市地下空間需要妥善解決空間環境對人的心理和生理的影響，才能較好地提高地下空間的綜合開發利用效益；因此，應包括城市地下空間物理環境設計和心理環境營造兩部分，其中還涉及通風、照明及室內設計等交叉性質的知識點。

（2）城市地下空間綜合防災規劃。結合地下空間災害的特點和防災特性，主要介紹火災、內澇、震害等三種災害類型及相應技術對策和規劃內容。此外，在城市地下空間開發利用中，除了要解決城市地下空間內部的防災減災問題以外，還要認識到地下空間防災減災設施是被納入城市綜合防災體系中的，因此也需要對城市綜合防災相關內容作介紹。

（3）城市中心區與居住區地下空間規劃。這兩種區域類型在城市主城區規劃中往往較為常見，也是需要注意地上、地下空間規劃協調統一的重點區域；因此，結合這兩種區域地上空間規劃的要點，融入地下空間規劃內容，介紹城市上、下部空間協調發展問題。

（四） 城市地下空間專項設施規劃與設計

在梳理行業發展現狀和需求之后，篩選出常見或者具有發展前景的地下空間設施類型，對相關的專項設施規劃與設計內容進行介紹。主要包括地下街與地下綜合體、地下鐵道、地下道路、地下停車庫、城市綜合管廊、人防工程、地下物流倉儲設施等。此部分內容共7章，7講，14課時。

在以上各種地下空間專項設施的規劃中，需要注意與城市地下空間區域性規劃的區別，體現各類專項設施規劃的功能特性、布局形態及其他專門要求。此外，從與實際規劃工作接軌的需求出發，還應適當引入部分建筑設計的基本內容，以便地下空間規劃能與后續的建筑設計有效銜接，制定經濟、科學的地下空間開發利用方案。

三、面向產出的城市地下空間工程規劃與設計課程教學設計

在工程教育認證背景下，應采用“面向產出”（或“成果導向”）模式開展課程教學設計［10-13］。

（一） 城市地下空間規劃與設計課程目標

通過對課程體系的分析可知，具體課程既要明確承擔某些二級畢業要求指標點的支撐任務，又要與課程教學合理銜接；因此，在確定該課程目標時，首要任務要明確與“12條”基本畢業要求中相關的二級指標點的對應關系，并在此基礎上根據課程教學需要繼續完善。

以西南交通大學城市地下空間規劃與設計課程為例，在對2019級城市地下空間工程專業培養方案修訂時，經過課程組教師與專業負責人研討，確定該課程目標與應承擔的畢業設計指標點對應關系如表2。

由表2可知，該課程主要承擔了“工程知識”“問題分析”“設計/開發解決方案”“個人與團隊”“溝通”畢業要求中的部分中、高階二級指標點的支撐任務。應說明的是，由于該課程在第5學期開設，學生所掌握的專業知識有限，因此對于畢業要求中的部分高階二級指標點，應合理分配到后續銜接的其他專業課程中。

（二） 城市地下空間規劃與設計課程教學內容與教學方法

在課程教學內容中，應綜合反映目前城市地下空間規劃與設計的基本理論、基本方法和專項設施規劃與設計技術要點（如本文第二節所述）。在進行課程教學內容與教學方法設計時，需要注意與課程目標之間的對應關系，此處給出如表3所示課程教學內容、方法與課程目標之間的對應關系。

（三） 城市地下空間規劃與設計課程考核方式與評分標準

在課程考核方式上，基于授課方式（混合式教學）、課后作業、課程設計、課程考試等，制定了如表4所示的考核方式，其中作業占5%、案例調研占5%、期末考試占40%、課程設計占30%、平時表現及線上學習占20%。

針對各項課程目標，還需要在教學大綱中反映相應的評分標準。限于篇幅，此處僅介紹評分標準的原則與方法。可按照較為通用的優”（100～90）、“良”（89～80）、“中”（79～70）、“及格”（69～60）、“不及格”（<60）五檔次劃分法，分別針對各課程目標制定相應的定性評級標準。

（四） 城市地下空間規劃與設計課程目標達成度分析方法

對于課程目標的達成情況評價，是從課程的視角對學生的學習效果進行評價，證明課程對畢業要求指標點的貢獻是否達成。課程目標達成度分析結果是保證課程持續改進的重要依據，也是總體評價是否達成畢業要求的重要支撐。

在課程目標達成情況的分析方法上，目前大多數高校采用定量評價方法，也有一些課程或教學環節采用定性評價方法。基于該課程的考核方式，課程組教師認為采用定量的評價方法較為合適，具體計算方法如式（1）所示［13］：

如果課程分目標的考核涉及多項內容，則應在計算中體現不同考核方式的影響（以各考核內容占總評成績比例作為權重）。如表4所示，針對課程目標2的達成度分析，應采取的計算方法為：1/3×（課程目標2平時表現及線上學習平均分/課程目標2平時表現及線上學習總分）+2/3×（課程目標2期末考試平均分/課程目標2期末考試總分）。

基于課程目標的達成度分析結果，可以全面判斷課程目標的總體達成度，并且能夠較為精準地找到課程目標短板，在后續的教學改革中重點加以改進。

四、結論及建議

本文以城市地下空間規劃與設計課程為例，介紹了在工程教育認證背景下城市地下空間工程專業課程的教學設計實例。對城市地下空間工程專業人才培養的頂層設計進行了分析，構建了城市地下空間規劃與設計的知識體系，再基于“面向產出”的課程教學設計進行了討論。總體上看，工程專業的專業課程要從傳統的“知識傳授”模式向著眼學生的“能力培養”方向轉變。基于本文所做的初步工作和認識，可以得出如下結論。

（1）在工程教育認證大框架下，工程專業人才培養是按照“培養目標”→“畢業要求”→“課程體系”→“課程教學”的邏輯關系構建相應的人才培養體系。作為具體的專業課程，一定要找準該課程在其中的定位和應承擔的支撐任務，才能有的放矢地做好課程的教學與建設工作，有效支撐畢業要求的達成。

（2）針對城市地下空間規劃與設計課程所構建的知識體系，應反映當前我國城市地下空間行業的需求和最新的技術發展，納入相應的基礎理論和基本方法、各類專項地下空間設施的規劃與設計的技術要點，以及與城市規劃、建筑設計等相關學科交叉的技術要點，為學生將來從事相關工作奠定基礎。

（3）應采取“面向產出”的模式進行專業課程的教學設計，其中應制定與畢業要求二級指標點有明確對應關系的課程目標，根據課程的知識體系確定相應的教學內容與教學方法，再給出適用的考核方式和評分標準，以便最終能較為順利地進行課程目標達成度分析。

由于本文是依托西南交通大學城市地下空間工程專業人才培養定位及城市地下空間規劃與設計課程建設所開展的分析和探討，不乏存在一定的局限性，還需要在后續的課程教學工作中不斷改進和完善。

參考文獻：

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Abstract： Under the background of engineering education certification， the professional curriculum teaching of engineering majors should also change the concept and mode in time， and carry out the curriculum construction in line with the concept of engineering education certification. Taking the course of urban underground space planning and design as an example， this paper introduced the professional curriculum teaching design method of urban underground space engineering major. Firstly， the top-level design of professional talent training was analyzed， and the orientation and task of the course were discussed; Then， according to the needs of industry development， the corresponding curriculum knowledge system was constructed; Finally， the teaching design of the course was carried out by using the outcome-based education （OBE） mode. The exploration and practice work of this paper can provide some reference for the construction and the teaching of professional courses in engineering talent training.

Key words： engineering education certification; urban underground space engineering major; professional curriculum; teaching design

（責任編輯? 梁遠華）

基金項目：西南交通大學一流本科課程建設項目（YK20202007）；西南交通大學本科教育教學研究與改革項目（20201003-07）；西南交通大學本科教育教學研究與改革項目（20201003-04）；西南交通大學本科教育教學研究與改革項目（20201002-06）

作者簡介：蔣雅君（1980—），男，西南交通大學土木工程學院地下工程系副教授，博士，主要從事隧道工程防排水技術、地下結構病害檢測及評價技術、地下空間開發利用研究，（E-mail）yajunjiang@swjtu.edu.cn。