新工科视域下工程人才关键能力培养的探索与实践——以城乡规划专业设计类课程为例
文摘
教育
2024-06-24 09:27
云南
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新工科视域下工程人才
关键能力培养的探索与实践
——以城乡规划专业设计类课程为例
王 宏1 崔东旭2
（1.济南大学，山东 济南 250022；
2.山东建筑大学，山东 济南 250101）
【摘 要】新工科背景下的专业教育亟须强化工程人才关键能力的培养。以某大学城乡规划专业设计类课程的改革实践为切入点，剖析教学现状，基于“问题＋目标”导向，从总体框架设计等多个方面出发，厘清工程人才关键能力培养的思路，结合建筑群与场地设计、城市设计课程教学实践，探索知行合一、开放引导式教学和竞赛导向、产学研一体式教学的实施路径，以促进工程人才关键能力的培养。
【关键词】新工科；工程人才；关键能力培养
中图分类号：G642 文献标识码：A
文章编号：1674-4810（2024）15-0008-03
新工科是我国工程教育改革的新范式，强调重新审视并推进学科建设。[1]2017年9月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于深化教育体制机制改革的意见》中明确指出“强化学生关键能力培养”。[2]工程人才的关键能力包括工程思维、工程实践、创新创业等方面，工程人才关键能力培养已成为新工科视域下人才培养的重要导向。城乡规划是通过土地资源合理配置来实现经济社会发展目标的综合性学科，设计类课程作为一门核心课程，贯穿本科教学始终，对人才培养具有重要的支撑作用。以突出专业前瞻性和实践性为原则，以知识传授、能力培养、价值引领为核心，探索新工科视域下工程人才关键能力的培养，是新工科内涵式发展和城乡规划专业建设的深刻命题。新工科建设尤为强调学科的实用性、交叉性与综合性。G大学是省部共建综合性大学，学科门类齐全，具有依托学科基础性、多样性、交叉性、研究性优势培养新工科工程人才的特征。[3]学校开设的城乡规划专业设计类课程实践性较强，要求学生运用理论知识综合分析城市问题并开展设计研究，旨在培养学生的社会责任感、创新思维和工程意识。目前城乡规划专业设计类课程教学中仍然存在一些问题。城乡规划行业正面临发展模式变化、编制体系转变及新技术冲击，设计类课程应积极适应、主动布局。但目前课程教学中仍然存在教学目标不够清晰、教学方法更新不及时，教师更关注学生的学习任务完成情况，对学生的专业技能训练、综合能力培养不够重视等问题，不利于学生思维能力的发展。设计类课程教学存在程式化现象，与新工科建设所强调的工程人才关键能力培养不够契合。城乡规划专业核心课程由理论教学和设计教学两部分构成。教师在教学过程中通常将理论教学前置，设计教学后置，目的在于形成理论架构后通过设计实践巩固学生的知识和能力。但在实际教学中，理论教学和设计教学的教学内容各有侧重，学生难以将所学理论知识转化为设计能力，学生设计的方案多停留在空间效果表达上，缺乏对空间问题的现实思考，难以与城市各系统形成有效衔接；理论教学内容与复杂多样的设计实践不符，难以达到预期的效果。设计类课程具有授课时间长、学习任务量大的特点，通常以设计小组形式开展，方案内容变化多样、设计进度参差不齐，把控设计进度、完成任务要求成为教师重点关注的内容，课程评价更注重最终设计成果，往往忽视前期现状调研等过程，这就可能造成学生更聚焦设计成果制作，忽视设计过程中沟通协调、创新思维等能力的提升。评价过程中，由于教学团队师资结构、教师专业背景的差异，教师通常更聚焦于开展空间形式、功能布局等常规评价，而忽略了解决复杂城市问题、方案应用可行性等评价指标。以城乡规划专业设计类课程为例，从总体框架设计、关键能力培养等多个方面出发对新工科视域下工程人才关键能力的培养展开探讨。基于城乡规划专业设计类课程开展总体框架设计，明确“现状剖析、问题导向—能力培养、目标导向—课程改革、创新设计”的设计思路。一是剖析设计类课程教学现状，基于问题导向开展教学研究；二是以工程人才关键能力的培养为依据，调整培养目标，优化课程设置，明确教学目标；三是创新设计类课程教学模式，即“两主线、三阶段、四支撑、五维度”（见图1），“两主线”指遵循理论教学和设计教学两条主线，两线并行，贯穿教学全过程；“三阶段”指学习的三个阶段，即专业基础夯实阶段、综合能力提高阶段、设计研究创新阶段，由低阶学习走向高阶学习；“四支撑”指教学资源、教学方法、教学内容、教学平台是培养工程人才关键能力的重要载体；“五维度”指工程人才应具备的关键能力，包括工程思维能力、工程实践能力、创新创业能力、终身学习能力、跨界整合能力五个方面。![]()
图１ 总体框架设计
教学观念应从传统“以教师为中心”向“以学生为中心”转变，提高学生的课堂参与度，营造师生互动、思维活跃的课堂氛围；紧扣学科前沿和行业需求，强调设计内容的广度和深度，强化新技术、新内容、新资源的融入，突出设计类课程创新性、高阶性的特点，激发学生的学习兴趣和求知欲；遵循学生个性化学习发展规律，引导学生开展基于应用、探索、创新的项目式学习，促进学生创新意识、创新思维的培养。积极创造工程实践条件，引导学生及时了解行业发展趋势、技术应用、设计热点等，注重设计应用性训练，注重学生工程能力的培养；强调教学、科研、社会服务同向同行，通过参与科学研究、社会服务，开拓学生的视野，提升学生的专业认知和行业自信，进一步培养学生解决复杂工程问题的能力。设计类课程通常包括现状调研、案例解析、理论讲授、小组研讨、方案构思、沟通协调、成果编制、方案汇报等教学内容，以工程人才关键能力培养为目标，优化教学内容，突出教与学的一致性，培养学生的系统分析设计能力。设计类课程承担理论知识转化为设计能力的重要职责。教学内容横向串联城乡规划原理、道路交通规划、市政工程系统规划等理论课程知识点，纵向衔接建筑设计、建筑群与场地设计、修建性详细规划等规划设计编制层次。应以学生能力培养为导向，加强理论教学与设计教学的交叉互补、同频共振，引导学生基于可行性、应用性、创新性建立完善的知识体系，掌握新技术、新资源，综合应用于设计类课程的各层次实践中，落实知行合一的培养要求。在设计类课程中，通过综合统筹社会、经济、文化等关联问题，可以检验学生的工程思维能力和终身学习能力；通过方案论证、可行性分析等，可以检验学生的工程实践能力；通过在实践中融合多学科来解决城市问题的情况，可以检验学生的跨界整合能力；通过对新问题、新需求的思考，对新技术的运用，可以检验学生的创新创业能力。评价指标中应引入产学研资源，打破教师单一评定的模式，形成教师、工程师等多元评价主体相结合的多维多元评价指标，强化学生工程意识、工匠精神和科学态度的培养。以城市规划专业设计类课程为例，坚持以“应用需求＋贯通式培养”为原则，基于“问题＋目标”导向，对建筑群与场地设计课程、城市设计课程教学实践展开探讨，促进工程人才关键能力的培养。1.建筑群与场地设计课程：知行合一，开放引导式教学建筑群与场地设计课程面向大三学生开设，是从低年级建筑单体设计向大尺度空间规划过渡的课程，要求学生掌握场地设计基本理论和工作方法，具备调研分析能力、空间思维能力及应用技术规范能力，教学内容包括竖向规划、绿化配置、场地规划等。在竖向规划教学中，为帮助学生建立空间观念，课程设置为期３周的模型制作实践环节，引导学生将二维场地平面转译为三维模型，将坡度、高差、等高线等抽象概念通过直观的模型解译出来；借助CAD设计制图和模型制作，对土方平衡、道路与场地衔接、停车场与道路及场地方位关系等难点知识进行实景讲解，帮助学生解决竖向规划难题。在绿化配置教学中，由实习体验和快题设计组成。课前组织学生参观城市公园和大学校园，通过教师全程讲解，帮助学生熟悉各类植物的种植要求及布局章法，让学生用一周时间完成场地绿化配置任务。课中让学生在较短时间内完成一个能够反映自己设计思想和理念的绿化场景设计，评估学生的设计素养。通过前两个阶段的教学，在学生对场地设计建立初步认知的基础上，开展为期9周的综合性场地规划教学。学生需要综合运用前期已掌握的单体设计、绿化设计等知识，完成3公顷规模的场地规划。对于学习过程中遇到的难点知识及存在的问题，如“场地内部机动化交通和人行交通如何合理组织？道路红线和建筑红线如何衔接？”等，可以及时组织学生参观实习，通过教师全程讲解、现场专题研讨等方式启发学生深度思考，加强学生对理论知识的理解和运用，促进师生互动，实现教学相长。在课堂教学中，通过课堂讨论、方案汇报等环节，提高学生的沟通能力和团队合作能力，为后期高阶规划设计训练的开展奠定基础。城市设计课程面向大四学生开设，要求学生掌握城市设计原理相关内容，具备解决城市问题的综合能力。课程秉承“理论与设计结合、校内与校外结合、创新与实践结合”的原则，实施产学研一体式教学。 （1）以设计竞赛为导向，结合“城市设计学生作业国际竞赛”进行竞赛指导和创新训练，将创新创业教育融入专业课程教学中，引导学生学习专业领域前沿知识、参与复杂工程问题研究，探索数据技术在规划调研中的应用，通过虚拟现实技术感知未来城市生活空间等，突出对工程人才关键能力的培养，实现以赛促创、以创促学的目标。 （2）积极与规划设计单位开展合作，聘请行业专家学者参与课堂教学，包括前期设计理论研讨、设计案例研究，中期实施方案评估，后期成绩评定等。[4] （3）鼓励学生基于问题导向开展深度学习，课内以学生为主导进行小组讨论和师生互动交流，教师更多发挥协作引导作用；课外学生自主查阅资料、分析案例，厘清解决复杂工程问题的思路。同时结合设计类课程强实践、重能力的特点，将“参与、探究、解释、迁移、评价”的5E教学方法引入课堂（见图2），充分发挥学生的主体作用，促进深度学习。 （4）坚持“学生中心、过程管理、持续改进”的评价原则，建立小组横向比较的多元评价模式，及时检查学生的设计进度及存在的问题；邀请校外专家学者参与成果评审，结合专家意见评定作业成绩并择优进行墙报展示；通过小组汇报、课堂讨论等形式，综合评价学生的思维能力、实践能力、创新能力、学习能力，将阶段性能力培养与个性化成果培育相结合。![]()
图２ 5E教学方法
本文以G大学城乡规划专业设计类课程建设为例，分析课程教学现状，坚持以“应用需求＋贯通式培养”为原则，基于“问题＋目标”导向，聚焦新工科人才培养目标，结合建筑群与场地设计、城市设计课程教学实践，探索知行合一、开放引导式教学和竞赛导向、产学研一体式教学的实施，促进学生关键能力的发展。希望本次教学研究可以为新工科内涵式建设和工程人才培养积累创新范例，提供有益借鉴。
基金项目：2021年度山东省教育教学研究一般课题“突出‘新工科’关键能力的规划设计5E课程群建设与教学实践”（项目编号：2021JXY003）。
作者简介：王宏（1970—），女，硕士，副教授，研究方向：城市规划与设计；崔东旭（1968—），男，硕士，教授，研究方向：城市规划与设计。
通信作者：崔东旭。
[1]王志远，张丹，吴博，等．新工科视域下城乡规划应用型人才培养探索[J].教育现代化，2018（26）
[2]中共中央办公厅 国务院办公厅印发《关于深化教育体制机制改革的意见》[EB/OL].http://www.gov.cn/zhengce/2017-09/24/content_5227267.htm
[3]李冰，刘侠，李巍．新工科背景下创新人才培养模式的探索与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2023（10）
[4]李拓宇，施锦诚．新工科文献回顾与展望：基于“五何”分析框架[J].高等工程教育研究，2018（4）
