新工科建设背景下现代信息技术与风景园林专业教学相融合的途径——以长春建筑学院为例

刘宝昌

(长春建筑学院建筑与规划学院，长春 130607)

一、新工科建设背景下现代信息技术融入风景园林专业教学的必要性

2017年，教育部针对本科层次的工科教育提出建设新工科的要求，并形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”新工科建设的“三部曲”。同年，教育部还发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》和《关于推进新工科研究与实践项目的通知》[1]，希望各高校积极开展新工科的研究实践，深化工程教育改革，推进新工科的建设与发展。新工科与老工科相比，更强调学科的实用性、交叉性与综合性，新工科包含了人工智能、机器人工程、数据科学与大数据技术、网络空间安全等方面，同时也涉及了包含风景园林专业在内的传统工科专业。

风景园林是规划、设计、保护、建设和管理户外自然和人工境域的学科，它需要融合工、理、农、文、管理学等不同门类的知识，交替使用逻辑思维和形象思维，综合应用各种科学和艺术手段，具有交叉学科的特征[2]。因此，风景园林专业教学在发展过程中逐渐形成了实践性、应用性及综合性强的特点。但是，目前的风景园林专业教学存在教学目标与社会需求不匹配、数字信息技术类课程建设滞后、教学方式单一枯燥、优质教学资源不够丰富、无法满足学生个性化学习的需求等诸多问题，影响了风景园林专业人才培养质量的提升。

近年来，随着5G移动通信、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术的快速发展，网络教学与人工智能以及大数据的连接愈加紧密，VR虚拟现实技术在场景化教学、模拟实训等教学环节的应用越来越广泛，并逐渐改变了课程教学方式，弥补了传统课程教学的不足。因此，将现代信息技术与风景园林专业教学相融合，可以改变单一的教学方式，使专业教学呈现出学科交叉、创新引导、强化应用和多元互动等现代特征，从而满足学生个性化学习的需求，提升专业教学效果。

二、新工科建设背景下现代信息技术与风景园林专业教学相融合的途径

长春建筑学院风景园林专业为了适应国家对新工科人才的要求，对专业教学进行了积极改革，从新理念、新结构与新方法3个层面积极探索了在新工科背景下将现代信息技术与风景园林专业教学相融合的途径,见图1。

图1 新工科建设背景下现代信息技术与风景园林专业教学相融合的途径

由图1可见，风景园林专业教学首先要树立新工科理念，利用现代信息技术对风景园林专业教学进行改造升级；其次要基于现代信息技术明确专业人才培养目标，构建与之相应的课程体系；最后要利用现代信息技术实施混合式教学，为学生提供个性化学习的路径，辅以数字化教学资源的建设，使学生具备将现代信息技术应用于风景园林建设与管理的能力。

(一)确立基于现代信息技术的风景园林专业人才培养目标

我国风景园林专业的发展与人居环境建设的需要休戚相关，以生态学及数字化信息技术为代表的科学与技术已经渗透到风景园林实践的各方面。在此背景下，为了培养能满足社会需求的新工科人才，首先要明确风景园林专业教学的人才培养目标。经过充分论证和调整，长春建筑学院将风景园林专业人才培养目标设定为：基于新工科的教学理念，培养具备良好的专业素质、能解决风景园林实际问题，同时要具有新时代创新精神的“通合一体、一专多能”的融通型风景园林专业人才。

(二)构建基于现代信息技术的专业课程体系

长春建筑学院传统的风景园林专业课程体系缺乏信息技术类课程，为了弥补这一不足，学院对课程体系进行了前瞻性和动态性的调整，在学习专业基础知识、培养学生基本设计能力教学阶段增加计算机辅助设计、数字化技术与建筑类课程，以满足学生在数字技术与风景园林环境分析及评价、数字技术辅助风景园林设计/建设/管理与运营等方面的能力需求[3]；在培养学生创新能力、学科交叉能力和实践应用能力教学阶段，增加了地理信息系统原理与应用、大数据与城市规划、测量与遥感类课程，系统培养学生利用数字技术和大数据辅助解决风景园林设计中实际问题的能力；同时辅以人文艺术类课程，构建更为科学的专业课程体系。新工科背景下基于现代信息技术的风景园林专业课程体系见图2。

图2 新工科建设背景下基于现代信息技术的风景园林专业课程体系

(三)利用现代信息技术实施混合式教学

将现代信息技术与传统课堂教学深度融合，营造混合式的教学环境，可以更好地实现以学生为中心的教学理念，使教学更具个性化、吸引力和互动性。例如，学生通过电脑端口或手机APP接口，就可以获取校内的数字教学资源或是链接到公共网络的数字教学资源，打破了传统课堂教学模式的时空局限和资源局限。在此基础上，长春建筑学院有效实施了线下导学、线上自学、直播促学、全程评学的混合式教学。

以“风景园林工程”课程教学为例，任课教师利用南京林业大学建立的“园林工程”在线开放课程资源，梳理出课程教学包含的园路等6大工程和园路铺装等86个知识点，并对其中工期长、工程量大的施工现场进行了重新录制，辅以详细讲解，以此弥补现有“园林工程”在线课程缺少现场施工视频资源的不足。对于难以理解的土方工程等知识点，任课教师利用在线动画开发软件制作了教学动画，在增加教学趣味性的同时，也使学生对知识点有了直观的感受，从而更易于理解。课后，通过“超星学习通”平台，教师可以根据课堂报告、学情统计和成绩统计等大数据对学生学习进行全面评价。

(四)为学生提供个性化学习路径

目前，虽然慕课、微课和其他数字化辅助教学资源能够给学生提供个性化的学习途径，但是并不能满足不同层次学生的实际需求。因此，长春建筑学院风景园林专业依靠移动网络、大数据和人工智能等现代信息技术，为不同层次的学生建设精准化的学习路径，以进一步提升学生个性化学习的品质。

首先，以知识点为核心组织教学。例如“中外园林史”课程教学比较枯燥，因此授课教师通过微课将知识点一一呈现，学生可以随时随地开展自主学习。其次，以项目为载体实施有针对性的教学指导。例如，在开展“风景园林设计”课程教学时，任课教师以任务驱动的方式组织学习活动，借助信息技术，将线上学习活动与线下学习活动相结合，搭建了小组会议和中期评图等多样化的学习场景。教师对学生按照任务目标自主选定的项目地和设计方案进行有针对性的指导。最后，教师可以利用大数据开展课程评价。通过“学习通”和“雨课堂”等信息化教学平台，教师对教学全过程进行数据采集，生成课程教学评价表，学生通过评价表可以精准了解自己在整个学习过程的状态，教师可以根据学情及时调整教学资源的供给，为学生提供个性化学习路径。

(五)加强数字化教学资源建设

为了将现代信息技术更好地与风景园林专业教学相融合，长春建筑学院整合了公共网络数字教学资源，加强了校内数字教学资源和虚拟现实教学资源的建设。

首先，依托北京林业大学的“植物景观规划设计导论”、同济大学的“风景园林景观规划设计基本原理”和华中科技大学的“园林植物”等线上慕课资源，结合专业教学现状，开展了小规模限制性在线课程的建设，从风景园林规划与设计、风景园林工程与技术、风景园林政策法规与经营管理、园林植物应用和自然资源与遗产保护等5个方面开展公共数字化网络资源的整合工作，包括教学案例的文本、图纸、图片、模型、视频等，形成了系统的项目化和个性化学习的教学案例库。

同时，长春建筑学院风景园林专业依托学校现代教育信息中心平台，制作了“风景园林工程”“中国园林史”“中外建筑史”“环境心理学概论”和“居住区规划原理”5门慕课课程，以及“西方园林史”“风景园林计算机辅助设计”和“园林树木学”3门课程的微课制作。

2016年，长春建筑学院设立了我国首个VR本科专业；2018年申请成立了吉林省VR创新应用工程研究中心，中心建筑面积1 500平方米，资金投入达1 000万元，并依托学院在建筑领域的优势，逐步成为拥有自主知识产权的VR平台。借助这个平台，一方面学生可以开展辅助设计，利用三维空间感受建筑与环境的空间尺度，拥有交互性的空间体验，提升设计水平；另一方面教师可以运用虚拟现实技术对施工现场进行模拟，解决了风景园林工程类课程难于开展实践教学的难点。

三、新工科建设背景下现代信息技术与风景园林专业教学相融合取得的成效

(一)突出了以学生为中心的教学理念

现代信息技术为学生的自主学习、个性化学习创造了条件。学生从“要我学”转变为“我要学”，学习的主动性明显增加，基础知识运用能力和设计能力显著增强。同时，随着现代信息技术在专业教学中的应用，增加了师生之间、学生之间的交流互动，也养成了学生随时随地学习的良好习惯，取得了较好的学习效果。

(二)提升了学生的专业综合能力

长春建筑学院风景园林专业在新工科背景下，通过现代信息技术与专业教学深度融合，改变了传统的灌输式、应试型、单向传授的教学模式，构建了全新的混合式教学模式，为面向新时代的人才培养带来更为广阔的发展空间和全新的内涵。近3年来，数字化模型工作坊、多肉微景观工作室等创新创业项目在中国“互联网+”大学生创新创业大赛中获奖；“叠韵——隐于城市的喧嚣”等园林设计作品在“艾景奖”国际园林景观设计大赛中获得银奖。每年有近50%的毕业班学生在就业单位实习，学生的创新设计能力和工程实践能力广受用人单位的好评。读研深造的本科生达毕业生总数的13%，就业率稳定在90%以上，且就业单位多是与专业相关的设计公司与企业等。

(三)取得了一系列教学研究成果

长春建筑学院风景园林专业将信息技术应用于专业教学后，取得了一系列教学成果，其中，“中外园林史”课程获得2019年吉林省首届本科高校智慧课堂教学创新大赛二等奖，“中外建筑史”课程获得2018年吉林省微课大赛一等奖。同时，风景园林专业教师在微课教学改革、大数据背景下的教学模式改革、基于VR技术的课程改革、新工科背景下的信息技术与专业教学的融合等方面的研究获得省级教学改革研究立项5项。基于吉林省VR创新应用工程研究中心平台，聚焦数字化展示与传播领域，完成国家文化科技提升计划项目1项，吉林省文化厅项目2项，部分研究成果已被有关单位采用。

资助项目：2019年度吉林省高等教育学会高教科研课题“5G时代下的应用型本科高校建筑类专业教学模式改革研究”，项目编号JGJX2019D528。