新工科理念下建筑学应用型人才培养模式建构

蒋正容 | Jiang Zhengrong

刘霄峰 | Liu Xiaofeng

陈新民 | Chen Xinmin

伴随着第四代科技革命带来的新经济新技术，我国出现实践人才不足、高技术应用型人才短缺等现象。面对新时代的机遇与挑战，教育部于2017年2月发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》，正式推出“新工科”计划[1]。“新工科”强调现代科技与传统技术相结合，更加注重学科的应用性、交叉性与综合性[2]。传统学科只有积极适应科技发展和社会的需求，对人才培养模式进行改革升级，才能培养引领未来技术和产业发展的应用型人才。

建筑业在国家建设以及社会经济发展中占有支柱性的重要地位，建筑学作为建筑业的龙头专业，是一门综合性较强的传统学科，学科涉及到自然科学、人文、艺术、社会等多个科学领域，具有多学科交叉性和综合性，具备良好的新工科改革基础。在建筑业进入信息化、工业化的时代，建筑学教育滞后于科技的发展和社会的需求[3]。面对新技术的挑战，如何培养符合产业需求的新工科人才，本文以建筑学专业的人才培养模式作为研究对象，从培养目标、课程体系、教学方法、实践体系等方面探讨传统工科与新技术相结合，重构建筑学应用型人才的培养模式。

1 建筑学新工科人才能力需求

建筑业信息化和产业化的发展引发了建筑设计思维、建筑设计方法和建筑组织管理等多方面的变革。支撑这一变革的关键因素是高素质的专业技术人才。新工科背景下，对专业人才的知识体系、专业能力、综合素质等各个方面提出了新的要求。

1.1 学科交叉的复合知识体系

建筑学科新工科人才首先需要掌握扎实的专业知识，掌握涉及到社会、生态、艺术、历史、设计、物理、设备、施工等各方面的知识。需要将各学科知识能够有机融合，才能真正成为具有复合知识体系的人才[4]。此外尤其需要注重掌握信息科学方面的知识和方法，建筑行业出现建筑信息模型（Building Imformation Model，简称BIM）、参数化等新技术，建筑学新工科人才应该掌握这些新技术，并能实现新技术与建筑学科知识的融合贯通，培养多学科交叉的强烈意识和全面思考问题的习惯。

1.2 创新思维能力和综合应用能力

信息时代已经引起人类全方位的变化。新工科人才应该拥有及时更新知识、学习新技术的创新思维能力，更加重要的是，是能够运用技术解决新时代的具体工程问题综合应用能力。这不是单纯开设几门新技术课程能够实现的，需要形成完整的技术更新体系。BIM等新技术改变传统建筑设计的二维思维方式，让电脑代替人脑完成三维与二维之间的思维转化，从根本上改变了建筑领域设计的方式与方法[5]。因而需要及时增加BIM等新技术内容，完善技术课程体系，并通过丰富的实践体系将技术课程体系与传统的建筑设计课程体系不断地融合，从而全面培养学生的综合应用能力，实现传统专业能力的全面升级。

1.3 社会意识和团队协作素质

建筑师应该有强烈的社会责任感和人文情怀。建筑师的活动对城市、环境和社会都可能造成的影响，因为应该切实以人为本，从可持续发展的角度，认真考虑人与环境的关系。此外，建筑职业工作都是团队工作，每项工程都不是一个人独立完成，需要与不同专业、不同阶段参与人员进行沟通协作，建筑学专业人才需要掌握和整合各种关联的信息，更好地与建筑营造的参与各方沟通和协作。团队协作能力是新工科人才非常重要的能力。

2 建筑学专业教育面临的挑战

建筑学学科办学模式来源于欧美学院派教学体系。近几十年来，众多院校设立了建筑学学科并培养了大批建筑师，为国家的建设输送了大量的人才[6]。大多数院校按照“通识教育”+“宽口径职业教育”培养模式构建课程体系，在培养模式上呈现大而同的现象[6]。表1为此模式与美英国家的对比。由于建筑业产业化信息化在我国的飞速发展，我国建筑学科人才培养模式的改革滞后了。英、美建筑学教育同样也走过我国现在的发展阶段，目前一些院校已经形成了建筑设计与技术并重、多学科交叉的新局面，一些经验值得借鉴。我国现行培养模式存在“重技能而轻思维”、“重设计轻技术”、“重专深而轻综合”“重灌输轻自学”[4-6]等问题，具体表现在以下几个方面。

表1 我国建筑学本科教育与美国、英国的区别[8-10]

2.1 培养目标相对单一，侧重于建筑设计创意，缺少多元化复合式培养。

建筑学新工科人才要求专业人才具有宽泛的知识面。目前的建筑学教育模式侧重于建筑设计创意能力的培养，虽然开设有社会、经济、艺术、技术等各个方面的课程，然而缺少综合分析社会、经济、艺术、技术等知识的综合性实践训练，各知识之间未能有效地融合，缺乏复合知识体系的培养。

2.2 课程体系是以设计系列课程为核心，对技术类课程重视不够，缺少技术与设计的综合应用训练

建筑学的专业课程体系设置呈现“一核两翼”的形态，即以建筑设计系列课程为核心，技术和理论课程为辅助。大多数院校都非常重视核心课程的系统性训练，然而对技术课程重视不够，新技术应用相对缓慢。很多院校还只开设了基本的Autocad、Photoshop等软件课程，只有部分高校开设了新技术如建筑信息模型应用等课程。缺少核心课程与技术类课程的综合应用训练。技术课程仅仅是作为独立的软件课程在学习，技术课程未能与建筑学的核心课程形成有效的整合，学生们的综合应用能力和创新能力没有得到有效的训练。

2.3 教学模式以知识灌输为主，学生缺少主动创新意识

教学上普遍采用知识的灌输形式，将老师的经验手把手地示范传授给学生，忽视了学生的主动性和创新性训练。教学形式单一，教学内容更新不及时，学生的依赖性强，独立思考问题解决问题的比较弱。建筑设计思维依然停留在二维的图纸上，缺乏对三维建筑信息模型的认识与运用，缺少应对社会发展的创新思维训练[11]。

3 本科建筑学新工科人才培养模式建构

新工科人才培养模式的建构以产业需求为导向、以新技术为引领，对现有培养模式的进行重构。改革学习英美等国家的建筑学专业的经验，克服目前建筑学教育模式的不足，从人才培养目标、课程体系设计、教学方法教学、实践体系等方面探索适应建筑信息化、产业化的应用型人才培养模式。

3.1 以产业需求为导向，确定建筑学新工科应用型人才培养目标

紧扣建筑产业的需求，培养适应市场的复合性人才。建筑学新工科的培养目标是面向建筑行业未来，培养富有创新精神，专业知识扎实，又能够适应信息化社会需求的应用型人才[12]。学生能够综合运用建筑学知识、信息科学知识，在建筑设计、建筑管理、软件应用等行业从事工程设计、房地产开发、技术应用开发、生产技术管理和科学研究工作，具有全球观念，能够解决复杂工程问题。

传统的建筑学教育模式培养的毕业生通常就业去向单一，一般以建筑设计院、地产为主要就业选择。通过基于技术融合的多元化应用型人才的培养，建筑学学生掌握多元的知识体系，在就业方向选择上逐渐呈现多元化。学生可以利用建筑学所学的综合学科优势，选择创新数字设计行业、软件应用行业以及跨专业研究深造等全新的选择[13]。通过跨学科、新技术的培养模式全面开发学生的潜能，培养出可灵活选择就业、创业方式的全面型设计人才，共同推动我国的工业科技革新和设计行业转型，推动应用型新工科人才的持续产出。

3.2 以新技术为引领，建立基于目标导向的纵向能力进阶横向知识整合的课程体系

构建纵向能力进阶、横向知识整合的课程体系（图1），形成专业课程体系与专业能力目标之间清晰而具体的对应关系[14]。基于新工科应用型培养目标导向的专业课程体系，首先要求具备扎实深厚的专业基础知识，此外需要强化以新技术课程为引领的技术课程体系。现有的课程系统对培养专业基础知识是可行和必要的，因而在不颠覆现有的课程体系基础上，引入建筑信息模型等新技术课程，并以此为引领促进技术系列课程的系统性和应用性。最重要的是需要形成一系列的整合性课程，将技术与设计融会贯通，从而在横向上形成专业模块、技术模块、实践模块这三大模块相互关联融合，达到强化知识的综合性、关联性和实践应用性的目的。

图1 纵向能力进阶、横向知识整合的专业课程体系

纵向上由浅入深逐渐提升学生的专业能力。建筑学的专业能力可以概括为三个方面：设计创意能力、技术应用能力和实战能力。设计创意能力指建筑的设计创意与表达能力，其基本技能包括建筑制图、建筑空间组织、建筑造型、建筑表现等能力。建筑技术应用能力不仅包括在建筑设计中融合传统的建筑力学分析、建筑结构布置、建筑节点构造、建筑声光热等方面的能力，最重要的是应用新技术的能力。建筑的综合实战能力包含将技术与设计等知识进行整合，达到技术与设计的综合运用，以及团队合作、组织管理的能力等。

适当地增设一些课程环节，强化专业能力的培养。在基础入门阶段，增加专业创新导论课程，为刚刚进入专业学习的学生，介绍本专业相关的知识体系和建筑产业的发展方向，帮助学生搭建专业知识架构的同时播种创新的种子。在提升拓展阶段，增加新技术课程如建筑信息模型基础课程，让学生们能够熟悉和掌握建筑信息技术。在实战阶段，设置团队合作的设计内容，让学生们学习协同工作。在每个阶段点，增加专业综合性训练，加强知识的有机融合，如增加数字技术应用集中周，强调将数字建筑技术与建筑设计、建筑结构等知识的融会贯通和综合应用。

3.3 以学生为中心，借助信息技术进行教学模式改革

以学生为中心对教学模式进行改革，培养学生自主发现问题、解决问题的能力。在教学内容上，面向工程实践采用真题式和主题式的教学内容，及时更新和调整内容。在教学形式上，借助数学化、虚拟化等技术，课堂教学呈现出全新的表达方式，改变传统建筑课程的二维图片、实物模型等形式，利用三维空间形象进行教学。在教学方法上，采用“互联网+”信息技术，激发学生学习的积极性和主动性。在教学组织上，采用理论与实践相结合的学习形式，大班授课、小组讨论和个别辅导相结合的组织形式，教师在课堂上的职能从灌输改为引导，通过师生互动引导学生自主地发现问题、分析问题和解决问题。在评价体系上，重视学习的过程，采取多元化过程化的评价方式，引导学生重视过程。

3.4 构建校企合作的实践平台，培养学生的创新、综合应用和实战能力。

工程实践能力是应用型人才培养的重心，通过校企合作构建产学研协同育人综合实践平台[15]。通过培养校内教师、聘请企业业师等形式组建综合性教师团队，通过成立实习基地、组建虚拟班等形式与企业合作开展多方面的实习实践活动。新工科人才培养实践模块由专业创新创业、课程设计实践、企业实战三部分组成（图2）。鼓励学生参加专业竞赛等项目，培养学生的创新能力；重视课程设计，强调理论与实践相结合，培养学生的综合应用能力；最后一个学年的生产实习和毕业设计等实战环节，通过专业教师与企业业师共同指导，学生参加实际工程项目的设计训练，将专业知识真正转化为技能，从而增强实战能力和团队协作能力。

图2 建筑学新工科和创新人才实践模块培养思路

结语

新工科理念下建筑学应用型人才培养模式研究，着眼于利用新理念新技术实现对传统工科专业的人才培养模式进行升级改造。改革顺应新时期的技术趋势，呼应行业需求，在新工科应用型人才培养目标指导下，形成纵向能力进阶、横向知识整合的课程体系。培养学生的创新思维能力、新技术的应用能力、学科整合互联的能力，实现学校与企业单位需求的无缝连接，为我国的新工科应用型人才的培养贡献自己的力量。

资料来源：

文中图表均为作者自绘。