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摘要:文章首先阐述了数字时代建筑学专业能力需求的新趋势,然后分析了以校企协同应对专业数字化转型的优势,接着提出了基于“数字赋能教学”理念的建筑学专业校企协同育人机制及路径,最后论述了基于“数字赋能教学”理念的建筑学专业校企协同育人成效。
关键词:校企协同育人,建筑学专业,数字赋能教学,理念
随着虚拟仿真、大数据、人工智能等前沿技术的 蓬勃兴起,我国的生产方式、经济结构及社会形态都在发生重大变革, 各行各业呈现出机遇与挑战并存 的形势 。数字化社会的新形态要求高等教育要抓住 先机,利用数字赋能教学,并服务于国家发展需求 。 2018 年,教育部印发的《教育信息化 2.0 行动计划》 积极倡导推进数字化等新技术与教育教学的深度 融合[1];2021 年公布的“十四五”规划[2] 中,“数字化” 一词的出现频次高达 25 次 。可见,全行业的数字化 转型已势不可挡, 相关教育工作者亟须把握时机顺 势而上 。建筑行业作为国民经济二十个分类行业之 一,围绕其开展数字化方面的跨界融合已刻不容缓 。 这不仅需要实现信息层面的畅通无阻 、技术层面的深度交叉[3],还需要人才层面加大培育力度,这就对新 的时代背景下建筑学专业教育提出了数字化转型的 新要求。
一、数字时代建筑学专业能力需求的新趋势
当前,数字技术以“三化”(数字化、在线化、智能 化) 为特征介入建筑产业的“三全”(全过程、全要素、 全参与方) 模式,正在全方位地重构建筑行业新体系。 面向数字时代的建筑学专业教育需要借助数字赋能 等方式应对行业转型,从而为更好地培养“三创”(创 业、创新、创优) 型人才提供必要支撑 。这就要求在专 业教育中重点关注以下三种能力的培养:快速适应和 沟通协作能力,数字信息获取、分析及展示能力,整合 知识信息提供解决方案的能力。
( 一)快速适应和沟通协作能力
建筑行业的数字化转型意味着学生步入行业后面对的工作环境、人际关系、事务内容 、潜在挑战较 以往更加复杂 。建筑学作为协调多专业的龙头专业, 需要在掌握“三化”的基础上重构“三全”进程 。对于 如何在工作中克服陡增的压力并融入复杂的组织系 统, 与多工种协作创造优异的社会价值显得尤为重 要 。因此,快速适应和有效沟通协作成为专业培养的 首要能力 。近年来,建筑学的人才培养理念是“减负 降学分”,但与上述能力紧密相关的实习实践类学分 始终维持在较高水平, 目的是鼓励学生在实践中不 断精进快速应变能力、熟练多工种协作技巧,其服务 社会的主旨显而易见。
(二)数字信息获取、分析及展示能力
数字技术介入建筑学专业教育,不仅要用先进的软件工具将设计图式语言进行数字化呈现, 还要培 养学生利用数字技术在海量大数据中获取有效信 息 、对信息进行精准分析并进行高水平展示的相关能力。
在数字信息获取方面,应重视培养学生高效获取数字化专业资源的能力,借助开源工具进行简单编程 获取有效信息、开展广泛深度调研的能力,以及通过 无人机、激光扫描仪、全景相机等设备采集数字信息的能力等。
在数字分析能力方面,应有意培养学生有关数字人文方面的分析能力,加强学生对理论模型的建构能力,使其能初步通过 BIM、GIS、Python 解决相关问题, 并了解云存储、云计算[4] 的可能用途。
在数字信息展示方面,应进一步加强学生运用新 兴手段(如短视频、VR、AR 等) 呈现项目成果的能力,以及利用网络媒体进行展示传播的能力。
(三)整合知识信息提供解决方案的能力
以往学校更倾向于对知识分门别类地讲授,而在 行业数字化新体系下则要求建筑学专业能提供以数 据为依托的设计、建造及运维的“整体解决方案”。
当下, 基于 API 接口的集成模块的广泛运用, 模块化综合管理的系统思维逐渐取代了用散装零 件自底层搭建的思维 。在建筑学专业教育中,这种 思维方式及相关的整合能力仍未获得足够关注,对 此,建筑设计课程体系应有意识地纳入对该能力的 阶梯式培养,而毕业设计则是考查这种能力的终极 “试金石”。
二、以校企协同应对专业数字化转型的优势
如何应对建筑学专业在数字化转型阶段的新需 求,并解决人才培养中的新问题? 加强校企协同育人 无疑是可行思路之一 。企业是高生产效率的代表,总 是能聚焦行业热点、关注需求痛点、解决技术难点,而 巨大的市场规模和快速的技术迭代,促使创新型企业 始终能将前沿科技运用到生产中。在国家高度重视校 企协同育人并鼓励“支持学生参与科学研究,强化实 践教学环节”[5] 的政策推动下,有必要让高校与企业充 分联合,响应国家号召,共同探索基于数字化教学的 校企协同育人[6] 的机制及方法路径。围绕数字技术、依 托联合实践平台开展校企深度合作,在教学中融入前 沿的数字科技,能培养面向数字时代、服务国家发展 需求的建筑类新型创新人才。
高校与企业基于真实项目和现实社会需求开展有效的校企协同是“双赢”之举:一方面,对于教师队伍的教学思维转变、教学方法改革、教学内容优化有重要支持作用,对于培养、提升学生上述三类能力有 直接帮助, 能使师生紧紧掌握时代的核心竞争力,为 本专业的数字化转型提供高效稳定的推动力;另一方面,通过持续培养具有数字化禀赋的新型人才,能及时为企业补充数量可观的数字化从业者,显著降低企业招聘成本、培训成本、管理成本、研发成本等,为企业快速抢占市场“蓝海”给予重要帮助、创造潜在价 值,也能为实现建筑业全要素数字化转型、升级、再造提供有力支持。
三、基于“数字赋能教学”理念的建筑学专业校企 协同育人机制及路径
( 一)基本机制
建筑学专业围绕行业数字化升级的建设目标,以提升产学研协同育人和服务产业发展能力为导向,通 过构建“全过程贯穿、立体化支撑”的校企合作平台, 以校内专业实验室、校外实习训练基地、校内外校企 联合孵化基地为支撑,以数字化建筑课程、数字化建 筑设计实践项目、数字化科研课题、数字化创新创业 大赛、课外学术科技竞赛和教育部产学研协同育人项目为育人抓手,凝聚“师-生-企”三方力量,推动实现 “三协同”——培养目标协同、师资队伍协同、数字资 源协同, 从而形成以建筑数字化为主线且学校创需 求、企业供实践、教研开新源、合作促效能、人才入企 业的建筑学专业校企协同育人的基本运行机制。
上述机制稳健运行的关键是要形成“互惠双赢” 的良性循环态势,即充分把握建筑学专业与数字化企 业的双重诉求至关重要,前者的根本诉求是调整课程体系、提高设计课教学中行业先进理念和前沿技术的 入课水平,强化课程与社会需求的紧密联系,进而提 升人才培养质量;后者的核心诉求是通过向高校输出 行业前沿的技术与产品创造增益价值,借高校科研力 量进行科研项目合作,助力企业科技创新,搭建实践 平台,培育人才、招揽优质人才,提升企业品牌知名 度 。因此,在校企合作中,建筑类高校应重点关注“产 学研用”[7- 8] 四要素的融合程度,并充分与“三全育人”[9] 相结合,挖掘数字化需求,为企业构建能创造隐形价值的新市场,为企业创造价值并输送优质人才,加强 与企业的交流合作,在充分培养建筑学专业学生的数字化思维、锻炼其面向时代的创新能力的同时,全面 提升高校教师利用数字化知识与技术的教学能力、实践能力和服务社会意识;企业应把握整个建筑产业链升级带来的剧变,加大项目建设全周期中的人才引入 力度,着力探索和拓展与教育有关的各类数字化应用场景,提供数字化技术与产品,助力建筑学专业教学 体系实现数字化升级与应用,提升学校人才培养水平 和科研绩效,最终使校企合作真正做到主动“双向奔 赴”,从而高水平、高质量地完成协同育人目标。
(二)实施路径
建筑学专业基于“数字赋能教学”理念开展校企 协同育人的路径非常多样,大致分为四种:校内外数 字化设计实践平台建设 、数字化建筑课程体系建设、 数字化技术融入建筑教学场景、建筑学数字化特色师资培训,具体可根据专业实际情况灵活选择。
1.校内外数字化设计实践平台建设。针对建筑学专业的数字化转型需求, 学校可借助数字化科技企业与智能建造企业的技术优势和特色设备, 在校内 和校外同时建立以数字化建筑设计为主题的“产学 研用”型实践示范平台,打造校企深度合作、跨界知识融合的“试验场”。校内实践平台可配合建筑类实验室进行建设, 旨在满足低年级学生实践教学的需要, 具体可由企业专家承担建筑学专业课程中的部 分教学任务,通过动态对接社会生产实践项目,促使学生既能在本校完成基础实践学习, 又能依托此应用场景体验生产实践项目, 并在学习过程中发现现 实问题, 从而借此教会学生结合实际工程案例对问题进行思考,形成理性分析的思维方式 。校外实践平 台设在合作企业内,面向高年级的学生,其内容是经过校内实践基地锻炼后的进一步强化训练, 旨在拓展学生的综合能力并为企业创造价值 。学校应有意 识地加强与仿真建模类、遥感测绘类、智能建造类、 大数据类等类型的数字科技企业的协作, 合作领域 可聚焦于 BIM 正向设计、GIS 辅助城市设计、数据挖 掘助力设计分析、VR 与建筑交互 、云渲染与建筑展示等方面 。校外实践基地不仅可为学生掌握相关行 业人才需求提供必要信息, 还能为学生提供就业前宝贵的试岗机会。
2.数字化建筑课程体系建设 。基于“数字赋能教 学”理念,数字化建筑课程体系建设可从数字化专业 方向或专业特色模块两方面入手,既可采用“整班制” 制订适合数字化新专业(已有若干海内外高校开设数 字建筑设计、智能建造等专业) 的全新培养方案,也可 采用“课程模块制”,在中高年级通过模块化的专业选 修课围绕数字化建筑对部分学生进行拓展式培养,以 实现数字化教学改革 。两种方式均可与“导师制”“双师制”相结合,通过企业专家进课堂的方式,促使数字 化课程模块与产业数字新形态进一步紧密结合。基于 上述数字化建筑课程体系建设的大框架,教师应围绕 大数据赋能城市设计[10]、数字技术辅助乡村振兴[11]、数 字技术助力遗产保护[12]等诸多方向,有针对性地设置 专业基础课、专业核心课及专业拓展课程 。同时,各类 课程都要以市场需求为导向,设置课程标准,并以数 字化建筑设计项目为依托,配置专业教材 。在课程内 容上,教师要重点关注数字化变革转型对建筑学专业 的要求,并引入真实的教学案例,培养学生数字信息获取、建筑问题分析及建筑方案展示能力。
3.数字化技术融入建筑教学场景。建筑学专业应运用数字化技术改造传统建筑课堂的教学模式和技术方法,探索“建筑类学生↔ 建筑学知识↔ 数字化工 具”三轴互动的“数字赋能教学”形式 。对此,建筑学 专业可优先以建筑设计类课程为数字化转型的试点 载体,将科技企业数字化资源纳入课程体系,围绕经典建筑方案(如萨伏伊别墅、北京国家体育场 、苏州博物馆等) 建立相关数字交互资源,进而搭建共享线 上教学资源库,同时基于5G智能互联环境制订切实 有效的高效互动式教学策略 。此外,建筑学专业可结 合可视化技术进行建筑设计课件升级,将编程、融媒 体、VR 等技术纳入课堂, 使建筑设计教学场景转变 为数字化应用场景, 通过仿真模拟推演建筑设计及 建造的全过程,引导学生主动参与、独立思考,同时 强调在毕业设计教学环节中数字化技术的全过程协 同,以此考查学生整合知识信息、提供解决方案的能 力水平。
4.建筑学数字化特色师资培训 。建筑学专业可以 BIM 与数字化建筑设计、遥感测绘与场地踏查、大数 据与智慧教育等为主题,邀请数字科技与智能建造企 业定期面向相关教师开展课程研讨、技术培训、专业 技能交流等活动,依托一流专业建设项目、教育部协 同育人项目或科研项目,通过培养教师的数字化思维 逻辑和技术综合运用能力,提升建筑学专业教师的数 字化教学水平,形成一支专兼结合的“双师双能型”建 筑学数字化特色教师队伍,从而为数字化育才提供原 动力,并高效实现建筑教育数字化转型目标。
四、基于“数字赋能教学”理念的建筑学专业校企 协同育人成效
近年来,长安大学(以下简称“我校”)建筑学专业 (国家级一流本科专业建设点) 主动对接国内知名科 技企业开展数字化合作,以教育部协同育人项目为合 作契机,在多方面深入开展“校企协同、数字赋能”的 探索。
在数字化设计实践平台建设方面,我校建筑学专 业与北京清华同衡、北京广联达、南京慧筑、重庆光辉 城市、中国建筑西北设计研究院、西北综合勘察设计 研究院等十余所数字科技或设计建造单位建造了联 合培养工作站,在校内建成 2 处校企共建基地,同时 邀请企业专家来校承担本科课程授课、专业技术交流 达 50 余人次,组织学生前往相关企业实习、就业多达 180 余人次 。我校建筑学专业根据行业需求重点打造 了建筑类信息技术实验室, 陆续购置相关软硬件 70 余种, 包括 VR 仿真设备、遥感测绘仪器、3D 打印设备、数控加工机床等,有力地协助了教师及学生对相 关教学实验和科研探索活动的开展。
在数字化建筑课程体系建设方面,我校建筑学专 业借助修订完全学分制人才培养计划的契机,构建了 本专业模块化课程教学体系,在模块中打造数字化设 计方向课程群,并在建筑设计专题与建筑节能、城市 环境模拟等专题设计中推进数字化介入全过程、全要 素、多维度的协同教学 。同时,我校建筑学专业以一流 课程建设为抓手,重点支持建筑设计系列课程及医疗 建筑、古建筑测绘等课程的“数字赋能”,旨在打造本 专业线上教学品牌;在学科竞赛和毕业设计环节使用 BIM 正向设计、数字孪生技术等,推进学生设计的数 字化进程,使学生能更有效地调研场地、整合信息、实 施创作、展现结果。
在数字化技术融入建筑教学场景方面, 我校建 筑学专业在 BIM 技术应用、低碳绿色建筑、文化遗产 保护、大数据与云计算、数字建筑项目管理虚拟建造 等方面开展了教学应用场景探索及实践 。同时,我校 建筑学专业组建“西部数字建筑设计与建造”科研团 队,有意识地将真实科研项目引入课程,依托项目将 高年级本科生与研究生组织起来, 形成本研一体化 培养模式 。此外,我校建筑学专业立足建筑设计及其 理论本体, 通过数据驱动实现建筑多场景数字孪生 应用, 推动西部城乡建筑生命周期的设计建造全进 程, 由此大量科研成果作为课程教学资源被有效利 用,助力了学生地域建筑数字化设计能力的培养 。另 外,我校建筑学专业通过与测绘类企业合作,将先进 的遥感测绘技术融入古建筑测绘教学场景, 并结合 课程顺利完成了陕西省境内 50 余处重要古建筑的 测绘及数字化信息库建立工作。
在建筑学数字化特色师资培训方面, 我校合作 企业共为 11 名教师和 70 余名学生提供了与虚拟仿 真、BIM、GIS、大数据相关的培训,并在教学改革中注 重长效机制的建立,展开跨领域 、跨学科、跨专业的 项目合作与交流, 通过虚实交互反馈 、模式迭代优 化 、校企人员定期座谈等举措保障了数字化师资培 训 目标的达成。
通过上述校企协同“数字赋能教学”的改革措施, 近 3 年来,我校建筑学专业成功获批国家级一流专业 建设点,与数字科技企业合作共获批教育部校企合作 项目 5 项, 建成线上和虚拟仿真类一流课程 5 门,有 力地推动了多项省级一流课程的获批,荣获全国教学设计创新大赛一等奖 1 项及教学成果奖 2 项,指导学 生取得国家级、省部级学科竞赛奖 20 余项。
五、结语
数字化时代,社会对于人才能力需求的改变不断 推动着建筑学专业的数字化转型,校企协同育人作为 能助力改革的一种可行的教改模式,其核心运转机制 在于保障校企双方互惠共赢,通过引入数字化相关企 业,围绕校内外数字化设计实践平台建设、数字化建 筑课程体系建设、数字化技术融入建筑教学场景、建 筑学数字化特色师资培训等方面实施协同改革,可有 效凝聚“师-生-企”三方力量,在为学校育才兴研的同 时,为企业创造价值,从而实现“数字赋能教学”的目 标。我校在此方面的初步探索取得了若干有价值的经 验和有意义的成果,希望能为同类专业建设和教学改 革活动实施提供一定借鉴 。未来,我校也将继续与业 内教育同行携手共进,努力探索专业数字化转型新模 式,力争为国家培养出更优秀的建筑学专业人才。
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其他作者简介:蒲文娟(1982— ),女,讲师,博士,长安大学建筑学 院建筑系副主任 。研究方向:建筑历史与理论。
李琛(1986— ),女,讲师,硕士 。研究方向:建筑历史与理论。
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