农工交叉学科的工科课程教学改革初探

蒋程瑶 刘佳明

摘要：设施农业科学与工程专业（以下简称设施专业）旨在培养具备生物、环境、工程等学科的知识的复合型人才，是一个兼具农科与工科特色的交叉专业。《建筑设计基础》是建筑学相关专业的一门必修专业基础课，是设施专业学生工程部分的专业必修课程，是学生进行温室设计课程学习的一个入门环节。文章从教学内容、教学目标、教学方法和教学模式等几个方面对课程教学改革进行了探讨，以期能对农业院校中的农工交叉学科的工科课程教学提供借鉴。

关键词：设施农业科学与工程;建筑设计基础;教学内容;教学目标;教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）36-0112-02

《建筑设计基础》是建筑学相关专业的一门必修专业基础课。设施专业涵盖现代生物信息、育种栽培以及温室结构、材料、自动化控制等工程技术的多领域和多学科交叉与集成。因此，将《建筑设计基础》作为该专业的专业必修课，成为工程部分教学中与前序《工程力学》与后续《温室结构设计》等课程的过渡课程十分必要。设施专业的低年级学生主要以农科通识基础课为主，对建筑各方面的了解尚浅，怎样引导他们把《工程力学》与《工程制图》知识融会贯通到新课之中，具有“温室特色”，怎样为后续课程做好铺垫，一直是贯穿于整个教学过程中需要思考的问题。本文结合作者的教学实践，谈几点认识。

一、围绕专业定位。组建教学团队

任何一门课程，特别是专业基础必修课的设置必须围绕该专业的人才培养定位。设施专业正是为了培养同时具备农、工学科通识，掌握设施的设计与建造、环境调控、生产管理的基本理论、知识与技能的复合型高级科技人才。这样的专业定位，须有相关专业背景的教师形成一个有机融合农、工、管学科的现代农业教学团队，以保证教学活动的有效开展和教学质量的稳步提高。设施专业的工程部分主要涉及温室结构设計及环境调控设计、建筑材料的选择与设施建造施工技术等。在“生物、环境、工程三位一体”的培养框架下，我们成立了以教研室为依托，副教授带头的教学团队。这个教学团队中的工科成员为分别具有设备自动化、建筑结构、建筑环境调控等专业背景及博士学位的教师。大家一起探讨教学大纲、教学模式，分工协作、集体备课、讨论和总结，同时注意与农科背景的教师成员的交流与配合，使得课程特色更加突出。

二、定位教学目标、改革教学内容

本课程首先在知识板块方面，将传统课程包含的建筑概论、建筑基本知识等单元的内容进行整合、压缩，提炼出最基本的概念，并辅以案例解释，让学生对建筑文化及建筑形态有一个概念性的认识，并初步掌握建筑设计的基本程序和方法。同时，结合本专业对工程涉及内容的需求，在教学上增加建筑材料知识，特别是温室常用骨架及承重结构材料的性能与选材方式的讲解，加入建筑节能知识，围绕温室对太阳能风能等综合能源的需求进行教学。

其次，在知识构建方面，根据建筑空间的特点和学生目前的知识结构，将本课程的着眼点放在单一温室内。由于本专业学生在一年级下期，已对温室进行实习，为了使学生更深入浅出地理解设计内容，本课程以温室为依托，从传统的建筑类型等内容过渡为温室类型等方面，选取学生接触过的题材，学生自己有真切感受，理解会更透彻。我们将教学内容细化为几个部分：学习单一空间的构成和分化，采用不同的实体要素对空间进行围合、分割、引导和联系;分析空间中主体（包括人与植物）的基本需求、行为和感受，结合人体尺度以及作物高度对空间进行细化;考虑不同的材料和结构对建筑的影响。这样的设定，既与前续课程《工程力学》、《工程制图》结合比较紧密，也将农学生物学上植物生理生态的内容加入，体现了本专业多学科交叉融合的最主要特征。这也是本专业贯穿于专业建设和人才培养的工作，只有围绕这一特征而开展连续不断的工作，才能保证建设的专业和培养的人才是多学科交叉融合的。

再次，在基本功训练方面，随着计算机应用软件的快速发展，电脑制图的技术也越来越早地在学生中普及，而学生也可以借助电脑的快速和直观展开学习。为此，我们将CAD、天正等基本作图软件的教学内容通过“课堂讲授与演示”和“作业检验”并重的方式，融入课程教学当中，训练学生的作图表达基本功，提升他们在图面上的素质和修养，弥补低年级学生绘图训练少、表达能力弱的缺陷。

三、紧密结合学情、改进教学方法

学生是教学的主体，更是课堂的主体。在整个教学过程中，从传统单向式的教学方法，转变为与学生互动，进而调动学生的主观能动性，提升课堂效率“。然而，任何课程教学方法的确定，必须要根据学生的实际学情进行具体设计。在上课之前，通过和学生互动，了解学生对课程相关基础知识的掌握程度，提前确定好重难点。在上课过程中，根据学生的提问回答或表隋变化等，把握上课节奏。通过课后习题等方式，检测课堂教学效果。

而在整个《建筑设计基础》课程的教学安排中，我们提倡把理论和实践结合起来，并且形成贯穿始终、交替进行的教学方法。开课之初，在讲述了本课程的基本要求和教学目的之后，开始布置设计任务，让学生大致了解要涉及的内容有哪些。然后根据内容模块的变化，将学生分组，以小组为单位进行课堂外教学环节，如调研，并且选取的调研目的地就是学生们进行实习过的园艺场日光温室群或企业科研一生产温室区。低年级的学生做调研比较少，因此初期由老师亲自带队，共同实践。除了现场调研，我们还要求学生将现场调研的一手资料用图文的形式展现出来，回归理论的阶段。通过绘制调研图纸、绘制分析图，一方面可以训练学生的制图基本功（这在低年级是十分重要的）;另一方面让学生自己结合原来学过的空间知识去分析建筑空间的构成要素、空间组织和分割方法，对知识的理解和感受更为贴切和深刻。

在建筑设计板块中，整个设计的过程中，我们采取让学生采用“绘图—模型一绘图”的往复式分析方法，其中，要求他们必须有一套手绘图纸，而模型的生成可根据绘图软件自行生成，也可以由学生自行制作，既可以提升学生制图软件的熟练程度，也可以锻炼学生的动手能力、空间思维能力。这种方法将建筑的三维空间非常直观地展现在设计者面前，尤其是对那些空间想象力不够强的学生来说，这种方法尤为有效。

四、汲取精华、提升教师教学水平

对于交叉学科而言，任课教师如何让该课程在内容上做到既衔接已学知识，又突出学科的重难点，将知识向纵深或高层次扩展。在教学过程中如何让学生保持新鲜感，积极发挥主观能动性，很大程度上决定了课程教学质量。因此，为了提高任课教师的教学能力和水平，首先，教师需要多关注本学科的前沿领域发展动态，设施专业的各个教研团队会定期根据专业需求，为成员推送相关学科学术讲座信息，以便搜集学科前沿领域的科研动态。其次，研究团队也鼓励任课教师积极申请，定期选派去兄弟院校进行相关学科的听课学习，有针对性地学习本门学科先进的教学理念和方法。第三，仅仅掌握学科的最近研究进展，容易导致理论和实践脱节的情况出现，这种现象在青年教师中显得尤为明显。因此，每年研究团队要求青年教师必须深入实验基地，参与市场调研，将实际的人才需求整合到课程教学当中，做到更加接地气、有的放矢。

五、小结

总之，教学是一个教学相长的过程，也是一个不断改革和创新的过程。做好交叉专业和交叉学科间课程的融合，有助于综合性优质人才的培养。根据本专业培养方案的要求，专业目标的定位，优化教学内容，选择合适的教学方法和提高任课教师教学水平显得尤为重要。在这次对《建筑设计基础》课程的改革探索中，我们对教学目标进行了定位，对教学方法和教学模式进行探讨，摸索以设施专业为代表的农工交叉学科的工科课程实践的教学改革之路，以期为国家培养多位一体的综合性创新人才的课程设计提供参考。