以绿色建筑创新实践能力培养为核心发展方向的建筑类新工科专业建设探索

王频　李宁　卢素梅　郑愚　孙璨

摘  要：本研究从建筑行业技术变革机遇期的建筑类新工科专业建设发展方向出发，论述绿色建筑教育在专业教学中的重要性，提出以绿色建筑创新实践能力培养作为建筑类新工科专业的核心发展目标。推进绿色建筑创新训练教育与建筑专业教育的融合，通过创新培养目标、调整教学体系、更新教学模式、革新教学手段和推进实践训练，完善改革链条等改革探索与实践，以新工科专业发展为契机，推动项目驱动下的产教融合，培养具备绿色建造工程实践能力和创新能力的高素质应用型建筑新工科人才。

关键词：绿色建筑;新工科;专业建设;创新实践能力

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）05-0089-05

Abstract： This paper discusses the importance of green building education in architectural professional teaching， and proposes that the cultivation of innovative practical ability of green building should be taken as the core development goal of the architectural new engineering major. To promote the integration of green building innovation training education and architectural specialty education， several measures has been carried out， such as innovating training objectives， adjusting teaching system， updating teaching mode， innovating teaching means， promoting practical training， and perfecting the reform chain. Professional development of new engineering is an important opportunity to promote the integration of production and education driven by projects， so as to cultivate high-quality applied engineering talents with green construction engineering practice ability and innovation ability.

Keywords： green building; new engineering; professional construction; innovative practical ability

绿色可持续[1]是建筑行业最受关注的技术，我国绿色建筑已进入高速发展新常态期[2]。作为建筑设计工作者，应当积极提升绿色建筑创作能力[3]，适应新时期建筑业转型升级和绿色低碳建造需求。

2017年教育部公布《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》。新工科[4]强调教育领域应紧密关注行业发展，将行业新动向及时融入专业教学。新工科建设对地方院校与专业发展提出了新要求[5]：工程教育应强调学科专业设置与社会产业发展对接，主要着眼点应放在专业的再設计、课程群的重构，注重技术与应用领域的创新协同。

在BIM、智能建造等高新技术的冲击影响下，建筑行业新一轮技术变革对传统建筑类专业发展提出了挑战，绿色低碳建造已逐渐成为当前建筑领域的重要发展方向之一[6]。建筑教育必须适应变化，在培养体系、教学模式、教学平台和教学手段等方面进行创新实践，以培养适应社会需求的、具有创新实践能力的复合型人才[7]。当前新工科发展理念亦促使我们积极探讨更加科学合理的绿色建筑应用型、实践型人才培养模式，提出切实可行的、以绿色建筑创新实践能力[8]培养为核心发展方向的专业建设思路。

一、绿色建筑教学现状的主要问题及改革突破口

（一）绿色建筑教学现状及问题

目前我校已投入教学的绿色建筑相关课程包括三年级的建筑物理、绿色建筑设计原理两门课程，城市与建筑热环境模拟创新应用、绿色建筑模拟技术等课程已纳入教学计划，完整的绿色建筑教学体系尚未搭建起来。低年级学生无法接触到绿色建筑原理、技术知识，没有机会在较简单的单体建筑设计课程题目中开展绿色建筑设计;高年级学生开展绿色建筑设计实践的契机是参加绿色建筑竞赛、参与复杂的单体建筑/建筑群课程题目，实践环节选择少，与绿色建筑基础类、技术类课程结合不紧密。另一方面，目前绿色建筑相关教学环节存在以下问题：传统理论课程教学模式中一成不变的教学内容、教学方式培养出来的学生难以适应建筑行业技术变革;忽视实践教学环节的重要性，技术与设计在教与学中的脱离不利于学生绿色建筑设计实践能力的培养;应试式教学难以唤起学生的学习积极性，学习成效局限于课程所在狭小格局，不利于学生主动应对建筑行业实际需求。

总体来说，目前存在的问题包括：

1. 绿色建筑原理性、技术性、实践性知识尚未被现有教学体系完整覆盖，绿色建筑核心课程与实践环节介入时间较晚;绿色建筑核心知识传授呈现片段式、跳跃性特点，“绿建原理-绿建技术-绿建实践”知识系统的各环节衔接不畅，学生难以从目前较发散的课程体系当中深刻理解绿色建筑内涵及有效掌握绿色建筑评价技术与创新设计方法。

2. 目前课程教学环节存在诸多可改进空间，应对新工科专业发展的课程教学模式、教学内容、教学方式和考核机制等方面亟需开展突破性改革;培养体系中教学环节忽视绿色建筑实践教学的重要性，“学”与“用”联系不够紧密，教学环节中实践实训模式固化、内容单一、体系松散;设计竞赛仅面向少数参赛学生展开，获奖赛事等级不高。

3. 师生合作团队、校企合作模式、绿色建筑实践平台尚未形成，企业的外部优质资源难与高校教育资源有机整合，产教融合成效不足，封闭式教学不利于学生应对建筑行业实际需求，不利于知识与技术的主动对外输出。

上述突出问题均与绿色建筑高水平实践型人才、创新人才的培养目标相悖。这无疑将限制学生创新实践核心技能的发展，限制建筑专业新工科方向发展的突破。

（二）绿色建筑教学改革突破口

针对上述突出问题，提出了以绿色建筑发展为动力、以绿建创新实践能力培养为核心目标达到的建筑类新工科专业改革突破口：

1. 如何在专业教学体系中跳出形式主义的框架，切实贯穿绿色建筑概念，促进绿色建筑的教学日常化，激发学生脱离应试教育的辖制而对绿色建筑设计及技术产生科学研究的浓厚兴趣，激励学生关注建筑行业热点并进行有效思考，培养学生的创新实践意识。

2. 如何通过绿色建筑核心课程教学改革，引导学生深入了解绿色建筑的内涵，并掌握灵活创新的绿色建筑设计方法，将技术应用于设计项目、咨询项目、研究课题、研究论文和相关竞赛等实践之中，培养学生掌握创新实践技能。

3. 如何将实践模块穿插引入教学系统[9]，放大实践环节比重，提供多样化、可选择、可定制的实践环节，将“学”与“用”紧密结合，并以师生团队共建、项目驱动[10]、孵化创新实践平台等多元化的教学成果，放大新工科背景下专业建设格局。

二、新工科专业改革策略探索

（一）改革目标

本次改革旨在以体系建设、课程建设和协同建设等方面为突破，以绿色建筑创新实践能力培养为核心发展方向，强化“厚基础、高素质、强能力、重创新”的专业教育，开展建筑专业建设探索，希望能够达成以下改革目标：

1. 搭建完整高效的教学框架，形成绿色建筑的日常化教学内容，培养学生掌握与时俱进的绿色建筑理论知识与评价技术，强化学生对绿建技术知识的把握与综合驾驭能力，将节能、绿色、健康、可持续设计概念应用于建筑本体的设计实践中，在塑造可持续发展价值观的基础上，培养学生灵活创新应用绿色建筑设计方法的实践能力。

2. 改革绿色建筑核心课程教学模式、教学内容和考核机制，以提高课堂教学效果和学生学习质量为着眼点，以培养具有高素质实践型、应用型的创新实践人才为目的，探索研究与时俱进的动态学习方法、强化灵活创新的实践应用、塑造学生主动学习的教学氛围、孵化多元教学成果。

3. 以专业建设为契机，建设以教师为主导、以学生为主力的绿色建筑设计研究团队，孵化创新实践平台，发展校外合作力量，以项目为驱动积极投入到具有地域特征的绿色建筑设计创新实践之中，促进校企合作产教融合，以实践训练促进教学发展，培养工程实践能力强、创新能力强的高素质应用型建筑新工科人才。

（二）具体改革策略

1. 创新培养目标，调整教学体系

（1）以绿色建筑创新实践能力为核心细化培养目标

突破单纯的学科专业结构，调整思路、用发展的眼光来看待新工科建设。绿色建筑创新实践能力包含绿色建筑内涵的深入理解、绿色建筑设计方法的灵活创新应用、绿色建筑评价和关键技术的创新研究以及将技术应用于设计项目/咨询项目/研究课题/研究论文等实践之中的能力。在培养方案实施上，强调人才培养质量、增大绿色建筑课程密度，压缩建筑本科培养时间、提高人才培养效率。从传统、狭义的建筑学专业框架中脱身，转向创新、多向、复合化的人才培养，精简课程、突出重点，提出绿色建筑创新实践能力培养融入建筑专业人才培养全过程的教育理念，将其作为绿色建筑设计与评价人才、綠建技术研发与应用人才、绿色建筑策划与管理人才等专业人才培养目标的主线，从注重知识型的教育转变为创新性专业能力的训练，探索创新实践教育融入当代新工科教育的模式和路径，着力提升学生的社会适应和可持续发展能力。

（2）“多模块实践式”绿色建筑核心教学体系

以绿色建筑创新设计能力培养为核心抓手，将知识框架系列化，细化能力培养环节。在梳理能力培养过程中，依据不同的能力培养需求对所有相关课程进行模块化组合，构建“多模块实践式”核心教学体系（如图1所示）。“多模块”即在整个教学体系中，将知识要点归纳整合为某种程度上相互独立的“原理”“技术”“设计”“实践”等模块单元，在模块化的基础上引入绿色建筑专业知识点，系统扎实地落实绿色建筑知识要点，完善知识结构。其中，“实践式”是由模拟创新应用、课内外大学生创新创业实践活动、教师纵横向科研课题、绿色建筑设计竞赛和企业项目实践活动等子模块组成的多元化教学体系。

教学体系应注重创新训练的平台建设，通过不同模块课程的组合和实践任务的选择，在课堂教学和实践环节提出创新思维、方法和能力训练目标，强化学生的绿色建筑设计意向，进而提高绿色建筑设计水平和创新能力。教学体系也应注重实践训练的平台建设，以课题、项目、竞赛等为推动，针对学生差异性，引导他们根据个人兴趣和能力进行有目标地学习，在教师个性化的教学引导下，保证多元化实践训练的开展，在交流的时间和空间上进行多样化处理，达到分层培养的目的。

（3）绿色建筑教学日常化、连续化与层次化

强调绿色建筑创新实践能力培养的连续性，在绿色建筑日常化教学的重要知识点传授中配套提供不同侧重点的实践训练，强化“学”与“用”的联系。新工科绿色建筑专业突出“浅绿-浓绿-深绿”循序渐进的课程教学体系特征：低年级安排“浅绿”课程，主要讲授绿色建筑基础、原理性知识;中年级安排“浓绿”课程，强调绿色建筑技术知识的掌握与应用;高年级安排“深绿”课程，以绿色建筑设计训练和实践教学环节为主。通过课程体系的前后衔接顺序、知识点难度的推进顺序，注重落实每一阶段相对应的知识支撑和实践训练需求，让绿色建筑知识与实践应用资源在教学过程中真正流动起来。

（4）多专业跨学科、多元化交叉式的教学融合模式

为使学生能在更广阔的学科视野下学习，提出突破单纯的建筑学科专业结构，将传统建筑学专业与建筑相关专业进行多学科交叉融合，创新提出“建筑学+建筑技术科学+土木工程+工程管理”多专业跨学科、多元化交叉式的绿色建筑专业教学融合模式，通过教学框架设计、重要基础课程置换等，将绿色建筑材料、BIM技术应用等跨专业课程植入绿色建筑专业核心教学体系，并在理论教学环节和实践教学环节形成相应的、由不同专业教师组成的绿色建筑骨干教学团队，尤其鼓励在实践模块环节“跨专业教师指导、跨专业学生合作”的强强联合模式，真正意义上拓宽绿色建筑知识训练的广度，为学生绿色建筑创新实践专业技能的学习搭建新工科专业大平台。

2. 更新教学模式，革新教学手段

（1）学习小组机制驱动下的教学模式改革

依据不同课程需求、以学习小组为主要模式建立教学共同体，由学生的个体认知转化为团队合作，形成新工科教育下以“知识-团队”为核心的混合式、翻转式实践教学模式，学生在任务引导下完成工作过程，将个体融入组团单元进行知识传递与绩效评定，实现以组促教、以组促学、以组促评，也促进学生在竞争与协作中互相学习、不断进步，培养团队协作精神（如图2所示）。

（2）以专业核心能力培养为依据整合教学内容

对核心教学环节进行教学内容的整合、教学框架的梳理。在课程内容设计上，以“原理-技术-设计-实践”思维模式串联各部分教学主题，突出每部分知识的认知核心与重点内容，使学生更加明确学习内容和目的。以建筑物理课程为例，虽然该课程隶属于“原理”模块，在具体教学内容设计中，亦将“原理-技术-设计-实践”思维模式贯穿其中，强调各章节各部分内容之间的内在逻辑联系（如图3所示）。

（3）强调问题式学习导向的讨论法

以问题式学习为导向的讨论法为核心教学方法：在课程理论教学环节，全程穿插提问和讨论环节，以“小问题+大问题、专业问题+思政问题、理论问题+实践问题”建构起课堂教学节奏;在课程实训环节，教师以主题明确的设计任务为导向，组织推进个人学习、小组讨论与设计、小组展示与集体讨论、教师总结等教学环节（如图4所示），培养学生具备针对复杂建筑问题开展分析及设计，提出科学合理的绿色建筑创新设计方案的能力。

（4）形成全过程评价与多元化考核机制

核心教学环节以过程性评价为改革，减少课程中机械性考试的比重，增加了包括学习小组课堂参与度评估、测试实验与设计实践作业评估和期中考试评估等过程性评价内容，在课程进行过程中分阶段、按比例累加进行成绩评定，形成全过程考核机制。此外，课程考核部分试题将尝试以非标准答案试题形式代替传统的考查模式，并认可不同形式的学习成果。学生以教学内容为依托参与设计竞赛、大学生创新训练等，可基于项目等级将实训成果转换为课程考核绩效，作为学生课程考评的加分项，以此鼓励学生主动参与科研课题、申报大创项目、参加绿色建筑设计竞赛等，通过绩效化考核评价方式促进自主化教学。

3. 推进实践训练，完善改革链条

（1）實践能力培养体系的整合与推进

本次改革创新提出构建四阶段、全周期递进的绿色建筑实践能力培养体系（如图5所示）：以教学体系为载体、教学模式为手段，从低年级与时俱进的第一课堂知识吸纳、启发兴趣的第二课堂沙龙交流，到中、高年级将真实的科研和工程项目引入课堂，开展“理论+实践”系列教学环节，逐步推进教科融合、教产融合，积极将实践项目拓展至合作设计院、企业，为学生提供接触绿色建筑设计一线的机会，有效连接教学、科研和工程实践，为学生创新实践能力培养提供有力保障。

（2）促进科研创新实践工作的开展

鼓励学生参加教师科研项目工作、申报大学生创新实践项目，师生共建实践团队。在建筑类专业教学体系中，结合教师科研项目增设创新系列短课，作为创新应用实践环节的重要补充，培养学生初步掌握对绿色建筑设计、绿色环境性能预评估和绿色建筑干预关键技术等建筑行业热点进行探索的方法。同时，鼓励学生在绿色建筑核心课程实训环节中积极探索绿色建筑领域有待研究的课题，以实验设计、分析、研究为方法申请大学生创新创业实践项目，培养学生学以致用的设计与研究精神。此外，建设以教师为主导、以学生为主力的绿色建筑创新实践团队，对外输出服务以强化知识与技能锻炼，反哺教学。

（3）绿色建筑创新实践平台建设

创新实践平台建设是新工科专业发展实践教育的重要载体。作为地方本科院校专业，东莞理工学院立足绿色建筑产业、整合社会资源，以实验中心、实验室为依托发展绿色建筑创新实践平台。通过购置物理环境与节能测试仪器、建筑性能模拟软件工具和系列设备，积极投入到绿色建筑环境模拟与实验中心、生态城市与建筑节能实验室的建立与建设当中。

（4）拓宽合作渠道与项目驱动机制

每年邀请校外专家学者开展相关讲座，或参与教学、评图和联合设计环节，积极鼓励教师从事绿色建筑设计实践和科研创新项目当中，将绿色建筑、建筑节能等社会热点、工程实践、研究资讯融入教学过程。以实际的建筑项目为驱动开展实践应用，依托设计院、企业、协会、兄弟院校对教学进行有效催化，重构教育板块和产业板块关系，以校企合作产教融合为目的逐步开展深入合作，形成多方协同育人机制，形成社会资源与教育资源双向流动。这不仅能够满足省、市、地区绿色建造的社会建设需求，还能实现知识与技术的输出，并反哺教学发展，形成绿色建筑系统性教学的重要补充。积极的产教互动，有利于师生清晰把握绿色建筑行业发展脉络，为教学提供第一手资料，从而达到教学、科研、生产的相互促进，最终形成教学改革、能力培养、团队建设、项目驱动与平台孵化的改革链条。

三、结束语

本次改革首先强调绿色建筑创新训练教育与建筑专业教育的协调融合，通过搭建完整、高效的绿色建筑教学体系，设置合理的课程模块及教学时间，通过绿色建造的日常化教学着力培养学生的绿色建筑设计创作与科研创新技能。其次，改变“格式化”和“生产线”的教育模式和评价体系，在课程体系结构、教学内容组织、实践教学设计与教学效果考核等方面进行改革，启发学生的主动探索意识，体现新工科背景下人才培养在教学过程中的主导性地位。最后，以新工科专业发展为契机，建设师生创新实践团队，孵化绿色建筑实践平台，推动项目驱动下的产教融合，实现教学与实践、教学与产出、课程与平台的互补与相互促进，探索建筑行业技术变革机遇期的建筑类新工科专业建设新道路。

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基金项目：广东省高等教育教学研究和改革项目“基于绿色/健康建筑设计创新实践能力培养的建筑物理课程体系教学改革研究”（2063016001）;广东省普通高校创新团队项目“大湾区基础设施低碳韧性建造及智能运维创新研究团队”（2019KCXTD013）;東莞理工学院课程思政示范课程项目“建筑物理”（202002016）;东莞理工学院综合类教改项目“以绿色建筑创新实践能力培养为核心发展方向的建筑类新工科专业建设探索”（201902029）

作者简介：王频（1986-），女，汉族，广东汕头人，博士，讲师，研究方向为绿色建筑设计。