李 成

（中國礦業(yè)大學 建筑與設計學院，江蘇 徐州 221116）

引言

研究生教育在培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高創(chuàng)新能力、服務經濟社會發(fā)展、推進國家治理體系和治理能力現代化方面具有重要作用?？平倘诤鲜钱斀袷澜缫涣鞔髮W的核心辦學理念，也是我國深化研究生培養(yǎng)模式改革，提高人才培養(yǎng)質量的必然選擇［1］?？平倘诤夏Ｊ较碌慕虒W活動強調將教學與科研緊密結合在一起，把科研平臺轉化為教學設施，促進科研成果向教學資源轉化，從而從根本上解決傳統(tǒng)教學無法滿足時代發(fā)展對人才質量需求的問題，提升研究生創(chuàng)新能力、實踐能力以及發(fā)現問題、解決問題能力［2］。

近年來，隨著大數據、人工智能、云計算、孿生城市、虛擬仿真等新一代信息技術高速發(fā)展，城鄉(xiāng)規(guī)劃范式正在經歷著快速的轉型，規(guī)劃設計師需要通過海量數據獲取和高精度的模擬分析來開展規(guī)劃編制工作，這不僅對規(guī)劃設計師的素質提出了更高的要求，同時也促進傳統(tǒng)的城鄉(xiāng)規(guī)劃學研究生培養(yǎng)模式與時俱進而提出改革實踐?；诳平倘诤侠砟?，培養(yǎng)城鄉(xiāng)規(guī)劃學研究生的新型數字驅動規(guī)劃思維，是城鄉(xiāng)規(guī)劃學適應新時代信息技術發(fā)展和規(guī)劃轉型，培養(yǎng)規(guī)劃領域創(chuàng)新型人才的必然選擇。同時，科教融合理念對城鄉(xiāng)規(guī)劃學專業(yè)相關課程的教學模式提出了新的要求［3］。

中國礦業(yè)大學面向城鄉(xiāng)規(guī)劃學研究生開設的“數字支持設計理論及應用”課程是研究生培養(yǎng)過程中的專業(yè)核心課程，該課程旨在通過講授數字支持設計理論、分析實踐案例、組織實驗等方式，使學生了解數字支持技術的理論框架和前沿研究方向，掌握數據驅動下的空間規(guī)劃的方法，提高學生使用現代數字化技術手段分析和解決規(guī)劃問題的能力。該課程對培養(yǎng)城鄉(xiāng)規(guī)劃學研究生的實踐能力，培養(yǎng)數字思維，形成職業(yè)技術支撐具有重要意義。以科教融合理念為指引，分析課程教學現狀以及存在的不足，結合目前數字規(guī)劃領域發(fā)展現狀重新定義該課程的教學改革目標，并提出該課程的教學改革實踐探索。

一、教學現狀及存在的問題分析

（一）教學內容設置與規(guī)劃實踐脫節(jié)

“數字支持設計理論及應用”課程教學目標不僅要使學生能夠理解掌握數字規(guī)劃設計的基本概念和原理，還要培養(yǎng)學生實際動手去收集、處理、管理和分析真實的城市空間數據，以及運用數字規(guī)劃的手段與技術去進行城鄉(xiāng)規(guī)劃的能力。例如，需要讓學生掌握如何利用空間數據開展國土空間規(guī)劃中的“雙評價”，基于手機大數據分析的公共服務設施空間布局以及基于三維數據的城市空間建模等。但目前課程教學主要以理論知識為講授的重點，將理論與實踐內容分開教學，致使學生對數字規(guī)劃相關內容只是感性認知，并未上升至理性層面。在教學內容安排上，涉及數字規(guī)劃領域的前沿技術與科學研究缺乏，教學內容的設置與信息化時代規(guī)劃領域的發(fā)展相脫節(jié)。在數字規(guī)劃科研過程中會存在時空數據獲取困難，數據格式的不統(tǒng)一，時空模擬精度低等各種問題，但是教學內容的設置使學生接觸實際問題的機會較少，對所學各種技術手段的應用能力欠缺。

（二）教學模式傳統(tǒng)單一

隨著人工智能、大數據等技術在規(guī)劃領域的推廣應用，促使課程內容不斷翻新，知識點的數量與難度加大，且需要學生的創(chuàng)新思維與協(xié)作能力。但課程的授課課時沒有隨之增加。課程擴容與課時不變在一定程度上增加了課堂教學的難度。傳統(tǒng)的研究生教學過程所采用“滿堂灌”方式雖然能夠在有限時間內將大量知識點傳授給學生，但是，這種教學模式過多強調知識傳授，學生也習慣于被動接受知識灌輸，從而導致對學生在數字規(guī)劃設計方向的科研素養(yǎng)培育較為欠缺［4］。

（三）考核方式與創(chuàng)新能力培養(yǎng)不匹配

“數字支持設計理論及應用”的傳統(tǒng)考核方式以總結性的期末筆試為主，兼顧平時的課堂表現和作業(yè)。學生往往是為了應付考試，對知識點進行突擊學習，無法深入理解數字技術在規(guī)劃領域發(fā)揮的作用?？己说膬热菀不旧蟻碜詴荆瑳]有從真實的科研項目提取素材。例如，基于可達性分析的城市公共服務設施優(yōu)化布局的知識點考核中，往往只關注可達性計算模型，以及數據處理步驟，而忽視了對知識點綜合應用能力的考查。真實的科研項目則涉及道路數據的獲取、路網的構建、可達性計算、多方案比對等全流程。這些在傳統(tǒng)的考核方式中很難涉及到，因此難以對學生的創(chuàng)新能力和運用知識解決問題的綜合能力進行準確的評價。

二、科教融合下教學新機遇與教學改革目標

以“數字支持設計理論及應用”課程教學為例，在科教融合理念下，以培養(yǎng)學生數字驅動思維為目標，結合目前課程教學過程中存在的不足之處，將科教融合與學生發(fā)展為中心的人才培養(yǎng)理念貫穿于教學過程中，提出科研賦能教學的新機遇與改革目標。

（一）提升教學與科研關聯(lián)度

將科研與教學深度融合，教學中采用不同的科研應用場景，借助數字規(guī)劃技術從不同實踐需求入手解決實際存在的科學問題，在不突破課程教學大綱的前提下，將最新的研究成果引入課程教學中，使學生充分了解學科發(fā)展動態(tài)，規(guī)劃領域的前沿科技［5］。同時將教學的重點從教材拓展至科研項目中，將目前主要的科研問題拋給學生，讓學生思考并進行解答，鼓勵學生應用課堂所學理論知識解決科研問題。形成科研與教學有效融合、相互支撐的局面，為培養(yǎng)創(chuàng)新型規(guī)劃人才提供強有力的支撐。

（二）形成多元化教學模式

傳統(tǒng)的教學模式以教師講授為主，只能為學生提供“記憶”和“模仿”這種單一的認知經歷［6］，而忽視了學生的認知主體作用，不利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力?？平倘诤侠砟钪鲝埥虒W模式要具有多樣性和靈活性。通過將科研引入教學，在教學過程中形成“科研情景呈現—科研問題提出—思維發(fā)展訓練—小組協(xié)作學習—學習效果評價”的多樣化教學環(huán)節(jié)。在各個環(huán)節(jié)中，需要采取涵蓋教師講授、翻轉課堂、分組研討、自我總結等多元化的教學模式，從而搭建了面向不同教學環(huán)節(jié)的“多元化”教學方法，效果良好。

（三）激發(fā)學生學習興趣

通過科研賦能，將數字規(guī)劃領域中的新知識、新技術、新思想引入到傳統(tǒng)課堂教學中，并針對例如規(guī)劃大數據挖掘、人工智能規(guī)劃、數字孿生城市等某些前沿技術與理念展開深入交流討論與思想碰撞，從而能夠激發(fā)學生學習興趣。此外，在科教融合理念下，教學可采用“問題導向、項目牽引”的方式，學生能夠將所學理論知識運用到實踐中，并且可能在實踐中遇到新的問題，進而激發(fā)學生的學習興趣和學習動力，培養(yǎng)自主思考與學習的能力。

三、科教融合下課程建設的探索

（一）教學內容

在教學內容的遴選上，應明確不同知識點在課程體系中的位置、作用與相互作用關系，從而為學生由淺入深的學習提供良好的實施體系架構。將“數字支持設計理論及應用”課程學習中的數字城市重要概念、空間數據分析基本原理、城鄉(xiāng)規(guī)劃空間分析方法、大數據規(guī)劃應用和智慧規(guī)劃實現手段、應用案例等設計成關聯(lián)緊密的專題模塊，從而為“講授—實踐—研討—探究”為教學鏈條提供的課程內容體系?？蒲信c教學在內容上相互滲透，將教師高質量的科研成果與經驗轉化為教學內容，運用于課堂教學中。將數字規(guī)劃領域科研成果中的新技術、新觀點、新思想通過教學傳遞給學生，對一些較為陳舊的內容進行更新。

“數字支持設計理論及應用”強調理論與實踐并重，因此，在科教融合理念下，將真實科研項目引入教學內容中，并結合相關理論知識點，進行深入解讀，讓學生進行實踐操作，從而加深對知識點的理解。同時，針對實踐操作中存在的問題和難點，由教師組織學生進行研討與深入探究。例如，在開展城鄉(xiāng)規(guī)劃空間分析方法教學過程中，引入教師承擔的某地區(qū)國土空間生態(tài)修復規(guī)劃項目，將生態(tài)敏感性分析的子任務交給學生，由學生提供數據列表，收集相關數據，進行生態(tài)敏感性指標體系構建、指標計算、加權疊加等分析，從而讓學生充分認知和理解空間分析方法的基本概念、原理和實踐應用。

（二）教學模式

對研究生的培養(yǎng)，從傳統(tǒng)課堂教學所關注的知識與領會層面的淺層學習階段，拓展到運用、分析、綜合與評價的深層學習階段，從而產生批判思維和創(chuàng)新能力的高階思維。課程知識點的講授緊密圍繞現實的熱點問題，例如在講授“空間分析”部分內容時，緊扣當前我國的國土空間規(guī)劃體系建設以及國土空間規(guī)劃中的雙評價，結合國家自然資源部發(fā)布的《資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價技術指南（試行）》相關文件，將“發(fā)現問題—分析問題—解決問題”的思考過程融入到知識點的講解過程中，引導學生針對如何將空間分析功能應用到雙評價這個現實問題進行深入思考。

采用“基于問題和項目組織學習”的教學模式，以科研項目代替部分課堂教學，以真實的科研項目為重要的教學素材，通過小組團隊合作去解決實際遇到的問題。首先讓學生自選研究課題，制訂具體研究計劃。在教學中充分發(fā)揮學生的主體性，激發(fā)學生的創(chuàng)造力。每個小組選取一個在能力上和時間上可行的研究課題，并圍繞該課題在課后制訂較為詳細的研究計劃，并在課堂和線上平臺與教師和同學們討論，培養(yǎng)學生的批判性分析能力。

以信息技術為課程教學的主要支撐。通過搭建線上的微信公眾號和論壇，將課堂教學過程中涉及的學習資料、項目資料、任務書以及相關數據提交網絡空間，增加材料的可獲取性。同時，定期推送關于規(guī)劃大數據、機器學習輔助規(guī)劃等方面的應用案例，讓學生能夠在傳統(tǒng)線下課堂之外接受知識的傳授，利用碎片時間獲取知識。學生可借助網絡平臺與授課教師進行互動，反饋在學習過程中遇到的難點與問題，使教師及時了解學生的學習效果。在課堂上，教師利用有限時間開展引導性的知識講授，組織師生互動、學生之間的討論，引導學生進行問題的分析和探討，營造一個有序、寬松、自主思考的課堂氛圍。線上線下相結合，擴展了課堂的時空，搭建了一個自主學習的“社區(qū)”，從而有效提高了教學效率，解決了當今社會知識點爆炸式增長與有限教學課時的矛盾。

（三）綜合性考核體系建設

課程考核能夠較為準確地體現教學效果，可以反映出學生對知識點的認識與理解情況。在科教融合理念下，教學的目標不是讓學生重復和接受已有的知識和技能，而是以問題為導向，結合實際科研項目，養(yǎng)成學生高度自主學習、思考的行為。因此，課程考核不僅要關注期末的總結性評價，更要以培養(yǎng)學生問題意識與自主創(chuàng)新能力為考核的主要目標。在教學改革過程中，打破以總結性評價為主要方式的考核，構建了一套過程性考核為主、總結性考核為輔的考核方式。以學生為中心，從課程的參與度、知識點的認知、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作四個維度進行評價，進而促進學生綜合科研素養(yǎng)的提升。

科教融合下，“數字支持設計理論及應用”考核方式主要強調以下四個方面：（1）日?？记冢▊鹘y(tǒng)課堂教學與課下教學平臺，該考核評價貫穿于教學全過程；（2）對各個主要知識點的認知與掌握情況，該方面的考核評價位于教學過程的前期；（3）針對各種真實科研項目中所存在的問題以及自選研究課題的討論情況，學生思考問題、解決問題的能力，該部分的考核評價位于教學過程的中后期；（4）在整個學習過程中與同學之間、教師之間的交流協(xié)作情況，該部分的考核評價貫穿于教學全過程。在每個階段的考核評價后，教師根據學生的考核結果給予及時的反饋，讓學生能夠了解在課程學習過程中的不足之處與所取得的進步。給予考核評價結果，教師也會及時調整完善教學內容、教學模式與教學方法，從而培養(yǎng)研究生主動思考、深入探索的科研精神。

結語

數字規(guī)劃新技術、新理念、新思想的飛速發(fā)展，為城鄉(xiāng)規(guī)劃學研究生培養(yǎng)帶來了新的挑戰(zhàn)。同時，國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的提出對高校的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。針對“數字支持設計理論及應用”的課程內容和特點，將科教融合理念充分融入教學中。圍繞創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標，通過科研賦能教學，以科研問題為導向，提出以“講授—實踐—研討—探究”為主線多層次教學策略，運用多元化教學模式，構建包含課程的參與度、知識點的認知、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作四個維度的課程考核體系。以科教融合為基本方法的教學改革，能夠整合教學和科研活動，有效利用現有的教學資源和科研成果，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。