摘要：作為一種新型國土資源，地下空間資源的開發(fā)和利用已成為國家經(jīng)濟建設和城市發(fā)展中的趨勢，對相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的人才需求更為迫切、要求更高。地下空間規(guī)劃與設計課程是城市地下空間工程方向的一門兼具實踐性和應用性的專業(yè)課程，可為將來從事地下工程行業(yè)的學生打好專業(yè)地基。本文結(jié)合蘇州科技大學地下空間規(guī)劃與設計課程建設中的問題，基于CDIO理念從構(gòu)思、設計、實施與運行四個環(huán)節(jié)進行該課程全過程的教學探索，旨在培養(yǎng)學生的主動學習精神、塑造創(chuàng)新思維并強化團隊協(xié)作能力，以期適應地下工程開發(fā)對人才的需求。

關(guān)鍵詞：CDIO理念；地下空間規(guī)劃與設計；教學探索

一、概述

20世紀90年代初，城市地下空間國際學術(shù)會議通過的《東京宣言》曾強調(diào)“21世紀是人類開發(fā)利用地下空間的世紀”[1]。21世紀以來，向地下要空間、要資源成為眾多國家的國家戰(zhàn)略，并成為全球城市發(fā)展的主流趨勢，地下空間被視為一種“新型國土資源”。2019年我國自然資源部提出要切實推進包括地下空間在內(nèi)的“多規(guī)合一”，加強地上、地下空間資源的整體規(guī)劃?！?022中國城市地下空間發(fā)展藍皮書》的頒布，全景式展示了中國城市地下空間發(fā)展格局與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新成就，助力實現(xiàn)人民對美好生活的向往[2]。為適應國家經(jīng)濟和社會發(fā)展對城市地下空間資源開發(fā)利用人才的需求，自2002年以來，我國在眾多高校中設立城市地下空間工程本科專業(yè)。至今，全國已有超過80所高校正式開設該專業(yè)或是在土木工程專業(yè)中設立相關(guān)方向[3]。另一方面，我國自2016年正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國以來，工程專業(yè)認證工作得到了大力推進，成為我國高等教育進入國際前列的重要標志。這也對城市地下空間工程相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高更新的要求。因此，有必要在高效的教學模式或核心理念之下開展相應的專業(yè)課建設工作，培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才。

地下空間規(guī)劃與設計課程是城市地下空間工程方向的專業(yè)課程，具有實踐性和應用性。若采用傳統(tǒng)的工科教學方法很難達到預期的教學效果，也難以實現(xiàn)該專業(yè)的畢業(yè)要求或培養(yǎng)目標。本文將CDIO的理念引入到地下空間規(guī)劃與設計課程中，開展該課程教學的探索，旨在達成課程目標、支撐畢業(yè)要求，并為學生將來從事地下工程行業(yè)奠定知識基礎。

二、地下空間規(guī)劃與設計的課程目標

蘇州科技大學（以下簡稱“本?！保┩聊竟こ虒I(yè)設置有巖土與地下空間工程方向（以下簡稱“本專業(yè)”），地下空間規(guī)劃與設計是本專業(yè)的一門專業(yè)課程，涉及到城市地下空間開發(fā)利用中的基礎理論、規(guī)劃、編制、各類設施設計等內(nèi)容。通過該課程的教與學，使學生能掌握城市地下空間規(guī)劃的基本理論、各類地下設施的布局形態(tài)和設計方法，能應用相關(guān)理論和方法開展城市地下各類主要建筑的規(guī)劃設計工作，培養(yǎng)學生分析與解決地下工程問題的能力，為從事相關(guān)的專業(yè)技術(shù)工作或進行科學研究打下基礎。

三、地下空間規(guī)劃與設計課程的教學建設問題

本校土木工程專業(yè)的學生在第四學期進行專業(yè)方向分流，地下空間規(guī)劃與設計課程開設于第五學期，是學生選擇本專業(yè)后接觸到的第一門與本專業(yè)相關(guān)的專業(yè)教育課程。因為本專業(yè)為本校新增設專業(yè)方向，目前學科建設尚未完善，所以地下空間規(guī)劃與設計課程的教學建設中尚面臨以下幾個問題。

第一，教材選擇少，版本更新慢。一方面，由于我國城市地下空間工程專業(yè)開設高校不多、開設時間不長，目前圖書市場上有關(guān)地下空間規(guī)劃與設計的教材選擇并不多[4]。教材的編寫者往往來自開設城市地下空間工程專業(yè)的高校，在創(chuàng)作過程中往往更傾向于滿足所在高校制定的培養(yǎng)目標。涉及到地下空間規(guī)劃與設計的教材在內(nèi)容上各有千秋，或是偏重于地下空間規(guī)劃的編制體系，或是偏重于城市地下設施系統(tǒng)的布局設計。這些教材對理論知識和實踐學習的重視程度也各有不同，從而使得很難找到完全適合的教材。另一方面，住房和城鄉(xiāng)建設部自2019年10月1日起實施《城市地下空間規(guī)劃標準[5]以來，城市地下空間規(guī)劃和設計的相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范得到了進一步的修訂和完善。與此同時，我國在土木、水利和建筑工程領(lǐng)域的技術(shù)水平目前也已達到了國際領(lǐng)先地位。因此，教材的編寫也需要符合當前行業(yè)發(fā)展情況，特別是需要適應“十四五”規(guī)劃中的地下空間利用。當前可供選擇的教材大多未能體現(xiàn)最新的國家標準或規(guī)劃體系，無法滿足學生的專業(yè)發(fā)展和行業(yè)的人才需求。

第二，課程之間缺乏聯(lián)系性，學生專業(yè)知識儲備不足。地下空間規(guī)劃與設計課程不僅與城市地下空間工程相關(guān)，還涉及土木工程、交通工程、環(huán)境工程、建筑學和城鄉(xiāng)規(guī)劃學等多個學科領(lǐng)域，是一門具有跨學科性質(zhì)的課程。因此，學習該課程需要具備一定的知識儲備。然而，對于本校本專業(yè)的學生，先修課程中僅有工程地質(zhì)和環(huán)境科學基礎兩門與該課程緊密相關(guān)的專業(yè)課，其他已修的學科基礎課和專業(yè)課與該課程之間缺乏必要的聯(lián)系。盡管前四個學期的學習能夠幫助本專業(yè)的學生積累數(shù)學、力學、制圖、工程材料和地質(zhì)等方面的專業(yè)知識，但與巖土或地下工程密切相關(guān)的專業(yè)知識仍有待補充。在專業(yè)課程方面，土力學和巖體力學兩門課本可以為學生打下扎實的地基，但本校這兩門課與地下空間規(guī)劃與設計課程是同期開設的，無法形成有效的輔助效果。另外，在選修課程中，也缺乏與城市規(guī)劃相關(guān)課程的設置，導致學生在規(guī)劃方面的知識儲備相對不足。

第三，課堂教學模式傳統(tǒng)，學生主動性和積極性難以調(diào)動。傳統(tǒng)的課堂教學模式過于強調(diào)教師的“教”，忽視學生在學習過程中的主體地位，缺乏足夠的互動和啟發(fā)式教學。本校地下空間規(guī)劃與設計課程只設置了32個學時，灌輸式的教學方法看似能夠在學時不足的情況下講授所有理論知識，但實際上卻只能讓學生機械地接受知識，無法真正理解和掌握。此外，還會導致課堂氣氛沉悶，缺乏師生間的有效溝通和反饋，學生的學習熱情和主動性難以激發(fā)。

四、地下空間規(guī)劃與設計課程的教學建設

鑒于以上問題，亟需引入新的教學模式或核心理念來改進地下空間規(guī)劃與設計課程的教學體系。CDIO理念（其中，C代表Conceive構(gòu)思、D代表Design設計、I代表Implementing實施、O代表Operate運行），提倡學生參與具體工程項目的開發(fā)、設計、實施、運營和維護全過程，重點培養(yǎng)學生的主動學習精神、創(chuàng)新意識和團隊合作能力，以滿足工程建設對人才的需求[6]。因此，筆者結(jié)合本校本專業(yè)的教學現(xiàn)狀，基于CDIO理念開展地下空間規(guī)劃與設計課程的教學探索與建設。

（一）構(gòu)思

首先是地下空間規(guī)劃與設計課程教學的構(gòu)思環(huán)節(jié)。CDIO理念中的“構(gòu)思”是指明確需求，考慮技術(shù)、戰(zhàn)略和制度等因素，不斷優(yōu)化計劃。在這個環(huán)節(jié)強調(diào)的是地下空間行業(yè)對專業(yè)人才的需求。本校根據(jù)《普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準》[7]，結(jié)合行業(yè)現(xiàn)狀和國家需求，制定的本專業(yè)人才培養(yǎng)目標為：面向未來基礎設施建設和土木建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的國家建設需要，立足長三角一體化發(fā)展示范區(qū)，發(fā)揮校企協(xié)同、產(chǎn)教融合優(yōu)勢，秉承德智體美勞“五育融通”育人理念，培養(yǎng)具有扎實的自然科學基礎知識，掌握土木工程領(lǐng)域的基本理論、專業(yè)知識和專業(yè)技能；具備土木工程師的技術(shù)能力和創(chuàng)新意識；踐行社會主義核心價值觀，遵守職業(yè)道德規(guī)范，具有良好的科學和人文素養(yǎng)；擁有良好的團隊合作精神；具有持續(xù)學習能力和國際交流能力，能夠在巖土與地下空間領(lǐng)域從事勘察、設計、施工、管理、技術(shù)開發(fā)、科學研究等工作的應用創(chuàng)新型技術(shù)或管理人才。該人才培養(yǎng)目標的制定既響應了國家行業(yè)的發(fā)展趨勢，又與區(qū)域發(fā)展的需求相呼應。

對于這門課程來說，與之對應的環(huán)節(jié)是編寫課程大綱。我們需要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求制定課程目標，同時還要改進教學內(nèi)容、與其他課程的聯(lián)系、參考書目等具體內(nèi)容。為了滿足專業(yè)培養(yǎng)目標，需要關(guān)注學生對各類地下空間的規(guī)劃原則、布局形態(tài)和設計方法的掌握程度。學生掌握這些知識后，能應用相關(guān)理論和方法開展城市地下各類主要建筑的規(guī)劃設計工作，能夠支撐畢業(yè)要求中的工程知識、問題分析能力和設計（開發(fā)）解決方案能力中的具體指標。在編寫教學內(nèi)容時，安排更多的學時講解各類地下設施，而規(guī)劃理論方面的知識點相對枯燥乏味，可以穿插到各個地下設施的章節(jié)中，結(jié)合具體的規(guī)劃設計講解。此外，可以增加案例講解的學時，特別是涉及一些著名的地下空間開發(fā)和地下設施建設的典型案例。在與其他課程的聯(lián)系上，將工程地質(zhì)和土力學這兩門專業(yè)課程作為先修課程非常重要，可以為學生的知識體系打下堅實的基礎；將城市規(guī)劃相關(guān)課程作為學生的選修課程，可以幫助學生消除專業(yè)壁壘，達到更好的教學效果。在選擇參考書目時，應盡量選擇近幾年出版的教材或參考書，以確保學生能夠了解和掌握最新的地下空間工程技術(shù)、技術(shù)標準和行業(yè)規(guī)范，從而強化學生的工程規(guī)范意識。

（二）設計

其次是地下空間規(guī)劃與設計課程教學的設計環(huán)節(jié)。CDIO理念中的“設計”是指制訂所需的各種計劃、圖紙和算法。這個環(huán)節(jié)強調(diào)的是對教學進度的把握和教學方法的合理安排。在傳統(tǒng)的土木工程教學設計中，注重的是知識點的鋪陳和板書或課件的制作等方面。這些固然重要，但卻難以達到理想的教學效果。對于該課程I3SWd1De/jhnFD+roLoeohlmG/SAJUES9BXdSRR+PoM=來說，此環(huán)節(jié)對應的是課程進度表的制定和課程資料的收集。根據(jù)教學大綱中的教學內(nèi)容，需要在有限的學時內(nèi)合理地安排每節(jié)課的重點內(nèi)容，而不能僅僅根據(jù)教材各章節(jié)的內(nèi)容多少來決定。此外，課后作業(yè)也應當在進度表中具體體現(xiàn)，每個學時對應的各個知識點應當通過多種題型來幫助學生鞏固所學知識。教師可以在超星平臺上先建立好題庫，再定期發(fā)放。在線平臺答題可以督促學生按時保質(zhì)保量地完成作業(yè)。通過打亂題目順序，也可以防止部分抄襲現(xiàn)象。教師批閱后可以更直觀地了解學生對各知識點的掌握程度以及每個學生的學習效果。在制定進度表時，還要考慮到翻轉(zhuǎn)課堂的時間安排，引導學生積極參與教學過程，例如通過分組對精選案例進行評述。這些案例需要教師提前收集國內(nèi)外，特別是本校所在的長三角地區(qū)的一些典型案例。除了文字和圖片，還需要大量視頻和動畫素材，以形成一個豐富多樣、符合專業(yè)特色的課程案例庫。所以在本課程教學設計中，要突破傳統(tǒng)的教師“教”-學生“學”的單向體系，鼓勵學生積極參與“教”的過程，以提高學生的課堂參與度和團隊協(xié)作能力。

（三）實施

接下來是地下空間規(guī)劃與設計課程教學的實施環(huán)節(jié)。CDIO理念中的“實施”是指把制造、編程、測試、檢查和驗證的過程，在教學實踐中則體現(xiàn)為課堂教學與實踐教學相結(jié)合。該課程的傳統(tǒng)的教學觀念是“以教師為中心，向?qū)W生灌輸知識”，而基于CDIO理念的則是“以學生為中心，指導學生怎么用”，強調(diào)的是學生的自主學習和及時反饋。比如說，在講述完“地下空間需求預測”后，擬定一個規(guī)劃區(qū)，給出人口規(guī)模、各分項因素影響范圍和開發(fā)深度，讓學生嘗試去計算該地塊的可合理開發(fā)和可有效利用的地下空間資源總量，并預測地下空間開發(fā)需求。這個問題不僅可以引導學生主動思考和開展討論，還可以培養(yǎng)他們實際操作、分析解決問題的能力，同時也能加深他們對所學知識的理解和鞏固。另外，本專業(yè)在該課程結(jié)課后還設置了一門實踐類后續(xù)課程《地下空間規(guī)劃課程設計》，課程設計時間為1周。為了確保學生能出色地完成課程設計任務，可以在地下各類設施的課堂教學過程中融入相關(guān)的設計任務，讓學生提前熟悉設計的流程以及分項工程設計的注意事項。此外，還可以安排學生分組對周邊的地下工程進行調(diào)研，形成分析報告，并在課堂上進行調(diào)研成果展示，接受教師和其他小組的共同點評。本專業(yè)學生第5學期的課業(yè)相對較輕松，調(diào)研活動不僅不會干擾到學習或休息時間，反而能夠幫助他們更好地掌握課程知識，為后續(xù)實踐課程奠定基礎，同時也有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新、實踐、合作、溝通和表達等多方面的能力。

（四）運行

最后是地下空間規(guī)劃與設計課程教學的運行環(huán)節(jié)。CDIO理念中的“運行”是指后期的維護和優(yōu)化等，對應的是教學效果的評價與總結(jié)。本校開設的該課程的考核目前是按照平時成績占60%、期末成績占40%的比例規(guī)定。后者由期末的卷面成績決定，能反映出學生掌握這門課程的程度。雖然考核比例是固定的，但是占比相對較大的平時成績應該從多個方面來考核，例如平時表現(xiàn)、課后作業(yè)、調(diào)研報告等，這樣才能更合理地反映教學效果：通過觀察學生的平時課堂表現(xiàn)，調(diào)整和改善教學過程；根據(jù)超星平臺布置的課后作業(yè)的完成情況分析，及時幫助鞏固所學重點內(nèi)容；調(diào)研報告的撰寫和課堂匯報可以檢驗學生的綜合能力。結(jié)合平時和期末的綜合評價，可以為后續(xù)的課程設計以及下一個學年的課程教學任務提供有益的參考和推動。

結(jié)語

地下空間規(guī)劃與設計是城市地下空間工程專業(yè)或方向的核心課程，具有極強的實踐性和應用性。傳統(tǒng)的工科教學模式難以滿足國家和行業(yè)對城市地下空間工程專業(yè)人才的培養(yǎng)需求，因此需要探索更加適應實際需求的新型教學模式。本文結(jié)合蘇州科技大學地下空間規(guī)劃與設計的課程教學建設現(xiàn)狀，引入CDIO理念指導課程教學全過程的探索，從構(gòu)思、設計、實施與運行四個環(huán)節(jié)來解決課程建設中遇到的問題，從而激發(fā)學生興趣、促進學生對知識的掌握。基于CDIO理念的地下空間規(guī)劃與設計課程的教學模式來重點培養(yǎng)本專業(yè)學生的主動學習精神、創(chuàng)新意識和團隊合作能力，契合地下空間工程建設中對人才的需求。

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基金號：江蘇省人民政府江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程三期項目“土木工程”（167-0814-C）；國家自然科學基金51978434

作者簡介：陳欣（1992—），男，漢族，江蘇泰州人，博士，講師，研究方向：土動力學與巖土地震工程。