李 成

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 建筑與設(shè)計(jì)學(xué)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(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、推進(jìn)國(guó)家治理體系和治理能力現(xiàn)代化方面具有重要作用?？平倘诤鲜钱?dāng)今世界一流大學(xué)的核心辦學(xué)理念，也是我國(guó)深化研究生培養(yǎng)模式改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的必然選擇［1］?？平倘诤夏Ｊ较碌慕虒W(xué)活動(dòng)強(qiáng)調(diào)將教學(xué)與科研緊密結(jié)合在一起，把科研平臺(tái)轉(zhuǎn)化為教學(xué)設(shè)施，促進(jìn)科研成果向教學(xué)資源轉(zhuǎn)化，從而從根本上解決傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法滿足時(shí)代發(fā)展對(duì)人才質(zhì)量需求的問(wèn)題，提升研究生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題能力［2］。

近年來(lái)，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、孿生城市、虛擬仿真等新一代信息技術(shù)高速發(fā)展，城鄉(xiāng)規(guī)劃范式正在經(jīng)歷著快速的轉(zhuǎn)型，規(guī)劃設(shè)計(jì)師需要通過(guò)海量數(shù)據(jù)獲取和高精度的模擬分析來(lái)開展規(guī)劃編制工作，這不僅對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)師的素質(zhì)提出了更高的要求，同時(shí)也促進(jìn)傳統(tǒng)的城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)研究生培養(yǎng)模式與時(shí)俱進(jìn)而提出改革實(shí)踐?；诳平倘诤侠砟睿囵B(yǎng)城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)研究生的新型數(shù)字驅(qū)動(dòng)規(guī)劃思維，是城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)適應(yīng)新時(shí)代信息技術(shù)發(fā)展和規(guī)劃轉(zhuǎn)型，培養(yǎng)規(guī)劃領(lǐng)域創(chuàng)新型人才的必然選擇。同時(shí)，科教融合理念對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)專業(yè)相關(guān)課程的教學(xué)模式提出了新的要求［3］。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)面向城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)研究生開設(shè)的“數(shù)字支持設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用”課程是研究生培養(yǎng)過(guò)程中的專業(yè)核心課程，該課程旨在通過(guò)講授數(shù)字支持設(shè)計(jì)理論、分析實(shí)踐案例、組織實(shí)驗(yàn)等方式，使學(xué)生了解數(shù)字支持技術(shù)的理論框架和前沿研究方向，掌握數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的空間規(guī)劃的方法，提高學(xué)生使用現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)手段分析和解決規(guī)劃問(wèn)題的能力。該課程對(duì)培養(yǎng)城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)研究生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)數(shù)字思維，形成職業(yè)技術(shù)支撐具有重要意義。以科教融合理念為指引，分析課程教學(xué)現(xiàn)狀以及存在的不足，結(jié)合目前數(shù)字規(guī)劃領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀重新定義該課程的教學(xué)改革目標(biāo)，并提出該課程的教學(xué)改革實(shí)踐探索。

一、教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題分析

（一）教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與規(guī)劃實(shí)踐脫節(jié)

“數(shù)字支持設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用”課程教學(xué)目標(biāo)不僅要使學(xué)生能夠理解掌握數(shù)字規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本概念和原理，還要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手去收集、處理、管理和分析真實(shí)的城市空間數(shù)據(jù)，以及運(yùn)用數(shù)字規(guī)劃的手段與技術(shù)去進(jìn)行城鄉(xiāng)規(guī)劃的能力。例如，需要讓學(xué)生掌握如何利用空間數(shù)據(jù)開展國(guó)土空間規(guī)劃中的“雙評(píng)價(jià)”，基于手機(jī)大數(shù)據(jù)分析的公共服務(wù)設(shè)施空間布局以及基于三維數(shù)據(jù)的城市空間建模等。但目前課程教學(xué)主要以理論知識(shí)為講授的重點(diǎn)，將理論與實(shí)踐內(nèi)容分開教學(xué)，致使學(xué)生對(duì)數(shù)字規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容只是感性認(rèn)知，并未上升至理性層面。在教學(xué)內(nèi)容安排上，涉及數(shù)字規(guī)劃領(lǐng)域的前沿技術(shù)與科學(xué)研究缺乏，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置與信息化時(shí)代規(guī)劃領(lǐng)域的發(fā)展相脫節(jié)。在數(shù)字規(guī)劃科研過(guò)程中會(huì)存在時(shí)空數(shù)據(jù)獲取困難，數(shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一，時(shí)空模擬精度低等各種問(wèn)題，但是教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置使學(xué)生接觸實(shí)際問(wèn)題的機(jī)會(huì)較少，對(duì)所學(xué)各種技術(shù)手段的應(yīng)用能力欠缺。

（二）教學(xué)模式傳統(tǒng)單一

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，促使課程內(nèi)容不斷翻新，知識(shí)點(diǎn)的數(shù)量與難度加大，且需要學(xué)生的創(chuàng)新思維與協(xié)作能力。但課程的授課課時(shí)沒有隨之增加。課程擴(kuò)容與課時(shí)不變?cè)谝欢ǔ潭壬显黾恿苏n堂教學(xué)的難度。傳統(tǒng)的研究生教學(xué)過(guò)程所采用“滿堂灌”方式雖然能夠在有限時(shí)間內(nèi)將大量知識(shí)點(diǎn)傳授給學(xué)生，但是，這種教學(xué)模式過(guò)多強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授，學(xué)生也習(xí)慣于被動(dòng)接受知識(shí)灌輸，從而導(dǎo)致對(duì)學(xué)生在數(shù)字規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shù)字支持設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用”的傳統(tǒng)考核方式以總結(jié)性的期末筆試為主，兼顧平時(shí)的課堂表現(xiàn)和作業(yè)。學(xué)生往往是為了應(yīng)付考試，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行突擊學(xué)習(xí)，無(wú)法深入理解數(shù)字技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域發(fā)揮的作用?？己说膬?nèi)容也基本上來(lái)自書本，沒有從真實(shí)的科研項(xiàng)目提取素材。例如，基于可達(dá)性分析的城市公共服務(wù)設(shè)施優(yōu)化布局的知識(shí)點(diǎn)考核中，往往只關(guān)注可達(dá)性計(jì)算模型，以及數(shù)據(jù)處理步驟，而忽視了對(duì)知識(shí)點(diǎn)綜合應(yīng)用能力的考查。真實(shí)的科研項(xiàng)目則涉及道路數(shù)據(jù)的獲取、路網(wǎng)的構(gòu)建、可達(dá)性計(jì)算、多方案比對(duì)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(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的綜合能力進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

二、科教融合下教學(xué)新機(jī)遇與教學(xué)改革目標(biāo)

以“數(shù)字支持設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用”課程教學(xué)為例，在科教融合理念下，以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字驅(qū)動(dòng)思維為目標(biāo)，結(jié)合目前課程教學(xué)過(guò)程中存在的不足之處，將科教融合與學(xué)生發(fā)展為中心的人才培養(yǎng)理念貫穿于教學(xué)過(guò)程中，提出科研賦能教學(xué)的新機(jī)遇與改革目標(biāo)。

（一）提升教學(xué)與科研關(guān)聯(lián)度

將科研與教學(xué)深度融合，教學(xué)中采用不同的科研應(yīng)用場(chǎng)景，借助數(shù)字規(guī)劃技術(shù)從不同實(shí)踐需求入手解決實(shí)際存在的科學(xué)問(wèn)題，在不突破課程教學(xué)大綱的前提下，將最新的研究成果引入課程教學(xué)中，使學(xué)生充分了解學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，規(guī)劃領(lǐng)域的前沿科技［5］。同時(shí)將教學(xué)的重點(diǎn)從教材拓展至科研項(xiàng)目中，將目前主要的科研問(wèn)題拋給學(xué)生，讓學(xué)生思考并進(jìn)行解答，鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)理論知識(shí)解決科研問(wèn)題。形成科研與教學(xué)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(qiáng)有力的支撐。

（二）形成多元化教學(xué)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師講授為主，只能為學(xué)生提供“記憶”和“模仿”這種單一的認(rèn)知經(jīng)歷［6］，而忽視了學(xué)生的認(rèn)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(xué)模式要具有多樣性和靈活性。通過(guò)將科研引入教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中形成“科研情景呈現(xiàn)—科研問(wèn)題提出—思維發(fā)展訓(xùn)練—小組協(xié)作學(xué)習(xí)—學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)”的多樣化教學(xué)環(huán)節(jié)。在各個(gè)環(huán)節(jié)中，需要采取涵蓋教師講授、翻轉(zhuǎn)課堂、分組研討、自我總結(jié)等多元化的教學(xué)模式，從而搭建了面向不同教學(xué)環(huán)節(jié)的“多元化”教學(xué)方法，效果良好。

（三）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

通過(guò)科研賦能，將數(shù)字規(guī)劃領(lǐng)域中的新知識(shí)、新技術(shù)、新思想引入到傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，并針對(duì)例如規(guī)劃大數(shù)據(jù)挖掘、人工智能規(guī)劃、數(shù)字孿生城市等某些前沿技術(shù)與理念展開深入交流討論與思想碰撞，從而能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。此外，在科教融合理念下，教學(xué)可采用“問(wèn)題導(dǎo)向、項(xiàng)目牽引”的方式，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，并且可能在實(shí)踐中遇到新的問(wèn)題，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)自主思考與學(xué)習(xí)的能力。

三、科教融合下課程建設(shè)的探索

（一）教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容的遴選上，應(yīng)明確不同知識(shí)點(diǎn)在課程體系中的位置、作用與相互作用關(guān)系，從而為學(xué)生由淺入深的學(xué)習(xí)提供良好的實(shí)施體系架構(gòu)。將“數(shù)字支持設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用”課程學(xué)習(xí)中的數(shù)字城市重要概念、空間數(shù)據(jù)分析基本原理、城鄉(xiāng)規(guī)劃空間分析方法、大數(shù)據(jù)規(guī)劃應(yīng)用和智慧規(guī)劃實(shí)現(xiàn)手段、應(yīng)用案例等設(shè)計(jì)成關(guān)聯(lián)緊密的專題模塊，從而為“講授—實(shí)踐—研討—探究”為教學(xué)鏈條提供的課程內(nèi)容體系。科研與教學(xué)在內(nèi)容上相互滲透，將教師高質(zhì)量的科研成果與經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用于課堂教學(xué)中。將數(shù)字規(guī)劃領(lǐng)域科研成果中的新技術(shù)、新觀點(diǎn)、新思想通過(guò)教學(xué)傳遞給學(xué)生，對(duì)一些較為陳舊的內(nèi)容進(jìn)行更新。

“數(shù)字支持設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用”強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐并重，因此，在科教融合理念下，將真實(shí)科研項(xiàng)目引入教學(xué)內(nèi)容中，并結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行深入解讀，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，從而加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。同時(shí)，針對(duì)實(shí)踐操作中存在的問(wèn)題和難點(diǎn)，由教師組織學(xué)生進(jìn)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(xué)過(guò)程中，引入教師承擔(dān)的某地區(qū)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)規(guī)劃項(xiàng)目，將生態(tài)敏感性分析的子任務(wù)交給學(xué)生，由學(xué)生提供數(shù)據(jù)列表，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行生態(tài)敏感性指標(biāo)體系構(gòu)建、指標(biāo)計(jì)算、加權(quán)疊加等分析，從而讓學(xué)生充分認(rèn)知和理解空間分析方法的基本概念、原理和實(shí)踐應(yīng)用。

（二）教學(xué)模式

對(duì)研究生的培養(yǎng)，從傳統(tǒng)課堂教學(xué)所關(guān)注的知識(shí)與領(lǐng)會(huì)層面的淺層學(xué)習(xí)階段，拓展到運(yùn)用、分析、綜合與評(píng)價(jià)的深層學(xué)習(xí)階段，從而產(chǎn)生批判思維和創(chuàng)新能力的高階思維。課程知識(shí)點(diǎn)的講授緊密圍繞現(xiàn)實(shí)的熱點(diǎn)問(wèn)題，例如在講授“空間分析”部分內(nèi)容時(shí)，緊扣當(dāng)前我國(guó)的國(guó)土空間規(guī)劃體系建設(shè)以及國(guó)土空間規(guī)劃中的雙評(píng)價(jià)，結(jié)合國(guó)家自然資源部發(fā)布的《資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南（試行）》相關(guān)文件，將“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—分析問(wèn)題—解決問(wèn)題”的思考過(guò)程融入到知識(shí)點(diǎn)的講解過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)如何將空間分析功能應(yīng)用到雙評(píng)價(jià)這個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行深入思考。

采用“基于問(wèn)題和項(xiàng)目組織學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式，以科研項(xiàng)目代替部分課堂教學(xué)，以真實(shí)的科研項(xiàng)目為重要的教學(xué)素材，通過(guò)小組團(tuán)隊(duì)合作去解決實(shí)際遇到的問(wèn)題。首先讓學(xué)生自選研究課題，制訂具體研究計(jì)劃。在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。每個(gè)小組選取一個(gè)在能力上和時(shí)間上可行的研究課題，并圍繞該課題在課后制訂較為詳細(xì)的研究計(jì)劃，并在課堂和線上平臺(tái)與教師和同學(xué)們討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性分析能力。

以信息技術(shù)為課程教學(xué)的主要支撐。通過(guò)搭建線上的微信公眾號(hào)和論壇，將課堂教學(xué)過(guò)程中涉及的學(xué)習(xí)資料、項(xiàng)目資料、任務(wù)書以及相關(guān)數(shù)據(jù)提交網(wǎng)絡(luò)空間，增加材料的可獲取性。同時(shí)，定期推送關(guān)于規(guī)劃大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)輔助規(guī)劃等方面的應(yīng)用案例，讓學(xué)生能夠在傳統(tǒng)線下課堂之外接受知識(shí)的傳授，利用碎片時(shí)間獲取知識(shí)。學(xué)生可借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)與授課教師進(jìn)行互動(dòng)，反饋在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)與問(wèn)題，使教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課堂上，教師利用有限時(shí)間開展引導(dǎo)性的知識(shí)講授，組織師生互動(dòng)、學(xué)生之間的討論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題的分析和探討，營(yíng)造一個(gè)有序、寬松、自主思考的課堂氛圍。線上線下相結(jié)合，擴(kuò)展了課堂的時(shí)空，搭建了一個(gè)自主學(xué)習(xí)的“社區(qū)”，從而有效提高了教學(xué)效率，解決了當(dāng)今社會(huì)知識(shí)點(diǎn)爆炸式增長(zhǎng)與有限教學(xué)課時(shí)的矛盾。

（三）綜合性考核體系建設(shè)

課程考核能夠較為準(zhǔn)確地體現(xiàn)教學(xué)效果，可以反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)與理解情況。在科教融合理念下，教學(xué)的目標(biāo)不是讓學(xué)生重復(fù)和接受已有的知識(shí)和技能，而是以問(wèn)題為導(dǎo)向，結(jié)合實(shí)際科研項(xiàng)目，養(yǎng)成學(xué)生高度自主學(xué)習(xí)、思考的行為。因此，課程考核不僅要關(guān)注期末的總結(jié)性評(píng)價(jià)，更要以培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)與自主創(chuàng)新能力為考核的主要目標(biāo)。在教學(xué)改革過(guò)程中，打破以總結(jié)性評(píng)價(jià)為主要方式的考核，構(gòu)建了一套過(guò)程性考核為主、總結(jié)性考核為輔的考核方式。以學(xué)生為中心，從課程的參與度、知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作四個(gè)維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生綜合科研素養(yǎng)的提升。

科教融合下，“數(shù)字支持設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用”考核方式主要強(qiáng)調(diào)以下四個(gè)方面：（1）日?？记冢▊鹘y(tǒng)課堂教學(xué)與課下教學(xué)平臺(tái)，該考核評(píng)價(jià)貫穿于教學(xué)全過(guò)程；（2）對(duì)各個(gè)主要知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知與掌握情況，該方面的考核評(píng)價(jià)位于教學(xué)過(guò)程的前期；（3）針對(duì)各種真實(shí)科研項(xiàng)目中所存在的問(wèn)題以及自選研究課題的討論情況，學(xué)生思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，該部分的考核評(píng)價(jià)位于教學(xué)過(guò)程的中后期；（4）在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中與同學(xué)之間、教師之間的交流協(xié)作情況，該部分的考核評(píng)價(jià)貫穿于教學(xué)全過(guò)程。在每個(gè)階段的考核評(píng)價(jià)后，教師根據(jù)學(xué)生的考核結(jié)果給予及時(shí)的反饋，讓學(xué)生能夠了解在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的不足之處與所取得的進(jìn)步。給予考核評(píng)價(jià)結(jié)果，教師也會(huì)及時(shí)調(diào)整完善教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式與教學(xué)方法，從而培養(yǎng)研究生主動(dòng)思考、深入探索的科研精神。

結(jié)語(yǔ)

數(shù)字規(guī)劃新技術(shù)、新理念、新思想的飛速發(fā)展，為城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)研究生培養(yǎng)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的提出對(duì)高校的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。針對(duì)“數(shù)字支持設(shè)計(jì)理論及應(yīng)用”的課程內(nèi)容和特點(diǎn)，將科教融合理念充分融入教學(xué)中。圍繞創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過(guò)科研賦能教學(xué)，以科研問(wèn)題為導(dǎo)向，提出以“講授—實(shí)踐—研討—探究”為主線多層次教學(xué)策略，運(yùn)用多元化教學(xué)模式，構(gòu)建包含課程的參與度、知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作四個(gè)維度的課程考核體系。以科教融合為基本方法的教學(xué)改革，能夠整合教學(xué)和科研活動(dòng)，有效利用現(xiàn)有的教學(xué)資源和科研成果，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。