李 成

（中國礦業(yè)大學(xué) 建筑與設(shè)計學(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)濟社會發(fā)展、推進(jìn)國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)活動強調(diào)將教學(xué)與科研緊密結(jié)合在一起，把科研平臺轉(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)無法滿足時代發(fā)展對人才質(zhì)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(xiàn)問題、解決問題能力［2］。

近年來，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、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)計師需要通過海量數(shù)據(jù)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(shè)計師的素質(zhì)提出了更高的要求，同時也促進(jìn)傳統(tǒng)的城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)研究生培養(yǎng)模式與時俱進(jìn)而提出改革實踐。基于科教融合理念，培養(yǎng)城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)研究生的新型數(shù)字驅(qū)動規(guī)劃思維，是城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)適應(yīng)新時代信息技術(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，科教融合理念對城鄉(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)計理論及應(yīng)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(shù)字支持設(shè)計理論、分析實踐案例、組織實驗等方式，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)劃問題的能力。該課程對培養(yǎng)城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)研究生的實踐能力，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)改革實踐探索。

一、教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題分析

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

“數(shù)字支持設(shè)計理論及應(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)計的基本概念和原理，還要培養(yǎng)學(xué)生實際動手去收集、處理、管理和分析真實的城市空間數(shù)據(jù)，以及運用數(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)開展國土空間規(guī)劃中的“雙評價”，基于手機大數(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)主要以理論知識為講授的重點，將理論與實踐內(nèi)容分開教學(xué)，致使學(xué)生對數(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)劃科研過程中會存在時空數(shù)據(jù)獲取困難，數(shù)據(jù)格式的不統(tǒng)一，時空模擬精度低等各種問題，但是教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置使學(xué)生接觸實際問題的機會較少，對所學(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，知識點的數(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(xué)的難度。傳統(tǒng)的研究生教學(xué)過程所采用“滿堂灌”方式雖然能夠在有限時間內(nèi)將大量知識點傳授給學(xué)生，但是，這種教學(xué)模式過多強調(diào)知識傳授，學(xué)生也習(xí)慣于被動接受知識灌輸，從而導(dǎo)致對學(xué)生在數(shù)字規(guī)劃設(shè)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(shù)字支持設(shè)計理論及應(yīng)用”的傳統(tǒng)考核方式以總結(jié)性的期末筆試為主，兼顧平時的課堂表現(xiàn)和作業(yè)。學(xué)生往往是為了應(yīng)付考試，對知識點進(jìn)行突擊學(xué)習(xí)，無法深入理解數(shù)字技術(shù)在規(guī)劃領(lǐng)域發(fā)揮的作用?？己说膬?nèi)容也基本上來自書本，沒有從真實的科研項目提取素材。例如，基于可達(dá)性分析的城市公共服務(wù)設(shè)施優(yōu)化布局的知識點考核中，往往只關(guān)注可達(dá)性計算模型，以及數(shù)據(jù)處理步驟，而忽視了對知識點綜合應(yīng)用能力的考查。真實的科研項目則涉及道路數(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(xué)生的創(chuàng)新能力和運用知識解決問題的綜合能力進(jìn)行準(zhǔn)確的評價。

二、科教融合下教學(xué)新機遇與教學(xué)改革目標(biāo)

以“數(shù)字支持設(shè)計理論及應(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)動思維為目標(biāo)，結(jié)合目前課程教學(xué)過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)過程中，提出科研賦能教學(xué)的新機遇與改革目標(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)用場景，借助數(shù)字規(guī)劃技術(shù)從不同實踐需求入手解決實際存在的科學(xué)問題，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)展動態(tài)，規(guī)劃領(lǐng)域的前沿科技［5］。同時將教學(xué)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(xué)生，讓學(xué)生思考并進(jìn)行解答，鼓勵學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)理論知識解決科研問題。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。通過將科研引入教學(xué)，在教學(xué)過程中形成“科研情景呈現(xiàn)—科研問題提出—思維發(fā)展訓(xùn)練—小組協(xié)作學(xué)習(xí)—學(xué)習(xí)效果評價”的多樣化教學(xué)環(huán)節(jié)。在各個環(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

通過科研賦能，將數(shù)字規(guī)劃領(lǐng)域中的新知識、新技術(shù)、新思想引入到傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，并針對例如規(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“問題導(dǎo)向、項目牽引”的方式，學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)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(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力，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)明確不同知識點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)提供良好的實施體系架構(gòu)。將“數(shù)字支持設(shè)計理論及應(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)劃實現(xiàn)手段、應(yīng)用案例等設(shè)計成關(guān)聯(lián)緊密的專題模塊，從而為“講授—實踐—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)驗轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，運用于課堂教學(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、新思想通過教學(xué)傳遞給學(xué)生，對一些較為陳舊的內(nèi)容進(jìn)行更新。

“數(shù)字支持設(shè)計理論及應(yīng)用”強調(diào)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(xué)內(nèi)容中，并結(jié)合相關(guān)理論知識點，進(jìn)行深入解讀，讓學(xué)生進(jìn)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(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)過程中，引入教師承擔(dān)的某地區(qū)國土空間生態(tài)修復(fù)規(guī)劃項目，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、原理和實踐應(yīng)用。

（二）教學(xué)模式

對研究生的培養(yǎng)，從傳統(tǒng)課堂教學(xué)所關(guān)注的知識與領(lǐng)會層面的淺層學(xué)習(xí)階段，拓展到運用、分析、綜合與評價的深層學(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。課程知識點的講授緊密圍繞現(xiàn)實的熱點問題，例如在講授“空間分析”部分內(nèi)容時，緊扣當(dāng)前我國的國土空間規(guī)劃體系建設(shè)以及國土空間規(guī)劃中的雙評價，結(jié)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(shù)指南（試行）》相關(guān)文件，將“發(fā)現(xiàn)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(dǎo)學(xué)生針對如何將空間分析功能應(yīng)用到雙評價這個現(xiàn)實問題進(jìn)行深入思考。

采用“基于問題和項目組織學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式，以科研項目代替部分課堂教學(xué)，以真實的科研項目為重要的教學(xué)素材，通過小組團隊合作去解決實際遇到的問題。首先讓學(xué)生自選研究課題，制訂具體研究計劃。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(xì)的研究計劃，并在課堂和線上平臺與教師和同學(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。通過搭建線上的微信公眾號和論壇，將課堂教學(xué)過程中涉及的學(xué)習(xí)資料、項目資料、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，定期推送關(guān)于規(guī)劃大數(shù)據(jù)、機器學(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的傳授，利用碎片時間獲取知識。學(xué)生可借助網(wǎng)絡(luò)平臺與授課教師進(jìn)行互動，反饋在學(xué)習(xí)過程中遇到的難點與問題，使教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課堂上，教師利用有限時間開展引導(dǎo)性的知識講授，組織師生互動、學(xué)生之間的討論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)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(jié)合，擴展了課堂的時空，搭建了一個自主學(xué)習(xí)的“社區(qū)”，從而有效提高了教學(xué)效率，解決了當(dāng)今社會知識點爆炸式增長與有限教學(xué)課時的矛盾。

（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)生對知識點的認(rèn)識與理解情況。在科教融合理念下，教學(xué)的目標(biāo)不是讓學(xué)生重復(fù)和接受已有的知識和技能，而是以問題為導(dǎo)向，結(jié)合實際科研項目，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)性評價，更要以培養(yǎng)學(xué)生問題意識與自主創(chuàng)新能力為考核的主要目標(biāo)。在教學(xué)改革過程中，打破以總結(jié)性評價為主要方式的考核，構(gòu)建了一套過程性考核為主、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、知識點的認(rèn)知、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作四個維度進(jìn)行評價，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)計理論及應(yīng)用”考核方式主要強調(diào)以下四個方面：（1）日?？记?，包括傳統(tǒng)課堂教學(xué)與課下教學(xué)平臺，該考核評價貫穿于教學(xué)全過程；（2）對各個主要知識點的認(rèn)知與掌握情況，該方面的考核評價位于教學(xué)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(xué)生思考問題、解決問題的能力，該部分的考核評價位于教學(xué)過程的中后期；（4）在整個學(xué)習(xí)過程中與同學(xué)之間、教師之間的交流協(xié)作情況，該部分的考核評價貫穿于教學(xué)全過程。在每個階段的考核評價后，教師根據(jù)學(xué)生的考核結(jié)果給予及時的反饋，讓學(xué)生能夠了解在課程學(xué)習(xí)過程中的不足之處與所取得的進(jìn)步。給予考核評價結(jié)果，教師也會及時調(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)研究生主動思考、深入探索的科研精神。

結(jié)語

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)帶來了新的挑戰(zhàn)。同時，國家創(chuàng)新驅(qū)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(shù)字支持設(shè)計理論及應(yīng)用”的課程內(nèi)容和特點，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)，通過科研賦能教學(xué)，以科研問題為導(dǎo)向，提出以“講授—實踐—研討—探究”為主線多層次教學(xué)策略，運用多元化教學(xué)模式，構(gòu)建包含課程的參與度、知識點的認(rèn)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(xué)改革，能夠整合教學(xué)和科研活動，有效利用現(xiàn)有的教學(xué)資源和科研成果，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。