農工交叉學科的工科課程教學改革初探

蔣程瑤 劉佳明

摘要：設施農業科學與工程專業（以下簡稱設施專業）旨在培養具備生物、環境、工程等學科的知識的復合型人才，是一個兼具農科與工科特色的交叉專業?！督ㄖO計基礎》是建筑學相關專業的一門必修專業基礎課，是設施專業學生工程部分的專業必修課程，是學生進行溫室設計課程學習的一個入門環節。文章從教學內容、教學目標、教學方法和教學模式等幾個方面對課程教學改革進行了探討，以期能對農業院校中的農工交叉學科的工科課程教學提供借鑒。

關鍵詞：設施農業科學與工程;建筑設計基礎;教學內容;教學目標;教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）36-0112-02

《建筑設計基礎》是建筑學相關專業的一門必修專業基礎課。設施專業涵蓋現代生物信息、育種栽培以及溫室結構、材料、自動化控制等工程技術的多領域和多學科交叉與集成。因此，將《建筑設計基礎》作為該專業的專業必修課，成為工程部分教學中與前序《工程力學》與后續《溫室結構設計》等課程的過渡課程十分必要。設施專業的低年級學生主要以農科通識基礎課為主，對建筑各方面的了解尚淺，怎樣引導他們把《工程力學》與《工程制圖》知識融會貫通到新課之中，具有“溫室特色”，怎樣為后續課程做好鋪墊，一直是貫穿于整個教學過程中需要思考的問題。本文結合作者的教學實踐，談幾點認識。

一、圍繞專業定位。組建教學團隊

任何一門課程，特別是專業基礎必修課的設置必須圍繞該專業的人才培養定位。設施專業正是為了培養同時具備農、工學科通識，掌握設施的設計與建造、環境調控、生產管理的基本理論、知識與技能的復合型高級科技人才。這樣的專業定位，須有相關專業背景的教師形成一個有機融合農、工、管學科的現代農業教學團隊，以保證教學活動的有效開展和教學質量的穩步提高。設施專業的工程部分主要涉及溫室結構設計及環境調控設計、建筑材料的選擇與設施建造施工技術等。在“生物、環境、工程三位一體”的培養框架下，我們成立了以教研室為依托，副教授帶頭的教學團隊。這個教學團隊中的工科成員為分別具有設備自動化、建筑結構、建筑環境調控等專業背景及博士學位的教師。大家一起探討教學大綱、教學模式，分工協作、集體備課、討論和總結，同時注意與農科背景的教師成員的交流與配合，使得課程特色更加突出。

二、定位教學目標、改革教學內容

本課程首先在知識板塊方面，將傳統課程包含的建筑概論、建筑基本知識等單元的內容進行整合、壓縮，提煉出最基本的概念，并輔以案例解釋，讓學生對建筑文化及建筑形態有一個概念性的認識，并初步掌握建筑設計的基本程序和方法。同時，結合本專業對工程涉及內容的需求，在教學上增加建筑材料知識，特別是溫室常用骨架及承重結構材料的性能與選材方式的講解，加入建筑節能知識，圍繞溫室對太陽能風能等綜合能源的需求進行教學。

其次，在知識構建方面，根據建筑空間的特點和學生目前的知識結構，將本課程的著眼點放在單一溫室內。由于本專業學生在一年級下期，已對溫室進行實習，為了使學生更深入淺出地理解設計內容，本課程以溫室為依托，從傳統的建筑類型等內容過渡為溫室類型等方面，選取學生接觸過的題材，學生自己有真切感受，理解會更透徹。我們將教學內容細化為幾個部分：學習單一空間的構成和分化，采用不同的實體要素對空間進行圍合、分割、引導和聯系;分析空間中主體（包括人與植物）的基本需求、行為和感受，結合人體尺度以及作物高度對空間進行細化;考慮不同的材料和結構對建筑的影響。這樣的設定，既與前續課程《工程力學》、《工程制圖》結合比較緊密，也將農學生物學上植物生理生態的內容加入，體現了本專業多學科交叉融合的最主要特征。這也是本專業貫穿于專業建設和人才培養的工作，只有圍繞這一特征而開展連續不斷的工作，才能保證建設的專業和培養的人才是多學科交叉融合的。

再次，在基本功訓練方面，隨著計算機應用軟件的快速發展，電腦制圖的技術也越來越早地在學生中普及，而學生也可以借助電腦的快速和直觀展開學習。為此，我們將CAD、天正等基本作圖軟件的教學內容通過“課堂講授與演示”和“作業檢驗”并重的方式，融入課程教學當中，訓練學生的作圖表達基本功，提升他們在圖面上的素質和修養，彌補低年級學生繪圖訓練少、表達能力弱的缺陷。

三、緊密結合學情、改進教學方法

學生是教學的主體，更是課堂的主體。在整個教學過程中，從傳統單向式的教學方法，轉變為與學生互動，進而調動學生的主觀能動性，提升課堂效率“。然而，任何課程教學方法的確定，必須要根據學生的實際學情進行具體設計。在上課之前，通過和學生互動，了解學生對課程相關基礎知識的掌握程度，提前確定好重難點。在上課過程中，根據學生的提問回答或表隋變化等，把握上課節奏。通過課后習題等方式，檢測課堂教學效果。

而在整個《建筑設計基礎》課程的教學安排中，我們提倡把理論和實踐結合起來，并且形成貫穿始終、交替進行的教學方法。開課之初，在講述了本課程的基本要求和教學目的之后，開始布置設計任務，讓學生大致了解要涉及的內容有哪些。然后根據內容模塊的變化，將學生分組，以小組為單位進行課堂外教學環節，如調研，并且選取的調研目的地就是學生們進行實習過的園藝場日光溫室群或企業科研一生產溫室區。低年級的學生做調研比較少，因此初期由老師親自帶隊，共同實踐。除了現場調研，我們還要求學生將現場調研的一手資料用圖文的形式展現出來，回歸理論的階段。通過繪制調研圖紙、繪制分析圖，一方面可以訓練學生的制圖基本功（這在低年級是十分重要的）;另一方面讓學生自己結合原來學過的空間知識去分析建筑空間的構成要素、空間組織和分割方法，對知識的理解和感受更為貼切和深刻。

在建筑設計板塊中，整個設計的過程中，我們采取讓學生采用“繪圖—模型一繪圖”的往復式分析方法，其中，要求他們必須有一套手繪圖紙，而模型的生成可根據繪圖軟件自行生成，也可以由學生自行制作，既可以提升學生制圖軟件的熟練程度，也可以鍛煉學生的動手能力、空間思維能力。這種方法將建筑的三維空間非常直觀地展現在設計者面前，尤其是對那些空間想象力不夠強的學生來說，這種方法尤為有效。

四、汲取精華、提升教師教學水平

對于交叉學科而言，任課教師如何讓該課程在內容上做到既銜接已學知識，又突出學科的重難點，將知識向縱深或高層次擴展。在教學過程中如何讓學生保持新鮮感，積極發揮主觀能動性，很大程度上決定了課程教學質量。因此，為了提高任課教師的教學能力和水平，首先，教師需要多關注本學科的前沿領域發展動態，設施專業的各個教研團隊會定期根據專業需求，為成員推送相關學科學術講座信息，以便搜集學科前沿領域的科研動態。其次，研究團隊也鼓勵任課教師積極申請，定期選派去兄弟院校進行相關學科的聽課學習，有針對性地學習本門學科先進的教學理念和方法。第三，僅僅掌握學科的最近研究進展，容易導致理論和實踐脫節的情況出現，這種現象在青年教師中顯得尤為明顯。因此，每年研究團隊要求青年教師必須深入實驗基地，參與市場調研，將實際的人才需求整合到課程教學當中，做到更加接地氣、有的放矢。

五、小結

總之，教學是一個教學相長的過程，也是一個不斷改革和創新的過程。做好交叉專業和交叉學科間課程的融合，有助于綜合性優質人才的培養。根據本專業培養方案的要求，專業目標的定位，優化教學內容，選擇合適的教學方法和提高任課教師教學水平顯得尤為重要。在這次對《建筑設計基礎》課程的改革探索中，我們對教學目標進行了定位，對教學方法和教學模式進行探討，摸索以設施專業為代表的農工交叉學科的工科課程實踐的教學改革之路，以期為國家培養多位一體的綜合性創新人才的課程設計提供參考。