新工科建設背景下現代信息技術與風景園林專業教學相融合的途徑
——以長春建筑學院為例

劉寶昌

(長春建筑學院建筑與規劃學院，長春 130607)

一、新工科建設背景下現代信息技術融入風景園林專業教學的必要性

2017年，教育部針對本科層次的工科教育提出建設新工科的要求，并形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”新工科建設的“三部曲”。同年，教育部還發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》和《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》[1]，希望各高校積極開展新工科的研究實踐，深化工程教育改革，推進新工科的建設與發展。新工科與老工科相比，更強調學科的實用性、交叉性與綜合性，新工科包含了人工智能、機器人工程、數據科學與大數據技術、網絡空間安全等方面，同時也涉及了包含風景園林專業在內的傳統工科專業。

風景園林是規劃、設計、保護、建設和管理戶外自然和人工境域的學科，它需要融合工、理、農、文、管理學等不同門類的知識，交替使用邏輯思維和形象思維，綜合應用各種科學和藝術手段，具有交叉學科的特征[2]。因此，風景園林專業教學在發展過程中逐漸形成了實踐性、應用性及綜合性強的特點。但是，目前的風景園林專業教學存在教學目標與社會需求不匹配、數字信息技術類課程建設滯后、教學方式單一枯燥、優質教學資源不夠豐富、無法滿足學生個性化學習的需求等諸多問題，影響了風景園林專業人才培養質量的提升。

近年來，隨著5G移動通信、大數據、云計算、人工智能等現代信息技術的快速發展，網絡教學與人工智能以及大數據的連接愈加緊密，VR虛擬現實技術在場景化教學、模擬實訓等教學環節的應用越來越廣泛，并逐漸改變了課程教學方式，彌補了傳統課程教學的不足。因此，將現代信息技術與風景園林專業教學相融合，可以改變單一的教學方式，使專業教學呈現出學科交叉、創新引導、強化應用和多元互動等現代特征，從而滿足學生個性化學習的需求，提升專業教學效果。

二、新工科建設背景下現代信息技術與風景園林專業教學相融合的途徑

長春建筑學院風景園林專業為了適應國家對新工科人才的要求，對專業教學進行了積極改革，從新理念、新結構與新方法3個層面積極探索了在新工科背景下將現代信息技術與風景園林專業教學相融合的途徑,見圖1。

圖1 新工科建設背景下現代信息技術與風景園林專業教學相融合的途徑

由圖1可見，風景園林專業教學首先要樹立新工科理念，利用現代信息技術對風景園林專業教學進行改造升級；其次要基于現代信息技術明確專業人才培養目標，構建與之相應的課程體系；最后要利用現代信息技術實施混合式教學，為學生提供個性化學習的路徑，輔以數字化教學資源的建設，使學生具備將現代信息技術應用于風景園林建設與管理的能力。

(一)確立基于現代信息技術的風景園林專業人才培養目標

我國風景園林專業的發展與人居環境建設的需要休戚相關，以生態學及數字化信息技術為代表的科學與技術已經滲透到風景園林實踐的各方面。在此背景下，為了培養能滿足社會需求的新工科人才，首先要明確風景園林專業教學的人才培養目標。經過充分論證和調整，長春建筑學院將風景園林專業人才培養目標設定為：基于新工科的教學理念，培養具備良好的專業素質、能解決風景園林實際問題，同時要具有新時代創新精神的“通合一體、一專多能”的融通型風景園林專業人才。

(二)構建基于現代信息技術的專業課程體系

長春建筑學院傳統的風景園林專業課程體系缺乏信息技術類課程，為了彌補這一不足，學院對課程體系進行了前瞻性和動態性的調整，在學習專業基礎知識、培養學生基本設計能力教學階段增加計算機輔助設計、數字化技術與建筑類課程，以滿足學生在數字技術與風景園林環境分析及評價、數字技術輔助風景園林設計/建設/管理與運營等方面的能力需求[3]；在培養學生創新能力、學科交叉能力和實踐應用能力教學階段，增加了地理信息系統原理與應用、大數據與城市規劃、測量與遙感類課程，系統培養學生利用數字技術和大數據輔助解決風景園林設計中實際問題的能力；同時輔以人文藝術類課程，構建更為科學的專業課程體系。新工科背景下基于現代信息技術的風景園林專業課程體系見圖2。

圖2 新工科建設背景下基于現代信息技術的風景園林專業課程體系

(三)利用現代信息技術實施混合式教學

將現代信息技術與傳統課堂教學深度融合，營造混合式的教學環境，可以更好地實現以學生為中心的教學理念，使教學更具個性化、吸引力和互動性。例如，學生通過電腦端口或手機APP接口，就可以獲取校內的數字教學資源或是鏈接到公共網絡的數字教學資源，打破了傳統課堂教學模式的時空局限和資源局限。在此基礎上，長春建筑學院有效實施了線下導學、線上自學、直播促學、全程評學的混合式教學。

以“風景園林工程”課程教學為例，任課教師利用南京林業大學建立的“園林工程”在線開放課程資源，梳理出課程教學包含的園路等6大工程和園路鋪裝等86個知識點，并對其中工期長、工程量大的施工現場進行了重新錄制，輔以詳細講解，以此彌補現有“園林工程”在線課程缺少現場施工視頻資源的不足。對于難以理解的土方工程等知識點，任課教師利用在線動畫開發軟件制作了教學動畫，在增加教學趣味性的同時，也使學生對知識點有了直觀的感受，從而更易于理解。課后，通過“超星學習通”平臺，教師可以根據課堂報告、學情統計和成績統計等大數據對學生學習進行全面評價。

(四)為學生提供個性化學習路徑

目前，雖然慕課、微課和其他數字化輔助教學資源能夠給學生提供個性化的學習途徑，但是并不能滿足不同層次學生的實際需求。因此，長春建筑學院風景園林專業依靠移動網絡、大數據和人工智能等現代信息技術，為不同層次的學生建設精準化的學習路徑，以進一步提升學生個性化學習的品質。

首先，以知識點為核心組織教學。例如“中外園林史”課程教學比較枯燥，因此授課教師通過微課將知識點一一呈現，學生可以隨時隨地開展自主學習。其次，以項目為載體實施有針對性的教學指導。例如，在開展“風景園林設計”課程教學時，任課教師以任務驅動的方式組織學習活動，借助信息技術，將線上學習活動與線下學習活動相結合，搭建了小組會議和中期評圖等多樣化的學習場景。教師對學生按照任務目標自主選定的項目地和設計方案進行有針對性的指導。最后，教師可以利用大數據開展課程評價。通過“學習通”和“雨課堂”等信息化教學平臺，教師對教學全過程進行數據采集，生成課程教學評價表，學生通過評價表可以精準了解自己在整個學習過程的狀態，教師可以根據學情及時調整教學資源的供給，為學生提供個性化學習路徑。

(五)加強數字化教學資源建設

為了將現代信息技術更好地與風景園林專業教學相融合，長春建筑學院整合了公共網絡數字教學資源，加強了校內數字教學資源和虛擬現實教學資源的建設。

首先，依托北京林業大學的“植物景觀規劃設計導論”、同濟大學的“風景園林景觀規劃設計基本原理”和華中科技大學的“園林植物”等線上慕課資源，結合專業教學現狀，開展了小規模限制性在線課程的建設，從風景園林規劃與設計、風景園林工程與技術、風景園林政策法規與經營管理、園林植物應用和自然資源與遺產保護等5個方面開展公共數字化網絡資源的整合工作，包括教學案例的文本、圖紙、圖片、模型、視頻等，形成了系統的項目化和個性化學習的教學案例庫。

同時，長春建筑學院風景園林專業依托學校現代教育信息中心平臺，制作了“風景園林工程”“中國園林史”“中外建筑史”“環境心理學概論”和“居住區規劃原理”5門慕課課程，以及“西方園林史”“風景園林計算機輔助設計”和“園林樹木學”3門課程的微課制作。

2016年，長春建筑學院設立了我國首個VR本科專業；2018年申請成立了吉林省VR創新應用工程研究中心，中心建筑面積1 500平方米，資金投入達1 000萬元，并依托學院在建筑領域的優勢，逐步成為擁有自主知識產權的VR平臺。借助這個平臺，一方面學生可以開展輔助設計，利用三維空間感受建筑與環境的空間尺度，擁有交互性的空間體驗，提升設計水平；另一方面教師可以運用虛擬現實技術對施工現場進行模擬，解決了風景園林工程類課程難于開展實踐教學的難點。

三、新工科建設背景下現代信息技術與風景園林專業教學相融合取得的成效

(一)突出了以學生為中心的教學理念

現代信息技術為學生的自主學習、個性化學習創造了條件。學生從“要我學”轉變為“我要學”，學習的主動性明顯增加，基礎知識運用能力和設計能力顯著增強。同時，隨著現代信息技術在專業教學中的應用，增加了師生之間、學生之間的交流互動，也養成了學生隨時隨地學習的良好習慣，取得了較好的學習效果。

(二)提升了學生的專業綜合能力

長春建筑學院風景園林專業在新工科背景下，通過現代信息技術與專業教學深度融合，改變了傳統的灌輸式、應試型、單向傳授的教學模式，構建了全新的混合式教學模式，為面向新時代的人才培養帶來更為廣闊的發展空間和全新的內涵。近3年來，數字化模型工作坊、多肉微景觀工作室等創新創業項目在中國“互聯網+”大學生創新創業大賽中獲獎；“疊韻——隱于城市的喧囂”等園林設計作品在“艾景獎”國際園林景觀設計大賽中獲得銀獎。每年有近50%的畢業班學生在就業單位實習，學生的創新設計能力和工程實踐能力廣受用人單位的好評。讀研深造的本科生達畢業生總數的13%，就業率穩定在90%以上，且就業單位多是與專業相關的設計公司與企業等。

(三)取得了一系列教學研究成果

長春建筑學院風景園林專業將信息技術應用于專業教學后，取得了一系列教學成果，其中，“中外園林史”課程獲得2019年吉林省首屆本科高校智慧課堂教學創新大賽二等獎，“中外建筑史”課程獲得2018年吉林省微課大賽一等獎。同時，風景園林專業教師在微課教學改革、大數據背景下的教學模式改革、基于VR技術的課程改革、新工科背景下的信息技術與專業教學的融合等方面的研究獲得省級教學改革研究立項5項。基于吉林省VR創新應用工程研究中心平臺，聚焦數字化展示與傳播領域，完成國家文化科技提升計劃項目1項，吉林省文化廳項目2項，部分研究成果已被有關單位采用。

資助項目：2019年度吉林省高等教育學會高教科研課題“5G時代下的應用型本科高校建筑類專業教學模式改革研究”，項目編號JGJX2019D528。