新工科下跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)思考
時(shí)間:2022-07-06 17:36:28
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摘要:作為一門多學(xué)科交叉產(chǎn)生的綜合性學(xué)科,風(fēng)景園林學(xué)融合了城市規(guī)劃學(xué)、地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)和藝術(shù)學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)及能力。文章以哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院風(fēng)景園林專業(yè)課程體系及教學(xué)平臺(tái)為例,基于新工科背景,從跨學(xué)科體系的課程建構(gòu),多學(xué)科師資引進(jìn),實(shí)踐型教學(xué)內(nèi)容立項(xiàng),創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)建設(shè)等方面分析探討了跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)的途徑,以提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力,推進(jìn)風(fēng)景園林學(xué)科發(fā)展。
關(guān)鍵詞:新工科;跨學(xué)科;風(fēng)景園林學(xué);創(chuàng)新能力
一、簡(jiǎn)介
風(fēng)景園林學(xué)是綜合運(yùn)用科學(xué)與藝術(shù)的手段,研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理自然和建成環(huán)境的應(yīng)用型學(xué)科。從20世紀(jì)20年代起開(kāi)設(shè)現(xiàn)代園林學(xué)教育、陳植先生將LandscapeArchitecture引入國(guó)內(nèi)并譯成“造園學(xué)”始,至2011年風(fēng)景園林學(xué)調(diào)整建立為一級(jí)學(xué)科[1],現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)科內(nèi)容已經(jīng)超越了傳統(tǒng)范疇[2]。與以往傳統(tǒng)造園術(shù)相比較,現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)體現(xiàn)了服務(wù)對(duì)象由少數(shù)人向公眾的轉(zhuǎn)變,生活性價(jià)值向生態(tài)性價(jià)值的拓展,分散性分布向連續(xù)性空間分布的邁進(jìn),藝術(shù)方法向科學(xué)方法的超越等變化[3]。作為人居環(huán)境學(xué)科群的主導(dǎo)學(xué)科之一[4],現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)具有公共社會(huì)性、自然生命性和科學(xué)綜合性的基本特點(diǎn)[5]。面臨當(dāng)今中國(guó)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)和文化的問(wèn)題與挑戰(zhàn),還應(yīng)具有“以資源和環(huán)境保護(hù)為優(yōu)先目標(biāo),以地域文脈為意向,直面城市問(wèn)題,連接生態(tài)經(jīng)濟(jì)和綠色產(chǎn)業(yè),強(qiáng)調(diào)公眾參與和公眾環(huán)境教育,為人類營(yíng)造兼具‘生產(chǎn)性’‘生活型’‘生態(tài)型’和‘精神性’風(fēng)景園林地境”的特點(diǎn)。在學(xué)科建設(shè)發(fā)展中,基于美學(xué)維度的美與藝術(shù)價(jià)值觀、人本維度的社會(huì)價(jià)值觀、人和自然維度的生態(tài)價(jià)值觀及新自然觀視野的文化價(jià)值觀的學(xué)科價(jià)值體系[6],風(fēng)景園林學(xué)科承擔(dān)起改善環(huán)境、關(guān)注氣候和修復(fù)生態(tài)等任務(wù),擔(dān)負(fù)起協(xié)調(diào)人和自然關(guān)系的根本使命[7]。目前,面臨環(huán)境和生態(tài)的實(shí)際問(wèn)題與困境,風(fēng)景園林學(xué)科肩負(fù)更重要的使命,因此須納入更多學(xué)科的知識(shí)體系,尋求新的發(fā)展路徑,培養(yǎng)在生態(tài)文明建設(shè)中發(fā)揮重要作用的復(fù)合型人才。在當(dāng)前新工科建設(shè)背景下,多學(xué)科交叉融合、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、解決復(fù)雜工程問(wèn)題成為新工科建設(shè)的核心內(nèi)容[8]。多學(xué)科交叉融合是新工科專業(yè)最主要的特征之一,需要制定能夠支持本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的多學(xué)科交叉融合的專業(yè)培養(yǎng)方案[9],明確培養(yǎng)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建能夠?qū)崿F(xiàn)課程目標(biāo)的課程體系及課程內(nèi)容。當(dāng)前風(fēng)景園林學(xué)科的研究熱點(diǎn)圍繞人文、景觀規(guī)劃和分析、城市生態(tài)這三個(gè)領(lǐng)域展開(kāi),而面臨這三個(gè)領(lǐng)域與景觀研究的復(fù)雜問(wèn)題,往往需要跨學(xué)科的研究方法和技術(shù)合作來(lái)解決[10]。在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的境況下,風(fēng)景園林學(xué)不僅與城市規(guī)劃、建筑、藝術(shù)等學(xué)科相關(guān),而且與地理環(huán)境、生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域交叉融合,需要定量研究方法實(shí)現(xiàn)科學(xué)化發(fā)展。哈爾濱工業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)科具有綜合性強(qiáng)、價(jià)值體系多維度等特點(diǎn),結(jié)合學(xué)科融合的新形勢(shì),探究跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式尤為迫切?;诋?dāng)前新工科建設(shè)背景,風(fēng)景園林跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)對(duì)于學(xué)科積極發(fā)展、國(guó)家戰(zhàn)略服務(wù)、卓越工程師培養(yǎng)等都具有積極的現(xiàn)實(shí)意義[11]??鐚W(xué)科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要根據(jù)學(xué)科融合與新工科建設(shè)的需求,打破專業(yè)壁壘,在課程構(gòu)建、師資引進(jìn)、教學(xué)立項(xiàng)和研究平臺(tái)等多方面實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)服務(wù)國(guó)家和社會(huì)、具有創(chuàng)新能力的卓越工程師的目標(biāo)??鐚W(xué)科是知識(shí)架構(gòu)在多個(gè)學(xué)科的橫向跨越,風(fēng)景園林學(xué)科的落腳點(diǎn)最終在空間設(shè)計(jì)中,即在縱深方向上,如何將多個(gè)跨學(xué)科知識(shí)架構(gòu)縱深進(jìn)空間設(shè)計(jì)中,如何在空間格局體系的建構(gòu)中實(shí)現(xiàn),是新工科背景下風(fēng)景園林跨學(xué)科創(chuàng)新的關(guān)鍵問(wèn)題。
二、創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑
面臨學(xué)科融合與新工科需求,實(shí)踐與創(chuàng)新能力需求不斷升級(jí),哈爾濱工業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)科通過(guò)跨學(xué)科授課、多學(xué)科融合、實(shí)踐與創(chuàng)新并進(jìn)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)途徑,培養(yǎng)及提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
(一)跨學(xué)科體系的課程建構(gòu)
跨學(xué)科交叉融合是學(xué)科發(fā)展的規(guī)律和趨勢(shì),也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的迫切需求。風(fēng)景園林學(xué)科綜合性與實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),意味著課程體系建構(gòu)要“重基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐”,同時(shí)在跨學(xué)科體系版塊上,融合相關(guān)各類課程作為支撐。哈爾濱工業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)科課程體系分為三大版塊。一是基礎(chǔ)課程版塊。涉及基礎(chǔ)知識(shí)及空間練習(xí)。二是社會(huì)版塊?;谏鐣?huì)實(shí)際議題,通過(guò)景觀設(shè)計(jì)解決在社會(huì)層面的問(wèn)題(社區(qū)公共空間、康復(fù)景觀等)。三是生態(tài)專題版塊。主要考慮綠色基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)規(guī)劃及設(shè)計(jì)(大尺度生態(tài)公園、小尺度雨水花園等),結(jié)合多學(xué)科知識(shí)體系,解決場(chǎng)地生態(tài)層面的問(wèn)題。在這些版塊中,相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用部分內(nèi)容橫貫支撐各個(gè)相關(guān)課程(如圖1),課程來(lái)源于多個(gè)一級(jí)學(xué)科門類,如林學(xué)、社會(huì)學(xué)、測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)、生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)和設(shè)計(jì)學(xué)等,形成跨學(xué)科體系的課程建構(gòu)。
(二)多學(xué)科教師資源引進(jìn)與橫向打通建構(gòu)
基于風(fēng)景園林跨學(xué)科的基本屬性,本學(xué)科教師與其他跨學(xué)科、跨平臺(tái)教師共同執(zhí)行教學(xué)過(guò)程,搭建跨學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì),實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵內(nèi)容,從而引導(dǎo)學(xué)生以學(xué)科交叉融合的角度思考課程的立足點(diǎn)和學(xué)習(xí)問(wèn)題解決方案。1.引進(jìn)相關(guān)專業(yè)跨學(xué)科人才。引進(jìn)風(fēng)景園林相關(guān)專業(yè)不同方向和教育背景的人才資源,優(yōu)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)科專業(yè)配置,如環(huán)境科學(xué)、水資源科學(xué)、城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)和室外微氣候等不同研究領(lǐng)域及研究方向,豐富的教育背景能夠使學(xué)生以更廣闊的視角、更開(kāi)闊的思路去體驗(yàn)風(fēng)景園林學(xué)科中不同方向、不同領(lǐng)域的內(nèi)容,切實(shí)為社會(huì)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2.通過(guò)課程平臺(tái)拓展,引進(jìn)院內(nèi)相關(guān)專業(yè)教師跨專業(yè)授課。風(fēng)景園林學(xué)作為人居環(huán)境學(xué)科群的主導(dǎo)學(xué)科之一,課程體系中的規(guī)劃類課程、景觀建筑類課程等,通過(guò)課程平臺(tái)拓展,由風(fēng)景園林學(xué)科與規(guī)劃學(xué)科、建筑學(xué)科教師共同授課,以拓寬學(xué)生的思路,從多角度看待風(fēng)景園林學(xué)科的研究方向和研究問(wèn)題。以“城市設(shè)計(jì)”課程為例,引進(jìn)城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)教師共同授課,使學(xué)生既能夠從城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)視角看待城市問(wèn)題,又能夠從風(fēng)景園林學(xué)視角看待城市設(shè)計(jì)問(wèn)題。3.通過(guò)校內(nèi)跨學(xué)科授課平臺(tái),進(jìn)行跨學(xué)科協(xié)同教學(xué)。在課程體系中,有部分課程是與其他學(xué)科融合交叉課程,由多學(xué)科教師及研究平臺(tái)教授相關(guān)課程,能夠以不同學(xué)科視角更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,達(dá)到教學(xué)目的。如“景觀生態(tài)學(xué)”課程由人文學(xué)院教師與建筑學(xué)院教師分別從生態(tài)學(xué)角度、空間格局角度授課,使學(xué)生從交叉學(xué)科角度考慮設(shè)計(jì)問(wèn)題;“植物設(shè)計(jì)”課程由東北林業(yè)大學(xué)與建筑學(xué)院教師分別從植物學(xué)、景觀及植物要素配置、空間設(shè)計(jì)等方向授課。4.通過(guò)校企合作、產(chǎn)教融合的方式,建構(gòu)國(guó)際間的共建課程平臺(tái)。邀請(qǐng)清華大學(xué)和北京大學(xué)、加拿大蒙特利爾大學(xué)、美國(guó)鮑爾州立大學(xué)、夏威夷大學(xué)等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的教授,通過(guò)短期的理論講授、實(shí)地實(shí)物講授、設(shè)計(jì)課程教授指導(dǎo)和設(shè)計(jì)議題座談交流等多種開(kāi)放形式,引導(dǎo)學(xué)生了解學(xué)科前沿及研究熱點(diǎn),了解國(guó)際院校教學(xué)體系及優(yōu)秀成果,并進(jìn)行實(shí)地實(shí)物的建造建構(gòu)。如“開(kāi)放設(shè)計(jì)專題”課程邀請(qǐng)美國(guó)鮑爾州立大學(xué)教授以線上、線下相結(jié)合的專題研究小組方式,通過(guò)對(duì)典型公園社交媒體數(shù)據(jù)分析的深度學(xué)習(xí)解析,建構(gòu)以時(shí)間和空間為縱深維度的建成環(huán)境體系。另外,以生產(chǎn)實(shí)踐和教育理論相結(jié)合的方式,邀請(qǐng)大型企事業(yè)單位的設(shè)計(jì)師代表和相關(guān)專業(yè)的專家、學(xué)者擔(dān)任兼職教授,定期來(lái)校指導(dǎo)設(shè)計(jì),以培養(yǎng)高層次風(fēng)景園林人才。
(三)實(shí)踐型教學(xué)內(nèi)容與立項(xiàng)
在教學(xué)過(guò)程中,采用研究型設(shè)計(jì)的教育教學(xué)方法,提供“堅(jiān)持以問(wèn)題為導(dǎo)向”的設(shè)計(jì)氛圍,著重訓(xùn)練學(xué)生的基礎(chǔ)和創(chuàng)新思維?;谠O(shè)計(jì)選題的實(shí)地情況,以分專題講座的遞進(jìn)式設(shè)計(jì)過(guò)程等形式,通過(guò)實(shí)地調(diào)研、資料收集、相關(guān)案例分析的方法,引導(dǎo)學(xué)生積極思考和討論,促進(jìn)教學(xué)互動(dòng),實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)。1.實(shí)踐型選題。在規(guī)劃設(shè)計(jì)系列課程選題時(shí),實(shí)地選取城市內(nèi)不同地塊,堅(jiān)持“真題真做”,從不同層面深入設(shè)計(jì),例如生態(tài)層面、社會(huì)層面和文化層面等,根據(jù)實(shí)際發(fā)展需求、氣候特點(diǎn)、場(chǎng)地特征等,深入場(chǎng)所,開(kāi)展實(shí)地教學(xué)與公眾參與,以能夠切實(shí)解決問(wèn)題為目標(biāo),進(jìn)行方案探討和設(shè)計(jì);“開(kāi)放研究型景觀設(shè)計(jì)”課程要求學(xué)生深入詳細(xì)調(diào)研城市慢行系統(tǒng)及綠道的現(xiàn)狀,采用現(xiàn)場(chǎng)訪談和公眾參與的方法,針對(duì)現(xiàn)狀與使用者需求提出設(shè)計(jì)改造方案,在形成中期方案后,再次回到現(xiàn)場(chǎng),以公眾投票建議的方式,對(duì)方案進(jìn)行再次調(diào)整,最終形成完整的方案設(shè)計(jì)。2.分專題講授。在不同的課程設(shè)計(jì)中,由于選題的立足點(diǎn)和訓(xùn)練目標(biāo)不同,在設(shè)計(jì)課程中遇到所需解決問(wèn)題也不一樣。以“景觀工程技術(shù)”課程為例,其中涉及到雨洪管理、雨水花園等問(wèn)題,作為課程設(shè)計(jì)的切入點(diǎn),將相關(guān)的基本原理與研究方向、遵循設(shè)計(jì)過(guò)程的步驟,以理論專題講授的形式穿插進(jìn)設(shè)計(jì)課程,結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺(tái),使多學(xué)科大跨度的理論內(nèi)容濃縮為集合式課程,引導(dǎo)學(xué)生積極探索相關(guān)學(xué)科理論內(nèi)容及實(shí)踐方法,實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng),課程設(shè)計(jì)的過(guò)程形成“專題講授+設(shè)計(jì)過(guò)程”并列或遞進(jìn)的形式。3.跨學(xué)科聯(lián)合設(shè)計(jì)。風(fēng)景園林學(xué)科的設(shè)計(jì)任務(wù)涵蓋諸多領(lǐng)域,在課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的設(shè)置上,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)向跨學(xué)科跨平臺(tái)的方向靠攏,教師提供跨學(xué)科的教育教學(xué)平臺(tái),形成跨學(xué)科聯(lián)合聯(lián)動(dòng)協(xié)同設(shè)計(jì)。例如物理環(huán)境與景觀要素相結(jié)合,濱水空間與市政環(huán)境相結(jié)合,城市功能空間與大數(shù)據(jù)挖掘相結(jié)合,街區(qū)管理與人工智能相結(jié)合等。
(四)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)建設(shè)
傳統(tǒng)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)過(guò)程往往基于經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí),現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)科需要更多的定量研究來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的發(fā)展。在課程講授及課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,始 終堅(jiān)持“以問(wèn)題為導(dǎo)向”,將科學(xué)研究?jī)?nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容引入教學(xué)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源共享與利用能夠營(yíng)造學(xué)科交叉融合、組織協(xié)調(diào)等學(xué)科發(fā)展新局面,促進(jìn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)環(huán)境逐步完善。在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,設(shè)置開(kāi)放性跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)課題,使學(xué)生直觀地了解設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,以全面的、創(chuàng)新的視角,促進(jìn)學(xué)生積極探索解決問(wèn)題的思路與方法,加強(qiáng)實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng),指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐。1.數(shù)據(jù)采集與分析。聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅能夠提供數(shù)據(jù)采集的新方法,如遙感技術(shù)、三維掃描技術(shù)等擴(kuò)大了調(diào)研規(guī)模與尺度,提升調(diào)研數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性;市政方向、建筑物理方向、醫(yī)工結(jié)合等實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供了客觀的環(huán)境數(shù)據(jù)信息,采用相關(guān)實(shí)驗(yàn)方法或軟件模擬,對(duì)現(xiàn)狀提出既有問(wèn)題,也可為設(shè)計(jì)過(guò)程或設(shè)計(jì)方案提供技術(shù)依據(jù)[12]。2.方案生成邏輯與模型。參數(shù)化設(shè)計(jì)是數(shù)字技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域研究的方向之一,分析設(shè)計(jì)問(wèn)題,構(gòu)建設(shè)計(jì)邏輯,分析場(chǎng)地特征,使最終方案與場(chǎng)地固有特征、規(guī)律及過(guò)程相耦合,實(shí)現(xiàn)因地制宜[13]。3.市政環(huán)境生態(tài)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與景觀生態(tài)設(shè)計(jì)相結(jié)合。利用市政環(huán)境生態(tài)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中土壤、水等檢測(cè)實(shí)驗(yàn),提出場(chǎng)地既存的實(shí)際問(wèn)題,為設(shè)計(jì)過(guò)程提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),結(jié)合場(chǎng)地中其他相關(guān)要素,提出行之有效的解決方案。4.浸入式虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與景觀設(shè)計(jì)方案相結(jié)合。將景觀設(shè)計(jì)方案置入虛擬實(shí)驗(yàn)室,邀請(qǐng)參與者浸入其中體驗(yàn)空間及景觀序列,強(qiáng)調(diào)景觀節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)帶來(lái)豐富的主觀體驗(yàn),通過(guò)主觀反饋修正方案設(shè)計(jì)。
三、結(jié)論
風(fēng)景園林學(xué)科由于自身社會(huì)性、生命性及學(xué)科綜合性的特點(diǎn),其跨學(xué)科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是在面臨學(xué)科融合的新形勢(shì)、新工科建設(shè)的發(fā)展機(jī)遇下建設(shè)的新內(nèi)容,必須通過(guò)跨學(xué)科體系課程建構(gòu)、多學(xué)科教師資源引進(jìn)、實(shí)踐型教學(xué)內(nèi)容立項(xiàng)、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)等途徑,鼓勵(lì)多學(xué)科大跨度的融合協(xié)作,才能不斷提高學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力,推進(jìn)風(fēng)景園林學(xué)科發(fā)展,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)卓越工程師人才的目標(biāo)。
作者:趙巍 朱遜 葉曉申 單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué) 寒地城鄉(xiāng)人居環(huán)境科學(xué)與技術(shù)工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室