新工科下跨学科创新能力培养思考

导语：新工科下跨学科创新能力培养思考一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

摘要：作为一门多学科交叉产生的综合性学科，风景园林学融合了城市规划学、地理学、生态学、社会学和艺术学等多门学科知识及能力。文章以哈尔滨工业大学建筑学院风景园林专业课程体系及教学平台为例，基于新工科背景，从跨学科体系的课程建构，多学科师资引进，实践型教学内容立项，创新型实验研究平台建设等方面分析探讨了跨学科创新能力培养的途径，以提高学生的实践与创新能力，推进风景园林学科发展。

关键词：新工科；跨学科；风景园林学；创新能力

一、简介

风景园林学是综合运用科学与艺术的手段，研究、规划、设计、管理自然和建成环境的应用型学科。从20世纪20年代起开设现代园林学教育、陈植先生将LandscapeArchitecture引入国内并译成“造园学”始，至2011年风景园林学调整建立为一级学科[1]，现代风景园林学科内容已经超越了传统范畴[2]。与以往传统造园术相比较，现代风景园林学体现了服务对象由少数人向公众的转变，生活性价值向生态性价值的拓展，分散性分布向连续性空间分布的迈进，艺术方法向科学方法的超越等变化[3]。作为人居环境学科群的主导学科之一[4]，现代风景园林学具有公共社会性、自然生命性和科学综合性的基本特点[5]。面临当今中国经济、环境、社会和文化的问题与挑战，还应具有“以资源和环境保护为优先目标，以地域文脉为意向，直面城市问题，连接生态经济和绿色产业，强调公众参与和公众环境教育，为人类营造兼具‘生产性’‘生活型’‘生态型’和‘精神性’风景园林地境”的特点。在学科建设发展中，基于美学维度的美与艺术价值观、人本维度的社会价值观、人和自然维度的生态价值观及新自然观视野的文化价值观的学科价值体系[6]，风景园林学科承担起改善环境、关注气候和修复生态等任务，担负起协调人和自然关系的根本使命[7]。目前，面临环境和生态的实际问题与困境，风景园林学科肩负更重要的使命，因此须纳入更多学科的知识体系，寻求新的发展路径，培养在生态文明建设中发挥重要作用的复合型人才。在当前新工科建设背景下，多学科交叉融合、创新人才培养模式、解决复杂工程问题成为新工科建设的核心内容[8]。多学科交叉融合是新工科专业最主要的特征之一，需要制定能够支持本专业培养目标实现的多学科交叉融合的专业培养方案[9]，明确培养目标和标准，构建能够实现课程目标的课程体系及课程内容。当前风景园林学科的研究热点围绕人文、景观规划和分析、城市生态这三个领域展开，而面临这三个领域与景观研究的复杂问题，往往需要跨学科的研究方法和技术合作来解决[10]。在当代科学技术飞速发展的境况下，风景园林学不仅与城市规划、建筑、艺术等学科相关，而且与地理环境、生态学、社会学、环境科学等领域交叉融合，需要定量研究方法实现科学化发展。哈尔滨工业大学风景园林学科具有综合性强、价值体系多维度等特点，结合学科融合的新形势，探究跨学科创新能力培养模式尤为迫切。基于当前新工科建设背景，风景园林跨学科创新能力培养对于学科积极发展、国家战略服务、卓越工程师培养等都具有积极的现实意义[11]。跨学科创新能力的培养要根据学科融合与新工科建设的需求，打破专业壁垒，在课程构建、师资引进、教学立项和研究平台等多方面实现培养服务国家和社会、具有创新能力的卓越工程师的目标。跨学科是知识架构在多个学科的横向跨越，风景园林学科的落脚点最终在空间设计中，即在纵深方向上，如何将多个跨学科知识架构纵深进空间设计中，如何在空间格局体系的建构中实现，是新工科背景下风景园林跨学科创新的关键问题。

二、创新能力培养途径

面临学科融合与新工科需求，实践与创新能力需求不断升级，哈尔滨工业大学风景园林学科通过跨学科授课、多学科融合、实践与创新并进的创新能力培养途径，培养及提高学生的创新能力。

（一）跨学科体系的课程建构

跨学科交叉融合是学科发展的规律和趋势，也是培养学生创新能力的迫切需求。风景园林学科综合性与实践性强的特点，意味着课程体系建构要“重基础、强实践”，同时在跨学科体系版块上，融合相关各类课程作为支撑。哈尔滨工业大学风景园林学科课程体系分为三大版块。一是基础课程版块。涉及基础知识及空间练习。二是社会版块。基于社会实际议题，通过景观设计解决在社会层面的问题（社区公共空间、康复景观等）。三是生态专题版块。主要考虑绿色基础设施、生态规划及设计（大尺度生态公园、小尺度雨水花园等），结合多学科知识体系，解决场地生态层面的问题。在这些版块中，相关学科的基础理论与应用部分内容横贯支撑各个相关课程（如图1），课程来源于多个一级学科门类，如林学、社会学、测绘科学与技术、生态学、建筑学、城乡规划学和设计学等，形成跨学科体系的课程建构。

（二）多学科教师资源引进与横向打通建构

基于风景园林跨学科的基本属性，本学科教师与其他跨学科、跨平台教师共同执行教学过程，搭建跨学科教学团队，实现多学科交叉融合创新能力培养的关键内容，从而引导学生以学科交叉融合的角度思考课程的立足点和学习问题解决方案。1.引进相关专业跨学科人才。引进风景园林相关专业不同方向和教育背景的人才资源，优化教学团队学科专业配置，如环境科学、水资源科学、城乡规划学和室外微气候等不同研究领域及研究方向，丰富的教育背景能够使学生以更广阔的视角、更开阔的思路去体验风景园林学科中不同方向、不同领域的内容，切实为社会建设、生态环境保护打下坚实基础。2.通过课程平台拓展，引进院内相关专业教师跨专业授课。风景园林学作为人居环境学科群的主导学科之一，课程体系中的规划类课程、景观建筑类课程等，通过课程平台拓展，由风景园林学科与规划学科、建筑学科教师共同授课，以拓宽学生的思路，从多角度看待风景园林学科的研究方向和研究问题。以“城市设计”课程为例，引进城乡规划学与风景园林学教师共同授课，使学生既能够从城乡规划学视角看待城市问题，又能够从风景园林学视角看待城市设计问题。3.通过校内跨学科授课平台，进行跨学科协同教学。在课程体系中，有部分课程是与其他学科融合交叉课程，由多学科教师及研究平台教授相关课程，能够以不同学科视角更好地实现教学内容，达到教学目的。如“景观生态学”课程由人文学院教师与建筑学院教师分别从生态学角度、空间格局角度授课，使学生从交叉学科角度考虑设计问题；“植物设计”课程由东北林业大学与建筑学院教师分别从植物学、景观及植物要素配置、空间设计等方向授课。4.通过校企合作、产教融合的方式，建构国际间的共建课程平台。邀请清华大学和北京大学、加拿大蒙特利尔大学、美国鲍尔州立大学、夏威夷大学等学校相关专业的教授，通过短期的理论讲授、实地实物讲授、设计课程教授指导和设计议题座谈交流等多种开放形式，引导学生了解学科前沿及研究热点，了解国际院校教学体系及优秀成果，并进行实地实物的建造建构。如“开放设计专题”课程邀请美国鲍尔州立大学教授以线上、线下相结合的专题研究小组方式，通过对典型公园社交媒体数据分析的深度学习解析，建构以时间和空间为纵深维度的建成环境体系。另外，以生产实践和教育理论相结合的方式，邀请大型企事业单位的设计师代表和相关专业的专家、学者担任兼职教授，定期来校指导设计，以培养高层次风景园林人才。

（三）实践型教学内容与立项

在教学过程中，采用研究型设计的教育教学方法，提供“坚持以问题为导向”的设计氛围，着重训练学生的基础和创新思维。基于设计选题的实地情况，以分专题讲座的递进式设计过程等形式，通过实地调研、资料收集、相关案例分析的方法，引导学生积极思考和讨论，促进教学互动，实现创新能力培养。1.实践型选题。在规划设计系列课程选题时，实地选取城市内不同地块，坚持“真题真做”，从不同层面深入设计，例如生态层面、社会层面和文化层面等，根据实际发展需求、气候特点、场地特征等，深入场所，开展实地教学与公众参与，以能够切实解决问题为目标，进行方案探讨和设计；“开放研究型景观设计”课程要求学生深入详细调研城市慢行系统及绿道的现状，采用现场访谈和公众参与的方法，针对现状与使用者需求提出设计改造方案，在形成中期方案后，再次回到现场，以公众投票建议的方式，对方案进行再次调整，最终形成完整的方案设计。2.分专题讲授。在不同的课程设计中，由于选题的立足点和训练目标不同，在设计课程中遇到所需解决问题也不一样。以“景观工程技术”课程为例，其中涉及到雨洪管理、雨水花园等问题，作为课程设计的切入点，将相关的基本原理与研究方向、遵循设计过程的步骤，以理论专题讲授的形式穿插进设计课程，结合实验平台，使多学科大跨度的理论内容浓缩为集合式课程，引导学生积极探索相关学科理论内容及实践方法，实现教学相长，课程设计的过程形成“专题讲授+设计过程”并列或递进的形式。3.跨学科联合设计。风景园林学科的设计任务涵盖诸多领域，在课程设计任务书的设置上，引导学生主动向跨学科跨平台的方向靠拢，教师提供跨学科的教育教学平台，形成跨学科联合联动协同设计。例如物理环境与景观要素相结合，滨水空间与市政环境相结合，城市功能空间与大数据挖掘相结合，街区管理与人工智能相结合等。

（四）创新型实验研究平台建设

传统风景园林设计过程往往基于经验和感性认识，现代风景园林学科需要更多的定量研究来实现科学化的发展。在课程讲授及课程设计过程中，始 终坚持“以问题为导向”，将科学研究内容与实验内容引入教学设计。实验平台资源共享与利用能够营造学科交叉融合、组织协调等学科发展新局面，促进创新人才培养环境逐步完善。在理论教学和实践教学过程中，设置开放性跨学科实验课题，使学生直观地了解设计过程中发现的问题，以全面的、创新的视角，促进学生积极探索解决问题的思路与方法，加强实践和创新能力培养，指导设计实践。1.数据采集与分析。联动实验平台不仅能够提供数据采集的新方法，如遥感技术、三维扫描技术等扩大了调研规模与尺度，提升调研数据准确性；市政方向、建筑物理方向、医工结合等实验平台提供了客观的环境数据信息，采用相关实验方法或软件模拟，对现状提出既有问题，也可为设计过程或设计方案提供技术依据[12]。2.方案生成逻辑与模型。参数化设计是数字技术在设计领域研究的方向之一，分析设计问题，构建设计逻辑，分析场地特征，使最终方案与场地固有特征、规律及过程相耦合，实现因地制宜[13]。3.市政环境生态实验平台与景观生态设计相结合。利用市政环境生态实验平台中土壤、水等检测实验，提出场地既存的实际问题，为设计过程提供数据基础，结合场地中其他相关要素，提出行之有效的解决方案。4.浸入式虚拟实验室建设与景观设计方案相结合。将景观设计方案置入虚拟实验室，邀请参与者浸入其中体验空间及景观序列，强调景观节点设计带来丰富的主观体验，通过主观反馈修正方案设计。

三、结论

风景园林学科由于自身社会性、生命性及学科综合性的特点，其跨学科创新能力的培养是在面临学科融合的新形势、新工科建设的发展机遇下建设的新内容，必须通过跨学科体系课程建构、多学科教师资源引进、实践型教学内容立项、创新型实验研究平台等途径，鼓励多学科大跨度的融合协作，才能不断提高学生的实践与创新能力，推进风景园林学科发展，实现培养卓越工程师人才的目标。

作者：赵巍 朱逊 叶晓申 单位：哈尔滨工业大学 寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室