计算机专业仿真与模拟课程教学改革研究

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摘要：文章从机构改革背景下国土空间规划市场人才的需求转变出发，针对计算机仿真与模拟课程教学存在的问题，从教学目标、教学改革体系构建和教学保障措施三个方面探讨了课程教学改革实施路径，以期能达到课程结构的合理性和产教融合的效果。

关键词：城乡规划；国家机构改革；计算机仿真与模拟；教学改革

2019年5月23日，中共中央、国务院印发了《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》，标志着国土空间规划体系的正式确立，意见中还要求“教育部门要研究加强国土空间规划相关学科建设”。在此次机构改革中，住房和城乡建设部的城乡规划管理职责被整合至新组建的自然资源部的国土空间用途管制和生态保护修复职责之中[1]。在此背景下，高校城乡规划专业人才培养面临新的挑战：其一，城乡规划专业是一门综合型的应用学科，是国土空间规划的重要组成部分，其专业教育需始终与行业发展趋势紧密结合；其二，国土空间规划体系的确立，对城乡规划的政策性、实施性、科学性提出新的要求；其三，大数据时代的到来，提高了城乡规划专业对信息技术技能的掌握要求。因此，计算机仿真与模拟课程作为城乡规划专业的信息类专业基础课程，如何适应新形势进行教学改革，已成为亟待解决的问题。

1机构改革背景下城乡规划专业人才培养市场需求的转变

国家机构改革后，国土空间规划市场对城乡规划专业学生的人才能力需求发生了变化[2]，主要体现在：①注重人才的创新能力。机构改革让整个规划市场进行了重组，带来了新的机遇和挑战，并且这种变化还将持续下去，将面对各色各样新的问题。因此，对于过去那种快速上手项目的人才需求，在新形势下转变为必须具备自主创新能力、以及发现并能迅速解决问题能力的人才需求。②具有多元化的能力储备。由于行业发展战略的转变，要求由之前的单一学科背景转变为多学科背景，所以对人才的需求也更加多元化，要求能适应更新的改革机制，能适应更多元化的工作分配。③掌握扎实的专业技能。机构改革和大数据时代的到来，让传统规划走向智慧规划，对城乡规划人才的专业知识和信息化技能有了更高的要求，既需要掌握传统的CAD、SketchUp、Photo⁃shop、3DMax等软件，还需学习GIS、SPSS、Python等软件，必须充分利用信息技术，辅助规划的实施落地。④保持继续学习的能力。改革带来了学科体系的调整，新技术、新方法日新月异，因此只有保持继续学习的能力，才能跟上发展的步伐，这也是市场对城乡规划专业人才的迫切需要。

2计算机仿真与模拟课程教学存在的问题

城乡规划的设计编制、决策支持和实施管理都离不开信息技术的支持，而计算机仿真与模拟作为城乡规划专业的一门信息类专业基础课程，其目的就是让学生学会高效、准确地进行城乡环境的仿真与模拟，最终为城乡的建设与发展提供辅助和智能决策支撑。目前，各高校计算机仿真与模拟课程的教学主要采取原理讲授和上机实验相结合的方式，但总体来说教学效果不是很理想，主要存在以下问题：①教学内容多，课时偏少。现有专业培养方案课程覆盖广、数量大，而行业对教学的又在不断提升，只能在有限的学时内讲授越来越多的信息，教学效果不理想。②课程对教师素质要求较高。授课教师需具备丰富的城乡规划的知识和实践经验，并有较好的信息技术知识储备。同时，更要有能不断适应信息技术变革的能力，否则就难以胜任该门课程的教学。③课程内容与专业课联系不紧密。该课程是一门实践操作性强的课程，而现有的教学大多只关注课程本身内容的讲授与操作，未能很好地与主干专业课程进行结合。④课程教学案例库有待进一步丰富。由于城乡规划专业涉及的层次多、范围广，对于计算机仿真与模拟案例库的需要量较大，而当前能满足不同层次、不同实践场景的案例库较少，能满足多元要求的案例资源更为稀缺，因此该课程的案例库建设亟待加强。

3计算机仿真与模拟课程教学改革体系构建

3.1课程教学目标

在国家机构改革的背景下，计算机仿真与模拟课程的教学目的就是要让学生学会结合大数据技术，综合多学科的基础理论，模拟、分析并预测城乡在人口、经济、交通、环境等各方面的发展状态，通过可视化技术将融合后的成果直观展现，实现科学预测和城乡可持续发展。

3.2课程教学改革体系的构建

根据课程教学目标的要求，该课程教学体系必须进行改革，其构建的路径如下。3.2.1对接核心主干课程，将课程融入到人才培养的全过程在城乡规划“核心课程+”的总体培养体系下，要夯实专业基础，并加强计算机仿真与模拟课程与其他设计类课程的衔接，将该课程穿插到整个设计类课程中，让学生在实践中充分学习，同时也能使该课程的教学得以有效延伸，提升学生的综合素养，实现“一专多能”的培养目标。3.2.2培养学生的研究性学习能力，促进课程教学观念创新在学生掌握扎实专业基础的前提下，需建立起“发现问题—分析问题—解决问题”的底层思维，培养学生综合、系统地开展计算机仿真与模拟的能力。因此，教师要转变教学观念，从以教师为中心的传统授课模式转变为以学生为中心的授课模式，通过增加师生之间的互动，提升学生主动学习的积极性，激发其创造思维，强化其研究性学习能力的培养，实现从理论型到理论与应用兼容型人才培养目标的转变，从而适应社会对城乡规划人才职业素质发展的要求。3.2.3优化教学知识内容，创新课堂教学模式在计算机仿真与模拟课程教学内容的设计上，首先要按照知识的内在联系，理顺知识链条，组织课堂教学；然后，以理论学习与实证分析相结合的方式，激发学生的学习热情，让学生在实践中掌握理论基础；最后，通过重点学习与系统学习相结合的方式，使学生更牢固、系统地掌握专业知识的重点和内在联系。同时，以创新的“案例教学+专项应用+课外延伸”的教学模式替代传统的“理论讲授+章节练习”的教学方式，提升学生的学习效率和实践能力。3.2.4构建科学的实践教学体系，促进课内课外协同育人除了该课程的教学和实践等环节以及核心设计课程的衔接配合以外，还应重视课外实践和国内外各类竞赛。在教学中，去引导学生通过参加生产实习、实际项目、专业竞赛和创新课题等方式，把专业知识与实际问题紧密联系起来，让学生通过观察、甄别和思考，学会运用信息工具去分析和解决问题。

3.3教学保障措施

教学体系构建与教学模式创新，必须有良好的教学平台建设作为前提保障，具体要求如下。3.3.1城乡规划综合实验中心建设我校城乡规划综合实验中心从2017年开始建设，经过4年多的发展，已经建成城乡规划及风景园林专业3S实验室、城市生态环境监测模拟与规划实验室、计算流体动力学实验室、城市交通模拟实验室等4个实验室，其中心目标是打造一个共享、综合的实验技术平台，并以此为基础延伸出多个应用性的研究方向。通过该实验中心，目前能够有效地支撑计算机仿真与模拟课程的实验教学，这为教学改革提供了一个良好的平台。3.3.2教学团队打造课程负责人的确定和课程团队的建设，是专业和学科建设的一个非常重要的环节，也是提高教学质量的一个关键点。根据城乡规划专业的师资现状和教育背景，建立计算机仿真与模拟课程老中青搭配合理的教学团队，并建立以老带新的导师培养制度，帮助青年教师快速成长。同时，通过教学团队建设，不断提升教师的教学和科研水平。3.3.3教学案例库建设和混合式教学平台打造一方面，依托城乡规划综合实验中心，搭建开放式的城乡规划计算机仿真与模拟实验教学平台，在结合专任教师实际项目的基础上，仿真与模拟城乡规划的各个层次和应用场景，进一步完善教学案例库。另一方面，充分借助“超星学习通”互联网课程平台，开展交互式混合教学，搭建交互式学习社区，线上线下相结合，加强学生自主学习的能力，提升学生的参与性和积极性。3.3.4实践平台与科研项目支撑我校城乡规划专业具有林业院校背景较为独特的学科融合优势，并与校外各级规划管理部门、设计单位、研究机构、施工单位等建立了广泛的联系，从而提供了丰富的实践教育平台与基地。同时，我院专业教师都具有丰富的工程背景，承担了多项纵向、横向项目，能有力地支撑学生进行社会实践活动。因此，可以鼓励学生在这个“准社会”舞台上参加不同年级、不同团队形式组织的行业调研、企业服务、岗位实习等实践活动，锻炼与拓展学生专业综合能力。

4结语

国家机构改革以及国土空间规划体系变革带来了人才培养需求的变化，通过计算机仿真与模拟课程教学方法的改革和教学体系的重构，不仅能提升了该课程的市场导向、实践支撑和创新思维，更能促进了城乡规划专业学生的研究性思维培养，掌握信息技术在城乡规划专业领域的应用能力，进而储备多元化的综合能力，以应对机构改革带来的挑战。

参考文献

[1]王唯山.机构改革背景下城乡规划行业之“变”与“化”[J].规划师,2019,35(01):5-10.

[2]邹芳.面向就业需求的城市规划专业教学改革探索[J].山西建筑,2016,42(25):218-219.

作者：李振民 周旭 王峰 王燕 单位：中南林业科技大学风景园林学院