計算機專業仿真與模擬課程教學改革研究

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摘要：文章從機構改革背景下國土空間規劃市場人才的需求轉變出發，針對計算機仿真與模擬課程教學存在的問題，從教學目標、教學改革體系構建和教學保障措施三個方面探討了課程教學改革實施路徑，以期能達到課程結構的合理性和產教融合的效果。

關鍵詞：城鄉規劃；國家機構改革；計算機仿真與模擬；教學改革

2019年5月23日，中共中央、國務院印發了《關于建立國土空間規劃體系并監督實施的若干意見》，標志著國土空間規劃體系的正式確立，意見中還要求“教育部門要研究加強國土空間規劃相關學科建設”。在此次機構改革中，住房和城鄉建設部的城鄉規劃管理職責被整合至新組建的自然資源部的國土空間用途管制和生態保護修復職責之中[1]。在此背景下，高校城鄉規劃專業人才培養面臨新的挑戰：其一，城鄉規劃專業是一門綜合型的應用學科，是國土空間規劃的重要組成部分，其專業教育需始終與行業發展趨勢緊密結合；其二，國土空間規劃體系的確立，對城鄉規劃的政策性、實施性、科學性提出新的要求；其三，大數據時代的到來，提高了城鄉規劃專業對信息技術技能的掌握要求。因此，計算機仿真與模擬課程作為城鄉規劃專業的信息類專業基礎課程，如何適應新形勢進行教學改革，已成為亟待解決的問題。

1機構改革背景下城鄉規劃專業人才培養市場需求的轉變

國家機構改革后，國土空間規劃市場對城鄉規劃專業學生的人才能力需求發生了變化[2]，主要體現在：①注重人才的創新能力。機構改革讓整個規劃市場進行了重組，帶來了新的機遇和挑戰，并且這種變化還將持續下去，將面對各色各樣新的問題。因此，對于過去那種快速上手項目的人才需求，在新形勢下轉變為必須具備自主創新能力、以及發現并能迅速解決問題能力的人才需求。②具有多元化的能力儲備。由于行業發展戰略的轉變，要求由之前的單一學科背景轉變為多學科背景，所以對人才的需求也更加多元化，要求能適應更新的改革機制，能適應更多元化的工作分配。③掌握扎實的專業技能。機構改革和大數據時代的到來，讓傳統規劃走向智慧規劃，對城鄉規劃人才的專業知識和信息化技能有了更高的要求，既需要掌握傳統的CAD、SketchUp、Photo⁃shop、3DMax等軟件，還需學習GIS、SPSS、Python等軟件，必須充分利用信息技術，輔助規劃的實施落地。④保持繼續學習的能力。改革帶來了學科體系的調整，新技術、新方法日新月異，因此只有保持繼續學習的能力，才能跟上發展的步伐，這也是市場對城鄉規劃專業人才的迫切需要。

2計算機仿真與模擬課程教學存在的問題

城鄉規劃的設計編制、決策支持和實施管理都離不開信息技術的支持，而計算機仿真與模擬作為城鄉規劃專業的一門信息類專業基礎課程，其目的就是讓學生學會高效、準確地進行城鄉環境的仿真與模擬，最終為城鄉的建設與發展提供輔助和智能決策支撐。目前，各高校計算機仿真與模擬課程的教學主要采取原理講授和上機實驗相結合的方式，但總體來說教學效果不是很理想，主要存在以下問題：①教學內容多，課時偏少。現有專業培養方案課程覆蓋廣、數量大，而行業對教學的又在不斷提升，只能在有限的學時內講授越來越多的信息，教學效果不理想。②課程對教師素質要求較高。授課教師需具備豐富的城鄉規劃的知識和實踐經驗，并有較好的信息技術知識儲備。同時，更要有能不斷適應信息技術變革的能力，否則就難以勝任該門課程的教學。③課程內容與專業課聯系不緊密。該課程是一門實踐操作性強的課程，而現有的教學大多只關注課程本身內容的講授與操作，未能很好地與主干專業課程進行結合。④課程教學案例庫有待進一步豐富。由于城鄉規劃專業涉及的層次多、范圍廣，對于計算機仿真與模擬案例庫的需要量較大，而當前能滿足不同層次、不同實踐場景的案例庫較少，能滿足多元要求的案例資源更為稀缺，因此該課程的案例庫建設亟待加強。

3計算機仿真與模擬課程教學改革體系構建

3.1課程教學目標

在國家機構改革的背景下，計算機仿真與模擬課程的教學目的就是要讓學生學會結合大數據技術，綜合多學科的基礎理論，模擬、分析并預測城鄉在人口、經濟、交通、環境等各方面的發展狀態，通過可視化技術將融合后的成果直觀展現，實現科學預測和城鄉可持續發展。

3.2課程教學改革體系的構建

根據課程教學目標的要求，該課程教學體系必須進行改革，其構建的路徑如下。3.2.1對接核心主干課程，將課程融入到人才培養的全過程在城鄉規劃“核心課程+”的總體培養體系下，要夯實專業基礎，并加強計算機仿真與模擬課程與其他設計類課程的銜接，將該課程穿插到整個設計類課程中，讓學生在實踐中充分學習，同時也能使該課程的教學得以有效延伸，提升學生的綜合素養，實現“一專多能”的培養目標。3.2.2培養學生的研究性學習能力，促進課程教學觀念創新在學生掌握扎實專業基礎的前提下，需建立起“發現問題—分析問題—解決問題”的底層思維，培養學生綜合、系統地開展計算機仿真與模擬的能力。因此，教師要轉變教學觀念，從以教師為中心的傳統授課模式轉變為以學生為中心的授課模式，通過增加師生之間的互動，提升學生主動學習的積極性，激發其創造思維，強化其研究性學習能力的培養，實現從理論型到理論與應用兼容型人才培養目標的轉變，從而適應社會對城鄉規劃人才職業素質發展的要求。3.2.3優化教學知識內容，創新課堂教學模式在計算機仿真與模擬課程教學內容的設計上，首先要按照知識的內在聯系，理順知識鏈條，組織課堂教學；然后，以理論學習與實證分析相結合的方式，激發學生的學習熱情，讓學生在實踐中掌握理論基礎；最后，通過重點學習與系統學習相結合的方式，使學生更牢固、系統地掌握專業知識的重點和內在聯系。同時，以創新的“案例教學+專項應用+課外延伸”的教學模式替代傳統的“理論講授+章節練習”的教學方式，提升學生的學習效率和實踐能力。3.2.4構建科學的實踐教學體系，促進課內課外協同育人除了該課程的教學和實踐等環節以及核心設計課程的銜接配合以外，還應重視課外實踐和國內外各類競賽。在教學中，去引導學生通過參加生產實習、實際項目、專業競賽和創新課題等方式，把專業知識與實際問題緊密聯系起來，讓學生通過觀察、甄別和思考，學會運用信息工具去分析和解決問題。

3.3教學保障措施

教學體系構建與教學模式創新，必須有良好的教學平臺建設作為前提保障，具體要求如下。3.3.1城鄉規劃綜合實驗中心建設我校城鄉規劃綜合實驗中心從2017年開始建設，經過4年多的發展，已經建成城鄉規劃及風景園林專業3S實驗室、城市生態環境監測模擬與規劃實驗室、計算流體動力學實驗室、城市交通模擬實驗室等4個實驗室，其中心目標是打造一個共享、綜合的實驗技術平臺，并以此為基礎延伸出多個應用性的研究方向。通過該實驗中心，目前能夠有效地支撐計算機仿真與模擬課程的實驗教學，這為教學改革提供了一個良好的平臺。3.3.2教學團隊打造課程負責人的確定和課程團隊的建設，是專業和學科建設的一個非常重要的環節，也是提高教學質量的一個關鍵點。根據城鄉規劃專業的師資現狀和教育背景，建立計算機仿真與模擬課程老中青搭配合理的教學團隊，并建立以老帶新的導師培養制度，幫助青年教師快速成長。同時，通過教學團隊建設，不斷提升教師的教學和科研水平。3.3.3教學案例庫建設和混合式教學平臺打造一方面，依托城鄉規劃綜合實驗中心，搭建開放式的城鄉規劃計算機仿真與模擬實驗教學平臺，在結合專任教師實際項目的基礎上，仿真與模擬城鄉規劃的各個層次和應用場景，進一步完善教學案例庫。另一方面，充分借助“超星學習通”互聯網課程平臺，開展交互式混合教學，搭建交互式學習社區，線上線下相結合，加強學生自主學習的能力，提升學生的參與性和積極性。3.3.4實踐平臺與科研項目支撐我校城鄉規劃專業具有林業院校背景較為獨特的學科融合優勢，并與校外各級規劃管理部門、設計單位、研究機構、施工單位等建立了廣泛的聯系，從而提供了豐富的實踐教育平臺與基地。同時，我院專業教師都具有豐富的工程背景，承擔了多項縱向、橫向項目，能有力地支撐學生進行社會實踐活動。因此，可以鼓勵學生在這個“準社會”舞臺上參加不同年級、不同團隊形式組織的行業調研、企業服務、崗位實習等實踐活動，鍛煉與拓展學生專業綜合能力。

4結語

國家機構改革以及國土空間規劃體系變革帶來了人才培養需求的變化，通過計算機仿真與模擬課程教學方法的改革和教學體系的重構，不僅能提升了該課程的市場導向、實踐支撐和創新思維，更能促進了城鄉規劃專業學生的研究性思維培養，掌握信息技術在城鄉規劃專業領域的應用能力，進而儲備多元化的綜合能力，以應對機構改革帶來的挑戰。

參考文獻

[1]王唯山.機構改革背景下城鄉規劃行業之“變”與“化”[J].規劃師,2019,35(01):5-10.

[2]鄒芳.面向就業需求的城市規劃專業教學改革探索[J].山西建筑,2016,42(25):218-219.

作者：李振民 周旭 王峰 王燕 單位：中南林業科技大學風景園林學院