計(jì)算機(jī)專業(yè)仿真與模擬課程教學(xué)改革研究

時(shí)間:2022-08-09 10:21:49

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計(jì)算機(jī)專業(yè)仿真與模擬課程教學(xué)改革研究

摘要:文章從機(jī)構(gòu)改革背景下國土空間規(guī)劃市場(chǎng)人才的需求轉(zhuǎn)變出發(fā),針對(duì)計(jì)算機(jī)仿真模擬課程教學(xué)存在的問題,從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)改革體系構(gòu)建和教學(xué)保障措施三個(gè)方面探討了課程教學(xué)改革實(shí)施路徑,以期能達(dá)到課程結(jié)構(gòu)的合理性和產(chǎn)教融合的效果。

關(guān)鍵詞:城鄉(xiāng)規(guī)劃;國家機(jī)構(gòu)改革;計(jì)算機(jī)仿真與模擬;教學(xué)改革

2019年5月23日,中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見》,標(biāo)志著國土空間規(guī)劃體系的正式確立,意見中還要求“教育部門要研究加強(qiáng)國土空間規(guī)劃相關(guān)學(xué)科建設(shè)”。在此次機(jī)構(gòu)改革中,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的城鄉(xiāng)規(guī)劃管理職責(zé)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(tài)保護(hù)修復(fù)職責(zé)之中[1]。在此背景下,高校城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才培養(yǎng)面臨新的挑戰(zhàn):其一,城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)是一門綜合型的應(yīng)用學(xué)科,是國土空間規(guī)劃的重要組成部分,其專業(yè)教育需始終與行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)緊密結(jié)合;其二,國土空間規(guī)劃體系的確立,對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃的政策性、實(shí)施性、科學(xué)性提出新的要求;其三,大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來,提高了城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)對(duì)信息技術(shù)技能的掌握要求。因此,計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程作為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程,如何適應(yīng)新形勢(shì)進(jìn)行教學(xué)改革,已成為亟待解決的問題。

1機(jī)構(gòu)改革背景下城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才培養(yǎng)市場(chǎng)需求的轉(zhuǎn)變

國家機(jī)構(gòu)改革后,國土空間規(guī)劃市場(chǎng)對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生的人才能力需求發(fā)生了變化[2],主要體現(xiàn)在:①注重人才的創(chuàng)新能力。機(jī)構(gòu)改革讓整個(gè)規(guī)劃市場(chǎng)進(jìn)行了重組,帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),并且這種變化還將持續(xù)下去,將面對(duì)各色各樣新的問題。因此,對(duì)于過去那種快速上手項(xiàng)目的人才需求,在新形勢(shì)下轉(zhuǎn)變?yōu)楸仨毦邆渥灾鲃?chuàng)新能力、以及發(fā)現(xiàn)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(chǔ)備。由于行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變,要求由之前的單一學(xué)科背景轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬W(xué)科背景,所以對(duì)人才的需求也更加多元化,要求能適應(yīng)更新的改革機(jī)制,能適應(yīng)更多元化的工作分配。③掌握扎實(shí)的專業(yè)技能。機(jī)構(gòu)改革和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來,讓傳統(tǒng)規(guī)劃走向智慧規(guī)劃,對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃人才的專業(yè)知識(shí)和信息化技能有了更高的要求,既需要掌握傳統(tǒng)的CAD、SketchUp、Photo⁃shop、3DMax等軟件,還需學(xué)習(xí)GIS、SPSS、Python等軟件,必須充分利用信息技術(shù),輔助規(guī)劃的實(shí)施落地。④保持繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力。改革帶來了學(xué)科體系的調(diào)整,新技術(shù)、新方法日新月異,因此只有保持繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力,才能跟上發(fā)展的步伐,這也是市場(chǎng)對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)人才的迫切需要。

2計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程教學(xué)存在的問題

城鄉(xiāng)規(guī)劃的設(shè)計(jì)編制、決策支持和實(shí)施管理都離不開信息技術(shù)的支持,而計(jì)算機(jī)仿真與模擬作為城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的一門信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程,其目的就是讓學(xué)生學(xué)會(huì)高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行城鄉(xiāng)環(huán)境的仿真與模擬,最終為城鄉(xiāng)的建設(shè)與發(fā)展提供輔助和智能決策支撐。目前,各高校計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程的教學(xué)主要采取原理講授和上機(jī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,但總體來說教學(xué)效果不是很理想,主要存在以下問題:①教學(xué)內(nèi)容多,課時(shí)偏少。現(xiàn)有專業(yè)培養(yǎng)方案課程覆蓋廣、數(shù)量大,而行業(yè)對(duì)教學(xué)的又在不斷提升,只能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)講授越來越多的信息,教學(xué)效果不理想。②課程對(duì)教師素質(zhì)要求較高。授課教師需具備豐富的城鄉(xiāng)規(guī)劃的知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),并有較好的信息技術(shù)知識(shí)儲(chǔ)備。同時(shí),更要有能不斷適應(yīng)信息技術(shù)變革的能力,否則就難以勝任該門課程的教學(xué)。③課程內(nèi)容與專業(yè)課聯(lián)系不緊密。該課程是一門實(shí)踐操作性強(qiáng)的課程,而現(xiàn)有的教學(xué)大多只關(guān)注課程本身內(nèi)容的講授與操作,未能很好地與主干專業(yè)課程進(jìn)行結(jié)合。④課程教學(xué)案例庫有待進(jìn)一步豐富。由于城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)涉及的層次多、范圍廣,對(duì)于計(jì)算機(jī)仿真與模擬案例庫的需要量較大,而當(dāng)前能滿足不同層次、不同實(shí)踐場(chǎng)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(shè)亟待加強(qiáng)。

3計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程教學(xué)改革體系構(gòu)建

3.1課程教學(xué)目標(biāo)

在國家機(jī)構(gòu)改革的背景下,計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程的教學(xué)目的就是要讓學(xué)生學(xué)會(huì)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù),綜合多學(xué)科的基礎(chǔ)理論,模擬、分析并預(yù)測(cè)城鄉(xiāng)在人口、經(jīng)濟(jì)、交通、環(huán)境等各方面的發(fā)展?fàn)顟B(tài),通過可視化技術(shù)將融合后的成果直觀展現(xiàn),實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)測(cè)和城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展。

3.2課程教學(xué)改革體系的構(gòu)建

根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)的要求,該課程教學(xué)體系必須進(jìn)行改革,其構(gòu)建的路徑如下。3.2.1對(duì)接核心主干課程,將課程融入到人才培養(yǎng)的全過程在城鄉(xiāng)規(guī)劃“核心課程+”的總體培養(yǎng)體系下,要夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ),并加強(qiáng)計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程與其他設(shè)計(jì)類課程的銜接,將該課程穿插到整個(gè)設(shè)計(jì)類課程中,讓學(xué)生在實(shí)踐中充分學(xué)習(xí),同時(shí)也能使該課程的教學(xué)得以有效延伸,提升學(xué)生的綜合素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)“一專多能”的培養(yǎng)目標(biāo)。3.2.2培養(yǎng)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)課程教學(xué)觀念創(chuàng)新在學(xué)生掌握扎實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)的前提下,需建立起“發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—解決問題”的底層思維,培養(yǎng)學(xué)生綜合、系統(tǒng)地開展計(jì)算機(jī)仿真與模擬的能力。因此,教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,從以教師為中心的傳統(tǒng)授課模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的授課模式,通過增加師生之間的互動(dòng),提升學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,激發(fā)其創(chuàng)造思維,強(qiáng)化其研究性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)從理論型到理論與應(yīng)用兼容型人才培養(yǎng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變,從而適應(yīng)社會(huì)對(duì)城鄉(xiāng)規(guī)劃人才職業(yè)素質(zhì)發(fā)展的要求。3.2.3優(yōu)化教學(xué)知識(shí)內(nèi)容,創(chuàng)新課堂教學(xué)模式在計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)上,首先要按照知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,理順知識(shí)鏈條,組織課堂教學(xué);然后,以理論學(xué)習(xí)與實(shí)證分析相結(jié)合的方式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握理論基礎(chǔ);最后,通過重點(diǎn)學(xué)習(xí)與系統(tǒng)學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式,使學(xué)生更牢固、系統(tǒng)地掌握專業(yè)知識(shí)的重點(diǎn)和內(nèi)在聯(lián)系。同時(shí),以創(chuàng)新的“案例教學(xué)+專項(xiàng)應(yīng)用+課外延伸”的教學(xué)模式替代傳統(tǒng)的“理論講授+章節(jié)練習(xí)”的教學(xué)方式,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和實(shí)踐能力。3.2.4構(gòu)建科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系,促進(jìn)課內(nèi)課外協(xié)同育人除了該課程的教學(xué)和實(shí)踐等環(huán)節(jié)以及核心設(shè)計(jì)課程的銜接配合以外,還應(yīng)重視課外實(shí)踐和國內(nèi)外各類競(jìng)賽。在教學(xué)中,去引導(dǎo)學(xué)生通過參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)、實(shí)際項(xiàng)目、專業(yè)競(jìng)賽和創(chuàng)新課題等方式,把專業(yè)知識(shí)與實(shí)際問題緊密聯(lián)系起來,讓學(xué)生通過觀察、甄別和思考,學(xué)會(huì)運(yùn)用信息工具去分析和解決問題。

3.3教學(xué)保障措施

教學(xué)體系構(gòu)建與教學(xué)模式創(chuàng)新,必須有良好的教學(xué)平臺(tái)建設(shè)作為前提保障,具體要求如下。3.3.1城鄉(xiāng)規(guī)劃綜合實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)我校城鄉(xiāng)規(guī)劃綜合實(shí)驗(yàn)中心從2017年開始建設(shè),經(jīng)過4年多的發(fā)展,已經(jīng)建成城鄉(xiāng)規(guī)劃及風(fēng)景園林專業(yè)3S實(shí)驗(yàn)室、城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)模擬與規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、城市交通模擬實(shí)驗(yàn)室等4個(gè)實(shí)驗(yàn)室,其中心目標(biāo)是打造一個(gè)共享、綜合的實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái),并以此為基礎(chǔ)延伸出多個(gè)應(yīng)用性的研究方向。通過該實(shí)驗(yàn)中心,目前能夠有效地支撐計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué),這為教學(xué)改革提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。3.3.2教學(xué)團(tuán)隊(duì)打造課程負(fù)責(zé)人的確定和課程團(tuán)隊(duì)的建設(shè),是專業(yè)和學(xué)科建設(shè)的一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),也是提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。根據(jù)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的師資現(xiàn)狀和教育背景,建立計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程老中青搭配合理的教學(xué)團(tuán)隊(duì),并建立以老帶新的導(dǎo)師培養(yǎng)制度,幫助青年教師快速成長。同時(shí),通過教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè),不斷提升教師的教學(xué)和科研水平。3.3.3教學(xué)案例庫建設(shè)和混合式教學(xué)平臺(tái)打造一方面,依托城鄉(xiāng)規(guī)劃綜合實(shí)驗(yàn)中心,搭建開放式的城鄉(xiāng)規(guī)劃計(jì)算機(jī)仿真與模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),在結(jié)合專任教師實(shí)際項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,仿真與模擬城鄉(xiāng)規(guī)劃的各個(gè)層次和應(yīng)用場(chǎng)景,進(jìn)一步完善教學(xué)案例庫。另一方面,充分借助“超星學(xué)習(xí)通”互聯(lián)網(wǎng)課程平臺(tái),開展交互式混合教學(xué),搭建交互式學(xué)習(xí)社區(qū),線上線下相結(jié)合,加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,提升學(xué)生的參與性和積極性。3.3.4實(shí)踐平臺(tái)與科研項(xiàng)目支撐我校城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)具有林業(yè)院校背景較為獨(dú)特的學(xué)科融合優(yōu)勢(shì),并與校外各級(jí)規(guī)劃管理部門、設(shè)計(jì)單位、研究機(jī)構(gòu)、施工單位等建立了廣泛的聯(lián)系,從而提供了豐富的實(shí)踐教育平臺(tái)與基地。同時(shí),我院專業(yè)教師都具有豐富的工程背景,承擔(dān)了多項(xiàng)縱向、橫向項(xiàng)目,能有力地支撐學(xué)生進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。因此,可以鼓勵(lì)學(xué)生在這個(gè)“準(zhǔn)社會(huì)”舞臺(tái)上參加不同年級(jí)、不同團(tuán)隊(duì)形式組織的行業(yè)調(diào)研、企業(yè)服務(wù)、崗位實(shí)習(xí)等實(shí)踐活動(dòng),鍛煉與拓展學(xué)生專業(yè)綜合能力。

4結(jié)語

國家機(jī)構(gòu)改革以及國土空間規(guī)劃體系變革帶來了人才培養(yǎng)需求的變化,通過計(jì)算機(jī)仿真與模擬課程教學(xué)方法的改革和教學(xué)體系的重構(gòu),不僅能提升了該課程的市場(chǎng)導(dǎo)向、實(shí)踐支撐和創(chuàng)新思維,更能促進(jìn)了城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)生的研究性思維培養(yǎng),掌握信息技術(shù)在城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用能力,進(jìn)而儲(chǔ)備多元化的綜合能力,以應(yīng)對(duì)機(jī)構(gòu)改革帶來的挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王唯山.機(jī)構(gòu)改革背景下城鄉(xiāng)規(guī)劃行業(yè)之“變”與“化”[J].規(guī)劃師,2019,35(01):5-10.

[2]鄒芳.面向就業(yè)需求的城市規(guī)劃專業(yè)教學(xué)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(yè)科技大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院