“双碳”背景下环境设计专业多学科交叉人才的培养

陈 航， 郑 雷， 刘同亮， 崔 浩

（徐州工程学院艺术与设计学院，江苏 徐州 221018）

0 引 言

2021年9月，习近平总书记在七十五届联合国大会上宣布中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前争取实现碳中和目标。在实现“双碳”背景下，环境设计专业需要为可再生能源和减排技术的利用培养多学科交叉人才。围绕国家以“碳中和、碳达峰”为发展目标、实施“中国制造2025”“互联网＋”等重大发展战略，自2017年教育部高等教育司发布《关于开展新工科研究与实践的通知》［1］以来，全国高等院校加快新型工程教育建设和发展，深化高等工程教育创新改革，不断培养具备高强实践、创新性和国际竞争力的多学科、复合型、创新性人才。新工科思路强调学科的实用性、交叉性与综合性，注重教学的高质量和人才培养模式的创新性，培养高端环境设计人才，为社会经济发展输送动力源泉［2-8］。

我校环境设计专业源于1985年开设的工艺美术专业，是淮海经济区最早设置的艺术设计类专业，2008年通过建筑学、园林、室内装潢、环境绘图等多个交叉学科平台整合组建环境设计专业。经过多年的教学实践和构建发展，环境设计专业在立足徐州、面向江苏、辐射淮海经济区，以服务地方产业为导向培养人才的同时，突出区域建筑环境与景观设计服务产业开发、文化遗产保护与活化利用等地方性、应用型专业特色，为徐州建设区域中心城市发挥人才定向培育与支撑作用。“双碳”背景下，艺术设计专业实践平台充分发挥多学科交叉优势，整合教学科研资源，营造有利于学生创新能力培养的实践环境和氛围。2021年底，环境设计专业被评为省级一流专业，依托新工科实践平台培养环境设计专业多学科交叉人才的工作和成果，得到学校的肯定和好评。

1 环境设计专业新工科实践平台现状

我国环境设计教育的课程建设体系以现代社会需求、社会发展紧密结合，具有前瞻性、多元性和系统性的实践视野，从宏观理论落实到微观层次中［9-11］。在课程体系建设中，艺术设计、功能材料到绿色工程3个方面环环相扣，培养的设计人才深入了解材料特性、合理使用材料、注重提升学生人文素质，结合自身优势，适当融入相应的学科知识，强化艺术与技术的结合，探索培养学生在课程学习与实践过程中的学科交叉与创新能力，适应现代社会生活的需求［12-13］；结合工科院校深厚的工科背景和实践教学经验，改革环境设计专业人才培养的内容、模式与途径，着重工程实践培训，能够熟练运用设计、材料、工程管理相关学科知识体系，培养学生解决实际工程问题的综合能力，提高复合型、创新型人才的培养创意水平、应用能力和技能质量，以适应未来行业发展的要求。

环境设计专业作为我校特色专业，依据“地方性、应用型”院校特色，以服务地方产业为人才培养导向，强调“艺工结合、专通结合”，致力于培养具有一定研究能力的复合型设计人才。实验室管理制度健全，拥有安全管理制度、实验设备管理办法、实验室工作规程等，现有相关制度有效保障专业实验（实践）教学规范运行；建有环境设计实训室、计算机辅助实验室及室内设计与景观设计等多个实验室。建筑面积490 m2，仪器设备总价值203余万元，生均实验室面积约1.4 m2，生均教学仪器设备值约0.58万元，满足师生实验（实践）教学需要，筹备建设绿色3D打印材料实验室、照明实验室、微环境实验室，建设经费500万元，即将投入教学、教研活动。经过多年建设，实现能够支撑培养多学科交叉创新人才的实践平台。

2 多学科交叉人才的培养理念

满足国家重大发展战略的践行需求，全方位探讨培养兼具多学科交叉知识背景的环境设计人才的教育思想和运作机制，作为环境设计专业的教学及人才培养导向的核心思想［11］。伴随科技高速发展，作为推动“双碳”目标实践的应用型学科，环境设计专业呈现出建筑学、艺术学、材料学、计算机科学、风景园林学、管理学等多学科交叉的发展趋势，不断扩展环境设计学科的边界与前沿，深入融合相关理论与技术，研究增加碳汇、有效固碳、降低碳足迹、可再生能源与再生材料利用、生态合理配置、温室效应消减等领域的技术问题，推动设计与应用创新，完成生态环境保护的有力决策。教育观念更新、教育思想转变，强化环境设计专业的办学特色应对日益激烈的教育竞争与挑战、把握未来发展机遇。在“双碳”背景下，环境设计课程建设中，结合材料科学，将相关课程与材料学知识进行合理的融合，优化设计材料知识的教学内容及授课方法，建设“艺术设计-功能材料-绿色工程”一体化课程体系，培养适应新时代发展的应用型创新环境设计人才。

了解并掌握环境设计及材料等相关领域的总体发展现状和前景，梳理未来行业发展对环境设计人才的需求趋向，借助OBE理念（Outcomes-based Education，基于学习产出的教育模式），对环境设计专业学生应达到的技术能力和知识水平进行系统化的梳理与整合［14-15］。在新工科引领下，明确培养目标定位，专业教学内容和课程体系实现学科交叉互补，注重学科先进性和创新性［16］。实现教学内容合理、教学目标明确，课程结构合理，教学方式多元化，深入浅出，继而培养学生在多学科知识背景下的创新意识和综合设计能力，建设“设计—材料—工程”一体化的课程体系，为环境设计领域培养高素质人才。

3 依托新工科实验实训平台，多学科交叉培养人才

3.1 优化整合教学内容及学科优势平台，构建多层次一体化思维创新培养体系

优化“设计-材料-工程”一体化的教学设计理念：课程体系贯穿新工科与OBE思想，注重衔接设计方案、材料选择与表达、施工全过程的关系。优化教学内容，以材料知识为主线，阐述材料与生态理念、设计之间的相互关系，授课内容紧随时代脉搏，不断更新，以当下优秀案例更新授课内容。针对课程多学科交叉的特点，关注材料科学新成果，培养学生将学习的科技知识运用到创新设计中。

整合学科优势平台，构建多层次一体化思维创新培养体系。借助环境设计仿真实训室和新材料3D打印实验室，利用校级一流专业建设学科优势资源和教师科研成果转化成教学实验内容，搭建了创新设计思维建设平台、创新设计场景营造平台、创新设计方法获取平台、创新设计能力培养平台4个创新设计培养平台（见图1），充分体现新工科背景下设计教育特色。研究环境设计课程的教学内容如何体现材料科学背景的工程特色，在设计和施工阶段中应用绿色生态材料的理念和方法，为社会培养复合实用型和创新性人才。

3.2 实践教学和考核模式改革

“设计-材料-工程”一体化思维主要体现在关注材料性能和应用的意识。一方面，逐步训练学生的理工科思维意识，选材时兼顾材料性能，将材料的特性与设计的视觉效果和功能化相结合；另一方面，增加学习的趣味性，使学生获得更多课本以外的知识。课程讲授注重突出科学性、趣味性、新颖性、先进性和适用性。根据教学内容的特点，采用灵活多样的授课方式，充分发挥现代化教学手段的长处，多媒体课件授课、观看相关的教学录像、组织学生进行专题讨论、鼓励学生参观相关实际设计项目。例如在学习室外装饰材料（防腐木）及施工过程时，通过数字化技术，为学生创设了“沉浸”式虚拟环境，使学生更“真切”地感受到木材防腐处理过程中化学物质的变化、表面涂饰的过程，增强了学生对知识点的理解、掌握及应用，显著提高教学质量。鼓励教师将科研成果和实践经验渗透到教学中，通过工程案例和模拟仿真鼓励学生发现、分析和解决问题。

采取以能力培养为主的考核方式，最终成绩由平时专题作品、设计方案组成，设计方案不予限制，充分发挥学生的主动性。同时，对不同层次的课程也应采用不同的考核方式。期终考核要求学生以小组为单位，各司其职，分工完成设计方案，根据授课的不同阶段，分主题，鼓励学生进行自主学习并进行主题讨论。

3.3 实施大学生竞赛训练，丰富第二课堂

环境设计专业积极落实学校学业导师制，在课堂教学中坚持以赛代练，通过鼓励和指导学生参加各级各类比赛，锻炼学生的实践动手能力。在课堂教学中积极改革传统作业模式，将各级各类比赛落实在课堂作业中，发挥专业教师的学业指导作用。开设第二课堂，组建设计案例搜集与分享小组、创意图形表达小组、环境动画制作兴趣小组、创新材料应用小组等，进一步提升学生的专业素养。

本专业学生近5年参与各类创新创业项目、学科和技能竞赛等共计225人次，占年平均在校学生比例为92%。其中，“菁农云集-全链条赋农助力乡村振兴”项目获得2020全国互联网＋创新创业大赛省赛一等奖，全国大学生电子设计大赛获国家级奖4项，获奖学生共计11人次；大学生创新创业训练计划项目立项12项，立项学生共计47人次；各类学科竞赛获奖42项，获奖学生67人次；“创青春”中航工业全国大学生创业大赛公益创业赛国家二等奖、“挑战杯”全国竞赛江苏省选拔赛一等奖、全国大学生电子设计竞赛二等奖、环亚杯中日设计交流展银奖和江苏省艺术设计大赛金奖等高级别奖项。

3.4 开展“校企地”相融合的培养实践模式，以社会需求为导向

为了向社会培养具有专业素养又具备综合知识运用能力和解决实际问题能力的实践性人才，通过学校与企业及地方政府合作，不断改进和完善教学内容，与时俱进地更新学生实践项目，以学校为平台，以校企地为窗口，与市场紧密交联，以实现跨学科、跨专业的综合知识和解决社会需求、改善地区环境的目标为导向，使学生能够融会贯通地理解设计理论知识、掌握材料和技术的综合协调能力得到有效提升。近3年，徐州市社科联、徐州艺术馆、徐州博物馆、徐州老同昌茶庄、百珍堂、樊哙狗肉、老磨坊羊汤馆、王秀英香包等来自徐州各界知名品牌与环境设计专业开展合作，学生以小组为单位，完成企业设计项目，在实践项目中更好地运用材料与设计、工艺、工程多学科层面知识，有效建立“设计-材料-工程”一体化的设计思维理念。

4 结 语

“双碳”背景下，依托新工科创新实践平台，以提升学生多学科交叉的环境设计实践创新能力为核心，重视学生复合专业水平与创新素质的培养，侧重跨学科交叉融合的培养方案，依据新技术、新产业发展对创新人才知识、能力和素质的要求进行设计，结合我校工科背景和学生素质构建“设计-材料-工程”一体化的培养理念和体系，形成“双碳”背景下符合市场规律的、具有特色的、因材施教的多学科交叉创新型环境设计人才培养模式与策略，在环境设计专业学科交叉型人才培养方面取得了显著成果，为徐州及江苏省地方建设培养了高质量的专业人才。对近5届300名本科毕业生问卷调查（占毕业生总人数的85.05%）表明，学生对环境设计创新人才培养质量的满意度达到95.56%；毕业生设计工程实践能力、创新思想能力获得项目建设单位的好评。