基于综合学习设计的高职公共建筑设计课程教学模式建构探究

【摘要】本文从学习任务设计及排序、相关知能排序及呈现、支持程序的设计及提供、专项操练的安排及强化等四个方面论述在高职公共建筑设计课程教学中引入四元教学设计模式开展教学活动的策略及流程，为提升学生学习兴趣、增强解决实际问题的综合学习能力进行了积极的尝试。

【关键词】综合学习 四元教学设计 4C/ID 教学模式 公共建筑设计

【中图分类号】G64 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）21-0165-04

公共建筑设计是高职建筑设计专业的专业核心课程之一，以培养学生建筑设计能力和创新精神为核心，通过公共建筑设计原理的讲授及设计实践，培养学生具备从事中小型公共建筑设计的能力。在实际工作中，建筑师肩负包括建筑设计专家、沟通者、合作者、汇报者、策划者等多重身份，需要与甲方、政府部门精准沟通，与团队高效合作，提出切实可行的建筑设计方案和咨询服务，因此可以说公共建筑设计是一项具有较高难度等级和较高复杂程度的综合性工作。

四元教学设计模式（Four-Component Instructional Design Model，以下简称为“4C/ID”）也被称为综合学习设计，在20世纪90年代由荷兰的范·梅里恩伯尔（Van Merri<P：＼广西教育＼2023-7C＼图片＼01.tif>nboer）教授提出，是一种面向综合学习的整体性教学设计模式，旨在整合知识、技能和态度，综合培养技能和专业能力。4C/ID模式基于认知理论和信息加工理论基础，注重将综合能力或专业能力迁移到真实的工作岗位和生活情境中，切合当今教育发展趋势，逐渐演变成为21世纪以来被国际设计学界认可的具影响力的教学模式之一，被广泛应用于世界各地的面向复杂技能训练的职业培训、技术教育和企事业培训之中。4C/ID模式是一种整体化的教学设计方法，其整合了陈述性学习、程序性学习和情感学习，强调学习者在综合目标的指引下实现知识、技能和态度在完整知识体系中的融会贯通。面向综合学习的4C/ID模式的基本框架由核心四要素组成，包括学习任务、相关知能、支持程序和专项操练，分别对应图式建构和图式熟练两种学习过程，包括归纳学习、精细加工、知识编辑和指向强化四种基本学习类型。本研究在公共建筑设计教学中引入4C/ID模式，以4C/ID四要素为基本框架建构公共建筑设计教学模型，突出高职教学向以学生为主体、教师为主导的模式转变，紧紧围绕整体任务进行设计，关注学习任务的真实情境并注重不同知识、技能和情感的整合，最终实现综合性技能的有效迁移。

一、基于4C/ID的公共建筑设计教学四个环节

（一）学习任务设计及排序

学习任务设计是课程建构的核心骨架，学习任务的安排是达成学习效果的关键。4C/ID模式强调学习任务不是针对某个阶段或某个特定的任务，而是面向真实岗位工作中完整的综合任务。4C/ID模式提倡先引入具体的真实工作任务，将其分解转化为可用于教学的学习任务，再根据具体的学习任务分析所需的理论支持，有针对性地帮助学习者建构新的认知图式，促进知识和技能的有效迁移，使学习者能够将知识和技能应用于设计实践和问题解决当中。

4C/ID模式通过划分任务类别来对学习任务进行系统化设计。任务类别是具有系统性和完整性的一系列任务的集合，是界定难易程度的基本组成序列。学习任务归类要求在任务设计时按照不同的复杂程度对任务进行排序，同一层级任务的安排遵循从易到难、从简单到复杂的递进原则依次开展。设计的第一类任务应是实际工作中完整任务的最简单版，随后由易到难不断增加复杂度，直至形成一个完整的典型工作任务。对公共建筑设计而言，其设计实践由不同的建筑类型组成，一个完整的设计项目就相当于一个任务类别。基于此思路，课程整体任务设计首先选取的设计项目必须是一个完整、真实的公共建筑设计项目，学习者要完成公共建筑的方案的设计、优化和汇报展示。但是面向真实完整的公共建筑设计项目对初学者而言过于综合和庞杂，容易形成认知负荷，应根据教学规律对设计项目进行一定的加工，形成由易到难循序渐进的工作序列。公共建筑设计项目难易程度的影响因素主要由项目规模、限制条件和成果要求所决定，因此选择设计项目时应遵循项目规模由小到大，限制条件由少及多的原则进行（如表1所示）。

任务类别由一系列同类任务组成，如果任务类别所含任务过多，总体难度过大，在划分任务类别的基础上，可尝试将任务类别进一步细分，直至任务数量合理。公共建筑设计项目内容庞杂，往往由多个子项目构成，具体任务的设计應结合岗位工作流程进行组织。在同一任务类别中的学习任务没有难易之分，但存在支持数量上的差异。4C/ID模式在任务学习中为学习者提供了“脚手架”支持，在任务之初提供最多的支持，随着任务的推进逐渐撤除脚手架，直至最后一个任务完成则完全撤除脚手架。教师为初学者提供示范实例、模仿任务和补全任务再到常见任务，这样更有利于知识的迁移。要让学生提升公共建筑设计的综合能力，首先应从案例学习和图纸认知开始，先给学生提供一些公共建筑设计案例，接着提供优秀方案设计图纸让学生模仿学习，再提供阶段性设计成果让学生在其基础上进行补全完善，最后才放手让学生自行着手设计一个全新的建筑设计方案。

（二）相关知能排序及呈现

4C/ID模式将复杂学习中的组成技能分为创生性技能和再生性技能两种。创生性技能是综合技能中的非常规方面，也就是在同类学习任务中每次均以不同方式呈现的方面，是学习者需要付出更多努力去解决的任务。例如在公共建筑设计中总平面的出入口应如何设置、建筑功能流线应如何组织等没有固定答案的问题，用以考查学生是否具备分析问题、解决问题的能力。再生性技能，也称为常规任务，是在学习任务中每次均以同样方式反复出现的方面，如现状分析阶段的现场踏勘调研和相关资料的搜集整理、建筑设计规范条文的查阅，又如各类绘图软件的操作等，掌握这些技能便可胜任公共建筑设计的基础常规工作。

相关知能（supportive information），通俗来说可理解为“理论”，主要面向学习任务中的创生性技能，旨在帮助学习者掌握分析问题和解决问题的能力。相关知能为创生性技能的习得提供所需支持的相关信息，是为获得问题解决能力和推理能力而提供的理论支持。为了让学习者能尽快获得创生性技能，教师应在任务中提供所需的相关知能，促进学习者通过以精细加工为主的教学方法建构认知图式，并通过对相关知能进行排序，帮助学习者建立起新知能各要素相互之间以及新旧知能之间的联系。就公共建筑设计而已，从一个设计到另一个设计，问题的解决是因人而异、因地制宜的，需要学生在设计任务中掌握分析问题、解决问题的能力。

（三）支持程序设计及提供

支持程序，是為综合技能中再生性技能提供的程序性支持。再生性技能的养成需要为学习者提供优质的反复练习使其最终实现规则自动化的养成。在传统教学中先讲原理后实操的做法，即让学生识记所需知能之后在运用过程中将相关记忆激活，这一做法容易因死记硬背造成认知负荷。4C/ID模式则提倡学习者在完成再生性技能的过程中按需提供相关的支持程序以降低学习者的认知负荷。基于此，在公共建筑设计的再生性技能学习过程中，包括建筑设计基本原理及相关建筑设计规范条文的呈现，并不需要在设计开始前一股脑地传递给学生，而是在各个设计阶段依次按需呈现相关内容。主要通过归纳和演绎两种基本方法使支持程序贯穿于任务学习的全过程，对应四个任务阶段，提供不同支持程序，并逐渐撤除指导。

（四）专项操练安排及强化

专项操练，是为习得再生性技能提供重复性的专项训练，主要通过信息编辑和强化来实现常规技能的规则自动化。专项操练并非必需，当再生性技能已经达到一个高度自动化的水平，而常规的任务操练又无法提供足够的重复练习时，才需要安排额外的专项操练，例如建筑设计规范中强制性条文的识记和运用。由于设计规范不仅数量多且复杂，仅在设计过程中提供支持难以取得好效果，因而可以安排相应的专项练习。这部分练习可依托SPOC课程平台在线练习进行，通过强化训练促进设计规范的迁移和转化。

二、基于4C/ID的公共建筑设计的教学设计

公共建筑设计课程整体设计遵循由易到难的任务排序原则，选择了难度逐渐递增的三个任务类别，即三个建筑设计项目，分别为小型餐饮建筑设计、中型科教文化建筑设计，以及大型酒店/办公建筑设计，每个任务类别都可视为一个完整独立的复杂任务。每个任务均选用真实的设计项目，并根据教学实际需要进行适当调整，按照项目规模由小到大、限制条件和成果由少及多的原则，每个任务类别的难度均逐级递增。根据公共建筑设计岗位工作流程，教学组织按照“项目调研—建筑方案设计—成果表达—方案汇报”四步骤展开，每个步骤均可视为一个具体的子任务类别。

以下，以教学团队开展的公共建筑设计课程中难度中等的任务类别2——中型科教文化建筑设计为例，并以幼儿园建筑设计这一常见的建筑类型为对象，对建筑方案设计这一典型工作任务进行基于4C/ID模式的教学设计探索。学习者面对的设计任务情境为完成一个中型幼儿园建筑设计，在完成现场踏勘调研和现状分析基础上，完成建筑平面、立面和剖面的方案设计。

（一）排序学习任务

在幼儿园建筑方案设计的任务安排上，设计了四个难度和复杂程度逐步提升的完整任务类别，依次为示范实例、模仿任务、补全任务和常见任务。第一，示范案例。教师提供三个不同类型的幼儿园建筑案例，每个案例侧重于在不同方面解决不同的问题，学习者必须研究透彻这些案例的异同以及何种条件下可以采用这些布局方式。第二，模仿任务。教师提供优秀案例的抄绘，学习者自行选择一个优秀的幼儿园建筑设计方案，通过抄绘方案图进行模仿学习，可在计算机上完成亦可手绘。本任务的关键点在于让学习者在抄绘过程中对任务建立一个全局观念，完整把握任务的内容并进行深入思考，可在此进行一次评价反馈，由学生对抄绘方案进行分享展示并开展自评与互评，以检验学生对案例的理解程度。第三，补全任务。要求学习者完成的任务可以是补全部分完成的设计方案，为学生提供一些尚未完成的幼儿园建筑设计过程性方案，例如给出已经完成出入口设置和主要道路的总平面，补全其余部分，或是提供建筑平面和其中一个立面，补全其余三个立面；也可以是案例评判及纠错，如为学生展示一些存在问题的设计案例，让学生相互讨论对案例进行对比和评判，提出解决方案，同时完成对图纸的修改。第四，常见任务，相当于建筑师岗位工作的日常状态，让学习者以小组为单位，根据设计任务书要求，基于教师给予的指导和支持，最终以个人或团队的形式完成幼儿园建筑方案设计。

（二）呈现相关知能

在幼儿园建筑方案设计的组成技能中，幼儿园建筑设计原理和设计规范的灵活运用为创生性技能，通过呈现认知策略和心理模式，引导学生掌握分析问题和解决问题的核心设计能力，安排若干个难度递进的任务逐步深入，在任务探究过程中内化设计思维。在每个任务中均提供相应的学习资源作为理论支持，如在呈现相关知能时，可提供对应原理文本及配套的教师精讲微课视频。如在案例学习中，除优秀幼儿园建筑设计案例文本外，还提供设计大师访谈或优秀建筑作品介绍视频，使学习者循着优秀作品的设计思路领会解决问题的逻辑；在模仿任务中，提供方案抄绘的步骤指引及历届学生优秀作品作为范例支持；在补全任务中，补全总平面图时提供相关的幼儿园总平面设计原理及习题以启发学生思考。

（三）提供支持程序

在任务完成过程中，逐渐减少至最终撤离相应的学习支架“脚手架”。第一阶段“示范案例”，通过案例展示向学生提供信息完整的详细案例。第二阶段，在模仿任务中采用归纳讲解的方法提供支持，教师通过个别示范、组织提问、小组探讨、自主探索、组间互助等探究活动，引导学生深入解读和抄绘学习案例。第三阶段，在补全任务中采用方案演绎的方法开展教学，教师通过改变方案的条件，人为制造一些问题和缺陷，引导学生找到其中的问题并尝试解决它。第四个阶段，学生在独立设计的过程中，教师指出学生方案中存在的问题，却并不急于告知解决措施，让学生在进一步自主思考和摸索中建构自己的认知图式和设计方法。

（四）安排专项操练

学习者需要一定量的重复性专项训练以最终实现规则的高度自动化，这部分技能可以开发相应的在线练习。本例中以《幼儿园建筑总平面设计原理及规范》《幼儿园生活用房设计原理及规范》《幼儿园供应用房设计原理及规范》和《幼儿园建筑环境设计》等作为练习题库，并依托线上SPOC教学平台进行在线操练，让学生根据掌握情况自行选择练习次数，通过反复练习不断巩固和强化。该任务可以放至课后进行，以节省出课内任务探究的时间。

三、教学实施效果

在高职公共建筑设计课程教學中，教学团队对土木建筑工程学院建筑设计专业2019级、2020级学生采用两种不同的教学设计模式开展教学，并对实施效果进行对比分析。以“幼儿园建筑设计”教学内容为例，两个年级均选择设计专业1班进行比较，两个班级学生基础相近，其中对照班2019—1班48人，采用传统教学设计方法进行教学，即先布置设计任务，把幼儿园建筑设计原理进行集中讲授后直接进行设计实操；实验班2020—1班共54人，采用4C/ID教学设计进行教学。教学观察和教学评价，包括过程性评价和课程结束后的结果评价均表明，实验班与对照班相比，学习效果得到了显著提升。一是设计作品质量显著提升。教学结束后，对两个班的幼儿园建筑设计作品成绩进行比较分析。实验班的平均分为78分，对照班的评价分为71分；通过教师和企业导师共同评分选出的优秀设计作品，实验班的优秀作品数量高于对照班，作品质量也明显提高。从班级作品整体的完成度和质量上，实验班相比对照班也均有了较大提升。二是学生学习兴趣大幅提高。4C/ID模式将真实设计任务进行分解，由易到难逐步实施，降低了认知负荷。学生认为教学安排合理，难易得当。线下教学过程中，学生课堂活动参与踊跃，师生、生生互动积极。同时，4C/ID模式在任务完成过程中提供了持续的学习支持，通过在线平台推送学习资源及时且充分，对学生学习起到了有效的促进作用；且在线教学平台活动数据显示，采用新教学模式后线上活动参与度大幅提升，包括学生线上学习时长、教学资源使用率，以及完成在线练习的频次及在线答题成绩均得到提升。经过课后问卷调查，实验班92.6%的学生表示喜欢4C/ID模式教学模式，并认为之后的设计课程可以采用这一模式。调查表明学生对本次教学改革的成效是满意的，总体评价较高。

综上所述，通过引入4C/ID教学设计模型，学生学习兴趣得到有效提升，并增强解决实际问题的综合学习能力。由于本次研究实践开展时间较短，未来仍有许多提升空间。本次研究中仅就4C/ID模式与在线SPOC课的教学设计也进行了浅层融合探索，线上线下活动的衔接以及线上资源的开发有待进一步完善；同时，4C/ID模式的运用仍具有相当大的灵活性和可能性，该模式与高职目前普遍采用的项目化教学模式的融合设计也有待进一步研究和探讨。

参考文献

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注：本文系2020年度广西职业教育教学改革研究项目“基于4C/ID模型的SPOC教学设计模式建构与实践研究”（GXGZJG2020B058）；2022年度广西职业教育教学改革研究项目“‘课程思政’视域下高职智慧建筑专业群‘三教’改革研究与实践”（GXGZJG2022B051）的研究成果之一。

作者简介：周薇（1982— ），硕士，同济大学访问学者，副教授，主要从事职业教育及教育信息化相关研究。

（责编 罗异丰）