建筑工程高等教育转型研究：学科重构与教育创新

作者：周茂源 王欣

摘要

ASTUS+NICU 理论框架以“可运营、可计量、可金融化”的城市建筑系统为核心，重塑了建筑工程的价值创造逻辑。与之相比，现行建筑工程高等教育体系仍主要服务于以设计与施工为中心的工程生产模式，二者之间已形成结构性张力。本文以“六项核心技术专利+两项金融策略”（ 住宅经营性副单元、住宅同层停车位、家庭分布式储能、住区虚拟电厂、吸收市政道路积水城市内涝的海绵住区水库、住区“人车宅”同框区块链数据平台及住区能源基础设施REITs／RWA）为分析基点，系统梳理 ASTUS+NICU 框架对建筑工程专业知识结构、能力模型与教学组织方式提出的根本性要求。研究指出，单纯通过课程增补或专业微调已不足以回应行业转型压力，有必要在现有学科体系之外，构建以系统工程方法为基础、以城市建筑系统整体运营为研究对象的新型一级学科——“城市系统工程学”。本文进一步论证该学科设立的必要性与可行性，并提出分阶段实施的教育改革路径，以期为建筑工程高等教育的系统转型提供可操作的理论依据与制度方案。

关键词：ASTUS+NICU；建筑工程教育；高等教育转型；城市系统工程学；学科重构；教育创新

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1 引言：建筑业价值逻辑转型与教育体系滞后的结构性矛盾

中国建筑业正在经历一次并非渐进式、而是范式层面的转型。其核心并不在于施工技术本身的升级，而在于行业价值创造方式的根本变化：从以一次性交付为目标的“空间生产”，转向贯穿全生命周期的“系统运营与持续收益”。

然而，与这一变化形成鲜明对照的是，高等教育体系中的建筑工程相关专业，仍普遍围绕建筑设计、结构安全与施工组织展开，其课程设置与能力培养目标，主要服务于项目交付阶段，而非长期运营阶段。根据教育部公布的相关数据，全国设有建筑类相关专业的高校数量已超过 800 所，年培养规模约 40 万人。规模并非问题，问题在于培养目标与行业真实需求之间的错位。

ASTUS+NICU 框架的提出，使这一错位被系统性地显现出来。住宅经营性副单元、分布式储能、虚拟电厂、海绵水库、区块链数据平台以及 REITs/RWA 等金融工具，并非若干独立技术的简单叠加，而是构成一个高度耦合的城市建筑运营系统。问题随之而来：在现有学科结构下，谁来理解这一系统？谁来设计这一系统？又由谁来对其长期运行负责？

因此，本文并不试图回答“是否需要改革建筑工程教育”这一已无争议的问题，而是聚焦三个更为具体、也更为困难的议题： 

第一，ASTUS+NICU 框架究竟在哪些层面上突破了传统建筑工程教育的知识边界？ 

第二，现有学科体系是否能够通过内部调整承载这一变化？ 

第三，若不能，是否有必要、也是否有条件，设立新的一级学科予以回应？

2 ASTUS+NICU 框架对建筑工程教育的系统性影响

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2.1 从线性流程到生命周期闭环：知识体系的重构

传统建筑工程教育的知识组织方式，本质上是一种线性工程逻辑：设计—施工—管理。该逻辑在工业化建造阶段具有高度效率，但在以长期运营和资产收益为目标的系统中，其局限性日益明显。

ASTUS+NICU 框架要求教育体系转向覆盖“策划—设计—建造—运营—金融”的完整生命周期。这一变化并非简单增加若干课程，而是意味着基础理论、方法工具与评价标准的整体重组。

表 1 传统建筑工程教育与 ASTUS+NICU 框架下知识体系对比    

关键不在于知识门类的增多，而在于知识之间关系的改变。建筑不再是系统的终点，而是系统运行的载体。

2.2 能力模型的转移：从单项技能到系统治理能力

在 ASTUS+NICU 框架下，建筑工程师的角色正在发生实质性变化。他们不再只是“技术执行者”，而逐步转向“系统设计者与运营协调者”。

由此，对能力结构的要求呈现出五个显著特征： 

第一，系统集成能力成为核心能力，而非附加能力。 

第二，数据理解与分析能力成为运营决策的基础工具。 

第三，金融逻辑不再是外部约束，而是设计输入条件。 

第四，可持续运营能力直接关系到系统的长期价值。 

第五，跨学科协同能力决定创新是否能够落地。

这些能力并非通过单一课程即可获得，而依赖于整体培养模式的转型。

2.3 教学组织方式的调整需求

鉴于上述变化，传统以课堂讲授为主的教学方式已难以支撑复杂系统能力的形成。因此，教学方法的改革具有不可回避性。

项目式学习、数字孪生仿真、产学研协同与国际化教学，并非教学形式上的“创新点缀”，而是系统能力培养的必要条件。问题并不在于是否采用这些方法，而在于它们是否被纳入正式的人才培养方案与评价体系之中。

3 新兴学科方向的形成逻辑

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3.1 六大新兴学科方向的内在一致性

围绕 ASTUS+NICU 的技术与金融结构，可以识别出六个稳定的新兴研究方向。这些方向并非人为拆分，而是源于系统运行中不可分割的功能模块。

建筑能源系统工程学、城市水文与生态工程学、建筑信息与区块链工程学、建筑资产金融学、社区系统运营学以及建筑可持续性科学，共同构成一个以“建筑系统运营”为核心的问题域。它们之间的区别在于研究切入点，而非研究目标。

3.2 交叉学科的典型特征

这些方向呈现出高度一致的学科特征： 

其一，以问题而非学科传统为组织原则； 

其二，理论建构与工程实践同步推进； 

其三，学科边界具有动态可调整性； 

其四，实践嵌入而非实践附属。

这正是传统学科框架难以容纳的原因所在。

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4 “城市系统工程学”作为一级学科的论证

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4.1 必要性分析

如果建筑业已转向系统解决方案提供者，而教育体系仍以单体工程为培养对象，那么结构性失配将不可避免。因此，设立新的一级学科并非激进选择，而是制度层面的现实回应。

无论从行业需求、知识创新逻辑、国际竞争态势，还是教育资源配置效率来看，“城市系统工程学”的提出都具有现实必然性。

4.2 可行性分析

该学科具备明确的研究对象、稳定的方法论基础与可操作的培养路径。其理论根基源于系统科学，研究方法以系统建模、数据驱动与仿真优化为核心，研究目标聚焦城市建筑系统的综合效益提升。这些要素共同构成一级学科设立所需的基本条件。

4.3 学科架构设计

在工学门类下设立“城市系统工程学”一级学科，代码建议为 0814。其研究方向、课程体系与学位标准，均可在现有教育体系基础上逐步构建，而无需推倒重来。

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5 高等教育改革的实施路径

本研究强调渐进式改革，而非制度跃迁。

5.1近期改革措施（1-3年）以课程与师资为突破口

（1）课程模块化改革

在现有建筑类相关专业中，增设ASTUS+NICU相关的课程模块，如“建筑系统集成概论”“可持续运营技术”“建筑资产金融基础”等。

（2）微专业建设

面向高年级本科生和研究生，开设“城市系统工程”微专业，提供系统的跨学科课程训练。

（3）教师能力提升计划

通过培训、访学、校企合作等方式，提升现有教师队伍的跨学科教学和研究能力。

（4）教材体系建设

组织编写系列新教材，涵盖城市系统工程的主要领域，形成完整的教材体系。

5.2 中期发展计划（3-5年）以专业方向与研究平台为支撑

（1）专业方向设立

在土木工程、建筑学等相关一级学科下，设立“城市系统工程”专业方向，招收本科生和研究生。

（2）交叉研究平台建设

建立跨院系的“城市系统工程研究中心”，整合相关研究力量和资源，开展前沿研究。

（3）学位点培育

在有条件的高校，开始培育“城市系统工程学”硕士和博士学位点，为申报一级学科做准备。

（4）国际认证推进

推动相关课程和专业通过国际工程教育认证，提升国际影响力。

5.3 长期目标（5-10年）以一级学科设立为目标

（1）一级学科正式设立

完成“城市系统工程学”一级学科的论证和申报，正式列入国家学科目录。

（2）学科体系完善

形成完整的本科、硕士、博士人才培养体系，建立规范的学科标准和评估体系。

（3）国际影响提升

建设2-3个国际一流的城市系统工程学科，形成具有中国特色的学科发展模式。

（4）产教融合深化

建立深度产教融合机制，实现人才培养与产业创新的良性互动。

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6 挑战与应对

学科壁垒、师资结构、评价体系与社会认知，构成转型过程中的主要阻力。相应地，制度创新、队伍建设、评价改革与资源整合，是可行且必要的应对策略。

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7 结论与展望

ASTUS+NICU 框架不仅重塑了建筑业的技术与金融逻辑，也对高等教育体系提出了结构性挑战。本文认为，单点修补无法回应这一挑战，必须通过学科层级的重构，建立与行业新范式相匹配的人才培养体系。

“城市系统工程学”并非对既有学科的否定，而是对其边界的系统性扩展。其最终目标，并非增加一个学科名称，而是为建筑业的长期可持续发展提供稳定的人才与知识供给。

教育的调整，从来不是被动响应。它应当先于行业完成自我更新。