《Sustainability》：An Extended Triple Helix–OBE Curriculum Framework for Built Environment Education: Integrating Age-Friendly Design, Sustainability, and BIM-Supported Experiential Learning
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人口老龄化、可持续转型和数字化转型正在重塑未来建成环境专业人才的能力要求。高等教育机构在培养跨学科能力方面面临日益严峻的挑战，这些能力使学生能够将社会责任、环境考量和数字技术整合到复杂的设计决策过程中。本研究探讨了一种以成果导向教育（OBE）为导向的整合课程框
人口老龄化、可持续转型和数字化转型正在重塑未来建成环境专业人才的能力要求。高等教育机构在培养跨学科能力方面面临日益严峻的挑战，这些能力使学生能够将社会责任、环境考量和数字技术整合到复杂的设计决策过程中。本研究探讨了一种以成果导向教育（OBE）为导向的整合课程框架，该框架在建成环境教育中融合了适老化设计、可持续性原则和建筑信息模型（BIM）支持的体验式学习。研究采用了一项跨三个教学周期（2023—2025年）的重复队列前后测混合方法设计。参与者为土木工程和工程管理专业选修住房建筑学课程的本科生。研究收集了多来源证据，包括感知能力发展问卷、整合设计项目评估、BIM学习评估和学生反思报告。定量分析考察了学生感知能力的变化以及不同实施队列之间的差异，而定性分析则探索了学生的学习体验和感知。结果表明，在参与整合课程后，学生在适老化设计、可持续设计、数字设计和社会责任方面的感知能力相关结果得分均显著提高。设计项目评估和BIM学习记录为学生在整合设计知识和数字设计实践方面的应用提供了补充证据。跨队列比较显示，三个实施周期的观察学习结果具有可比性，尽管不能仅通过非显著性统计差异来确立等效性。本研究提出了一个扩展三螺旋–OBE分析框架，用于阐释社会需求和专业期望如何转化为课程目标、学习活动和评估机制。本研究并非主张直接的因果有效性，而是为建成环境教育中支持跨学科能力发展的课程组织策略提供实证见解。
一、研究背景与问题提出
建成环境正经历由人口结构变化、环境压力和科技进步驱动的深刻转型。全球人口老龄化使得未来建成环境必须日益关注可达性、安全性、独立生活能力和长期适应性；与此同时，气候变化与全球碳减排目标加速了建筑行业向可持续发展转型，要求未来建筑专业人才将环境责任纳入设计决策。这些转型正在重塑建成环境专业人才的能力要求——除传统的空间组织、建筑构造和形式表达能力外，当代专业人才还需具备用户需求分析、环境性能评估、数字技术应用和跨学科问题解决能力。
然而，住房建筑学课程作为培养未来专业人才的主要途径，传统上以设计原理、空间组织、建筑构造和形式表达为核心。适老化设计、可持续性和数字化转型等新兴议题往往作为独立教学模块引入，导致知识结构碎片化、跨学科整合有限。传统教学方法难以支持学生在复杂真实设计情境中对多维知识进行整合与应用，知识导向教学向能力导向学习的转变仍不充分。已有研究虽分别探索了可持续教育、通用设计教育和BIM教学，但对外部社会需求如何系统转化为能力导向的课程结构、学习活动和评估机制关注不足。
二、研究内容与核心结论
针对上述缺口，研究人员提出了扩展三螺旋–OBE建成环境教育整合框架。与传统三螺旋模型聚焦政府、产业和大学间合作关系不同，该研究将框架延伸至课程转型领域，将政策需求、社会需求和教学目标概念化为建成环境课程改革的三大驱动力，结合OBE原则建立“外部需求–课程设计–学习活动–学习成果”的闭环机制。研究通过2023至2025年三个连续教学周期的重复队列前后测混合方法设计，在住房建筑学课程中实施整合课程改革，融合适老化设计、可持续设计和BIM支持的体验式学习。研究共纳入363名土木工程和工程管理专业本科生，收集了感知能力发展问卷、设计项目评估、BIM学习记录和学生反思报告四类证据。
研究得出以下主要结论：第一，学生参与整合课程后，在适老化设计、可持续设计、数字设计和社交责任四个维度的感知能力得分均显著提升，其中数字设计能力提升幅度最大（均值差1.20，Cohen's dz=2.59）；第二，设计项目评估显示学生能够在真实设计任务中整合用户需求、环境考量和数字技术，BIM支持的设计应用得分最高（M=4.36），但工程可行性维度相对较低（M=4.08），表明学生在将概念方案转化为技术可行成果方面仍需发展；第三，BIM学习评估显示学生基础建模能力较强（M=4.42），但利用BIM进行高级空间分析和设计优化的能力仍处于早期发展阶段；第四，跨队列比较显示三个教学周期的设计项目评估得分无显著差异（F(2,58)=0.214, p=0.808），表明课程实施结果具有相对一致性；第五，定性分析识别出四个主题：从空间中心向用户中心设计思维的转变、可持续性原则融入设计决策、BIM作为设计分析与推理媒介、整合设计带来的复杂性与挑战。
三、主要技术方法
研究人员采用重复队列前后测混合方法干预设计，在2023至2025年三个连续教学周期中实施课程干预，参与者为土木工程和工程管理专业二年级本科生共363人。主要方法包括：基于OBE原则的课程逆向设计，将适老化设计、可持续设计和BIM学习嵌入项目式学习（PBL）任务；学生感知能力发展问卷（332份有效配对数据）进行前后测比较；采用分析性量规（Analytic Rubric）对61份设计项目进行双评者独立评分，一致性检验采用组内相关系数（ICC(2,1)=0.83）；BIM学习任务表现评估；以及对学生反思报告（352份）的主题分析。
四、研究结果
4.1 研究样本与数据完整性：三个教学周期共363名学生参与，332名学生完成有效配对问卷（匹配率91.46%），获得61份完整设计项目和352份反思报告。
4.2 感知能力发展问卷信度分析：四个维度的Cronbach's α值分别为0.862（适老化设计）、0.884（可持续设计）、0.912（数字设计）和0.821（社会责任），均超过0.80，表明问卷具有可接受的内部一致性信度。
4.3 学生感知能力发展的前后测变化：配对样本t检验显示四个维度得分均显著提升（p<0.001）。数字设计能力提升最大（3.15→4.35，ΔM=1.20，Cohen's dz=2.59），可持续设计次之（3.08→4.12，ΔM=1.04，Cohen's dz=2.35），适老化设计（3.21→4.18，ΔM=0.97，Cohen's dz=2.19）和社会责任意识（3.42→4.26，ΔM=0.84，Cohen's dz=2.03）亦显著提升。总体能力得分从3.22提升至4.23（t=51.26, p<0.001, Cohen's dz=2.81）。
4.4 教学队列间比较：单因素方差分析显示三个队列的设计项目评估得分无显著差异（2023年：4.23±0.36；2024年：4.16±0.32；2025年：4.21±0.38；F(2,58)=0.214, p=0.808），表明观察到的学习结果在不同实施周期中相对一致。
4.5 建筑设计项目表现：61份设计项目平均得分4.23±0.46。BIM支持的设计应用得分最高（M=4.36，86.9%达到熟练水平），整合设计与问题解决能力次之（M=4.32，83.6%），适老化设计整合（M=4.21，78.7%）和可持续设计整合（M=4.18，77.0%）表现良好，但工程可行性得分相对较低（M=4.08，72.1%）。
4.6 BIM支持的学习成果：总体BIM评估得分4.28±0.47，81.9%达到熟练水平。基础BIM能力表现最强（M=4.42，88.5%），空间与设计分析能力次之（M=4.28，82.0%），BIM支持的设计优化与决策能力相对较低（M=4.15，75.4%），表明学生从“学习BIM”向“通过BIM学习”的转变仍在发展中。
4.7 学生反思与定性发现：主题分析识别出四个主题：从空间中心向用户中心设计思维的转变；可持续性原则融入设计决策；BIM作为设计分析与推理媒介；整合设计带来的复杂性与挑战。定性发现与定量结果高度一致。
4.8 定量与定性发现整合：多来源证据的汇聚表明，定量分析回答了“发生了什么变化”，设计项目评估和BIM学习表现展示了“这些能力如何在真实学习成果中体现”，反思报告则解释了“这些变化为何可能发生”。
五、讨论与结论
讨论部分指出，整合课程的价值不在于简单叠加新教学内容，而在于通过真实设计任务在不同知识领域间建立有意义的联系。适老化设计强化了学生对用户需求和社会责任的关注，可持续设计鼓励学生将环境考量纳入设计决策，BIM支持了空间分析、方案比较和设计优化。研究进一步揭示了BIM从技术工具向学习媒介的转变，以及OBE和建设性对齐（constructive alignment）在协调课程目标、学习活动和评估策略中的作用。扩展三螺旋框架为理解外部社会需求如何转化为课程实践提供了分析路径。
研究结论指出，本研究探索了一种以OBE为导向的整合课程框架，将适老化设计、可持续性原则和BIM支持的体验式学习融入建成环境教育。通过三个教学周期的重复队列前后测混合方法干预，研究基于多来源证据考察了学生能力发展和学习体验的观察变化。研究贡献在于提出了扩展三螺旋–OBE分析框架，用于理解人口老龄化、可持续转型和数字化转型等外部社会需求如何在建成环境教育课程目标、学习活动和评估机制的发展中被纳入考量。研究不主张课程干预单独导致了观察到的能力变化，而是提供了关于课程目标、学习活动和评估机制如何在课程设计过程中对齐以应对新兴能力需求的实证见解。三个独立教学队列的比较显示在相似教学条件下课程实施模式相对一致，但由于采用无对照组的重复队列前后测设计，观察到的变化不应被解释为课程框架的直接因果效应。未来研究应通过比较研究、纵向调查和更广泛的教育情境进一步检验该框架的适用性和可迁移性。
