建筑聲學立體化教學資源整合研究

路曉東　王時原　祝培生

【摘要】作為建筑技術的主要組成部分，建筑聲學對營造舒適健康的人居環境具有重要作用。但由于建筑學專業的特殊性，學生普遍存在易于忽視此類建筑技術課程的傾向。為解決這個在建筑學教育中普遍存在的問題，充分利用現代信息技術和網絡技術，進行了對國內外相關立體化教學資源的收集及整合，將其融入即有教學體系中，使教學內容形象化，提高了學生的學習興趣，教學質量有明顯改善。

【關鍵詞】建筑聲學；立體化；教學；整合

【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009－8097(2012)09－0037－04

一建筑聲學教學目標及面臨問題

建筑聲學作為建筑技術的重要分支，具有聲學理論和工程實踐結合的邊緣學科性質，包括廳堂音質設計與噪聲控制兩部分內容，對營造舒適健康的人居環境具有關鍵作用，對某些建筑類型(如音樂廳、劇院)，聲學問題也是影響使用功能的決定性因素之一。建筑學專業的學生學習此課程的主要目的應著重培養將建筑聲學知識結合到建筑設計中的能力，而不是去做專業的聲學研究。學生要有基本的聲學概念和聲學常識，能自覺地對建筑設計中的聲學要求采取應對措施，當聲學要求和建筑設計發生矛盾時，應具有宏觀協調能力。

由于建筑學在各工科類專業中比較特殊，學生的藝術修養、創作以及形象思維的培養占著相當重要地位，常帶有忽視技術知識的傾向，如果建筑聲學的教學內容安排得不合適或教學效果不佳，更會降低學生的興趣和注意力；而隨著科技的進步，建筑設計中的技術含量越來越多，這就要求學生的知識面更加廣泛。

面對這些現象和矛盾，可以通過拓展國際視野，整合立體化教學資源，加強教學內容的時效性、互動性的方式來解決。這對于學生學習積極性的提高，學習能力以及問題意識的培養乃至懷疑精神的塑造具有重要意義。

二立體化教學資源意義及建設內容

教學資源的建設與開發是一個涉及課程內容選擇的問題，是根據特定的教育價值觀及相應的課程目標，從學科知識、當代社會生活經驗或學習者的經驗中選擇課程要素的過程。在知識、信息日新月異的21世紀，一切追求標準答案、忽視個性化知識建構的想法己完全不現實。因此，突破傳統的課程內容選擇取向，利用現代教育技術謀求課程要素間的協調統一，從而促進學生的全面和個性發展是必要也是必然的，而“立體化教學資源”的出現恰恰順應了這一需求。所謂立體化教學資源，是相對于傳統單一的紙制版教材而言的集文字版、光盤版、網絡教學管理平臺和教學網站為一體的綜合性教學資源，它是現代教育技術的集中體現，也是今后教材的發展趨勢。

2005年教育部在《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》中明確指出“加大信息化建設力度，推進優質教學資源共享，形成多學科、多課程的立體化共享平臺。”由此可見，整合優秀教學資源，形成共享的立體化平臺是現代教學的大趨勢。立體化教學資源的開發主要包含以下兩方面的內容：

(1)教學資源整體化。教學資源整體化是指構成教學資源系統的各部分之間存在著相互依存、相互補充的內在統一性。立體化教學資源會在呈現傳統知識的基礎上，以補充閱讀、網絡教材等形式向學生展示結論背后研究者的探究過程及其現實意義，促使學生形成善于質疑的批判性思維習慣和探究精神。

(2)教學資源信息化。教學資源信息化是指在計算機、因特網、學校校園網等現代通信技術支持下建設數字化、網絡化的教學資源，具體包括制作集文字、聲音、圖像為一體的CAI教學課件、在校園網上開辟網絡教學平臺等。與傳統教學形式相比，CAI課件將文字和聲像、網絡資源和課本資源有機地結合起來，因此在增強學生的學習興趣，整合知識結構等方面發揮著重要作用。網絡教學平臺是課堂師生互動在課外的延伸，增強了師生之間的信息共享和教學互動。

三建筑聲學立體化教學資源研究現狀及整合

國外知名大學已開始多種媒體有機結合的建筑聲學教學研究，教學手段新穎，方式靈活，尤其強調音質模擬的可聽化、計算表達的可視化，使得復雜理論問題得到直觀、明確、形象的表達，較之傳統的教學模式改進很大。但這些教學資源來源廣，比較散亂，并與我國教學體系部分脫節，需要進行取舍及整合，以補充到現有教學內容中。較之國外，國內類似的教學資源較少，尚屬起步階段，且鮮有高校參與制作，亟須提高。

1、由舒爾茨基金資助的建筑聲學教育項目

美國舒爾茨基金(Schultz Grants)1990年成立，面向建筑聲學教學，鼓勵改進教學方法及設立新課程，至今已陸續資助11個項目，產生深遠影響。以其中兩個項目為例：

2000年，Lily M.Wang獲得資助，并完成“基于網頁的音樂廳教學”(A Web-based Guide to Concert HallAcoustics)，對音質要求最高的廳堂類型——音樂廳的聲學設計做了深入淺出的講解，尤其是對各種音質客觀評價參量進行可聽化模擬，使之與主觀評價建立聯系，學生可感受到客觀參量不同數值下帶來怎樣的聽覺變化，這是傳統教學模式無法做到的。教學實踐中初步應用了此例，學生反響強烈，產生濃厚興趣。對網站中的各種鏈接進行梳理，還可提供給學生難得的拓展閱讀機會。

2002年，康健教授獲得資助并完成“建筑聲學教學的計算機工具”(Computer Tools for Architectural AcousticsEducation)項目。其采取JAVA編程，對建筑聲學重要知識點的計算進行軟件編制及模擬，具體包括：“隔聲屏障的噪聲衰減”、“矩形城市街道聲音分布”、“微穿孔板／膜吸聲計算”、“矩形空間的混響時間”、“城市街道和廣場的聲學動畫”等，只要輸入相應參數，就會得到圖示表達的計算結果，程序設計簡便，參數清晰。這種方式貼近建筑學專業的教學要求，因為對學生而言掌握繁雜的計算并非目的，而是需要通過簡便的方式，直觀的表達，了解各種參量背后的規律性，以指導建筑設計。

2、國外大學開放課程的教學資源

自2002年麻省理工學院(MIT)率先啟動開放課程項目(Open Courseware)以來，至今為止各知名大學已在網上免費開放課程兩千余門，把其中涉及建筑聲學的相關內容經過梳理和取舍，可充實我國建筑聲學教學資源。以三個學校相關教學內容為例。

MIT的Walter Lewin教授所錄制的《音樂的各種聲音》(The Sounds of Music)視頻資料對聲學基礎概念，如波長、波速、頻率、振動等做了生動有趣的講解。各種道具恰如其分的使用，使得原本枯燥的內容可視、可聽、可感。該視頻己由開放式課程計劃(Opensource OpencoursewarePrototype System，簡稱“OOPS”)翻譯出中文字幕，由于適用面廣，并不特意為建筑聲學錄制，需要進行剪輯編輯，選取與本課程教學內容相關部分。

賓夕法尼亞州立大學(Penn State)的Daniel A.Russell教授為聲學基礎知識制作了大量的動畫演示(圖1)，每個知識點都采取小動畫的形式講解，并通過GIF格式展示在網站。結合授課內容，將其補充到課件中，可帶來嶄新的教學形式。

北伊利諾伊大學(NIU)目前僅把教室聲學相關的課件放到網站，其Flash動畫的使用、各種聲音的可聽化處理、課堂題目的互動性設計均耳目一新，反襯出我國建筑聲學教學的差距，為優秀課件的制作提供了很好的范例。

3、國內建筑聲學相關的教學資源

香港對環境噪聲控制做了很好的教學示范。由于人口的高密度及路面運輸的集中性，香港交通噪聲問題嚴重，香港環保署除采用種種措施降低噪聲外，還對成果詳細總結，通過網頁展示。同時重視公眾噪聲控制知識的普及，甚至特別制作針對青少年的環境噪聲網站，為公眾參與創造條件。通過形象化的圖示，輔以說明降噪效果的聲音演示，其內容講解的深度、可理解度均優于現行多數教材，經過整理可納入教學體系中。

內地很少有類似的多種媒體結合的、系統的建筑聲學教學資源，但由于噪聲關乎民生，在科普類節目中會偶有相關內容。如CCTVIO《原來如此》欄目陸續制作的《如何有效降低噪音》(上下)、《哪層樓房最吵人》(上下)等節目，通過專家指導，經過簡單實驗，分別回答了如何選擇外窗來降低室內交通噪聲，及沿高層住宅垂直方向交通噪聲怎樣的傳播規律。其邏輯推理相對嚴謹，內容通俗，可部分納入教學體系中。

4、立體化教學資源與現有教學體系的整合

上文所述建筑聲學的立體化教學資源幾乎涵蓋了教學大綱的主要知識點，將各教學資源與教學內容對應，對照教學大綱，可納入具體章節的講解中。其中包括了部分上文未曾提及的由企業出于自身宣傳所制作的各種資源。

四基于立體化教學資源的教學方法研究

立體化教學資源整合后，需要教學方法的創新，這是實施建筑聲學立體化教學模式的核心。其具體表現為：

(1)采用模塊化綜合式教學方式，改變傳統的各自為政、互不干涉的平行式教學行為。葉圣陶先生曾指出，“教育的最后目標卻在種種境界的綜合，就是說，使每個分立的課程，所產生的影響，糾結在一塊兒，構成個有機體似的境界，讓學生的身心都沉浸在其中”。這要求建筑聲學的三大章節，建筑聲學基本理論、廳堂音質設計和環境噪聲控制，在備課過程中加強融合，尋找之間的聯結點，如以聲波傳播原理作為聯結點，把隔聲原理及應用、室內混響時間等知識點串接成一個教學模塊，輔以現代化教育技術，并采用課堂教學與專題講座相結合的形式。如此可提升學生思維的深度和廣度，形成探究式和創造式的思維和學習習慣。

(2)以知識為手段，以問題為紐帶，組織多樣化研究式教學活動，培養學生積極主動的探索精神。教材是以靜態的知識形式存在，但知識的學習和掌握只是在為學生終身發展能力的形成奠定基礎。如在學習建筑聲學基本理論這一章節時，學生的學習目標不是記住“聲波頻率及波長”、“聲壓級的計算”、“聲波傳播特性”等幾個抽象概念，而是在領悟概念含義的基礎上能夠分析“建筑隔聲措施”、“廳堂音質設計方法”、“建筑設計中如何應用”等問題并形成自己的觀點。這些僅靠“教師認真講、學生努力記”這一傳統的教學形式是實現不了的。

(3)避免立體化教學資源可能的負面影響。由于立體化教學資源重展示，強調給學生更直觀的感受與認知，可能會淡化學生讀、寫、說能力的培養，容易讓學生成為課堂的旁觀者。對此需對教學大綱及教學日歷做出調整，對孤立零散的教學資源可在課件中穿插使用，對系統性強的教學資源可自成章節，并增加學生自主學習的環節。如對聲學基本理論的講解采取前種方式，按教學內容有目的取舍；對音質評價參量的講解采取后種方式，首先結合音樂廳的教學資源，在課堂上進行初步講解，而后鼓勵自主學習，提交學習筆記及調研報告，并在課堂中留出交流時間。這種互動式教學方式調動了學生的學習興趣，深受歡迎。

五結語

由于建筑學專業的特殊性，在課程設置中，建筑設計是主線，學生對此的興趣大，投入最多，但不免帶來一些忽視建筑工程技術的傾向，這種現象在國內外的建筑技術教學中都普遍存在。這與傳統教學模式肢解了學生知識學習與能力發展的一致性不無關系，使學生認識不到建筑技術課程對自己未來發展的意義。因此，整合建筑聲學立體化教學資源，構建立體化教學模式不僅是對課程教學真實過程的闡釋，也是對培養學生學習能力的實踐。通過我們的共同努力，立體化教學資源在建筑聲學教學中得到初步應用，提高了學生的學習興趣，教學質量有明顯改善，可供相關專業教學借鑒。