《建筑環境學》課程改革的研究

摘 要：課程改革是教學改革乃至教育改革的重要組成部分，它的改革沒有固定模式，提高教學質量才是最終目的。建筑環境學是建筑環境與能源應用工程專業的核心基礎課，內容涉及多方面內容，是一門跨學科的邊緣學科，對于初學者來說，有一定難度，在實際教學中學生普遍反映該課程內容多，系統性不強，理解比較困難，筆者從學生的實際情況出發，結合學校現有的條件，在教學內容、教學方法及實驗安排方面對該課程進行改革，以希望最大限度的調動學生的學習主動性，增強學生的學習興趣。

關鍵詞：建筑環境學 課程特點 改革 教學研究

中圖分類號：TU-023 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（a）-0124-02

建設部有關部門和學科專業指導委員會在1998年將原來的“通風、采暖和空氣調節”三個專業調整合并為“建筑環境與設備工程專業”[1]，并同時設置了建筑環境學課程，使其與傳熱學、工程熱力學、流體力學共同組成本專業的學科基礎平臺，但惟有建筑環境學是反應了本學科本質的特點，是學生認識建筑環境與能源應用工程專業的第一課[2]。該課程也是建筑環境與能源應用工程專業的核心基礎課，它為后續的專業課奠定了基礎，學好本門課程有助于學生理解本專業的任務，明確自己的使命。

1 課程的特點和教學難點

建筑環境學是建筑環境與能源應用工程專業的核心基礎課，內容涉及到熱學、流體力學、物理學、心理學、生理學、建筑學、勞動衛生學、城市氣象學等學科知識，是一門跨學科的邊緣學科，學習本課程的主要任務是了解人和生產過程需要什么樣的建筑室內環境；了解各種內外部因素是如何影響建筑環境的；掌握改變或控制建筑環境的基本方法和手段。該課程理論性強，實際應用性不突出，學生學習起來興趣不高，在實際教學中學生普遍反映本課程內容多，系統性不強，知識面廣，邏輯性不突出，術語和理論公式較多，理解比較困難，學習效果不是很理想。

該課程中很多內容也是學術界的前沿，還有很多問題目前還處討論中，譬如，第四章的第三節人體對動態熱環境的反應，由于人體對動態環境反應的影響因素比較多，起步比較晚，成果還不成熟，這就要求老師在授課過程中不斷關注學術發展，及時更新教學內容，同時這也給教學帶來一定的難度。

2 教學研究的探索

為了增強學生的學習興趣，調動學生學習的主動性，增強學生對本學科的認識和理解，筆者根據建筑環境學的課程特點，結合我院應用型人才培養的定位，對建筑環境學課程的教學進行了嘗試性改革，收到了良好的效果。

2.1 教學內容的方面

2.1.1 結合后續課程，適當拓展或略棄

我院建筑環境學課程采用的教材，是清華大學朱穎心教授編寫的建筑環境學（第3版），教材中有些內容涉及到復雜的數學推導，譬如在計算空氣齡方法的推導中，用到了微積分，這些推導需要扎實的數學功底，詳細講述，使得部分學生把握重點偏離大綱，甚至使得部分學生產生厭倦感，失去學習本門課程的興趣。為此，這些內容不做要求，感興趣的同學可以課下自學。另外，第九章第一節室內環境對典型工藝過程的影響機理，講述了室內環境對棉紡織工業，半導體器件，制藥工業等的影響，都是泛泛而談，沒有很難理解的內容，所以這部分不作為授課內容，改為學生自學內容。這樣可以節省部分課時和精力，去學習大綱要求的其它重點內容。

建筑環境學與后續的專業課“空氣調節工程”存在部分重復，比如：第三章建筑熱濕環境中通過維護結構的熱濕傳遞，詳細介紹了它的傳熱機理和實際運算，在介紹冷負荷和熱負荷時，針對冷負荷與得熱量之間的關系，負荷計算方法，都做了詳細介紹，而這些內容都在后續專業課空氣調節工程課程中有更為詳細內容，重復介紹必然帶來不必要的課時浪費。由于這部分內容與空氣調節關系更為緊密，所以本課程略去此部分重復內容，有空氣調節課程講述。

第六章室內空氣環境營造的理論基礎，關于如何營造一個滿足舒適要求的室內熱濕環境和室內空氣品質，教材內容涉及通風的方法，通風的稀釋過程，而具體的通風設計原則與通風管道系統的設計沒有給出，針對我院建筑環境與設備工程專業所開課程中，沒有設置工業通風，根據筆者的經驗在授課時拓展介紹《工業通風》中這部分內容，加深學生對這部分內容的理解，同時能增強內容的實用性，調動學生的學習主動性。

2.1.2 理論聯系實際，增強學習興趣

建筑環境學授課內容理論性強，實際應用性不突出，學生學習起來感覺枯燥，興致不高，筆者結合自己多年的教學經驗及工程經驗，在授課過程中把實際應用與理論知識結合起來，加深學生對理論知識的理解，增強學生的學習興趣。第四章人體對穩態熱環境反應的描述中，有幾個概念有效溫度，新有效溫度，標準有效溫度，ASHRAE舒適區，很多同學理解不深，甚至不知道學習這些的目的，而教材中正是用新有效溫度和舒適區來表示人體舒適區的范圍，這也正好回答了空調系統設計時，設計溫度和濕度確定的原因，根據筆者經驗，在授課時，先提出問題，確定舒適性空調的設計溫度和濕度原因，拓展介紹空調系統的設計過程，這不僅增加了學生的學習興趣，還為后續課程內容作了鋪墊。

置換法通風是借助室內熱源的熱羽流形成近似活塞流進行室內空氣的置換，單純從字面上去介紹，理解不夠形象，筆者結合自己多年教學的經驗，在授課過程中，增加一個實際置換通風的案例，并附上它的原理圖，讓學生直觀感受置換通風，課堂上學生普遍反映理解透徹，記憶容易。

2.2 教學方法改革

多媒體是信息化的體現，也是社會發展的趨勢，大力促進多媒體教育已成為教育發展的潮流。多媒體教學的優點是傳播速度快，信息量大，圖片生動，學生容易接受，但是也相應存在一些弊端，由于速度快，信息量大，學生稍微走神，就錯過很多內容，另外，常出現學生自認為聽明白，而實際理解不透；而傳統的粉筆加板書特點是圖片少，不夠生動，但它能反映教學內容的系統、重點和層次，內容少而精，板書簡潔、扼要，便于歸納、總結、概括。針對多媒體和板書教學的特點，筆者根據自己多年的教學經驗，采用多媒體為主，粉筆加板書為輔，二者相結合的方式教學。

多媒體教學主要用于下面幾種情況：內容難以用語言描述清楚，而用圖文很直觀表達，如通風中氣流分布，濃度場，溫度場，速度場等的分布；內容用語言描述很清楚，但比較枯燥，不夠直觀，形象的，用圖文結合更容易讓學生記憶的，如室內空氣的污染途徑；一些內容復雜且抽象的內容，用圖形把概念由淺入深的表達出來，不會使得學生淹沒在大量抽象而復雜的公式中感覺厭倦[3]。另外，對于多媒體教學課件，借鑒清華大學的教學模式，在課前發給學生，讓學生在上課前打印出來，這樣課上學生就可以緊跟老師的節奏，記錄課件上沒有的內容，提高上課效率，給課后復習也增加了依靠性。粉筆加板書主要用于一些公式推導，演算過程中，如自然通風原理的推導，在推導過程中，增強學生的集中注意力，加深了學生對內容的理解，同時也強化重點。

2.3 教學實驗方面

2.3.1 實驗內容

根據我院的實驗條件開設一個實驗—— 室內環境的調查，占用2個學時。實驗要求通過實驗認識分析影響室內熱環境的相關因素，加深對熱感覺和熱舒適的了解，根據主觀感覺和客觀測量，評價教室環境，并提出相應的改進意見。

調查方法分主觀調查和客觀調查，兩項調查同時進行。主觀調查主要是采用調查問卷的形式，要求學生自己做出調查問卷，問卷內容包括，室內熱感覺、濕度、溫度、照明、聲環境以及室內的空氣品質和熱舒適性。客觀調查是利用熱風速儀，溫度計，濕度計測試教室內的風速，溫度，濕度。根據調查結果，分析影響室內環境的因素，利用測量數據，綜合應用建筑環境學，流體力學，工程熱力學，傳熱學及高等數學計算出熱感覺和熱舒適性，并求出相應指標PMV，PPD指標，再根據主觀調查和客觀調查所得數據對所測教室的室內環境進行全面評價，提出了一些改進環境熱舒適度及品質的措施。

2.3.2 實驗成果

以往的實驗成果要求是實驗報告，而鑒于建筑環境學本門課程實驗的特殊性—— 調查和實測。此次調查實驗成果以組為單位提交調查報告和PPT，調查報告要求有，調查結論，產生結論原因，PPT要求每組委派1名同學在課上講解，講后討論，由老師和同學提出問題和意見。實踐證明，有25%的學生做的很認真，55%的同學做的一般，其余同學做的稍差。由于每一個學生都親身投入到調查和調查問卷的設計中，不僅加深了學生對影響室內熱環境因素，人體對熱濕環境的反應，室內環境的營造這幾方面知識的理解，還進一步掌握了建筑環境學的研究方法，這些都可以在學生的調查報告中反應出來，他們通過查閱教材和其它資料，了解影響室內環境，人體熱舒適性的因素，尋找改進室內環境的方法。充分發揮了主觀能動性，激發了學習熱情。多數同學反映，通過此次試驗，學生普遍反映這門課程系統化了，重點也突出了。這也說明此次試驗改革得到了良好的效果。

3 結語

課程改革是教學改革乃至教育改革的重要組成部分，它的改革沒有固定模式，提高教學質量才是最終目的。筆者從學生的實際情況出發，結合學校現有的條件，在教學內容、教學方法及實驗安排方面對本課程進行改革，以希望最大限度的調動學生的學習主動性，增強學生的學習興趣，培養學生的創新精神，同時為本學科的發展提供更多的幫助。

參考文獻

[1]于文艷.提高建筑環境學課程教學效果的措施[J].高等建筑教育，2008，17（2）：73-75.

[2]唐春麗.建筑環境學課程教學探討與研究[J].中國電力教育，2009，145（9）114-115.

[3]朱穎心.建筑環境學課程建設與教學方法[J].高等建筑教育，2003（3）：26-29.