李 倩, 吳存華, 黃 健, 馮 柯
(燕山大學建筑工程與力學學院, 河北秦皇島 066004)
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淺談建筑物理教學的幾點體會
李倩, 吳存華, 黃健, 馮柯
(燕山大學建筑工程與力學學院, 河北秦皇島 066004)
建筑物理是建筑學非常重要的一門基礎課,為學生提供了理解、創建良好的建筑物理環境的基本知識,基于我校的實際情況,教師教好、學生學好這門課程都有一些瓶頸和局限,針對這個問題,提出了一些建議。
建筑物理;教學法;應用型;創新型
21世紀初,隨著建筑行業的興起,很多高校都開設了建筑學專業,這些學校中也有部分一本院校,這些院校的生源質量較好,可塑性較強,可以有一定的創新性。但由于專業時間短、師資和教學資源較少或者地域原因,該專業在學校里面發展的較弱,在社會上認可度也不是非常高,所以學生畢業后一部分繼續深造,還有一部分直接去設計院從事建筑設計工作。我校就屬于這類高校,筆者經過幾年的建筑物理教學,談一下幾點體會。
1.1建筑物理課程的教學資源少
建筑物理中的聲光熱均由一人教學,受到教師研究方向影響,難免會在某一方面講課內容相對薄弱,而建筑物理是一門應用性非常強的學科,就筆者個人而言,從未進行過照明設計的實際工作,為了講好照明設計的內容,雖然會看很多的參考書,但肯定還是不如有實際經驗者講得好。另外,我校的建筑學辦系時間較短,實驗設備少,建筑物理的實驗設備需要大量資金投入,學校對該學科的發展暫時還未投入相應資源,這樣就會制約學生對知識的深可理解,也會影響學生對知識的學習效果。
1.2學生的數學基礎相對較弱
我校之前的建筑學培養計劃是大一上學期學習高等數學,學時為54 h,建筑物理課程是在大四,其中上學期(第七學期)講建筑熱工學,下學期(第八學期)講建筑聲學和建筑光學,建筑物理雖然更強調應用,但也需要一定的數理基礎,學生經過三年的建筑學繪圖思維培養,對數理知識的分析能力有一定的下降,并且興趣不高。
1.3教材內容與社會需求有一定偏差
新材料、新技術的發展以及社會需求的變化日新月異,教材從編寫到出版需要一定的時間,所以教材的內容與社會需求一定是有一些偏差的,不過,教材的基本原理是不會變的。
2.1建筑物理是一門應用性非常強的學科,需要用實例進行輔助講解,讓學生參與到實際案例中
建筑物理里面涵蓋的聲光熱內容都強調實用,學生在校期間參與實際項目的機會較少,針對這一問題,我校設置了課程設計這一環節,并且在建筑設計教學中引入建筑物理的內容,以保障學生能夠學以致用。
具體實現辦法如下:授課時講清基本原理,對應用的內容,拿教師所參與的實際項目、實際生活事例進行舉例,然后講完本學期的理論知識后,通過課程設計對所學的知識進行綜合應用。例如,建筑熱環境中,平均傳熱系數是建筑節能的非常重要的一個指標,也是規范中考核的重要指標之一,課本上是以砌體建筑為例進行講解的,目前實際項目中很多都是框架結構和剪力墻結構,所以柱子和梁與墻體尺寸不一致的地方需要實際范例進行說明,這樣學生會理解的更加深刻。在課程結束后讓學生進行實際項目的節能計算,并在課程設計中設計一座節能建筑,將所學的節能手段盡可能多且合理的應用上,然后針對規范上規定的參數進行通過手動計算和軟件模擬來設計滿足。同時,在本學期中建筑設計作業里要合理應用熱工節能手段,這樣,通過實例教學、實際項目的課后作業、課程設計多方面的訓練,使學生能理論聯系實際,對基本理論的應用能得心應手。一旦畢業去設計院,可以立即上手進行應用。
對于下學期的建筑聲學教學,本學期的建筑設計作業有兩個,第二個是文化館設計(里面有一800座劇場),而聲學設計是劇場里面非常重要的一部分。為了能讓學生將建筑聲學內容應用到文化館設計中,本學期的建筑物理教學調整為先講建筑聲學,后講建筑光學,這樣在做文化館設計時建筑聲學已經講完了,要求學生必須應用建筑物理課程里面的內容進行聲學設計。這樣就可以使學生對基本知識進行實踐。
2.2學生有一定的創新能力,注意引導學生發現問題,培養解決問題的能力
在日常生活中,有很多問題是可以用所學的原理進行解釋和解決的,例如,我校的第一教學樓組團有很多遮陽構件,而我們所處的地理位置屬于寒冷地區,且還有海洋季風影響,夏季基本不需要遮陽,這些遮陽構件反而影響了冬季的日照,通過該實例讓學生發現遮陽構件的應用條件,并提出解決方案。又例如,學生的專教里有一個平天窗,室內有些區域的照度適中,但有些地方很容易形成眩光,且造成夏季室內過熱,在進行采光系數教學時,讓學生對畫室和側窗采光的普通教室都進行采光系數測量,讓他們更好的理解兩類采光口的差別,并根據所測得數據對專教里的光環境和熱環境提出改造方案,然后進行講解,培養學生解決問題的能力。對于有興趣的學生,通過學生創新項目或者畢業設計的形式進行深一步的學習和輔導。例如,有幾個學生對于聲學中聲景觀的問題較為關心,通過指導其參與的大學生創新項目,讓他們去調研特定環境中聲景觀的現狀,然后進行聲景觀改造,提出改造該地段聲環境的具體措施。
2.3緊隨時代要求,將綠色建筑理念貫穿于課程中
隨著能源的減少和全球環境的惡化,建筑節能勢在必行,而課本不可能更新的特別快,教師講課要將低碳理念貫穿于建筑物理教學中,講課時,結合筆者所做的綠色建筑設計,將現實可行的主流技術措施和技術手段講授給學生聽,讓其知道現行的技術手段到底是什么,而不是局限在課本上。
2.4通過現場參觀,讓學生能直觀全面學習某些課程內容
有些事例是日常生活中注意觀察就可以看到的,例如冷凝的現象。但有些是需要特定場合才可以看到的,例如音質設計,關于這樣的部分,盡量創造條件讓學生去現場參觀。我校東西校區均有大學生活動中心,里面各有綜合報告廳,其中東校區的有樓座,而西校區的沒有樓座,組織學生參觀,了解里面具體的聲學材料和聲學構造。能讓學生更加全面直觀的學習相關知識。
2.5學校創造條件,為學科發展提供一定的支撐
由于我校所在地區較偏遠,請其它城市的專家學者過來講座有一定的困難,學??梢詣撛鞐l件,為教師提供進修或者“產學研”平臺,讓教師能有條件接觸實際項目;或者即使沒有條件參與實際項目,但至少是能夠觀摩學習,以便于理解的更加透徹,為學生講好一門課做好準備。調整學生學習高等數學的時間,從2016版的培養計劃起,我校將建筑學的高等數學課調整至第三學期前半學期,這樣不至于耽誤該學期的建筑力學教學,緊接著第四、第五第六學期均有用到高等數學的課程,到第七、八學期建筑物理課程時能滿足數理知識的基礎。關于新材料建議學校能撥發一些經費,買到一些樣品,使學生能對新內容有所了解。
建筑物理課程是建筑學很重要的一門基礎課,教師和應該盡自己最大能力為學生講好這一門課,學校應該為學生發展提供必要的條件。
李倩(1985~),女,碩士研究生,助教,研究方向為建筑技術、建筑設計。
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[定稿日期]2016-07-04