基于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的建筑環(huán)境學課程教學方法

王麗娟 鄭松

摘要：建筑環(huán)境學課程專業(yè)知識豐富，且生動易懂，應(yīng)從授課、實驗、考核和輔導(dǎo)等四個方面積極推進重在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的教學改革。課堂授課按照“提出問題、尋找答案、向科研方法或成果延伸”的路徑展開，激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情。開放實驗室，為學生的創(chuàng)新思維提供實踐條件。課程考核與專利說明書、科研論文、實驗報告或調(diào)研報告等科研成果掛鉤，鼓勵和引導(dǎo)學生開展科學研究，不斷創(chuàng)新。推行導(dǎo)師制，既能緩解授課教師的壓力，也能提高學生培養(yǎng)的針對性和有效性。實踐證明，增強學生的創(chuàng)新能力在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面具有積極作用。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境學；考核方式；教學方法；創(chuàng)新能力；課程教學

中圖分類號：G642.0；TU 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2018）03-0079-03

一、建筑環(huán)境學課程教學內(nèi)容和方法

建筑環(huán)境學課程是1998年按照新的學科體系要求新增的課程，也是一門充分體現(xiàn)專業(yè)特色的核心基礎(chǔ)課。經(jīng)過多次調(diào)整和改進，該課程主要有8個組成部分：建筑外環(huán)境、建筑熱濕環(huán)境、人體對熱濕環(huán)境的反應(yīng)、室內(nèi)空氣質(zhì)量、通風與氣流組織、建筑聲環(huán)境、建筑光環(huán)境，以及典型工藝過程對室內(nèi)環(huán)境的要求，涉及熱學、流體力學、物理學、心理學、生理學、勞動衛(wèi)生學、城市氣象學、房屋建筑學、建筑物理等學科知識[1]。

近些年來，眾多相關(guān)高校教師對建筑環(huán)境學課程教學方法進行了改革探討。朱穎心主要從多媒體教學、課堂討論、布置大作業(yè)和論文報告答辯等方面進行考核，旨在培養(yǎng)學生的學習與科研興趣[2]。簡毅文提出開展項目式教學，幫助學生把握系統(tǒng)和完整的知識結(jié)構(gòu)，在思維方式上完成從“學習者”向“實踐者”的轉(zhuǎn)變[3]。白雪蓮和康侍民在課堂教學中重視與其他課程的關(guān)聯(lián)，并通過組織現(xiàn)場測試和互動討論，將課本知識與實際生活和工程應(yīng)用聯(lián)系起來，引導(dǎo)學生從專業(yè)的角度思考問題[4]。伍培和鄭潔就教學內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)和教學方法等提出改革建議[5]。王玨提出探究式教學方法，主張讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題，從而提高學生對所學知識的應(yīng)用與實踐能力[6]。蔡偉等進行了以建筑節(jié)能為導(dǎo)向的教學改革，旨在增強學生的節(jié)能意識，激發(fā)學生參與節(jié)能的積極性[7]。楊晚生等提出了建筑環(huán)境學實驗教學設(shè)置的基本方式和主要內(nèi)容，同時結(jié)合教學實踐提出實驗教學平臺的建設(shè)方向和目標[8]。

在總結(jié)上述教改經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，本文提出通過采用課堂啟發(fā)式教學方式、開放實驗室、實行側(cè)重科研能力的考核方法，以及結(jié)合推行導(dǎo)師制等，培養(yǎng)學生的科研創(chuàng)新能力。

二、采用啟發(fā)式課堂教學方法

建筑環(huán)境學課程涉及的許多內(nèi)容，學生在日常生活中都能看到并感受到，這對學生了解專業(yè)實質(zhì)性內(nèi)容、激勵學生熱愛專業(yè)等具有有利條件[2]。朱穎心教授主編的教材《建筑環(huán)境學》（第四版），內(nèi)容生動，通俗易懂。特別是該教材引用國內(nèi)外科研實踐成果，并采用大量相關(guān)的文獻資料和圖片，具有啟發(fā)學生科研創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生科研創(chuàng)新能力的積極作用。

課堂教學采用多媒體授課方式，力求圖文并茂，深入淺出，邏輯性強。多媒體教學優(yōu)點是速度快、單位時間內(nèi)傳遞信息量大，可以用生動形象的圖表來表達或印證觀點。缺點是學生可能不能深入理解某些內(nèi)容，從而影響對后面知識點的掌握。因此，制作課件時，要充分利用多媒體優(yōu)勢，讓幻燈片上的文字、圖表和公式“活”起來。對復(fù)雜的公式，給出推導(dǎo)流程圖，逐步講解展示；對較難理解的內(nèi)容，給出圖示或動畫例子，將圖文結(jié)合起來講解；對較難記住又很重要的公式或概念，建議在幻燈片中多次出現(xiàn)以強化記憶；對文字較多的內(nèi)容，可展示邏輯關(guān)系圖逐項講解。多媒體教學切忌堆積文字和圖片，演示應(yīng)力求生動有趣，以學生愿意和容易接受的方式為前提。

此外，課堂教學盡可能采用啟發(fā)式授課方式，讓學生帶著問題去思考學習，并適當引用最新科研成果激發(fā)學生的求知欲，拓展學生的視野。課程教學PPT設(shè)計為三個部分：第一部分提出一個思考問題（5分鐘），如行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)這樣的問題會帶來怎樣的后果，要求學生思考該怎么應(yīng)對這類問題。第二部分教學授課環(huán)節(jié)（35分鐘），由教師介紹在實際工作中，業(yè)內(nèi)人員對此問題是怎么處理的，采用了哪些手段，運用了哪些理論、技術(shù)，有什么結(jié)果和結(jié)論。第三部分補充相關(guān)知識（5min），教師可介紹目前國內(nèi)外研究者采用了哪些更先進的方法，能解決什么問題，具有什么重要意義。上述三部分內(nèi)容是一個邏輯整體，條理清楚，學生也容易接受。這種啟發(fā)式授課方式，能夠培養(yǎng)學生愛問、愛學和愛思考的習慣。

三、打造開放式實驗平臺

受辦學經(jīng)費緊張等因素的影響，高校建筑類專業(yè)許多實驗都無法正常開出，薄弱的實驗教學環(huán)節(jié)成為培養(yǎng)實用性和創(chuàng)新性優(yōu)秀人才的瓶頸。多年來，西安工程大學建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)（簡稱建環(huán)專業(yè)，后來更名為建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)）一直積極推進建環(huán)專業(yè)實驗室的建設(shè)。目前，該專業(yè)的實驗平臺已初步建成。

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程實驗室共有熱濕處理與熱舒適實驗室平臺（焓差實驗室平臺）、建筑物理環(huán)境實驗室平臺兩部分。其中，熱濕處理與熱舒適實驗室平臺分為冷熱源處理模塊、風機盤管性能測試模塊、自動控制模塊、流體輸配管網(wǎng)模塊和熱舒適度評價模塊五部分；建筑物理環(huán)境實驗室平臺分為聲環(huán)境模塊、光環(huán)境模塊和空氣環(huán)境模塊三部分。該實驗室能開出14門課程的教學實驗，能滿足空氣熱濕處理、熱舒適、建筑聲光環(huán)境、空氣顆粒物等相關(guān)研究的基本測試。

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程實驗室，主要面向建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)學生，按照專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，以及“面向全體、因材施教、形式多樣、注重實效”的原則，最大限度地發(fā)揮實驗室的作用，為學生科研創(chuàng)新提供條件和服務(wù)。

四、采用側(cè)重科研能力的考核方式

選擇科學合理的考核方式，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。考核過程中要重視對學生科研能力的考核。對學生科研成果的肯定能激發(fā)學生的成就感和榮譽感，進而保護學生的科研創(chuàng)新興趣。朱穎心教授在建筑環(huán)境學課程考核中要求學生必須完成三個大作業(yè)：實驗調(diào)研、觀點論述和文獻綜述[2]。這對清華大學的學生來說，也許有能力和條件去完成三個大作業(yè)，但對于西安工程大學學生來說難度較大，容易使學生產(chǎn)生“應(yīng)付”的心理，達不到預(yù)想的效果。

因此，應(yīng)針對不同學校生源的實際情況，采取多樣性的建筑環(huán)境學課程考核方式。如課程學習成果可以是專利說明書、科研論文、實驗報告或調(diào)研報告等，要求學生提交的科研作品要有獨創(chuàng)性和完整性。成果內(nèi)容不局限于建筑環(huán)境學課程內(nèi)容，也可以涉及建環(huán)專業(yè)其他方向的問題。為了激發(fā)和引導(dǎo)學生的創(chuàng)新思維，可提供一些研究選題供學生參考。

專利類：

如果你家沒有采暖或空調(diào)，你打算怎么利用自然能源來改善整個建筑環(huán)境？

如果你覺得很冷或很熱，你會用什么方式改善個人局部冷熱問題？

現(xiàn)有的采暖、空調(diào)、通風裝置有什么問題？怎么解決這個問題？

在大型商場或地下車庫，能不能利用天然采光？

在建筑中，如何增加煙囪的抽吸作用實現(xiàn)自然通風？

怎么降低交通噪聲？

霧霾天氣，如何通風？

論文類：

在你經(jīng)歷的建筑熱、濕、聲、光環(huán)境中，你發(fā)現(xiàn)存在什么問題？打算用什么方法解釋和解決這個問題？

在人員密集或稀少的建筑環(huán)境中，室內(nèi)空氣品質(zhì)是否一樣？如何證明和改進？

長途大巴內(nèi)部的空氣品質(zhì)有什么問題？如何驗證和解決？

夏季廚房的熱環(huán)境有什么問題？如何解決？

實驗類：

與熱感覺、熱舒適有關(guān)的實驗；

與氣流組織有關(guān)的實驗；

與噪聲有關(guān)的實驗；

與光有關(guān)的實驗；

與空氣品質(zhì)有關(guān)的實驗。

調(diào)研類：

辦公樓、民居或工廠的建筑能耗；

冬夏季學生對宿舍或教室環(huán)境（熱、濕、聲、光、空氣品質(zhì)）的滿意度；

新裝修房子的空氣品質(zhì)；

實木家具和合成板材家具對空氣品質(zhì)的影響；

PM2.5對人體生理和心理的影響；

空曠廣場或林園熱環(huán)境調(diào)研；

宿舍安裝蒸發(fā)冷卻裝置前后的熱環(huán)境和人體熱感覺差異。

五、加大導(dǎo)師制的推行力度

西安工程大學在大三和大四學生中實施導(dǎo)師制，學生和導(dǎo)師可以互選。導(dǎo)師負責指導(dǎo)學生的學習問題、科技競賽問題、考研問題、就業(yè)問題，甚至心理問題。該制度為本科生提供了良好的成長環(huán)境。然而，在實踐中很多學生卻沒有充分利用這個機會，導(dǎo)師制沒有發(fā)揮預(yù)期的效果。

基于以上情況，學校將建筑環(huán)境學課程側(cè)重科研能力的考核方法與導(dǎo)師制結(jié)合起來，一是建筑環(huán)境學課程考核作業(yè)，學生可以自選，也可以選擇導(dǎo)師提供的課題，增進了學生與導(dǎo)師之間的交流聯(lián)系；二是學生有疑難問題可以求助任課教師，也可以求助導(dǎo)師，充分體現(xiàn)導(dǎo)師制的作用；三是對學生的科研成果，任課教師可以此給出課程成績，導(dǎo)師則提出進一步修改提高乃至公開發(fā)表的意見，給予學生切實的幫助和指導(dǎo)，有利于培育學生的創(chuàng)新能力。

六、 結(jié)語

建筑環(huán)境學課程是一門適合培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的課程。啟發(fā)式課堂教學能激發(fā)學生主動創(chuàng)新的熱情，側(cè)重科研能力的考核方式能鼓勵和引導(dǎo)學生大膽探索創(chuàng)新，開放式實驗平臺的建設(shè)是培育學生創(chuàng)新能力的基本條件，這些措施在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面起著積極的作用。然而，這些措施實施起來還有許多問題，比如學生人數(shù)多、入門難、問題多，教師輔導(dǎo)時間太長、工作壓力大等等。這些問題需要在今后的課程教學實踐中不斷探索，尋求更好的解決辦法，使學生的創(chuàng)新能力能真正得到培育和提高。

參考文獻：

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