綠色建筑發展背景下的建筑物理課程改革探索★

李 寧 王 頻

(東莞理工學院生態環境與建筑工程學院，廣東 東莞 523808)

1 改革背景與課程概況

中國綠色建筑已進入高速發展新常態期。社會對于綠色建筑的高度關注，逐漸影響著建筑教育的發展。GB/T 50378—2014綠色建筑評價標準包含了對建筑熱濕環境、光環境和聲環境的控制要求。高校建筑教育中這部分知識主要由《建筑物理》課程講授。作為建筑學的專業基礎課程之一，《建筑物理》的教學任務是使學生掌握建筑聲、光、熱的基本理論和知識，并在建筑設計實踐中運用這些知識。

傳統的《建筑物理》課程僅專注于知識體系構建，綠色建筑發展背景對建筑學提出了更高要求，原有的課程體系逐漸無法滿足持續變化的建筑學范疇[1]。對課程教學模式進行改革，有利于培養學生因地制宜進行建筑設計、研究建筑物理環境優化方法的能力，適應新時期城市發展建設。

2 課程教學現狀與問題

筆者擔任了本校《建筑物理》課程的教學已有幾年。對往屆部分學生(72人)進行課程反饋的訪談調研，結果如圖1所示。由于建筑物理傳統教學過程往往注重建筑工程技術的理論，這與建筑學大部分課程為培養學生形象思維而采用講授藝術修養與創作的直觀形象有趣的教學方式大不相同，且課程考核以期末考試成績為主，大部分學生在實際設計過程中遇到建筑技術和物理環境問題仍然不知如何有效解決，少有學生在建筑設計實踐中“主動”把所學的建筑物理知識運用其中，更談不上靈活應用、與建筑設計有機結合[2]。從教學內容上看，過多的理論公式推導造成學生學習上的困難和時間上的浪費，占據了大部分教學課時，學生沒有機會走出書本。此外，課程教學上主要采用教師講學生聽的單向教學方式，師生之間缺少針對實際設計問題的互動氛圍。

3 針對現狀問題的應對實踐

綠色建筑發展背景下的《建筑物理》課程，應當使學生掌握建筑工程技術的基本理論知識、基本的綠色建筑設計方法和初步研究的能力。筆者提出了以下幾方面的應對策略。

3.1 調整教學內容，引入綠色建筑設計理論

在課程內容設計上，突出課程每個章節的重點內容，強調各章節之間的內在聯系，明確學習內容和目的。對建筑工程技術的基本理論和基本知識進行合理精簡，以設計實例強化理論知識的講解，通過案例講解強調知識的實踐性，使學生更容易理解和接受。

傳統的建筑教育體系對于綠色建筑相關內容涉及較少。在本課程新一輪的教學中，以建筑學聲、光、熱等理論教學為基礎，將綠色建筑理念融入其中，與當前建筑設計、構造和材料等擴展知識相結合[3]，通過對綠色建筑相關規范和相關案例的解讀來擴展教學內容。此外，計劃帶領學生參觀調研國內一些采用了建筑技術工程的優秀綠色建筑實例，將書本上的理論知識“活化”。例如在教授屋頂保溫隔熱這一章節時，引入的案例之一是華南理工大學國家重點實驗室的可移動式佛甲草屋頂綠化，為學生介紹了佛甲草的特點及其在綠色建筑中的應用。

此外，計劃在培養方案中增設綠色建筑相關課程，對學生進行系統化的綠色建筑教育，形成完整知識體系[4]。除《建筑物理》和《綠色建筑設計原理》課程外，擬籌備新增綠色建筑/節能建筑的計算機輔助模擬課程，形成綠色建筑設計的預備課程群，為三年級和四年級的建筑設計主干課程中進行綠色建筑設計實踐提供方法和技術上的支持。

3.2 綠色建筑設計的應用與實踐

針對具體的教學板塊，結合知識點增加國內外案例講解，以圖片、視頻的方式直觀形象地展示技術在設計中的應用(見圖2)。還計劃要求學生根據所學知識對校園建筑進行實地調研，找問題、分析原因、學習方法、開展綠色建筑的改造設計，以多媒體形式對調研與設計成果進行匯報，以此激發學生的學習興趣，提高自主運用知識的能力。

針對與建筑設計環節脫離這一問題，思考本課程教學與建筑設計教學、與綠色建筑設計競賽指導等實踐項目有效融合，使學生深刻體會學以致用的樂趣，最大程度地提高學生學習的積極性和主動性。具體地說，結合每一學期建筑設計主干課程的不同設計題目，增加針對性的教學指導內容，講授綠色建筑知識以及熱環境、風環境、節能與綠色建筑設計模擬軟件工具的教學與應用。例如，三年級開展本課程學習時，建筑設計課程題目是“圖書館”“酒店”“博物館”等公共建筑設計，在教學過程中計劃開設綠色公共建筑專題，對公共建筑的綠建指標、設計策略進行介紹，引導和指導學生將所學建筑技術知識應用在設計過程中。結合建筑設計課程指導學生的建筑設計成果參加綠色建筑設計競賽。讓學生在實踐中真實體會到，技術非但不是建筑設計的制約，反而可能成為設計的一種形式。

3.3 傳統課程與數值模擬技術結合

在本課程教學中加入熱工學、光學、聲學比較常用且簡單易學的數值模擬分析軟件的介紹，如Phoenics,Ecotect,ENVI-met,DUTE等建筑室內外熱環境分析軟件、Ecotect,Radiance建筑光環境分析軟件等，介紹軟件的概況和使用情況，將數字技術方法運用到本科生教學中，將復雜計算轉為簡單的數字運用[5]。

3.4 實驗課程環節的改進

本課程有16課時的實驗環節，在實際教學過程中發現，傳統的課程實驗多是簡單的驗證實驗，這種局限性限制了學生的自主學習積極性[6]。在對實驗課程進行改革時，創設了設計型實驗作為教學補充。以熱工學板塊的實驗課為例，筆者結合本專業物理實驗室儀器使用情況，安排了“室內外熱環境與熱舒適研究”實驗，目的在于使學生在掌握室內外熱環境參數測定的基礎上，初步學會設計實驗方案，結合熱舒適問卷方式，對實驗結果進行簡單分析。這種設計型實驗教學為學生通過腳踏實地的實驗工作、結合理論知識開展科學研究進行了啟蒙，在一定程度上為學生的創造性提供了可發揮的余地。

3.5 理論教學與師生科研課題結合

本課程的傳統教學中，學生僅對基本理論和基礎實驗進行學習，無法接觸更前沿的科研內容。筆者在教學過程中，嘗試加入本人的以往或者現在的科研課題內容，介紹綠色建筑技術行業的最新研究動向，啟發學生對科學研究的興趣[5]。

另一方面，筆者也鼓勵學生以本課程知識為基礎參加各項創新訓練和設計競賽，如指導了2017年立項的國家級大學生創新創業訓練計劃項目《大學校園物理環境測試與優化研究》。在與學生的多次討論中確定了項目的研究內容，并制定實驗方案，利用物理實驗室儀器開展實地測試實驗，通過數據分析，對校園物理環境的現狀和問題開展研究和討論。通過與科研課題的結合，使學生認識到本課程的科學研究前景，并發揮專業優勢開展相關研究。

3.6 課程內容信息化展示

除課堂教學外，筆者還計劃開設建筑物理環境優化與綠色建筑設計的微信公眾號，以這種學生接受度比較高的信息化傳播方式，展示教學內容、轉發一些優秀的教學案例，有利于學生在平時接觸到更多的綠色建筑資訊，鞏固課程知識，宣傳國內外的綠色建筑設計競賽及其成果。

4 結語

結合當前綠色建筑建設推廣的趨勢背景，進行了新一輪的教學反思和改革，培養學生的綠色建筑設計能力、建筑物理環境優化研究能力。不僅解決了《建筑物理》課程教與學的矛盾，還為同類理論課教學“以設計與研究為導向”的多元化改革與實踐提供了借鑒。