基于《建筑環(huán)境學(xué)》淺談建環(huán)專業(yè)課程的講授方法與技巧

張敏慧 王 林 談瑩瑩 王占偉

基于《建筑環(huán)境學(xué)》淺談建環(huán)專業(yè)課程的講授方法與技巧

張敏慧 王 林 談瑩瑩 王占偉

（河南科技大學(xué) 洛陽 471023）

《建筑環(huán)境學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程涵蓋內(nèi)容廣，涉及的領(lǐng)域多，是一門非常前沿的跨學(xué)科課程。作者結(jié)合多年實際講授經(jīng)驗和不同講授方法的使用效果，闡述貫穿整個課程講授過程中的一些講授方法與技巧，并將該方法和技巧延伸至本專業(yè)課程的學(xué)習(xí)過程中。

建筑環(huán)境學(xué)；講授方法；實際經(jīng)驗

0 引言

隨著現(xiàn)代教育教學(xué)的發(fā)展，根據(jù)培養(yǎng)計劃的修訂，專業(yè)課程的學(xué)時一再壓縮，歐陽琴，寇廣孝[1]，基于此現(xiàn)狀，提出教與學(xué)兩方面的互相配合，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力是本專業(yè)教學(xué)的目的所在。宮偉力[2,3]等對本專業(yè)工程力學(xué)和流體力學(xué)兩門課程的互動啟發(fā)式教學(xué)進行了探索。閆曉娜[4]等對《傳熱學(xué)》課程的教學(xué)方法，提出了采用場景導(dǎo)入式教學(xué)模式。李志偉[5]等針對實踐環(huán)節(jié)對提高建筑環(huán)境學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要性進行了探索。潘云剛[6]等對建筑環(huán)境與能與應(yīng)用工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)工程思維進行了思考。聶皓清[7]等對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的應(yīng)用轉(zhuǎn)型進行了探討。各位學(xué)者均在本專業(yè)教學(xué)方面提供了很好的思路。

《建筑環(huán)境學(xué)》是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程中除了引用國內(nèi)外公認(rèn)的成熟的定論以外，還大量介紹國內(nèi)外最新的有關(guān)研究成果，是一門涵蓋內(nèi)容廣，涉及的領(lǐng)域多，跨學(xué)科的邊緣科學(xué)。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)該門課程時往往不能從整體去把握，而只記住其中零散的概念，故而有部分同學(xué)面對該課程覺得無從下手，進而產(chǎn)生了厭學(xué)的心理。作者聯(lián)系課程與學(xué)生的實際情況，以建立學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心為導(dǎo)向，闡述了貫穿本門課程整個授課過程采取的一些技巧和方法，并且將該方法進一步做了延伸，以適用于整個專業(yè)課程體系的講授與學(xué)習(xí)。

1 以激發(fā)興趣為目的，建立信心為導(dǎo)向，講好第一堂課

本課程教材采用的是清華大學(xué)朱穎心教授主編的《建筑環(huán)境學(xué)》第四版[8]。該課程采用講授結(jié)合實驗的方式進行，講授為主體占36學(xué)時，實驗4學(xué)時。

1.1 生動實例介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在引導(dǎo)學(xué)生正式進入本課程內(nèi)容學(xué)習(xí)之前，應(yīng)引經(jīng)據(jù)典，尤其是生動的實例介紹，更能激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)本門課程的興趣。興趣是最好的老師，比過多去強調(diào)本課程的重要性和在專業(yè)知識領(lǐng)域中的地位效果將更好。如本課程介紹的“建筑與環(huán)境和諧共融”的范例。

圖1 倫敦市政廳

圖2 英國諾丁漢稅務(wù)中心

圖1中倫敦市政廳利用建筑構(gòu)建自身產(chǎn)生的陰影形成建筑的“自遮陽”。整個建筑傾斜度為31°，整個建筑造型從呈逐層向南探出的變形球體，上層可自然為下層的空間遮陽。以最小的建筑外表面接收太陽光照。通過計算和驗證使得該建筑夏季將太陽輻射熱減少到最小，而又不影響冬季的日照得熱。本例闡述的是第二章第四節(jié)中的一個知識點——日照與建筑物的配置問題，同樣的例子還有“美國科羅拉多太陽能研究機構(gòu)實驗室”等，不一一列舉。

圖2是邁克爾·霍普金斯設(shè)汁的英國國內(nèi)稅務(wù)中心，位于諾丁漢市的傳統(tǒng)街區(qū)。由于建筑本身民院落式布局（共7個組團），高度僅為3-4層，加上受緊湊的城市格局的影響，建筑周邊的風(fēng)速較小，不能很好地滿足自然通風(fēng)的需求。霍普金斯在控制建筑進深（13.6m）以利于自然采光、通風(fēng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一組頂部可以升降的圓柱形玻璃通風(fēng)塔，并兼作建筑的入口和樓梯間。玻璃通風(fēng)塔可最大限度地吸收太陽的能量，提高塔內(nèi)空氣溫度，從而進一步加強煙囪效應(yīng)，帶動各樓層的空氣循環(huán)，實現(xiàn)自然通風(fēng)。該建筑實現(xiàn)了城市密集環(huán)境中的完全被動式降溫。冬季時可將塔頂降下封閉排氣口，這樣通風(fēng)塔便成為一個玻璃暖房，節(jié)省采暖能耗。本例闡述的是第六章第二節(jié)中的一個知識點——自然通風(fēng)，同樣的例子還有“瑞士再保險公司大廈”等，不一一列舉。

這對本專業(yè)其它課程的講授同樣適用，根據(jù)筆者多年教學(xué)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，正所謂萬事開頭難，在正式進入某課程內(nèi)容講授之前，采用典型的實例將學(xué)生自然帶入課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，效果會非常好，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會更加濃厚。

1.2 關(guān)系圖解，形象感知，建立學(xué)生學(xué)習(xí)自信

學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有了，同時學(xué)生必須有學(xué)好本門課程的信心。學(xué)習(xí)的信心需要建立在對本課程內(nèi)容整體把握的基礎(chǔ)上。作者將課程內(nèi)容講授的整體過程定義為“總—分—總”三部曲：第一步的“總”必須由教師來完成；第二步的“分”即整個授課過程，由學(xué)生同老師共同完成：第三步的“總”必須由學(xué)生自己來梳理與總結(jié)。在第一堂課教師必須完成第一步“總”，授課教師可以將課程的全部內(nèi)容繪制成一張關(guān)系圖，并配以生動地講解（最好的方式是邊繪畫邊講解，將學(xué)生帶入到情景中）。如建筑環(huán)境學(xué)的整體內(nèi)容可以繪制成圖3，講解如下：由于建筑的存在將整個環(huán)境分成的室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境，室外環(huán)境最主要的代表就是太陽輻射，可以說外部環(huán)境室外的溫度、濕度、風(fēng)、降水等的形成主要取決于太陽對地球的輻射（第2章）。室內(nèi)環(huán)境包括的室內(nèi)空氣環(huán)境，光環(huán)境和聲環(huán)境，主要研究的是室內(nèi)的空氣環(huán)境。室內(nèi)的空氣環(huán)境包括的最初的熱濕（,）要求（第3、4章）和人們越來越重視的室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ）（第5章），最終如何來營造熱濕環(huán)境（第6章），包括圖1中安裝的空調(diào)，即采用機械通風(fēng)的方式，同時還可以開窗通風(fēng)，即采用自然通風(fēng)的方式。如此配合講解，課程內(nèi)容形象的映入了學(xué)生腦中，學(xué)生會覺得直觀易懂。

圖3 《建筑環(huán)境學(xué)》課程內(nèi)容圖解

對于本專業(yè)其他課程內(nèi)容的講解，有時根據(jù)課程內(nèi)容不同，課程內(nèi)容不一定能濃縮成一張圖，此時可以繪制成一張表或其他的形式，這樣做的目的是讓學(xué)生在第一堂課對本課程介紹的內(nèi)容有一個整體的把握，知道其將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有哪些，難易程度怎么樣，重點在哪些章節(jié)。所謂知己知彼百戰(zhàn)百勝，讓學(xué)生做到心中有數(shù)，才能更好地開展接下來的教與學(xué)的工作。

2 課堂授課小技巧

2.1 復(fù)雜知識簡單化

教師上課應(yīng)抓住課程內(nèi)容的精髓，將復(fù)雜問題簡單化。對于培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)的本科，教師用一節(jié)課的時間去做出一個公式的推導(dǎo)是不可取的，這樣是在將復(fù)雜問題復(fù)雜化，學(xué)生的注意力不集中，而且容易抓不住重點，進而失去上課的興趣。例如在分析通過某一面墻體從室外環(huán)境進入室內(nèi)的顯熱量時，可以通過一系列的推導(dǎo)，最后得到的公式如下：

進而用此公式來分析當(dāng)室內(nèi)存在長波或短波輻射時，室外環(huán)境傳人室內(nèi)環(huán)境的顯熱量是如何變化的，此處對于本科教學(xué)來說，只要求學(xué)生做出定性分析即可，基于前面已有“室外空氣綜合溫度tz”的基礎(chǔ)，直接做圖分析即可，如圖4所示。

該問題理解的關(guān)鍵就在于熱量傳遞的動力——溫差。不存在內(nèi)熱源時，墻體溫度分布是底下紅線，當(dāng)存在室內(nèi)熱源時，墻體溫度分布明顯整體提高至上面藍線。室外空氣綜合溫度t不變，由于室內(nèi)輻射源的存在，使得室外空氣綜合溫度與墻體內(nèi)表面溫度差減小，則通過圍護結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱量即減小了。如果不抓住問題的關(guān)鍵“溫差”來分析，讓學(xué)生通過上述公式來推導(dǎo)解答是很難將問題理解透徹的。當(dāng)然，此處只是舉例說明，在其他課程的講述中，是同樣適用的，尤其是專業(yè)基礎(chǔ)課程，如《傳熱學(xué)》等的講解。所謂的真理，其實都有其最本質(zhì)的內(nèi)涵，教師教學(xué)過程中應(yīng)將這種本質(zhì)以最通俗易懂的形式外化出來，讓學(xué)生能在課堂上聽懂老師所講授的內(nèi)容，進而跟上老師的進度。

2.2 了解知識的前世今生，編織知識網(wǎng)

授課教師對于一門課程的講授，內(nèi)容不能局限于一門課程的內(nèi)容，教師在自己的大腦里應(yīng)該有這樣一張知識網(wǎng)，能覆蓋本專業(yè)所有課程知識點的內(nèi)容。同時只有教會學(xué)生編織知識大網(wǎng)，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容才會更加系統(tǒng)，更加牢固。如《建筑環(huán)境學(xué)》中講授“室外空氣綜合溫度”這一知識點時的前世今生：《傳熱學(xué)》中的“對流換熱與輻射”——《建筑環(huán)境學(xué)》中的“室外空氣綜合溫度”——《暖通空調(diào)》中的“逐時室外空氣溫度”具體內(nèi)容如圖5所示。

圖5 知識網(wǎng)圖示例

2.3 不要過高估計學(xué)生的智慧

對于教師上課，永遠(yuǎn)不要過高的估計學(xué)生的智慧。教師在上課過程中很容易犯的一個錯誤就是覺得學(xué)生這個肯定會，那個肯定會，對于一些問題一帶而過。而此時學(xué)生卻因為某個知識點不會，導(dǎo)致上課無法聽懂，進而不再跟著老師的進度走，也即上課注意力不集中。據(jù)作者課堂調(diào)查了解，學(xué)生上課不愿意聽，注意力不集中80%以上的原因是聽不懂。學(xué)過的知識再用到時必須做一個簡單的復(fù)習(xí)與回顧，對于重要知識點再用到時，可以根據(jù)學(xué)生掌握情況再講述一遍或者以課堂提問和討論的形式再加以鞏固。

2.4 巧用現(xiàn)代教學(xué)工具

現(xiàn)代教學(xué)工具有清華大學(xué)推出的“雨課堂”、“學(xué)習(xí)通”等就不再贅述，可以利用雨課堂等多種現(xiàn)代教學(xué)工具進行課堂點名，課堂討論，活躍課堂氣氛，加強課堂學(xué)生主體性的理念。當(dāng)然，再現(xiàn)代再智能的教學(xué)工具均只是課堂教學(xué)的輔助。巧用現(xiàn)在教學(xué)工具，可以起到事半功倍的效果。

3 課程學(xué)期總結(jié)

課程學(xué)期總結(jié)，即作者前面提出的“總—分—總”三部曲中的最后一個“總”。此過程可以作為課程講授的一部分，也可以課下來完成，但必須有這樣一個過程。需要注意的是此過程完成的主體是學(xué)生。教師可以把最后一堂課交給學(xué)生，讓學(xué)生來對整個課程知識點做一個總結(jié)。也可以以大作業(yè)的形式，讓學(xué)生對整門課程的知識做一個梳理與總結(jié)，要求條例清晰，知識點之間的關(guān)系網(wǎng)以圖解或表格等形式表達出來。完成該過程的目的，是在于讓學(xué)生將所學(xué)知識系統(tǒng)化，綜合化，而不是零散的存在于大腦中。事實上，對于學(xué)生學(xué)完所有專業(yè)課程后，可以讓學(xué)生編制一張更大的知識網(wǎng)——涵蓋整個專業(yè)領(lǐng)域的知識點。

4 結(jié)束語

（1）教師教授一門課程的最為關(guān)鍵的一步是第一堂課，不僅需要激發(fā)學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的興趣，還要建立學(xué)生對本課程學(xué)習(xí)的信心。

（2）在課堂教學(xué)過程中將復(fù)雜知識簡單化，編織知識網(wǎng)，不要過高估計學(xué)生的智慧和巧用現(xiàn)代教學(xué)工具均需要教師在教學(xué)過程中不斷豐富自己，不斷在摸索中總結(jié)經(jīng)驗，教學(xué)本身就沒有固定道路可循的。

（3）由于在教學(xué)中，仍然存在很多不足，所以教學(xué)應(yīng)該在不斷反思中進行，根據(jù)實際情況，不斷調(diào)整教學(xué)方法和變換技巧，做到有限學(xué)時，使得學(xué)生能夠掌握無限知識。

[1] 歐陽琴,寇廣孝.建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)“工程熱力學(xué)”課程改革探索[J].教育教學(xué)研究,2011,(12):191- 192.

[2] 宮偉力,趙帥陽,彭巖巖.工程力學(xué)的互動啟發(fā)式教學(xué)法探索[J].科教文匯,2014,(6):61-63.

[3] 宮偉力,彭巖巖.流體力學(xué)教學(xué)改革與應(yīng)用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2014,(5):30-31.

[4] 閆曉娜,郭思宇.傳熱學(xué)教學(xué)方法與改革實踐[J].制冷與空調(diào),2019,33(2):208-210.

[5] 李志偉,周文和,許鳳.探索實踐環(huán)節(jié)對提高建筑環(huán)境學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要性[J].教育教學(xué)論壇,2018,(3):146-147.

[6] 潘云剛,付祥釗,陳敏.對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)工程思維的思考[J].暖通空調(diào),2018, 48(4):1-6.

[7] 聶皓清,楊洋,許鈰堯,等.建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的應(yīng)用轉(zhuǎn)型探討[J].建筑論壇,2018,(6):57-59.

[8] 朱穎心.建筑環(huán)境學(xué)(第四版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2016:1-281.

Discussion on Teaching Methods and Skills of the Course of Built Environment and Energy Application Engineering Based on “Built Environment ”

Zhang Minhui Wang Lin Tan Yingying Wang Zhanwei

( Henan University of Science and Technology, Luoyang, 471023 )

“Built Environment” is a professional basic course of building environment and energy application engineering. It’s a very cutting-edge interdisciplinary course, covering wide range of areas and involving many areas. Teaching methods and skills of “Built Environment” were discussed and extended，based on the practical experience of author and the effect of different teaching methods.

Built Environment; Teaching methods; Practical experience

G623.9

A

1671-6612（2020）03-382-05

河南省高等學(xué)校重點科研項目計劃（NO.15A480001）；河南科技大學(xué)教改項目：建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)綜合課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計教學(xué)模式優(yōu)化與實踐

張敏慧（1985.2-），女，碩士，講師，E-mail：zmh6227@163.com

2019-08-27