建筑物理課程“三三三”教學創新設計探索

王頻 李寧 盧素梅 吳曉偉 孫璨

［摘 要］項目組以學為中心，在教、學、評三方面分別提出“三階遞進”“三融育人”和“三性結合”的創新理念，構建“2+1”模塊化課程體系，重構教學內容，創建“五平臺聯動”教學新模式，改革考核評價方式，引入學習小組機制，通過實際工程任務訓練培養學生的綜合實踐能力與工程執業素養。經過教學實踐探索，課程創新成果獲得廣泛的關注與好評，具有較好的推廣示范價值。

［關鍵詞］教學體系；思政建設；工程訓練；線上教學；考核方式；建筑物理

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）04-0081-04

新工科建設要求高校教育應將行業新動向及時融入專業教學[1]，課程建設應突出特色、注重技術與應用領域的創新協同[2]。綠色低碳建造已成為當下建筑領域重要發展方向之一[3]。在高等教育改革和建筑技術行業變革的背景下，高校建筑專業教育應注重培養適應社會需求的綠色建筑應用型、實踐型人才[4-5]。建筑物理課程是講授綠色建筑基礎與原理的專業必修課程與核心技術類課程，以“學生掌握建筑物理學的理論知識、方法技能，并能在綠色建筑設計實踐中進行運用”為基本教學任務[6]。本課程的學習主體是大學三年級的學生，建筑技術科學既能幫助學生學習如何在設計時營造物理環境良好、人居環境舒適的建筑空間，又能引導學生開展技術輔助設計工作，為學生未來面向行業需求、開展科學研究打下基礎。可以說，本課程如同橋梁、階梯，是培養學生實踐技能、創新能力和高階思維的載體。

建筑物理課程融合了知識、能力、素質三個層次的教學目標。知識目標：使學生掌握建筑物理學的理論知識和室內外物理環境變化的一般規律，了解建筑技術領域行業熱點與前沿資訊。能力目標：使學生提升綠色建筑技術的工程應用能力，具備自主學習能力、團隊協作能力以及針對復雜建筑問題提出設計方案的綜合實踐能力。素質目標：培養學生的社會責任感、文化自信和使命感，可持續設計理念和綠色低碳建造價值觀，以及創新思維、工程素養和工匠精神。

傳統建筑物理課程教學忽視對學生綜合素質能力的培養，不利于適應社會需求的綠色建筑應用型、實踐型人才的輸出，這與綠色建筑發展[7]、綠色低碳灣區建設[8]及突出綠色建筑創新實踐能力培養[9]的專業建設目標相悖。為此，本文針對建筑物理課程傳統教學過程中學生綜合素質能力培養不足等問題，探討建筑物理課程的教學創新思路、舉措、效果，分析課程創新成果及推廣應用情況。

一、傳統課程教學存在的主要問題

經過長期的教學改革調研和探索，團隊教師總結了傳統課程教學中存在的主要問題：學生的思想政治素質、綠色環保理念、創新創造思維和實踐動手技能等綜合素質能力培養不足。具體表現為教學內容陳舊，以學科為中心，脫離生產實際，滯后于建筑行業技術發展，并且忽視學生的思想政治教育和綜合素質培養；教學模式僵化，以教為中心，忽視學生在學習中的主體地位和作用，不夠注重對現代教育技術的運用，過于重視建筑工程理論知識傳授，導致對創新思維和工程實踐能力的培養不足；教學評價單一，課程考核注重學生對理論知識的掌握，缺少對學生自主學習能力和綜合實踐能力的考評。這些問題是本課程教學創新的研究重點。

二、課程教學創新思路、舉措及效果

（一）以學為中心的“三三三”創新思路

項目組以問題為導向，提出了以學為中心的“三三三”改革思路，在教、學、評三方面分別突出“三階遞進”“三融育人”和“三性結合”的創新理念，并以此制訂教學解決方案（見圖1）。

（二）創新舉措

1. 教學體系與內容：三階遞進

本課程構建了強化理論基礎知識、培養實踐應用技能、突出設計實訓特色的“2+1”模塊化課程體系。在教學內容設計上，以建筑學專業核心能力培養為依據，以“綠色建筑設計應用”為線索，以“概念與原理—技術與方法—實踐與創新”的思維模式串聯教學主題，結合布魯姆的目標體系，形成“啟發與激發—培養與提高—實踐與創新”的“初階—中階—高階”三階層層遞進的教學體系。

（1） 初階：行業前沿，深入淺出

初階教學內容主要介紹建筑物理的相關概念和原理知識。如果教師只是對著教材照本宣科，那么對于學生來說是非常乏味的。教師可將綠色健康人居環境等建筑技術領域前沿概念和研究成果融入教學過程，讓學生了解建筑物理課程在當下建筑領域中的地位、知道學習這門課的重要意義，并引導學生關注行業熱點，激發學生對綠色低碳建造技術進行學習和研究的興趣，引導學生樹立正確的綠色低碳建造價值觀。

在講授原理、理論部分時，教師應充分利用多媒體圖像、動畫、視頻等資源，深入淺出地講解教學重點，最大限度地提高學生接受度。比如在介紹冷巷的通風原理時，教師通過播放伯努利效應相關視頻，并提出精心設計的問題，讓學生以小組形式開展討論，在師生互動和生生互動等環節中開展課堂教學，活躍課堂氛圍，引導學生參與討論、同步思考。

（2） 中階：案例擴展，思政立德

在對中階教學內容進行設計時，教師應充分使用各種案例素材并對其進行詳細分析，以此擴展教學內容，充分挖掘課程思政元素。比如在講授“建筑防熱”這個章節時，教師可從身邊的案例講起，介紹學生非常熟悉的、嶺南地區傳統的梳式布局和“三間兩廊”建筑的案例，引導學生認識到傳統建筑也是具備適應地域氣候特點的，傳統建筑形式已構成具有獨特氣質的建筑文化，以此幫助學生建立文化自信，并使其思考在今后的學習、工作中如何傳承和發展這些傳統的智慧。對于一些近現代的優秀綠色建筑案例，教師可組織學生走出課堂進行實地參觀調研，介紹這些建筑案例及其設計師，從而引導學生學習這些建筑師治學嚴謹、對工作熱忱以及精益求精的工匠精神。

通過充分挖掘課程思政元素，從彰顯傳統技藝價值、樹立建筑大師標桿、解讀案例學以致用等主題出發，在建筑物理課程中將立德樹人與教學過程有機融合，幫助學生樹立正確的綠色低碳建造價值觀，激發學生的愛國情懷，實現技藝傳授和價值引領的有機統一。

（3） 高階：創新思維，學以致用

在對高階教學內容進行設計時，教師通過對典型建筑工程項目進行全面解析，幫助學生深入理解綠色建造技術在現代建筑設計中的結合與應用，培養學生構建“技術輔助設計”的創新思維模式。此外，還可將建筑性能模擬軟件學習納入教學框架，應用于綠色建筑的優化調整設計當中，一方面提高學生的綠色建筑設計能力及面向職業需求的競爭力；另一方面設計實訓模塊中多元化的實踐訓練，也為學生學以致用、提升實踐能力提供條件。

2. 教學模式與方法：三融育人

（1） 融入實際工程任務

在教學過程中，結合實驗環節增設以建筑工程實例為對象的綜合實踐任務。教師通過設計主題明確的任務，把教學置入有實際意義的問題情景之中。學生從綠色建筑改造的角度出發，自主進行建筑實例調研、開展熱環境測試、發現問題、搜索資料并合作完成設計方案，最后對實踐任務成果進行小組展示、集體討論、小組互評。這些教學環節體現了學生的主體學習地位，能夠培養學生的創新性、創造性思維，提升學生解決實際問題的綜合實踐能力與工程執業素養。

（2） 融入學習小組機制

在建筑物理課程中引入學習小組機制，形成“個體+團隊”的雙重學習主體。在理論教學模塊，“原理”類主題主要以個人學習的形式進行，而“技術”“設計”類主題主要以“個人學習+小組討論”“小組討論+小組設計”的形式進行。在實驗、實訓模塊，學生在教師的指導下采用小組合作學習法，如在測試實驗環節，團隊完成實地踏勘、儀器布置、測試操作、讀取數據、記錄數據、完成報告等工作；又如在競賽實踐環節，團隊合作推進方案總體框架的制訂以及建筑的立面造型、景觀設計、物理環境模擬等工作的開展，最終完成設計。

通過建立“獨學+群學”的集體學習秩序，充分保證學生的主體學習地位，且將個體融入集體進行知識傳遞與績效評定，在集體合作中發揮學生的潛能，培養團隊協作精神，調動學生學習的積極性、主動性、創造性，實現以組促教、以組促學、以組促評。

（3） 融入現代信息技術

教學團隊充分利用現代化網絡資源，構建“課堂教學+優學院資源共享+微信群答疑+網絡線上指導+公眾號展示”的 “五平臺聯動”教學新模式，幫助學生在靈活的時間、空間中學習知識，使依托于信息技術的線上教學模式成為線下課堂教學的重要補充。

教師通過引導學生根據興趣和能力自主選擇項目、論文、競賽等實踐內容，基于“五平臺”給予不同學生個性化的教學指導，開展多元化實踐訓練，達到分層培養學生的目的。

建筑物理課程還建立了微信公眾號“從綠色建筑到健康城市”，重點分享師生的綠色建筑原創作品、轉載對課程教與學有重要意義的內容、宣傳綠色建筑設計競賽成果和推廣教學成果，使學生了解建筑技術領域新資訊，激發學生自主學習的積極性。

3. 教學考核與評價：三性結合

（1） 過程性考評：優化日常教學

建筑物理課程設計了教學全過程參與度評估、多樣性作業評估、測試實驗與實踐訓練評估、期中考試等過程性評價內容，并且根據教學的知識、能力、素質三層次目標對權重分數進行分解，使學生在教學全過程維持較高的學習積極性與主動性，提高本課程的日常教學效果。

（2） 多樣性考評：培養綜合素質

考試是查驗學生掌握課程內容的一種有效方式，但在應試考核機制中，學生往往“死記硬背”知識點，對知識的理解和運用能力較差。建筑物理課程部分考試試題以非標準答案的形式出現，合理增設了小型設計模塊（見圖2），在考試環節中考查學生理解知識、靈活運用知識的能力。

在教學過程中植入案例精讀再現、實地參觀調研、實踐設計訓練等豐富的教學評價內容，并在教學活動中創造小組互評的機會，從掌握基礎理論知識、理解案例中的技術應用、解讀實踐任務和提出問題、探索解決策略等方面出發，通過多樣性考核評價內容，考查學生的自主學習能力和綜合實踐能力。

（3） 激勵性考評：促進自主學習

在制訂教學大綱時，教師將設計實訓模塊教學環節成果轉換為考核績效，作為課程考評的加分項，并將團隊教師主持的教研教改項目部分經費作為學生實踐產出的獎勵經費，鼓勵學生根據興趣、能力主動參與課題研究、申報大學生創新創業項目、參加設計競賽等，以激勵性考核評價方式促進學生的自主化學習。

三、課程教學創新成果及推廣應用情況

建筑物理課程搭建了系統性、前沿性的知識框架，改革了教學模式和方法，提升了考評方式的合理性，通過教、學、評三方面的改革，貫徹以學為中心的理念，引導學生開拓新知，推動過程學習和自主學習，培養學生的實踐技能、創新能力和高階思維。從創新效果看，傳統課程教學存在的主要問題得到了有效的解決。

（一）取得的教學創新成果

從2019—2021年課程期末考試成績（見圖3）和課程教學目標達成度結果（見圖4）看，學生對課程教學內容的掌握更加全面，知識、能力、素質三個層次的課程教學目標均達標，教學效果良好。

教學團隊指導學生依托課程教學內容開展 “大學校園物理環境測試與優化研究” 和 “東莞高校青年教師公寓物理環境測試與建筑綠色化改進措施研究”等2項大學生創新項目，并指導學生發表了相關論文。教學團隊還指導學生在2018年 “共筑家園”全國青少年建筑模型教育競賽總決賽中獲得創新項目三等獎，在2019年全國高等院校首屆“綠色建筑設計”技能大賽中獲得優秀獎，在2020年“建科杯”東莞市第五屆綠色建筑技術應用設計比賽中獲得一等獎、二等獎、三等獎和創意獎等多個獎項。

（二）學生評價情況

近年來，本課程的學生評教分數均在95分以上，顯示出學生對這門課程的喜愛與肯定。此外，教學團隊在授課過程中能從微信群等平臺上即時收到學生對教學環節問題的反饋，完成課程教學工作后還會發放調查問卷，收集學生的意見和建議。從問卷調查結果看，本課程教學能夠實現預期目標，教學創新方案認可度較高，獲得了學生的肯定。

（三）推廣應用情況

依托教學團隊主持的多個省、校級教研項目，目前，建筑物理課程已完成初步的教學創新改革，在課程評估、思政建設等方面均有收獲，獲得東莞理工學院教師教學創新大賽一等獎和教學活動創新獎、課程評估二等獎，廣東省課程思政建設改革示范項目（示范課堂）、廣東省本科高校課程思政優秀案例一等獎，首屆全國高校教師教學創新大賽廣東分賽暨廣東省高校教師教學創新大賽二等獎等榮譽。課程教學創新方案與成果獲得了社會廣泛關注與好評，具有一定的推廣應用價值。

四、結語

經過幾輪教學實踐探索，建筑物理課程教學實踐已取得了一定的創新成果，并將成為未來課程持續改革的基石。根據學生的建議，教學團隊也明確了本課程改革的重點方向，未來教學團隊將繼續貫徹“以學為中心”的教育理念，進一步深化推進課程教學創新改革，以實現立德樹人的目標。

［ 參 考 文 獻 ］

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［責任編輯：蘇祎穎］