基于創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的建筑物理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式初探

doi：10.11835/j.issn.1005-2909.2014.01.033

收稿日期：2013-09-19

作者簡介：毛萬紅（1978-），女，浙江理工大學(xué)建筑系講師，碩士，主要從事建筑物理環(huán)境控制方向的研究，（E-mail）wanhongmao@zstu.edu.cn。

摘要：課程實(shí)驗(yàn)是建筑物理課程教學(xué)的重要部分，是鞏固理論知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)踐應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)。文章提出建筑物理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)放到重要位置，重視實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程的內(nèi)容，從多個(gè)層面拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的；實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)注意培育學(xué)生的科研精神，激發(fā)學(xué)生求知?jiǎng)?chuàng)新的積極性。

關(guān)鍵詞：建筑物理環(huán)境；科研精神；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；意識(shí)培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：TU11-4；G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2014）01-0130-03

建筑物理課程是建筑學(xué)專業(yè)重要的必修課之一，主要學(xué)習(xí)建筑設(shè)計(jì)中物理環(huán)境問題的解決思路與方法，是建筑節(jié)能、綠色建筑的重要理論基礎(chǔ)。課程內(nèi)容包括建筑熱環(huán)境、光環(huán)境和聲環(huán)境三大部分。要求既要掌握理論知識(shí)，又要在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，了解一定的材料、構(gòu)造和設(shè)備知識(shí)，并能靈活運(yùn)用進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐，因此，該課程計(jì)劃中設(shè)置了必要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)多以基礎(chǔ)操作和驗(yàn)證理論為主導(dǎo)，效果差強(qiáng)人意。近年來不少院校提出由傳統(tǒng)基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)向綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，除此之外，筆者認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、形式的設(shè)置上還應(yīng)重視培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)者（學(xué)生）求知?jiǎng)?chuàng)新的意識(shí)，并從多個(gè)環(huán)節(jié)拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式[1-4]。

一、以創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)為基礎(chǔ)

20世紀(jì)80年代中后期， 中國教育界提出了素質(zhì)教育的教育理念。近年來，關(guān)于素質(zhì)教育的討論、研究與實(shí)踐也一直是教育界的熱點(diǎn)問題。《素質(zhì)教育的概念、內(nèi)涵及相關(guān)理論》一文提到：“關(guān)注人的發(fā)展是素質(zhì)教育的靈魂、核心和目標(biāo)。素質(zhì)教育注重在教育過程中把人的全面發(fā)展放在中心地位， 注重人的整體素質(zhì)的全面提高、個(gè)性發(fā)展以及創(chuàng)新精神和能力的提高”。[5]筆者認(rèn)為素質(zhì)教育的內(nèi)涵之一就是要注重人的創(chuàng)新意識(shí)與能力的培養(yǎng)，而不僅僅是技能的掌握，要讓受教育者具有靈活應(yīng)用技能的創(chuàng)新意識(shí)與能力。

近年來，有關(guān)綠色建筑、建筑節(jié)能的話題受到關(guān)注，建筑學(xué)課程中相關(guān)的內(nèi)容也不少，但在設(shè)計(jì)創(chuàng)作中真正體現(xiàn)出來的并沒有綠色建筑理論那么普及，多數(shù)還停留在節(jié)能技術(shù)的簡單采用或強(qiáng)制執(zhí)行規(guī)范的層面上，問題的關(guān)鍵還是設(shè)計(jì)師在這方面缺乏主動(dòng)意識(shí)。 建筑物理課程作為建筑學(xué)建筑環(huán)境類專業(yè)基礎(chǔ)必修課，無論是理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)都應(yīng)當(dāng)把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)放到重要位置。理論教學(xué)中應(yīng)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基本原理的理解和掌握，為其在實(shí)踐中的靈活和創(chuàng)新的應(yīng)用夯實(shí)基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)前期應(yīng)盡可能激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和熱情，如指出與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)環(huán)境問題，或身邊的建筑中存在的環(huán)境問題；實(shí)驗(yàn)后期總結(jié)展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果，鼓勵(lì)學(xué)生互相交流實(shí)驗(yàn)心得，探討把實(shí)驗(yàn)成果應(yīng)用于設(shè)計(jì)實(shí)踐的方法和后繼研究的可能。

二、開展科研式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)的重要手段，它不僅可以強(qiáng)化理論教學(xué)效果，而且更重要的是，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生由被動(dòng)接受知識(shí)者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)施者，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力具有十分重要的意義。因此，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體能動(dòng)作用至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往強(qiáng)調(diào)通過具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的操作與記錄來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，學(xué)生的主觀能動(dòng)性得不到充分體現(xiàn)。筆者認(rèn)為，只有讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的全過程，即實(shí)驗(yàn)對(duì)象的選擇，實(shí)驗(yàn)方案的制定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測，實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)施，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，具體而言，就是從問題的提出，到發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的多個(gè)可能性及其內(nèi)在原因等整個(gè)過程，都由學(xué)生親身體驗(yàn)和參與，才能真正鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生自主思考的能力。

要鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，當(dāng)作基礎(chǔ)科研來嘗試，激發(fā)學(xué)生自主求知思考的熱情。如在建筑光學(xué)部分，筆者以所在學(xué)校建筑的自然采光現(xiàn)狀為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求學(xué)生分組自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生圍繞主題，結(jié)合平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)、生活體驗(yàn)及設(shè)計(jì)實(shí)踐，提出擬解決的問題，形成實(shí)驗(yàn)小課題，組織小組討論其研究意義、可行性和具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)小課題重在其實(shí)際意義，可以是探究相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)踐中的疑惑，亦或是理論學(xué)習(xí)規(guī)律的定量求解。如觀察教室空間中眩光出現(xiàn)的位置規(guī)律、強(qiáng)度和影響；教學(xué)多媒體授課和黑板授課采光環(huán)境的視覺適應(yīng)性；典型教室空間采光系數(shù)的比較分析，可以具體到某一影響因素的定量分析等等。要求學(xué)生制訂實(shí)施細(xì)則，做好小組內(nèi)部的分工，記錄實(shí)驗(yàn)全過程，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備（照度計(jì)，亮度計(jì)等）的測試數(shù)據(jù)，以及環(huán)境的觀測與體驗(yàn)等。最后討論分析并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。研究的結(jié)論完全取決于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的客觀事實(shí)，可以是正面的，肯定的，也可以是負(fù)面的，甚至可以無定論，僅僅是引發(fā)的思考等。

由于課程總時(shí)數(shù)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的限制，要開設(shè)全部實(shí)驗(yàn)大多數(shù)院校都難以做到。因此，可以重點(diǎn)開展兩到三個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。關(guān)鍵是要重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)全過程中的參與程度和方式，要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考的習(xí)慣和能力，取得事半功倍的效果。

三、構(gòu)建多層面實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境

對(duì)未能開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可結(jié)合課堂教學(xué)與課后實(shí)踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建多層面實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。

（一）借助多媒體引入多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

充分利用多媒體教學(xué)優(yōu)勢，在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)穿插演示實(shí)驗(yàn)視頻。如在建筑熱環(huán)境的建筑日照與遮陽的講解中，借助建筑日照軟件或三參數(shù)日照儀，模擬不同地區(qū)不同時(shí)間段的太陽位置，幫助學(xué)生直觀理解太陽運(yùn)行規(guī)律、太陽高度角和方位角，引入建筑案例檢驗(yàn)其建筑日照與建筑遮陽設(shè)計(jì)的實(shí)際效果。

課堂教學(xué)中引入國內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)研究中的實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)論，強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)境控制意識(shí)，學(xué)習(xí)環(huán)境控制設(shè)計(jì)方法。如在建筑聲學(xué)有關(guān)噪聲控制的講解中，引入對(duì)某住宅區(qū)噪聲監(jiān)測實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與結(jié)論等等。

（二）設(shè)計(jì)作業(yè)中引入建筑性能輔助設(shè)計(jì)軟件

鼓勵(lì)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)作業(yè)創(chuàng)作中運(yùn)用環(huán)境控制類輔助設(shè)計(jì)軟件（如Ecotect），利用軟件定量分析建筑設(shè)計(jì)方案中的聲環(huán)境、光環(huán)境、熱環(huán)境的實(shí)際效果，了解方案的設(shè)計(jì)決策對(duì)建筑的內(nèi)部物理環(huán)境、場地物理環(huán)境及建筑能耗所造成的影響，并將此作為設(shè)計(jì)依據(jù)之一[4]。

（三）組織學(xué)生參觀優(yōu)秀生態(tài)建筑設(shè)計(jì)案例

組織學(xué)生實(shí)地參觀優(yōu)秀的綠色建筑實(shí)例，讓學(xué)生近距離學(xué)習(xí)了解實(shí)際案例中有關(guān)材料、技術(shù)及設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，并切身感受建筑作品最終的實(shí)際效果。

（四）開放性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)

除傳統(tǒng)選修課外，可獨(dú)立開設(shè)小班制實(shí)驗(yàn)選修課，針對(duì)學(xué)生興趣特點(diǎn)和教師科研方向開展個(gè)性化教學(xué)實(shí)驗(yàn)，不僅可以提高高校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，也可以滿足學(xué)生參加大學(xué)生科研競賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)需求。

四、結(jié) 語

實(shí)驗(yàn)是意識(shí)主導(dǎo)的實(shí)踐行為，它不僅是科學(xué)研究的基本方法，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要手段。在建筑物理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)中關(guān)注問題，并以此為創(chuàng)新設(shè)計(jì)的突破點(diǎn)，是提高教學(xué)效果行之有效的方法。

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Architectural physics experiment course emphasizing innovative

consciousness cultivation

MAO Wanhong

（Architecture Department， Zhejiang Sci-Sech University， Hangzhou 310018， P. R. China）

Abstract： The course experiment is an important part of architectural physics teaching because it can strengthen students theoretical knowledge and their practical abilities. It is proposed that we should pay close attention to cultivate students environmental consciousness， emphasize experimental contents and form in the whole experimental process to motivate students initiatives in study and innovation， and extent the experimental teaching methods to satisfy the goal of experimental teaching.

Keywords： architectural physics environment； scientific research attitude； experiment teaching； cultivation of consciousness

（編輯 王 宣）