面向綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)的建筑光學(xué)課程教學(xué)改革研究

何滎 粟多婷 翁季 許景峰 張海濱

摘要：以建筑光學(xué)課程為例，結(jié)合重慶大學(xué)前期課程建設(shè)及研究基礎(chǔ)，探討綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。通過教學(xué)手段變革、教學(xué)模式拓展及評(píng)價(jià)方法優(yōu)化等方法與措施，促進(jìn)多學(xué)科交叉融合與協(xié)調(diào)發(fā)展，建立產(chǎn)學(xué)研一體化及校企合作平臺(tái)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力，建立學(xué)科競賽培養(yǎng)指導(dǎo)體系，增強(qiáng)學(xué)生綜合能力，構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。該研究可實(shí)現(xiàn)綠色建筑人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，打破學(xué)科壁壘，促進(jìn)學(xué)科融合，對(duì)綠色建筑創(chuàng)新人才的培養(yǎng)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：新工科;學(xué)科融合;綠色建筑;建筑光學(xué);校企合作;創(chuàng)新人才

中圖分類號(hào)：TU113;G642.3?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?? 文章編號(hào)：1005-2909（2022）03-0052-05

為應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)變革及全球競爭對(duì)創(chuàng)新人才的需求，推動(dòng)以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)發(fā)展，支撐和服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展等一系列國家重大發(fā)展戰(zhàn)略，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)。“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”構(gòu)成了新工科建設(shè)的三部曲，開拓了工程教育改革的新路徑[1]。新工科建設(shè)要求把培養(yǎng)時(shí)代和未來創(chuàng)新型卓越工程人才擺在更加突出的戰(zhàn)略位置，以新的理念、新的要求和新的途徑加快我國工程教育改革[2]。

新型高等教育理念要求實(shí)現(xiàn)通識(shí)與專業(yè)、課堂與實(shí)踐、傳統(tǒng)與現(xiàn)代、校園與企業(yè)、國內(nèi)與國際、過程與目標(biāo)的整合。這一理念下的新工科建設(shè)核心目標(biāo)是培養(yǎng)具有工程科技持續(xù)創(chuàng)新能力和人文素養(yǎng)、專業(yè)精深且引領(lǐng)行業(yè)未來發(fā)展的創(chuàng)新型人才[1]。學(xué)科交叉融合是新工科的最顯著特征[3]，因此，新工科建設(shè)要充分展現(xiàn)學(xué)科的交叉性與綜合性，在注重通識(shí)教育的基礎(chǔ)上，深化學(xué)科間的滲透融合，促進(jìn)多學(xué)科跨界整合，構(gòu)建新工科和傳統(tǒng)工科相結(jié)合的新結(jié)構(gòu)體系[4]。新工科建設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)提出更高要求，現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式無法滿足新工科建設(shè)要求，為此，部分學(xué)校基于學(xué)科交叉融合開始改革與探索人才培養(yǎng)模式[5-7]，并取得了一定的成果。

建筑類學(xué)科作為傳統(tǒng)工科專業(yè)之一，是新工科建設(shè)的重要組成部分，被納入“新工科”專業(yè)改革類19個(gè)項(xiàng)目群。隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，建筑與環(huán)境的關(guān)系開始受到關(guān)注，以綠色發(fā)展為核心的綠色建筑，成為當(dāng)今世界建筑發(fā)展的一個(gè)重要方向[8]。經(jīng)過20多年的努力，我國綠色建筑發(fā)展經(jīng)歷了理論研究、實(shí)踐探究、全面應(yīng)用的3個(gè)階段，逐步構(gòu)建了較為完整的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系[9]。綠色建筑包括安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節(jié)約和環(huán)境宜居五類評(píng)價(jià)指標(biāo)，綠色建筑涉及建筑材料、建筑日照、建筑通風(fēng)、建筑節(jié)能、建筑采光、建筑隔聲等多方面技術(shù)。目前針對(duì)綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)尚無成熟課程與相應(yīng)教學(xué)體系，同時(shí)高校在長期辦學(xué)過程中形成了“重理論，輕實(shí)踐”及相對(duì)固定的課程體系及教學(xué)方法，導(dǎo)致高校開設(shè)的綠色建筑相關(guān)課程缺乏系統(tǒng)性與連貫性，且各課程之間還存在大量重復(fù)內(nèi)容。同時(shí)，由于沒有統(tǒng)一明確的綠色建筑培養(yǎng)方向，且課程培養(yǎng)目標(biāo)不同，綠色建筑培養(yǎng)體系內(nèi)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)分散，傳統(tǒng)的教學(xué)體系無法培養(yǎng)出具有較強(qiáng)創(chuàng)新思維與能力、多學(xué)科交叉融合的綠色建筑創(chuàng)新人才。因此，在新工科的背景下，為滿足綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要，綠色建筑人才培養(yǎng)體系改革勢在必行。

在建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新形勢下，綠色建筑復(fù)合型創(chuàng)新人才需求與傳統(tǒng)工科培養(yǎng)模式之間的矛盾，直接導(dǎo)致綠色建筑創(chuàng)新人才匱乏的局面，高校培養(yǎng)模式改革迫在眉睫。以重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院建筑光學(xué)課程教學(xué)改革為例，探討新工科背景下多學(xué)科交叉融合的綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

一、建筑光學(xué)課程教學(xué)基礎(chǔ)及存在問題

（一）前期積累

建筑光學(xué)課程在1959年重慶建筑工程學(xué)院開辦建筑物理專業(yè)時(shí)即設(shè)立，之后在課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和數(shù)字化資源等方面均開展了大量的工作，取得了豐碩的成果。

1.教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

經(jīng)過多年建設(shè)，重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院建筑光學(xué)課程擁有國內(nèi)高校同類課程最強(qiáng)師資團(tuán)隊(duì)，近年來團(tuán)隊(duì)成員先后主持10余項(xiàng)國家自然科學(xué)基金，且以建筑光學(xué)為重要支撐的建筑技術(shù)系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)于2008年獲評(píng)國家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，建筑物理課程于2009年獲批國家精品課程，2014年獲批國家精品資源共享課。同時(shí)，建筑光學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員具有多學(xué)科背景，可為學(xué)科交叉融合提供保障。

2.教材建設(shè)

自首屆建筑物理專業(yè)本科班起，率先開啟建筑物理專業(yè)教材建設(shè)工作，并編寫了相關(guān)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)用書。1960年，參加編寫《建筑物理》，目前使用的統(tǒng)編教材中的建筑光學(xué)內(nèi)容均為建筑城規(guī)學(xué)院光學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫。

3.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

（1）實(shí)驗(yàn)室發(fā)展及設(shè)備。經(jīng)過幾代人的努力，包含建筑光學(xué)實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的建筑物理實(shí)驗(yàn)室已初具規(guī)模，為教學(xué)科研提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)與支撐。自1959年成立建筑物理實(shí)驗(yàn)室以來，2000年建設(shè)成為建設(shè)部建筑技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2005年獲批教育部山地城鎮(zhèn)建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2011年獲批“重慶市青少年創(chuàng)新人才培養(yǎng)雛鷹計(jì)劃”實(shí)驗(yàn)基地，2012年，成為重慶市建筑科普教育基地。近年來，結(jié)合技術(shù)發(fā)展及研究熱點(diǎn)，先后新增了光生理信號(hào)實(shí)驗(yàn)室、照明效果展示實(shí)驗(yàn)室及綠色健康照明實(shí)驗(yàn)室。

此外，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有總值3 000余萬元的各種設(shè)備儀器600余臺(tái)（件）和豐富齊全的專業(yè)軟件資源。根據(jù)教學(xué)需要，教師還改進(jìn)及試制了專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如照明模型儀、反應(yīng)時(shí)間測試儀。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在60余年的課程建設(shè)中，一直將實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為課程教學(xué)的重要輔助手段，所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都由教師設(shè)計(jì)。近年來，先后增加了設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為充分發(fā)揮學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力提供了平臺(tái)，起到了很好的效果。

4.數(shù)字化手段應(yīng)用

建筑光學(xué)課程已經(jīng)全程錄像并上網(wǎng)，相應(yīng)的理論課程、實(shí)驗(yàn)課程的大綱、教案、講義及課件均已進(jìn)一步完善并免費(fèi)公開。同時(shí)結(jié)合社會(huì)、科技發(fā)展成果，利用數(shù)字化手段持續(xù)更新和完善課程教學(xué)資源。

（二）存在問題及應(yīng)對(duì)方法

盡管在教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、數(shù)字化資源等方面均開展了大量的工作，但由于學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多，建筑光學(xué)課程依然存在重理論、輕實(shí)踐的情況，且尚未根據(jù)綠色建筑創(chuàng)新人才需求制定專門的培養(yǎng)方案。

為解決綠色建筑人才需求與傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)模式的矛盾，對(duì)建筑光學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式進(jìn)行改革?！肮狻笔蔷G色建筑的重要影響因素，對(duì)光的研究和利用不僅涉及復(fù)雜的科學(xué)問題，而且與綠色建筑中采用的一系列技術(shù)手段和方法密切相關(guān)。建筑光學(xué)課程作為連接“光”與綠色建筑之間的一門重要基礎(chǔ)支撐課程，其改革對(duì)建立人才培養(yǎng)體系，搭建校企合作教學(xué)研究平臺(tái)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的綠色建筑復(fù)合型人才具有重要意義。

二、綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

1.構(gòu)建面向綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)的課程體系，促進(jìn)多學(xué)科交叉

以綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)為目標(biāo)，改革建筑光學(xué)課程教學(xué)體系，建成滿足綠色建筑行業(yè)和技術(shù)發(fā)展需要的建筑光學(xué)教學(xué)方法、教學(xué)支撐和教學(xué)資源（課件、案例、教材、題庫等），推動(dòng)多學(xué)科交叉融合發(fā)展。

結(jié)合綠色建筑人才培養(yǎng)目標(biāo)，打破學(xué)科壁壘，建立跨學(xué)科的培養(yǎng)體系，通過多學(xué)科交叉融合，提升學(xué)生創(chuàng)新能力及綜合應(yīng)用能力，并相應(yīng)提升建筑光學(xué)任課教師教學(xué)科研水平。

2.建立校企合作平臺(tái)與環(huán)境支撐，產(chǎn)學(xué)研一體化建設(shè)推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展

針對(duì)綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)，從綠色建筑專業(yè)課程體系、實(shí)踐環(huán)節(jié)、創(chuàng)新型師資隊(duì)伍建設(shè)方面進(jìn)行改革與研究，通過學(xué)校與產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合來整合社會(huì)資源，建立綠色建筑創(chuàng)新教育環(huán)境，為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供平臺(tái)與環(huán)境支撐。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是改變傳統(tǒng)教學(xué)“重理論，輕實(shí)踐”的重要手段之一，結(jié)合綠色建筑人才培養(yǎng)目標(biāo)，跟蹤產(chǎn)業(yè)及技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，調(diào)整實(shí)驗(yàn)設(shè)置及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)。

4.建立學(xué)科競賽培養(yǎng)指導(dǎo)體系，增強(qiáng)學(xué)生綜合能力

學(xué)科競賽對(duì)促進(jìn)教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和實(shí)際問題解決能力有重要作用，應(yīng)將學(xué)科競賽作為增強(qiáng)學(xué)生綜合能力的重要手段加以應(yīng)用。

三、建筑光學(xué)課程教學(xué)改革

（一）課程重構(gòu)

1.課程結(jié)構(gòu)調(diào)整

調(diào)整建筑光學(xué)課程結(jié)構(gòu)與組織模式，改變現(xiàn)有課程教學(xué)模式，引入多方協(xié)同機(jī)制，基于建筑光學(xué)基礎(chǔ)理論，圍繞節(jié)能、綠色、健康建筑相關(guān)內(nèi)容，將最新的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和行業(yè)要求導(dǎo)入教學(xué)中。結(jié)合綠色建筑新需求、新模板，對(duì)現(xiàn)有建筑光學(xué)課程的教學(xué)大綱進(jìn)行修訂，建立模塊化教學(xué)體系。

2. 教學(xué)資源庫的充實(shí)

充實(shí)與重構(gòu)建筑光學(xué)課程相關(guān)教學(xué)資源。根據(jù)不同方向及模塊需求收集和提供與課程內(nèi)容相關(guān)的資源，如PPT、參考文獻(xiàn)、最新研究進(jìn)展等，有興趣的學(xué)生可進(jìn)一步了解相關(guān)內(nèi)容，拓展知識(shí)面。

3.習(xí)題資源庫的變革

根據(jù)新編寫的教學(xué)大綱，充實(shí)完善與各章節(jié)相對(duì)應(yīng)的填充題、是非題、選擇題、名詞解釋、問答題等各種類型的習(xí)題和答案，供學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。同時(shí)，拓展習(xí)題資源庫建設(shè)類型，增加設(shè)置實(shí)踐性課題、探索性課題、研究性課題供學(xué)生選擇，并由相關(guān)學(xué)科教師提供輔導(dǎo)與答疑。

（二）教學(xué)手段變革

1.網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)與維護(hù)

結(jié)合精品資源共享課程平臺(tái)（或慕課平臺(tái)）建設(shè)并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)課程，將建筑光學(xué)知識(shí)點(diǎn)分為基礎(chǔ)模塊和拓展模塊。給學(xué)生提供模塊化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，方便學(xué)生結(jié)合個(gè)性化需求進(jìn)行選擇。同時(shí)，及時(shí)更新相關(guān)教學(xué)資源，網(wǎng)上答疑，提高課程影響力。

2.校企合作平臺(tái)的建立

與國內(nèi)知名企業(yè)建立合作關(guān)系，建立校企合作平臺(tái)，支撐課程教學(xué)。如，利用斯維爾綠色建筑模擬軟件建立綠色建筑平臺(tái)，與知名照明公司及燈具生產(chǎn)企業(yè)建立產(chǎn)品項(xiàng)目合作機(jī)制，與采光產(chǎn)品開發(fā)公司建立合作教學(xué)平臺(tái)，將部分課程安排到相關(guān)企業(yè)現(xiàn)場授課，加強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐結(jié)合能力的培養(yǎng)。

3.實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的挖潛與提升

改造現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)中心，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法，提高其獨(dú)立工作能力。緊密結(jié)合綠色建筑教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)專題實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題，在實(shí)驗(yàn)中解決問題?？砷_展動(dòng)態(tài)采光模擬、道路照明模擬、天然光觀測、眩光測量、光環(huán)境舒適度評(píng)價(jià)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（三）教學(xué)模式拓展

1.學(xué)科競賽培養(yǎng)模式

通過學(xué)科競賽，把行業(yè)前沿、最新技術(shù)、學(xué)科焦點(diǎn)、社會(huì)熱點(diǎn)問題融入教學(xué)內(nèi)容，將正確的人生觀、價(jià)值觀植入人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)。學(xué)科競賽作為相對(duì)獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決某一特定的工程技術(shù)問題，是推動(dòng)學(xué)科交叉融合的重要抓手。

2.學(xué)生科研訓(xùn)練

鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，如國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目、大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃（SRTP）等，可通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目對(duì)本科生開展科研訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù)的能力，提供參與科學(xué)研究的機(jī)會(huì)。同時(shí)，可以鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研課題，了解研究流程，并接受初步的科研訓(xùn)練。

（四）評(píng)價(jià)方法優(yōu)化

建筑光學(xué)課程總評(píng)成績通常由平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績及考試成績組成，這種方式存在重結(jié)果輕過程的問題，不認(rèn)真上課甚至?xí)缯n的學(xué)生通過后期突擊也能獲得較好的成績。因此，需優(yōu)化評(píng)價(jià)方法，降低考試成績?cè)诳偝煽冎械谋戎?，增加學(xué)科競賽、科研訓(xùn)練及實(shí)踐環(huán)節(jié)等成績的占比[10]。

四、結(jié)語

本文針對(duì)綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)要求，結(jié)合重慶大學(xué)建筑光學(xué)課程教學(xué)研究，提出建筑光學(xué)課程體系改革構(gòu)想及實(shí)施措施。盡管部分實(shí)施措施尚未獲得充足的反饋結(jié)果，但學(xué)生積極性提高，科研興趣增加及教師主動(dòng)性增強(qiáng)都是課程改革初步顯現(xiàn)的成果。因此，加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)與動(dòng)手能力培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉融合，謀求多層面、多方位的合作教學(xué)，推進(jìn)復(fù)合型人才培養(yǎng)，啟發(fā)學(xué)生自主判斷分析問題，建立綜合實(shí)驗(yàn)室及滿足行業(yè)發(fā)展需求的專業(yè)化校企合作平臺(tái)，對(duì)綠色建筑創(chuàng)新人才培養(yǎng)不僅必要，而且具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也是未來教學(xué)改革發(fā)展的方向。參考文獻(xiàn)：

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Research on the teaching reform of architectural optics for

green building innovative talents training

HE Ying，SU Duoting， WENG Ji， XU Jingfeng， ZHANG Haibin

（a. Faculty of Architecture and Urban Planning; b. Key Lab of Chinese Education Ministry for

Construction and New Technology of Mountain Cites， Chongqing University， Chongqing 400045， P. R. China）

Abstract：

Taking the course of architectural optics as an example， combined with the preliminary course construction and research foundation of Chongqing University， the cultivation mode of green building innovative talents is discussed. Through the reform of teaching methods， the expansion of teaching mode and the optimization of evaluation methods， interdisciplinary integration and coordinated development are promoted， the production-teaching-research integration and school-enterprise cooperation platforms are established， the construction of experimental platform is strengthened， students’ practical ability is promoted， the discipline competition training guidance system is established， students’ comprehensive ability is enhanced， and an innovative talent training system is constructed. The research can realize the innovation of green building talent training mode， break discipline barriers and promote the integration of disciplines. It is of great significance to the cultivation of green building innovative talents.

Key words：

emerging engineering education; integration of disciplines; green building; architectural optics; school enterprise cooperation; innovative talents

（責(zé)任編輯 周 沫）