新工科背景下建筑物理“雙核三階”研學(xué)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐

［摘 要］在新工科建設(shè)的時(shí)代背景下，建筑物理發(fā)揮著促進(jìn)建筑工程技術(shù)應(yīng)用與建筑設(shè)計(jì)藝術(shù)創(chuàng)新相互滲透的橋梁和紐帶作用。針對(duì)當(dāng)前建筑學(xué)專業(yè)建筑物理課程教學(xué)中存在的“學(xué)生藝術(shù)性與技術(shù)性思維對(duì)立”“理論知識(shí)與建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用脫節(jié)”“發(fā)散式思維與創(chuàng)新實(shí)踐能力缺失”三大主要問題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了建筑物理課程“雙核三階”研學(xué)模式，引入翻轉(zhuǎn)課堂、課堂研討、自主選題實(shí)驗(yàn)與研究性課程設(shè)計(jì)作業(yè)相結(jié)合的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)研學(xué)融合，促使學(xué)生深入掌握、運(yùn)用、拓展學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生在建筑工程中的知識(shí)應(yīng)用和專業(yè)創(chuàng)新能力，訓(xùn)練學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)邏輯思維，開闊學(xué)生的學(xué)科視野。實(shí)踐證明，以人文化方式講授理工課程的新思路、新方法以及將研究融入學(xué)習(xí)過程的研學(xué)融合教學(xué)新模式，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、課程參與度和創(chuàng)新實(shí)踐能力顯著提高，并為新工科背景下建筑技術(shù)類課程教學(xué)模式的探索提供新思路。

［關(guān)鍵詞］建筑物理；教學(xué)模式；教學(xué)困境；雙核三階；研學(xué)融合

［中圖分類號(hào)］G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A ［文章編號(hào)］2095-3437（2024）21-0027-06

新工科建設(shè)要求高校教育將行業(yè)新動(dòng)向及時(shí)融入專業(yè)教學(xué)[1]，在課程建設(shè)上突出特色，注重技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新協(xié)同[2]。金樾等[3]為培養(yǎng)新工科背景下具有科研創(chuàng)新精神的研究型建筑人才，提出了深入化、交叉化、協(xié)同化的技術(shù)類課程培養(yǎng)方式。黃嵐等[4]圍繞“三全育人”的要求，探討了新工科背景下建筑物理課程的教學(xué)改革方法。宋恒玲等[5]通過對(duì)比建筑聲學(xué)及熱學(xué)的仿真案例及其程序設(shè)計(jì)，指出了編程設(shè)計(jì)思維對(duì)于新工科背景下建筑學(xué)教學(xué)和科研的重要性。趙穎杰和馬一江[6]提出新工科教學(xué)改革的最終目標(biāo)是全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，可以通過采用模塊化教學(xué)、加強(qiáng)校企合作、推行頂崗實(shí)習(xí)模式等措施，增加對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)效果的評(píng)估。王承鑫等[7]針對(duì)當(dāng)下實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的不足，提出應(yīng)建設(shè)跨學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)中心以及完善實(shí)驗(yàn)課程體系，同時(shí)還需要提升實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)能力。

建筑物理是建筑學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，也是建筑學(xué)本科階段最具系統(tǒng)性、理論性的課程，可以強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)理邏輯和工程設(shè)計(jì)思維能力。該課程系統(tǒng)講授建筑中傳熱、保溫、防熱、采光、降噪等物理過程的基本概念、原理和應(yīng)用準(zhǔn)則，培養(yǎng)學(xué)生理解我國建筑氣候和自然環(huán)境基本國情、掌握建筑節(jié)能和“雙碳”建筑設(shè)計(jì)理論，以及從科學(xué)技術(shù)角度把握建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)方向的能力。除此之外，該課程還承擔(dān)了在建筑學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)中訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)邏輯與發(fā)散求異思維，以及培養(yǎng)學(xué)生探究精神與工程技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐能力的任務(wù)。因此，在新工科背景下，應(yīng)充分挖掘建筑物理課程在數(shù)理科學(xué)與建筑工程相結(jié)合、工程技術(shù)與建筑藝術(shù)設(shè)計(jì)相互滲透方面的橋梁和紐帶作用，特別是要明確其在建筑學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)中承擔(dān)的“樹科學(xué)之魂、立工程之本”的重要任務(wù)，這有助于高校更加科學(xué)高效地培養(yǎng)符合時(shí)代特征與發(fā)展需求的建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生。

一、傳統(tǒng)建筑物理教學(xué)中的矛盾

（一）建筑設(shè)計(jì)藝術(shù)性與技術(shù)性思維對(duì)立的矛盾

傳統(tǒng)建筑學(xué)專業(yè)的生源以理工科學(xué)生為主，但部分院校存在偏重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散性藝術(shù)思維，忽視在處理工程技術(shù)問題時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)理邏輯思維能力訓(xùn)練的現(xiàn)象。在建筑設(shè)計(jì)過程中，建筑造型、色彩美感和建筑空間組合的適宜性，通常是建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)意效果的最顯著要素，對(duì)建筑藝術(shù)的把握能力高低是理工科學(xué)生能否順利進(jìn)入建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的最大衡量標(biāo)準(zhǔn)，也是低年級(jí)學(xué)生建立建筑學(xué)專業(yè)思維過程中首先遇到的挑戰(zhàn)。然而，在建筑設(shè)計(jì)主干課程的教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)任務(wù)藝術(shù)性因素的比重遠(yuǎn)超技術(shù)性因素，導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)技術(shù)類課程缺乏興趣，容易回避數(shù)理邏輯思維訓(xùn)練。在有限的教學(xué)課時(shí)和學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間分配中，工程技術(shù)能力培養(yǎng)的課時(shí)被嚴(yán)重縮減，學(xué)生對(duì)以建筑物理為代表的技術(shù)類專業(yè)課程的重視程度也普遍偏低，主要表現(xiàn)為課堂參與度低、課外投入時(shí)間少，在考試和平時(shí)測(cè)驗(yàn)中可以明顯看出學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解掌握僅停留在記憶層面。究其原因，主要在于建筑物理等技術(shù)類課程偏重于理論知識(shí)的傳授，對(duì)于建筑表現(xiàn)的深層科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持作用缺少挖掘和闡釋，從而加深了學(xué)生對(duì)建筑學(xué)專業(yè)藝術(shù)性與技術(shù)性關(guān)系的固有誤解，造成學(xué)生普遍逃避內(nèi)容相對(duì)較為艱深的理論研究與邏輯思考。

（二）建筑物理理論知識(shí)學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)節(jié)相互脫節(jié)的矛盾

學(xué)生根據(jù)培養(yǎng)計(jì)劃的安排被動(dòng)地學(xué)習(xí)各門課程，對(duì)建筑物理等技術(shù)類理論課程與建筑設(shè)計(jì)課程之間知識(shí)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系認(rèn)識(shí)不足，在完成建筑設(shè)計(jì)課程作業(yè)時(shí)沒能有效應(yīng)用建筑物理理論知識(shí)，難以深刻認(rèn)識(shí)到建筑設(shè)計(jì)對(duì)室內(nèi)物理環(huán)境的影響，從而忽視了對(duì)建筑物理課程的學(xué)習(xí)[8]。學(xué)生在設(shè)計(jì)初期缺少對(duì)建筑物理性能的統(tǒng)籌考慮，容易在方案設(shè)計(jì)接近完成時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求拼湊技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，造成方案的物理性能指標(biāo)難以滿足實(shí)際要求。例如，在方案不斷修改調(diào)整的過程中，開窗面積不斷變化，而由此造成的采光和太陽能的熱量變化并未得到同步評(píng)估，等到方案定型，學(xué)生才發(fā)現(xiàn)窗口面積過小或過大，造成太陽能得熱不足或冬季熱損失增加等問題，而要解決該問題就必須重新修改方案，這樣會(huì)使設(shè)計(jì)進(jìn)程被完全打亂。究其原因，一是教師在建筑物理課程教學(xué)過程中未能將理論知識(shí)的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)應(yīng)用有機(jī)聯(lián)系，學(xué)生難以做到融會(huì)貫通和學(xué)以致用；二是建筑物理課程教學(xué)中涉及的案例、工程應(yīng)用方法并未對(duì)應(yīng)同期的建筑設(shè)計(jì)課程內(nèi)容。由此可見，學(xué)生對(duì)將建筑物理相關(guān)理論知識(shí)何時(shí)、如何運(yùn)用到建筑設(shè)計(jì)中，以及對(duì)運(yùn)用的效果如何進(jìn)行科學(xué)、及時(shí)的評(píng)價(jià)缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這也是目前工科課程教學(xué)中普遍存在的問題之一。

（三）建筑物理理論的抽象性與其在工程應(yīng)用中需要具象表達(dá)的矛盾

建筑物理作為建筑學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)理論課程，具備較為系統(tǒng)、科學(xué)的理論體系，抽象性較強(qiáng)，在建筑工程應(yīng)用中體現(xiàn)其理論知識(shí)需要更加具象、靈活的表達(dá)方法，而傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)難以滿足此要求。實(shí)驗(yàn)是將理論具體體現(xiàn)并予以觀察和理解的過程，是理工科專業(yè)學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，但由于經(jīng)費(fèi)投入不足及教學(xué)課時(shí)限制，建筑物理課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍存在設(shè)備數(shù)量少、更新速度慢、可用時(shí)間短等問題。同時(shí)，課程的理論知識(shí)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)分別由不同教師負(fù)責(zé)，他們各自獨(dú)立完成教學(xué)任務(wù)，容易造成理論與實(shí)踐相脫節(jié)。部分高校的建筑物理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)以教師為中心，學(xué)生通常以被動(dòng)接受知識(shí)為主，獨(dú)立思考和自由探索的時(shí)間較少[9]，在實(shí)際操作中主要存在三方面問題：（1）實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不得不盡量精減；（2）實(shí)驗(yàn)采用統(tǒng)一模式，學(xué)生普遍沿用固定的步驟獲得既定的結(jié)果，對(duì)于“為何如此”無暇思考；（3）實(shí)驗(yàn)僅限于驗(yàn)證部分核心知識(shí)，缺少探索性和研究性任務(wù)。這樣就使教學(xué)實(shí)驗(yàn)的作用難以有效發(fā)揮，限制了學(xué)生對(duì)建筑物理課程的自主學(xué)習(xí)和深入探索[10]。要解決這一問題，必須從課堂教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)手段和內(nèi)容更新兩方面著手。

二、新工科背景下建筑物理教學(xué)新模式探索

在探索工程教育新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式，培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，設(shè)計(jì)與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新型工程教育方案的新工科背景下[11]，建筑物理作為建筑學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其在傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的矛盾將阻礙實(shí)踐創(chuàng)新和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，要加快建筑物理課程改革，加強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新、研學(xué)結(jié)合的課程體系建設(shè)，重塑建筑物理課程教育形態(tài)，探索理論應(yīng)用于實(shí)踐、實(shí)踐孵化創(chuàng)新、創(chuàng)新反哺理論與實(shí)踐的新型建筑物理課程教學(xué)理念與教學(xué)模式，以滿足新工科背景下建筑人才培養(yǎng)的要求。

（一）研學(xué)融合教學(xué)理念

教育心理學(xué)家布魯姆（Benjamin Bloom）認(rèn)知思維目標(biāo)理論中的六層次為記憶—理解—應(yīng)用—分析—評(píng)價(jià)—?jiǎng)?chuàng)新，后三個(gè)均為研究性工作的核心方法，通過對(duì)以往案例和現(xiàn)狀進(jìn)行分析、對(duì)工程設(shè)計(jì)措施和手段進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)最終方案的創(chuàng)新，這正是建筑設(shè)計(jì)研究的主要過程（如圖1所示）。將這一研究性過程移至課堂教學(xué)過程，一方面可以讓學(xué)生擺脫記憶、理解、應(yīng)用的低層次，以及常規(guī)化固有學(xué)習(xí)模式的束縛；另一方面也便于將目前國內(nèi)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域普遍以設(shè)計(jì)研究院形式運(yùn)行的專業(yè)范式引入課堂。通過探索性、研究性的思考與論證，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)及其應(yīng)用方法融會(huì)貫通，從而真正掌握理論知識(shí)、培養(yǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)用能力，達(dá)到研學(xué)融合的目的。

（二） “雙核三階”研學(xué)模式

教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)建筑學(xué)人才培養(yǎng)兼具藝術(shù)性和技術(shù)性的特點(diǎn)，基于建筑學(xué)教育的特殊性，確立建筑物理課程教學(xué)的兩個(gè)核心任務(wù)：（1）引導(dǎo)學(xué)生尊重建筑設(shè)計(jì)中藝術(shù)創(chuàng)作創(chuàng)新的科學(xué)原理和技術(shù)支撐作用，即助力培養(yǎng)學(xué)生建筑設(shè)計(jì)的藝術(shù)創(chuàng)新能力；（2）突出建筑物理基礎(chǔ)理論知識(shí)在工程中應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)技術(shù)美學(xué)的基本過程，即堅(jiān)持技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的根本目標(biāo)。以上述兩個(gè)核心任務(wù)為主線，教學(xué)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了三層階遞進(jìn)的教學(xué)模式，即“雙核三階”研學(xué)模式（如圖2所示）。第一層階：學(xué)，學(xué)生預(yù)習(xí)教學(xué)視頻，結(jié)合雨課堂應(yīng)用技術(shù)構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂，減輕學(xué)生課外學(xué)習(xí)任務(wù)負(fù)擔(dān)，增加課堂教學(xué)互動(dòng)內(nèi)容；第二層階：用，以案例分析和研討為主要形式，結(jié)合實(shí)驗(yàn)、模擬、演示手段，探討和重構(gòu)基礎(chǔ)理論，在深入思考和理解的基礎(chǔ)上掌握并運(yùn)用知識(shí)和技能；第三層階：拓，以自主選題實(shí)驗(yàn)和研究性課程設(shè)計(jì)作業(yè)的方式，推動(dòng)探索性和研究性知識(shí)學(xué)習(xí)。三個(gè)層階之間為遞進(jìn)關(guān)系，從形式化改革開始，通過案例式教學(xué)和研討式教學(xué)帶動(dòng)學(xué)生深入思考，進(jìn)而推動(dòng)研究性學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建，從而達(dá)到研學(xué)融合的目的。

三、建筑物理“雙核三階”研學(xué)模式實(shí)踐

將研學(xué)融合教學(xué)理念貫穿建筑物理教學(xué)全過程，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主構(gòu)建知識(shí)體系、自主選題深入研究，使知識(shí)的獲取與應(yīng)用變抽象為具象，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，提高教學(xué)效率。

（一） 重構(gòu)基于翻轉(zhuǎn)課堂的建筑物理課程體系

1.案例分析融合建筑藝術(shù)手法解構(gòu)

學(xué)校建筑學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)方案描述的畢業(yè)生職業(yè)能力均屬于工程技術(shù)范疇，與建筑物理、建筑構(gòu)造、建筑材料等技術(shù)類課程密切相關(guān)（如圖3所示）。本課程在案例式教學(xué)基礎(chǔ)上，力求從建筑環(huán)境品質(zhì)的物理屬性角度對(duì)建筑藝術(shù)所涉及的相關(guān)特征進(jìn)行技術(shù)性解構(gòu)，使學(xué)生在尊重建筑藝術(shù)手法的同時(shí)，理解建筑技術(shù)在其中的支撐作用；使學(xué)生理解保溫措施、開窗面積、建筑群圍合程度等建筑物理特征從不同方面深刻影響著建筑外觀的厚重感、輕盈感和封閉感；使學(xué)生明白若是設(shè)計(jì)違背技術(shù)要求，如在寒冷地區(qū)過度強(qiáng)調(diào)建筑體形復(fù)雜程度，帶來的可能是畸零、寒瘦的觀感，藝術(shù)性被嚴(yán)重削弱。例如，在講授建筑日照與遮陽課程內(nèi)容時(shí)，通過分析著名建筑師柯布西耶的作品，使學(xué)生在領(lǐng)略其序列化遮陽板給建筑立面帶來的粗獷質(zhì)感的同時(shí)，理解遮陽板尺寸、材料等相關(guān)技術(shù)要素對(duì)其審美效果所發(fā)揮的重要作用，體會(huì)建筑的藝術(shù)創(chuàng)作手法的獨(dú)特性，從而打破專業(yè)學(xué)習(xí)中藝術(shù)與技術(shù)的對(duì)立壁壘，秉持更加開放的學(xué)習(xí)態(tài)度。

2.分布式內(nèi)容設(shè)計(jì)

建筑學(xué)專業(yè)的核心目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)能力，所以建筑設(shè)計(jì)是主干課程，建筑物理等技術(shù)類基礎(chǔ)課程則依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，圍繞主干課展開教學(xué)。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)要求，建筑物理相關(guān)原理要應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)系列課程作業(yè)，但在實(shí)際教學(xué)中，相關(guān)內(nèi)容授課安排在不同學(xué)期，互相銜接存在錯(cuò)位，因此要緊密結(jié)合設(shè)計(jì)課程的各階段作業(yè)要求及授課內(nèi)容，采用分布式授課思路，將授課內(nèi)容重新編排，以適應(yīng)設(shè)計(jì)課程的進(jìn)度要求，同時(shí)將課程知識(shí)與技能直接運(yùn)用于設(shè)計(jì)實(shí)踐，做到以設(shè)計(jì)實(shí)踐帶動(dòng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可推廣到其他課程，例如，建筑設(shè)計(jì)課程的幼兒園設(shè)計(jì)作業(yè)安排在前半學(xué)期，但后半學(xué)期才重點(diǎn)講授建筑保溫設(shè)計(jì)原理，因此可以采用模塊化授課方式，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)作業(yè)進(jìn)度，將保溫設(shè)計(jì)原理教學(xué)與幼兒園設(shè)計(jì)作業(yè)同步進(jìn)行，并引導(dǎo)學(xué)生將保溫設(shè)計(jì)原理運(yùn)用于設(shè)計(jì)作業(yè)。

3.引入翻轉(zhuǎn)課堂

為解決授課學(xué)時(shí)緊張、理論講授時(shí)間不足、學(xué)生課外學(xué)習(xí)時(shí)間少的問題，教師可先錄制理論授課視頻，讓學(xué)生在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)利用授課視頻學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)，課上通過提問、研討和測(cè)驗(yàn)等方式，解決預(yù)習(xí)中遇到的問題。教師按知識(shí)點(diǎn)將建筑物理課程內(nèi)容劃分為28個(gè)知識(shí)模塊，分別錄制講授視頻，平均每個(gè)視頻為14.5分鐘。學(xué)生通過視頻模塊學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，帶著疑問上課，課上進(jìn)行討論。同時(shí)，教師在課堂教學(xué)中探索以人文化方式講授理工類課程的思路，在讓學(xué)生預(yù)習(xí)理論知識(shí)和公式推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，針對(duì)學(xué)生親身體驗(yàn)且具有感性認(rèn)識(shí)的實(shí)際案例，與學(xué)生共同研討具體的工程應(yīng)用和品質(zhì)改善問題，把枯燥的理論講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)環(huán)境品質(zhì)進(jìn)行體驗(yàn)與感受的描述，用學(xué)生極易接受和理解的思維及語言，剖析建筑對(duì)人的生活與社會(huì)發(fā)展的影響。除預(yù)習(xí)反饋、答疑解惑、引導(dǎo)啟發(fā)等交流形式外，教師可將更多的精力聚焦于探究社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化和建筑行業(yè)發(fā)展等根本問題在具體的建筑物理理論和應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新方面的映射，在建筑工程實(shí)際案例中尋求課本知識(shí)的應(yīng)用體現(xiàn)，使學(xué)生了解如何提升理論知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用效果，并通過對(duì)學(xué)生的提問甚至追問，啟發(fā)學(xué)生就建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目具體細(xì)節(jié)進(jìn)行深入思考與討論。

（二）引入研究性學(xué)習(xí)方式

1.研究性學(xué)習(xí)流程

首先，在課堂教學(xué)中通過儀器測(cè)試、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)、軟件模擬和仿真等手段，對(duì)基本概念和原理進(jìn)行研究分析；將實(shí)驗(yàn)引入課堂，探討計(jì)算公式的適用條件、參數(shù)取值范圍和應(yīng)用效果，著重強(qiáng)化學(xué)生的探索意識(shí)。其次，針對(duì)理論知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，啟發(fā)學(xué)生探尋問題產(chǎn)生的原因和解決思路。再次，根據(jù)同期建筑設(shè)計(jì)課程作業(yè)內(nèi)容和進(jìn)度，要求學(xué)生就項(xiàng)目所涉及的建筑物理環(huán)境性能要求，結(jié)合理論分析或?qū)嶒?yàn)測(cè)試，提出設(shè)計(jì)改進(jìn)措施。最后，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、分析問題、選擇研究方法、處理與分析數(shù)據(jù)、進(jìn)行結(jié)果討論等，幫助學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，遵循規(guī)范的數(shù)理邏輯，探究問題的正確解決方法（如圖4所示）。

2.開展自主選題實(shí)驗(yàn)、布置研究性課程設(shè)計(jì)作業(yè)

在教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，采用學(xué)生自由結(jié)組（通常4～5人）、自主選題的研究性實(shí)驗(yàn)方式。指導(dǎo)教師針對(duì)授課內(nèi)容中的重要章節(jié)，給出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)框架與任務(wù)要求，引導(dǎo)學(xué)生以問題為導(dǎo)向，以實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)問題進(jìn)行研究并提出解決方法。各組自選/自擬題目，選擇適宜的手段進(jìn)行測(cè)試、分析、研究，完成實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告。實(shí)驗(yàn)選題以日常生活最熟悉的宿舍樓、住宅樓、教學(xué)樓等為主要研究對(duì)象，讓學(xué)生對(duì)它們的不同房間能耗、熱舒適性及光環(huán)境等方面的問題，進(jìn)行量化分析，找出原因，提出優(yōu)化措施與設(shè)計(jì)策略，培養(yǎng)通過建筑設(shè)計(jì)改善建筑環(huán)境品質(zhì)的意識(shí)和技能。

教師針對(duì)同期建筑設(shè)計(jì)課程作業(yè)進(jìn)度的特定階段，布置建筑物理課程設(shè)計(jì)作業(yè)，設(shè)定實(shí)現(xiàn)建筑功能品質(zhì)的目標(biāo)要求，指導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)項(xiàng)目所在地氣候的分析，獲得建筑物理環(huán)境設(shè)計(jì)的基本參數(shù)，然后分析各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到最優(yōu)的建筑設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)與措施，特別要注意建筑日照、通風(fēng)等前期規(guī)劃環(huán)節(jié)需要解決的問題，以避免遺留到方案確定階段。

3. 多重評(píng)價(jià)體系

學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生的努力程度和學(xué)習(xí)進(jìn)步情況進(jìn)行評(píng)估的重要環(huán)節(jié)。建筑物理課程從六個(gè)方面評(píng)定學(xué)生的平時(shí)成績：（1）預(yù)習(xí)完成情況；（2）課堂測(cè)驗(yàn)、投票和提問互動(dòng)情況；（3）課外作業(yè)情況；（4）實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況；（5）課程設(shè)計(jì)作業(yè)情況；（6）網(wǎng)絡(luò)資源利用及額外學(xué)習(xí)收獲情況。前兩項(xiàng)根據(jù)雨課堂記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)分，后四項(xiàng)根據(jù)完成情況進(jìn)行評(píng)分。學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)在注重學(xué)生全程參與的同時(shí)，亦要考慮學(xué)生的情感體驗(yàn)[12]，因此針對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課程設(shè)計(jì)作業(yè)采用互評(píng)方式，由全體學(xué)生根據(jù)報(bào)告效果和自己的收獲進(jìn)行評(píng)分。在期末考試環(huán)節(jié)，試題著重考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解、掌握情況和建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用能力，并突出考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、踐行“雙碳”目標(biāo)的意識(shí)和技能。試題主觀題占60%，包括：（1）畫圖題，要求學(xué)生通過手繪設(shè)計(jì)方案，對(duì)某一設(shè)計(jì)案例中的建筑物理性能優(yōu)化問題予以表達(dá)；（2）計(jì)算題，要求學(xué)生在分析設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算給出設(shè)計(jì)指標(biāo)的具體數(shù)值；（3）簡答題，要求學(xué)生就某一綜合性應(yīng)用問題，用知識(shí)點(diǎn)原理及工程設(shè)計(jì)應(yīng)用方法給出解答?？陀^題占40%，包括單選題和填空題，考核學(xué)生對(duì)知識(shí)運(yùn)用細(xì)節(jié)的注意程度。

四、結(jié)語

傳統(tǒng)建筑物理課程教學(xué)的問題歸根結(jié)底在于沒有平衡建筑學(xué)專業(yè)藝術(shù)性與技術(shù)性的特點(diǎn)，沒能使學(xué)生清楚地理解工程技術(shù)手段對(duì)建筑設(shè)計(jì)的直接影響。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在新工科背景下重構(gòu)課堂教學(xué)體系，提出“雙核三階”研學(xué)模式，以適應(yīng)建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，強(qiáng)化建筑物理教學(xué)與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的銜接和聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生在研究中理解知識(shí)的應(yīng)用，并對(duì)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，給予學(xué)生正向反饋。以人文化方式講授理工科課程及將研究融入學(xué)習(xí)過程的新思路、新方法、新模式，顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、課程參與度和創(chuàng)新實(shí)踐能力。本課程的改革與探索有助于提升學(xué)生處理工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)和邏輯思維，開闊學(xué)生的視野，訓(xùn)練學(xué)生適應(yīng)社會(huì)變化的能力，在本領(lǐng)域具有推廣價(jià)值和示范作用。

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［責(zé)任編輯：鐘 嵐］