基于培养学生创新能力的建筑环境学课程教学方法

来源:建筑界编辑:黄子俊发布时间:2019-05-07 10:07:43

[摘要] 王丽娟 郑松建筑环境学课程专业知识丰富,且生动易懂,应从授课、实验、考核和辅导等四个方面积极推进重在培养学生创新能力的教学改革。

王丽娟 郑松

建筑环境学课程专业知识丰富,且生动易懂,应从授课、实验、考核和辅导等四个方面积极推进重在培养学生创新能力的教学改革。课堂授课按照“提出问题、寻找答案、向科研方法或成果延伸”的路径展开,激发学生的创新热情。开放实验室,为学生的创新思维提供实践条件。课程考核与专利说明书、科研论文、实验报告或调研报告等科研成果挂钩,鼓励和引导学生开展科学研究,不断创新。推行导师制,既能缓解授课教师的压力,也能提高学生培养的针对性和有效性。实践证明,增强学生的创新能力在培养创新人才方面具有积极作用。

关键词:建筑环境学;考核方式;教学方法;创新能力;课程教学

中图分类号:G642.0;TU 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2018)03-0079-03

一、建筑环境学课程教学内容和方法

建筑环境学课程是1998年按照新的学科体系要求新增的课程,也是一门充分体现专业特色的核心基础课。经过多次调整和改进,该课程主要有8个组成部分:建筑外环境、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气质量、通风与气流组织、建筑声环境、建筑光环境,以及典型工艺过程对室内环境的要求,涉及热学、流体力学、物理学、心理学、生理学、劳动卫生学、城市气象学、房屋建筑学、建筑物理等学科知识[1]。

近些年来,众多相关高校教师对建筑环境学课程教学方法进行了改革探討。朱颖心主要从多媒体教学、课堂讨论、布置大作业和论文报告答辩等方面进行考核,旨在培养学生的学习与科研兴趣[2]。简毅文提出开展项目式教学,帮助学生把握系统和完整的知识结构,在思维方式上完成从“学习者”向“实践者”的转变[3]。白雪莲和康侍民在课堂教学中重视与其他课程的关联,并通过组织现场测试和互动讨论,将课本知识与实际生活和工程应用联系起来,引导学生从专业的角度思考问题[4]。伍培和郑洁就教学内容、实践环节和教学方法等提出改革建议[5]。王珏提出探究式教学方法,主张让学生自己发现问题、提出问题、分析问题和解决问题,从而提高学生对所学知识的应用与实践能力[6]。蔡伟等进行了以建筑节能为导向的教学改革,旨在增强学生的节能意识,激发学生参与节能的积极性[7]。杨晚生等提出了建筑环境学实验教学设置的基本方式和主要内容,同时结合教学实践提出实验教学平台的建设方向和目标[8]。

在总结上述教改经验的基础上,本文提出通过采用课堂启发式教学方式、开放实验室、实行侧重科研能力的考核方法,以及结合推行导师制等,培养学生的科研创新能力。

二、采用启发式课堂教学方法

建筑环境学课程涉及的许多内容,学生在日常生活中都能看到并感受到,这对学生了解专业实质性内容、激励学生热爱专业等具有有利条件[2]。朱颖心教授主编的教材《建筑环境学》(第四版),内容生动,通俗易懂。特别是该教材引用国内外科研实践成果,并采用大量相关的文献资料和图片,具有启发学生科研创新意识,培养学生科研创新能力的积极作用。

课堂教学采用多媒体授课方式,力求图文并茂,深入浅出,逻辑性强。多媒体教学优点是速度快、单位时间内传递信息量大,可以用生动形象的图表来表达或印证观点。缺点是学生可能不能深入理解某些内容,从而影响对后面知识点的掌握。因此,制作课件时,要充分利用多媒体优势,让幻灯片上的文字、图表和公式“活”起来。对复杂的公式,给出推导流程图,逐步讲解展示;对较难理解的内容,给出图示或动画例子,将图文结合起来讲解;对较难记住又很重要的公式或概念,建议在幻灯片中多次出现以强化记忆;对文字较多的内容,可展示逻辑关系图逐项讲解。多媒体教学切忌堆积文字和图片,演示应力求生动有趣,以学生愿意和容易接受的方式为前提。

此外,课堂教学尽可能采用启发式授课方式,让学生带着问题去思考学习,并适当引用最新科研成果激发学生的求知欲,拓展学生的视野。课程教学PPT设计为三个部分:第一部分提出一个思考问题(5分钟),如行业内出现这样的问题会带来怎样的后果,要求学生思考该怎么应对这类问题。第二部分教学授课环节(35分钟),由教师介绍在实际工作中,业内人员对此问题是怎么处理的,采用了哪些手段,运用了哪些理论、技术,有什么结果和结论。第三部分补充相关知识(5min),教师可介绍目前国内外研究者采用了哪些更先进的方法,能解决什么问题,具有什么重要意义。上述三部分内容是一个逻辑整体,条理清楚,学生也容易接受。这种启发式授课方式,能够培养学生爱问、爱学和爱思考的习惯。

三、打造开放式实验平台

受办学经费紧张等因素的影响,高校建筑类专业许多实验都无法正常开出,薄弱的实验教学环节成为培养实用性和创新性优秀人才的瓶颈。多年来,西安工程大学建筑环境与设备工程专业(简称建环专业,后来更名为建筑环境与能源应用工程专业)一直积极推进建环专业实验室的建设。目前,该专业的实验平台已初步建成。

建筑环境与能源应用工程实验室共有热湿处理与热舒适实验室平台(焓差实验室平台)、建筑物理环境实验室平台两部分。其中,热湿处理与热舒适实验室平台分为冷热源处理模块、风机盘管性能测试模块、自动控制模块、流体输配管网模块和热舒适度评价模块五部分;建筑物理环境实验室平台分为声环境模块、光环境模块和空气环境模块三部分。该实验室能开出14门课程的教学实验,能满足空气热湿处理、热舒适、建筑声光环境、空气颗粒物等相关研究的基本测试。

建筑环境与能源应用工程实验室,主要面向建筑环境与能源应用工程专业学生,按照专业培养方案的要求,以及“面向全体、因材施教、形式多样、注重实效”的原则,最大限度地发挥实验室的作用,为学生科研创新提供条件和服务。

四、采用侧重科研能力的考核方式

选择科学合理的考核方式,是培养创新人才的关键环节。考核过程中要重视对学生科研能力的考核。对学生科研成果的肯定能激发学生的成就感和荣誉感,进而保护学生的科研创新兴趣。朱颖心教授在建筑环境学课程考核中要求学生必须完成三个大作业:实验调研、观点论述和文献综述[2]。这对清华大学的学生来说,也许有能力和条件去完成三个大作业,但对于西安工程大学学生来说难度较大,容易使学生产生“应付”的心理,达不到预想的效果。

因此,应针对不同学校生源的实际情况,采取多样性的建筑环境学课程考核方式。如课程学习成果可以是专利说明书、科研论文、实验报告或调研报告等,要求学生提交的科研作品要有独创性和完整性。成果内容不局限于建筑环境学课程内容,也可以涉及建环专业其他方向的问题。为了激发和引导学生的创新思维,可提供一些研究选题供学生参考。

专利类:

如果你家没有采暖或空调,你打算怎么利用自然能源来改善整个建筑环境?

如果你觉得很冷或很热,你会用什么方式改善个人局部冷热问题?

现有的采暖、空调、通风装置有什么问题?怎么解决这个问题?

在大型商场或地下车库,能不能利用天然采光?

在建筑中,如何增加烟囱的抽吸作用实现自然通风?

怎么降低交通噪声?

雾霾天气,如何通风?

论文类:

在你经历的建筑热、湿、声、光环境中,你发现存在什么问题?打算用什么方法解释和解决这个问题?

在人员密集或稀少的建筑環境中,室内空气品质是否一样?如何证明和改进?

长途大巴内部的空气品质有什么问题?如何验证和解决?

夏季厨房的热环境有什么问题?如何解决?

实验类:

与热感觉、热舒适有关的实验;

与气流组织有关的实验;

与噪声有关的实验;

与光有关的实验;

与空气品质有关的实验。

调研类:

办公楼、民居或工厂的建筑能耗;

冬夏季学生对宿舍或教室环境(热、湿、声、光、空气品质)的满意度;

新装修房子的空气品质;

实木家具和合成板材家具对空气品质的影响;

PM2.5对人体生理和心理的影响;

空旷广场或林园热环境调研;

宿舍安装蒸发冷却装置前后的热环境和人体热感觉差异。

五、加大导师制的推行力度

西安工程大学在大三和大四学生中实施导师制,学生和导师可以互选。导师负责指导学生的学习问题、科技竞赛问题、考研问题、就业问题,甚至心理问题。该制度为本科生提供了良好的成长环境。然而,在实践中很多学生却没有充分利用这个机会,导师制没有发挥预期的效果。

基于以上情况,学校将建筑环境学课程侧重科研能力的考核方法与导师制结合起来,一是建筑环境学课程考核作业,学生可以自选,也可以选择导师提供的课题,增进了学生与导师之间的交流联系;二是学生有疑难问题可以求助任课教师,也可以求助导师,充分体现导师制的作用;三是对学生的科研成果,任课教师可以此给出课程成绩,导师则提出进一步修改提高乃至公开发表的意见,给予学生切实的帮助和指导,有利于培育学生的创新能力。

六、 结语

建筑环境学课程是一门适合培养学生创新能力的课程。启发式课堂教学能激发学生主动创新的热情,侧重科研能力的考核方式能鼓励和引导学生大胆探索创新,开放式实验平台的建设是培育学生创新能力的基本条件,这些措施在培养学生创新能力方面起着积极的作用。然而,这些措施实施起来还有许多问题,比如学生人数多、入门难、问题多,教师辅导时间太长、工作压力大等等。这些问题需要在今后的课程教学实践中不断探索,寻求更好的解决办法,使学生的创新能力能真正得到培育和提高。

参考文献:

[1] 朱颖心.建筑环境学[M].4版.北京:中国建筑工业出版社,2016.

[2] 朱颖心.建筑环境学课程建设与教学方法[J].高等建筑教育,2003,12(3):26-29.

[3] 简毅文,李俊梅,全贞花,潘嵩.建筑环境学课程教学方式的思考[J].教育教学论坛,2016(35):160-161.

[4] 白雪莲,康侍民.基于课程性质和特点的建筑环境学课程教学探索[J].高等建筑教育,2014,23(6):82-85.

[5] 伍培,郑洁.对“建筑环境学”课程建设的思考[J].重庆科技学院学报:社会科学版,2007(6):173-174.

[6] 王珏.探究式教学法在“建筑环境学”教学中的构建与应用[J].土木建筑教育改革理论与实践,2010(12):354-357.

[7] 蔡伟,谷伟,郭秀娟.以建筑节能为导向的建筑环境学课程教学改革探索[J].大学教育,2014(6):104-105.

[8] 杨晚生,梅胜,张吉光,夏蓓娅,郭晶.“建筑环境学”实验教学平台的设置与思考[J].广东工业大学学报:社会科学版,2006(6):118-120.

环境学,教学方法,培养学生

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