建筑聲學(xué)立體化教學(xué)資源整合研究

路曉東　王時原　祝培生

【摘要】作為建筑技術(shù)的主要組成部分，建筑聲學(xué)對營造舒適健康的人居環(huán)境具有重要作用。但由于建筑學(xué)專業(yè)的特殊性，學(xué)生普遍存在易于忽視此類建筑技術(shù)課程的傾向。為解決這個在建筑學(xué)教育中普遍存在的問題，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進行了對國內(nèi)外相關(guān)立體化教學(xué)資源的收集及整合，將其融入即有教學(xué)體系中，使教學(xué)內(nèi)容形象化，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)質(zhì)量有明顯改善。

【關(guān)鍵詞】建筑聲學(xué)；立體化；教學(xué)；整合

【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009－8097(2012)09－0037－04

一建筑聲學(xué)教學(xué)目標及面臨問題

建筑聲學(xué)作為建筑技術(shù)的重要分支，具有聲學(xué)理論和工程實踐結(jié)合的邊緣學(xué)科性質(zhì)，包括廳堂音質(zhì)設(shè)計與噪聲控制兩部分內(nèi)容，對營造舒適健康的人居環(huán)境具有關(guān)鍵作用，對某些建筑類型(如音樂廳、劇院)，聲學(xué)問題也是影響使用功能的決定性因素之一。建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)此課程的主要目的應(yīng)著重培養(yǎng)將建筑聲學(xué)知識結(jié)合到建筑設(shè)計中的能力，而不是去做專業(yè)的聲學(xué)研究。學(xué)生要有基本的聲學(xué)概念和聲學(xué)常識，能自覺地對建筑設(shè)計中的聲學(xué)要求采取應(yīng)對措施，當(dāng)聲學(xué)要求和建筑設(shè)計發(fā)生矛盾時，應(yīng)具有宏觀協(xié)調(diào)能力。

由于建筑學(xué)在各工科類專業(yè)中比較特殊，學(xué)生的藝術(shù)修養(yǎng)、創(chuàng)作以及形象思維的培養(yǎng)占著相當(dāng)重要地位，常帶有忽視技術(shù)知識的傾向，如果建筑聲學(xué)的教學(xué)內(nèi)容安排得不合適或教學(xué)效果不佳，更會降低學(xué)生的興趣和注意力；而隨著科技的進步，建筑設(shè)計中的技術(shù)含量越來越多，這就要求學(xué)生的知識面更加廣泛。

面對這些現(xiàn)象和矛盾，可以通過拓展國際視野，整合立體化教學(xué)資源，加強教學(xué)內(nèi)容的時效性、互動性的方式來解決。這對于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高，學(xué)習(xí)能力以及問題意識的培養(yǎng)乃至懷疑精神的塑造具有重要意義。

二立體化教學(xué)資源意義及建設(shè)內(nèi)容

教學(xué)資源的建設(shè)與開發(fā)是一個涉及課程內(nèi)容選擇的問題，是根據(jù)特定的教育價值觀及相應(yīng)的課程目標，從學(xué)科知識、當(dāng)代社會生活經(jīng)驗或?qū)W習(xí)者的經(jīng)驗中選擇課程要素的過程。在知識、信息日新月異的21世紀，一切追求標準答案、忽視個性化知識建構(gòu)的想法己完全不現(xiàn)實。因此，突破傳統(tǒng)的課程內(nèi)容選擇取向，利用現(xiàn)代教育技術(shù)謀求課程要素間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而促進學(xué)生的全面和個性發(fā)展是必要也是必然的，而“立體化教學(xué)資源”的出現(xiàn)恰恰順應(yīng)了這一需求。所謂立體化教學(xué)資源，是相對于傳統(tǒng)單一的紙制版教材而言的集文字版、光盤版、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺和教學(xué)網(wǎng)站為一體的綜合性教學(xué)資源，它是現(xiàn)代教育技術(shù)的集中體現(xiàn)，也是今后教材的發(fā)展趨勢。

2005年教育部在《關(guān)于進一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》中明確指出“加大信息化建設(shè)力度，推進優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，形成多學(xué)科、多課程的立體化共享平臺。”由此可見，整合優(yōu)秀教學(xué)資源，形成共享的立體化平臺是現(xiàn)代教學(xué)的大趨勢。立體化教學(xué)資源的開發(fā)主要包含以下兩方面的內(nèi)容：

(1)教學(xué)資源整體化。教學(xué)資源整體化是指構(gòu)成教學(xué)資源系統(tǒng)的各部分之間存在著相互依存、相互補充的內(nèi)在統(tǒng)一性。立體化教學(xué)資源會在呈現(xiàn)傳統(tǒng)知識的基礎(chǔ)上，以補充閱讀、網(wǎng)絡(luò)教材等形式向?qū)W生展示結(jié)論背后研究者的探究過程及其現(xiàn)實意義，促使學(xué)生形成善于質(zhì)疑的批判性思維習(xí)慣和探究精神。

(2)教學(xué)資源信息化。教學(xué)資源信息化是指在計算機、因特網(wǎng)、學(xué)校校園網(wǎng)等現(xiàn)代通信技術(shù)支持下建設(shè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)資源，具體包括制作集文字、聲音、圖像為一體的CAI教學(xué)課件、在校園網(wǎng)上開辟網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等。與傳統(tǒng)教學(xué)形式相比，CAI課件將文字和聲像、網(wǎng)絡(luò)資源和課本資源有機地結(jié)合起來，因此在增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，整合知識結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮著重要作用。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是課堂師生互動在課外的延伸，增強了師生之間的信息共享和教學(xué)互動。

三建筑聲學(xué)立體化教學(xué)資源研究現(xiàn)狀及整合

國外知名大學(xué)已開始多種媒體有機結(jié)合的建筑聲學(xué)教學(xué)研究，教學(xué)手段新穎，方式靈活，尤其強調(diào)音質(zhì)模擬的可聽化、計算表達的可視化，使得復(fù)雜理論問題得到直觀、明確、形象的表達，較之傳統(tǒng)的教學(xué)模式改進很大。但這些教學(xué)資源來源廣，比較散亂，并與我國教學(xué)體系部分脫節(jié)，需要進行取舍及整合，以補充到現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容中。較之國外，國內(nèi)類似的教學(xué)資源較少，尚屬起步階段，且鮮有高校參與制作，亟須提高。

1、由舒爾茨基金資助的建筑聲學(xué)教育項目

美國舒爾茨基金(Schultz Grants)1990年成立，面向建筑聲學(xué)教學(xué)，鼓勵改進教學(xué)方法及設(shè)立新課程，至今已陸續(xù)資助11個項目，產(chǎn)生深遠影響。以其中兩個項目為例：

2000年，Lily M.Wang獲得資助，并完成“基于網(wǎng)頁的音樂廳教學(xué)”(A Web-based Guide to Concert HallAcoustics)，對音質(zhì)要求最高的廳堂類型——音樂廳的聲學(xué)設(shè)計做了深入淺出的講解，尤其是對各種音質(zhì)客觀評價參量進行可聽化模擬，使之與主觀評價建立聯(lián)系，學(xué)生可感受到客觀參量不同數(shù)值下帶來怎樣的聽覺變化，這是傳統(tǒng)教學(xué)模式無法做到的。教學(xué)實踐中初步應(yīng)用了此例，學(xué)生反響強烈，產(chǎn)生濃厚興趣。對網(wǎng)站中的各種鏈接進行梳理，還可提供給學(xué)生難得的拓展閱讀機會。

2002年，康健教授獲得資助并完成“建筑聲學(xué)教學(xué)的計算機工具”(Computer Tools for Architectural AcousticsEducation)項目。其采取JAVA編程，對建筑聲學(xué)重要知識點的計算進行軟件編制及模擬，具體包括：“隔聲屏障的噪聲衰減”、“矩形城市街道聲音分布”、“微穿孔板／膜吸聲計算”、“矩形空間的混響時間”、“城市街道和廣場的聲學(xué)動畫”等，只要輸入相應(yīng)參數(shù)，就會得到圖示表達的計算結(jié)果，程序設(shè)計簡便，參數(shù)清晰。這種方式貼近建筑學(xué)專業(yè)的教學(xué)要求，因為對學(xué)生而言掌握繁雜的計算并非目的，而是需要通過簡便的方式，直觀的表達，了解各種參量背后的規(guī)律性，以指導(dǎo)建筑設(shè)計。

2、國外大學(xué)開放課程的教學(xué)資源

自2002年麻省理工學(xué)院(MIT)率先啟動開放課程項目(Open Courseware)以來，至今為止各知名大學(xué)已在網(wǎng)上免費開放課程兩千余門，把其中涉及建筑聲學(xué)的相關(guān)內(nèi)容經(jīng)過梳理和取舍，可充實我國建筑聲學(xué)教學(xué)資源。以三個學(xué)校相關(guān)教學(xué)內(nèi)容為例。

MIT的Walter Lewin教授所錄制的《音樂的各種聲音》(The Sounds of Music)視頻資料對聲學(xué)基礎(chǔ)概念，如波長、波速、頻率、振動等做了生動有趣的講解。各種道具恰如其分的使用，使得原本枯燥的內(nèi)容可視、可聽、可感。該視頻己由開放式課程計劃(Opensource OpencoursewarePrototype System，簡稱“OOPS”)翻譯出中文字幕，由于適用面廣，并不特意為建筑聲學(xué)錄制，需要進行剪輯編輯，選取與本課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)部分。

賓夕法尼亞州立大學(xué)(Penn State)的Daniel A.Russell教授為聲學(xué)基礎(chǔ)知識制作了大量的動畫演示(圖1)，每個知識點都采取小動畫的形式講解，并通過GIF格式展示在網(wǎng)站。結(jié)合授課內(nèi)容，將其補充到課件中，可帶來嶄新的教學(xué)形式。

北伊利諾伊大學(xué)(NIU)目前僅把教室聲學(xué)相關(guān)的課件放到網(wǎng)站，其Flash動畫的使用、各種聲音的可聽化處理、課堂題目的互動性設(shè)計均耳目一新，反襯出我國建筑聲學(xué)教學(xué)的差距，為優(yōu)秀課件的制作提供了很好的范例。

3、國內(nèi)建筑聲學(xué)相關(guān)的教學(xué)資源

香港對環(huán)境噪聲控制做了很好的教學(xué)示范。由于人口的高密度及路面運輸?shù)募行裕愀劢煌ㄔ肼晢栴}嚴重，香港環(huán)保署除采用種種措施降低噪聲外，還對成果詳細總結(jié)，通過網(wǎng)頁展示。同時重視公眾噪聲控制知識的普及，甚至特別制作針對青少年的環(huán)境噪聲網(wǎng)站，為公眾參與創(chuàng)造條件。通過形象化的圖示，輔以說明降噪效果的聲音演示，其內(nèi)容講解的深度、可理解度均優(yōu)于現(xiàn)行多數(shù)教材，經(jīng)過整理可納入教學(xué)體系中。

內(nèi)地很少有類似的多種媒體結(jié)合的、系統(tǒng)的建筑聲學(xué)教學(xué)資源，但由于噪聲關(guān)乎民生，在科普類節(jié)目中會偶有相關(guān)內(nèi)容。如CCTVIO《原來如此》欄目陸續(xù)制作的《如何有效降低噪音》(上下)、《哪層樓房最吵人》(上下)等節(jié)目，通過專家指導(dǎo)，經(jīng)過簡單實驗，分別回答了如何選擇外窗來降低室內(nèi)交通噪聲，及沿高層住宅垂直方向交通噪聲怎樣的傳播規(guī)律。其邏輯推理相對嚴謹，內(nèi)容通俗，可部分納入教學(xué)體系中。

4、立體化教學(xué)資源與現(xiàn)有教學(xué)體系的整合

上文所述建筑聲學(xué)的立體化教學(xué)資源幾乎涵蓋了教學(xué)大綱的主要知識點，將各教學(xué)資源與教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)，對照教學(xué)大綱，可納入具體章節(jié)的講解中。其中包括了部分上文未曾提及的由企業(yè)出于自身宣傳所制作的各種資源。

四基于立體化教學(xué)資源的教學(xué)方法研究

立體化教學(xué)資源整合后，需要教學(xué)方法的創(chuàng)新，這是實施建筑聲學(xué)立體化教學(xué)模式的核心。其具體表現(xiàn)為：

(1)采用模塊化綜合式教學(xué)方式，改變傳統(tǒng)的各自為政、互不干涉的平行式教學(xué)行為。葉圣陶先生曾指出，“教育的最后目標卻在種種境界的綜合，就是說，使每個分立的課程，所產(chǎn)生的影響，糾結(jié)在一塊兒，構(gòu)成個有機體似的境界，讓學(xué)生的身心都沉浸在其中”。這要求建筑聲學(xué)的三大章節(jié)，建筑聲學(xué)基本理論、廳堂音質(zhì)設(shè)計和環(huán)境噪聲控制，在備課過程中加強融合，尋找之間的聯(lián)結(jié)點，如以聲波傳播原理作為聯(lián)結(jié)點，把隔聲原理及應(yīng)用、室內(nèi)混響時間等知識點串接成一個教學(xué)模塊，輔以現(xiàn)代化教育技術(shù)，并采用課堂教學(xué)與專題講座相結(jié)合的形式。如此可提升學(xué)生思維的深度和廣度，形成探究式和創(chuàng)造式的思維和學(xué)習(xí)習(xí)慣。

(2)以知識為手段，以問題為紐帶，組織多樣化研究式教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生積極主動的探索精神。教材是以靜態(tài)的知識形式存在，但知識的學(xué)習(xí)和掌握只是在為學(xué)生終身發(fā)展能力的形成奠定基礎(chǔ)。如在學(xué)習(xí)建筑聲學(xué)基本理論這一章節(jié)時，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標不是記住“聲波頻率及波長”、“聲壓級的計算”、“聲波傳播特性”等幾個抽象概念，而是在領(lǐng)悟概念含義的基礎(chǔ)上能夠分析“建筑隔聲措施”、“廳堂音質(zhì)設(shè)計方法”、“建筑設(shè)計中如何應(yīng)用”等問題并形成自己的觀點。這些僅靠“教師認真講、學(xué)生努力記”這一傳統(tǒng)的教學(xué)形式是實現(xiàn)不了的。

(3)避免立體化教學(xué)資源可能的負面影響。由于立體化教學(xué)資源重展示，強調(diào)給學(xué)生更直觀的感受與認知，可能會淡化學(xué)生讀、寫、說能力的培養(yǎng)，容易讓學(xué)生成為課堂的旁觀者。對此需對教學(xué)大綱及教學(xué)日歷做出調(diào)整，對孤立零散的教學(xué)資源可在課件中穿插使用，對系統(tǒng)性強的教學(xué)資源可自成章節(jié)，并增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)。如對聲學(xué)基本理論的講解采取前種方式，按教學(xué)內(nèi)容有目的取舍；對音質(zhì)評價參量的講解采取后種方式，首先結(jié)合音樂廳的教學(xué)資源，在課堂上進行初步講解，而后鼓勵自主學(xué)習(xí)，提交學(xué)習(xí)筆記及調(diào)研報告，并在課堂中留出交流時間。這種互動式教學(xué)方式調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，深受歡迎。

五結(jié)語

由于建筑學(xué)專業(yè)的特殊性，在課程設(shè)置中，建筑設(shè)計是主線，學(xué)生對此的興趣大，投入最多，但不免帶來一些忽視建筑工程技術(shù)的傾向，這種現(xiàn)象在國內(nèi)外的建筑技術(shù)教學(xué)中都普遍存在。這與傳統(tǒng)教學(xué)模式肢解了學(xué)生知識學(xué)習(xí)與能力發(fā)展的一致性不無關(guān)系，使學(xué)生認識不到建筑技術(shù)課程對自己未來發(fā)展的意義。因此，整合建筑聲學(xué)立體化教學(xué)資源，構(gòu)建立體化教學(xué)模式不僅是對課程教學(xué)真實過程的闡釋，也是對培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的實踐。通過我們的共同努力，立體化教學(xué)資源在建筑聲學(xué)教學(xué)中得到初步應(yīng)用，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)質(zhì)量有明顯改善，可供相關(guān)專業(yè)教學(xué)借鑒。