建筑日照實驗教學改革初探

[摘 要]本文以建筑日照實驗為例，探討了將建筑設計方案融入建筑物理實驗的可行性和必要性。從實驗課教學改革的角度論述了開展綜合性實驗的途徑和方法，激發學生將建筑技術知識融入到“建筑設計”之中的積極性和主動性，為培養適應建筑學科發展的高素質建筑設計人才打下良好的基礎。

[關鍵詞]建筑物理；實驗教學改革；綜合性實驗

Abstract： This paper to buildings insolation experiment as an example， discusses the necessity and feasibility of building design into architectural physics experiment. The ways and methods to carry out comprehensive experiment from the experimental teaching reform perspective， Students will construction technology knowledge into the \"enthusiasm and initiative of the architectural design\"， in order to cultivate and lay a good foundation of the development of architecture of high quality architectural design talent

keyword： the physical construction；the reform of experimental teaching；comprehensive experiment

建筑物理是培養高級建筑設計人才不可缺少的專業基礎課程。建筑設計人員必須掌握一定的建筑物理知識，否則就不可能完滿地解決有關熱、光、聲環境的設計問題，也就不可能保證現代建筑應有的設計質量。由此可見，建筑物理與建筑設計的關系十分緊密、相輔相成。建筑物理是建筑技術科學的核心部分，其實驗內容包括建筑聲學、光學和熱工學三大部分，是建筑學和城鄉規劃學專業唯一的一門技術基礎實驗，是建筑學專業發展的技術基礎，也是建筑為滿足人們建筑聲、光和熱等環境要求的技術保證。通過實驗操作，能讓學生更直觀的感受建筑物理環境與建筑的形式、空間和構造設計之間的關系，加深與建筑設計理念和技巧的融合。而建筑與規劃學院的學生普遍存在著重設計、輕技術的現象，針對這一現象，我們把建筑物理實驗教學改革的重點放在，促使學生將所學的建筑物理知識運用到建筑設計中去， 實現建筑技術與建筑設計的完美融合。

一、建筑物理實驗教學的現狀

當前建筑設計和城鄉規劃中的科技含量越來越高， 很多建筑創作以建筑技術的創新為突破點，例如：綠色建筑、生態建筑、可持續發展建筑等理念都離不開建筑技術的支持。建筑物理實驗教學普遍存在的問題是：實驗課學時不足， 課程內容陳舊， 驗證性實驗多，與建筑物理的前沿發展趨勢銜接不上等等問題。在教學方法上，多數實驗都是由教師講解實驗內容、目的、原理， 學生按照固定的實驗步驟和方法進行操作， 將數據填寫在事先設計好的記錄表格中，經過計算和分析得出結論，完成實驗報告。這種固定的教學模式， 不需要學生獨立思考， 抑制了學生做實驗的積極性和主動性， 學生只是被動地接受實驗方法和測試結果， 不利于大學生創新意識和創新能力的培養，直接導致學生畢業后，在工作崗位上遇到各種復雜問題時不知如何應對。所以如何將建筑物理與建筑設計、城鄉規劃設計相結合， 提高建筑設計的技術含量， 是開展建筑物理綜合性實驗的突破口之一。

二、綜合性實驗的引入途徑

綜合性實驗是指：實驗內容涉及本課程綜合知識或與本課程相關知識的實驗。這種實驗不是單純對科學定律的驗證和知識的傳授，而是運用技術手段進行探索和發現，其宗旨是提高學生綜合知識的運用能力，以及發現問題、分析問題和解決問題的實際工作能力。

在與建筑設計課教師溝通時發現， 建筑專業的學生在建筑設計中追求建筑的形式和風格， 對建筑造型、使用功能、人流組織等問題反復推敲， 但忽視方案中建筑物理知識的運用和細部節點構造的推敲。在建筑物理課程學完后， 很少有人主動考慮把建筑技術知識運用到設計中， 學生通常回避建筑和城市環境中存在的物理問題。而將建筑設計融入建筑物理實驗所開展的綜合性實驗教學，即能激發學生學習興趣， 又能調動學生積極性、主動性、創造性，這是實驗與設計相結合的最佳途徑。

三、將居住小區規劃設計融入建筑日照實驗的教學改革新嘗試

1.教學改革的目的

在建筑日照實驗中融入居住小區規劃設計內容，其目的是：用設計模型來完善實驗，用實驗來檢驗設計的效果。促使學生在建筑規劃設計中主動應用建筑物理知識，在實驗課平臺上推敲設計方案，拓展設計思路，豐富創作手段，提高設計水平。

（1）提高學生的綜合素質。改變傳統的在平面圖紙上推敲方案的常規做法，采用實驗與模型相結合，鍛煉學生動手能力和團隊協作能力，不斷修改和深化設計方案，提高學生的綜合素質。

（2）用居住小區規劃模型來完成實驗。把事先做好的方案模型放入三參數日照儀中進行日照實驗，通過觀察、作圖，驗證設計方案的優劣，體會設計規范的要求，激發學生發現問題、解決問題的能力。

2. 改革前后的實驗內容對比

以前的建筑日照實驗，我們的做法是將學生分組，每組抽取一個實驗地點，選擇三個特殊的日期，即冬至日、春秋分、夏至日，在三參數日照儀上分別繪出棒影圖，分析不同日期的棒影變化規律，完成實驗。這樣的做法只能使學生明白實驗原理以及觀察到棒影變化規律，但實用性較差，實驗完成后學生的印象并不深刻。

改革后，我們將居住小區規劃設計與建筑物理熱工部分課程調整到大四上學期開設，在方案設計的二草、三草制作小區規劃模型階段開始建筑日照實驗，將學生自己制作的小區規劃模型作為測試對象，在三參數日照儀上通過模型單體不同朝向、不同間距的擺放，觀測不同地點、不同日期、不同時間的陰影變化規律，直觀的進行日照間距分析，推敲修改方案。再根據建筑之間的有效組合， 推敲道路、建筑、綠化、廣場合理的位置擺放， 在爭取最大的日照間距與節約土地上找到最佳平衡點， 把建筑物理實驗應用到設計方案的評價和優選中， 使學生從中受益。方案完成后再結合cityplan三維設計軟件、sun建筑日照分析軟件驗證結論。

3.實驗教學改革的成效

在實驗過程中，除了記錄實驗數據和繪圖外，還要求學生詳細記錄實驗中遇到的各種問題，對設計方案的修正及注意事項。實驗報告要求對實驗結果與預期結果進行比較分析，提出自己的見解，總結收獲和體會。實驗報告內容變得更加豐富多彩，學生普遍反映這種實驗使他們受益良多。

學生完成實驗后，不僅明白了實驗原理，在三參數日照儀上， 獲得建筑日照的直觀感受，通過日照分析做出更合理的居住小區規劃方案，而且初步了解了現行規劃分析軟件，最后通過軟件的驗證，學會了更實用、更快捷的設計方法，動手能力、綜合能力得到鍛煉和提高。

四、結語

建筑日照綜合性實驗，使建筑物理理論課內容得到拓展、深化， 有利于打破傳統建筑設計與建筑物理課程的界限， 調動了學習積極性， 使學生在本科階段獲得科學研究與設計優化的訓練， 這將有助于推廣研究性學習和專業化培養的教學模式。教師通過對實驗方法、步驟和內容的精心設計安排，讓學生全程參與， 化被動為主動， 確立學生在實驗教學中的主體地位， 開發學生的創造性思維能力和獨立解決問題的能力。下一步，我們將繼續深化實驗教學改革，努力將建筑設計、實際工程和科學研究三者融會貫通， 使學生學有所得， 學以致用。

參考文獻：

[1] 劉加平主編 建筑物理（第四版） 北京：中國建筑工業出版社 2009.

[2] 黃險峰， 建筑物理實驗教學改革的探索[ C] 廣西大學學報（哲學社會科學版） 2007.

作者簡介：范弘（1968-9） ，女 ，長春市人，漢族，高級實驗師，本科，畢業于哈爾濱建筑大學建筑工程專業。

項目來源：吉林省教育科學“十二五”規劃課題（GH150374）（GH150363 ）