基于培養學生創新能力的建筑環境學課程教學方法

王麗娟 鄭松

摘要：建筑環境學課程專業知識豐富，且生動易懂，應從授課、實驗、考核和輔導等四個方面積極推進重在培養學生創新能力的教學改革。課堂授課按照“提出問題、尋找答案、向科研方法或成果延伸”的路徑展開，激發學生的創新熱情。開放實驗室，為學生的創新思維提供實踐條件。課程考核與專利說明書、科研論文、實驗報告或調研報告等科研成果掛鉤，鼓勵和引導學生開展科學研究，不斷創新。推行導師制，既能緩解授課教師的壓力，也能提高學生培養的針對性和有效性。實踐證明，增強學生的創新能力在培養創新人才方面具有積極作用。

關鍵詞：建筑環境學；考核方式；教學方法；創新能力；課程教學

中圖分類號：G642.0；TU 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2018）03-0079-03

一、建筑環境學課程教學內容和方法

建筑環境學課程是1998年按照新的學科體系要求新增的課程，也是一門充分體現專業特色的核心基礎課。經過多次調整和改進，該課程主要有8個組成部分：建筑外環境、建筑熱濕環境、人體對熱濕環境的反應、室內空氣質量、通風與氣流組織、建筑聲環境、建筑光環境，以及典型工藝過程對室內環境的要求，涉及熱學、流體力學、物理學、心理學、生理學、勞動衛生學、城市氣象學、房屋建筑學、建筑物理等學科知識[1]。

近些年來，眾多相關高校教師對建筑環境學課程教學方法進行了改革探討。朱穎心主要從多媒體教學、課堂討論、布置大作業和論文報告答辯等方面進行考核，旨在培養學生的學習與科研興趣[2]。簡毅文提出開展項目式教學，幫助學生把握系統和完整的知識結構，在思維方式上完成從“學習者”向“實踐者”的轉變[3]。白雪蓮和康侍民在課堂教學中重視與其他課程的關聯，并通過組織現場測試和互動討論，將課本知識與實際生活和工程應用聯系起來，引導學生從專業的角度思考問題[4]。伍培和鄭潔就教學內容、實踐環節和教學方法等提出改革建議[5]。王玨提出探究式教學方法，主張讓學生自己發現問題、提出問題、分析問題和解決問題，從而提高學生對所學知識的應用與實踐能力[6]。蔡偉等進行了以建筑節能為導向的教學改革，旨在增強學生的節能意識，激發學生參與節能的積極性[7]。楊晚生等提出了建筑環境學實驗教學設置的基本方式和主要內容，同時結合教學實踐提出實驗教學平臺的建設方向和目標[8]。

在總結上述教改經驗的基礎上，本文提出通過采用課堂啟發式教學方式、開放實驗室、實行側重科研能力的考核方法，以及結合推行導師制等，培養學生的科研創新能力。

二、采用啟發式課堂教學方法

建筑環境學課程涉及的許多內容，學生在日常生活中都能看到并感受到，這對學生了解專業實質性內容、激勵學生熱愛專業等具有有利條件[2]。朱穎心教授主編的教材《建筑環境學》（第四版），內容生動，通俗易懂。特別是該教材引用國內外科研實踐成果，并采用大量相關的文獻資料和圖片，具有啟發學生科研創新意識，培養學生科研創新能力的積極作用。

課堂教學采用多媒體授課方式，力求圖文并茂，深入淺出，邏輯性強。多媒體教學優點是速度快、單位時間內傳遞信息量大，可以用生動形象的圖表來表達或印證觀點。缺點是學生可能不能深入理解某些內容，從而影響對后面知識點的掌握。因此，制作課件時，要充分利用多媒體優勢，讓幻燈片上的文字、圖表和公式“活”起來。對復雜的公式，給出推導流程圖，逐步講解展示；對較難理解的內容，給出圖示或動畫例子，將圖文結合起來講解；對較難記住又很重要的公式或概念，建議在幻燈片中多次出現以強化記憶；對文字較多的內容，可展示邏輯關系圖逐項講解。多媒體教學切忌堆積文字和圖片，演示應力求生動有趣，以學生愿意和容易接受的方式為前提。

此外，課堂教學盡可能采用啟發式授課方式，讓學生帶著問題去思考學習，并適當引用最新科研成果激發學生的求知欲，拓展學生的視野。課程教學PPT設計為三個部分：第一部分提出一個思考問題（5分鐘），如行業內出現這樣的問題會帶來怎樣的后果，要求學生思考該怎么應對這類問題。第二部分教學授課環節（35分鐘），由教師介紹在實際工作中，業內人員對此問題是怎么處理的，采用了哪些手段，運用了哪些理論、技術，有什么結果和結論。第三部分補充相關知識（5min），教師可介紹目前國內外研究者采用了哪些更先進的方法，能解決什么問題，具有什么重要意義。上述三部分內容是一個邏輯整體，條理清楚，學生也容易接受。這種啟發式授課方式，能夠培養學生愛問、愛學和愛思考的習慣。

三、打造開放式實驗平臺

受辦學經費緊張等因素的影響，高校建筑類專業許多實驗都無法正常開出，薄弱的實驗教學環節成為培養實用性和創新性優秀人才的瓶頸。多年來，西安工程大學建筑環境與設備工程專業（簡稱建環專業，后來更名為建筑環境與能源應用工程專業）一直積極推進建環專業實驗室的建設。目前，該專業的實驗平臺已初步建成。

建筑環境與能源應用工程實驗室共有熱濕處理與熱舒適實驗室平臺（焓差實驗室平臺）、建筑物理環境實驗室平臺兩部分。其中，熱濕處理與熱舒適實驗室平臺分為冷熱源處理模塊、風機盤管性能測試模塊、自動控制模塊、流體輸配管網模塊和熱舒適度評價模塊五部分；建筑物理環境實驗室平臺分為聲環境模塊、光環境模塊和空氣環境模塊三部分。該實驗室能開出14門課程的教學實驗，能滿足空氣熱濕處理、熱舒適、建筑聲光環境、空氣顆粒物等相關研究的基本測試。

建筑環境與能源應用工程實驗室，主要面向建筑環境與能源應用工程專業學生，按照專業培養方案的要求，以及“面向全體、因材施教、形式多樣、注重實效”的原則，最大限度地發揮實驗室的作用，為學生科研創新提供條件和服務。

四、采用側重科研能力的考核方式

選擇科學合理的考核方式，是培養創新人才的關鍵環節。考核過程中要重視對學生科研能力的考核。對學生科研成果的肯定能激發學生的成就感和榮譽感，進而保護學生的科研創新興趣。朱穎心教授在建筑環境學課程考核中要求學生必須完成三個大作業：實驗調研、觀點論述和文獻綜述[2]。這對清華大學的學生來說，也許有能力和條件去完成三個大作業，但對于西安工程大學學生來說難度較大，容易使學生產生“應付”的心理，達不到預想的效果。

因此，應針對不同學校生源的實際情況，采取多樣性的建筑環境學課程考核方式。如課程學習成果可以是專利說明書、科研論文、實驗報告或調研報告等，要求學生提交的科研作品要有獨創性和完整性。成果內容不局限于建筑環境學課程內容，也可以涉及建環專業其他方向的問題。為了激發和引導學生的創新思維，可提供一些研究選題供學生參考。

專利類：

如果你家沒有采暖或空調，你打算怎么利用自然能源來改善整個建筑環境？

如果你覺得很冷或很熱，你會用什么方式改善個人局部冷熱問題？

現有的采暖、空調、通風裝置有什么問題？怎么解決這個問題？

在大型商場或地下車庫，能不能利用天然采光？

在建筑中，如何增加煙囪的抽吸作用實現自然通風？

怎么降低交通噪聲？

霧霾天氣，如何通風？

論文類：

在你經歷的建筑熱、濕、聲、光環境中，你發現存在什么問題？打算用什么方法解釋和解決這個問題？

在人員密集或稀少的建筑環境中，室內空氣品質是否一樣？如何證明和改進？

長途大巴內部的空氣品質有什么問題？如何驗證和解決？

夏季廚房的熱環境有什么問題？如何解決？

實驗類：

與熱感覺、熱舒適有關的實驗；

與氣流組織有關的實驗；

與噪聲有關的實驗；

與光有關的實驗；

與空氣品質有關的實驗。

調研類：

辦公樓、民居或工廠的建筑能耗；

冬夏季學生對宿舍或教室環境（熱、濕、聲、光、空氣品質）的滿意度；

新裝修房子的空氣品質；

實木家具和合成板材家具對空氣品質的影響；

PM2.5對人體生理和心理的影響；

空曠廣場或林園熱環境調研；

宿舍安裝蒸發冷卻裝置前后的熱環境和人體熱感覺差異。

五、加大導師制的推行力度

西安工程大學在大三和大四學生中實施導師制，學生和導師可以互選。導師負責指導學生的學習問題、科技競賽問題、考研問題、就業問題，甚至心理問題。該制度為本科生提供了良好的成長環境。然而，在實踐中很多學生卻沒有充分利用這個機會，導師制沒有發揮預期的效果。

基于以上情況，學校將建筑環境學課程側重科研能力的考核方法與導師制結合起來，一是建筑環境學課程考核作業，學生可以自選，也可以選擇導師提供的課題，增進了學生與導師之間的交流聯系；二是學生有疑難問題可以求助任課教師，也可以求助導師，充分體現導師制的作用；三是對學生的科研成果，任課教師可以此給出課程成績，導師則提出進一步修改提高乃至公開發表的意見，給予學生切實的幫助和指導，有利于培育學生的創新能力。

六、 結語

建筑環境學課程是一門適合培養學生創新能力的課程。啟發式課堂教學能激發學生主動創新的熱情，側重科研能力的考核方式能鼓勵和引導學生大膽探索創新，開放式實驗平臺的建設是培育學生創新能力的基本條件，這些措施在培養學生創新能力方面起著積極的作用。然而，這些措施實施起來還有許多問題，比如學生人數多、入門難、問題多，教師輔導時間太長、工作壓力大等等。這些問題需要在今后的課程教學實踐中不斷探索，尋求更好的解決辦法，使學生的創新能力能真正得到培育和提高。

參考文獻：

[1] 朱穎心.建筑環境學[M].4版.北京：中國建筑工業出版社，2016.

[2] 朱穎心.建筑環境學課程建設與教學方法[J].高等建筑教育，2003，12（3）：26-29.

[3] 簡毅文，李俊梅，全貞花，潘嵩.建筑環境學課程教學方式的思考[J].教育教學論壇，2016（35）：160-161.

[4] 白雪蓮，康侍民.基于課程性質和特點的建筑環境學課程教學探索[J].高等建筑教育，2014，23（6）：82-85.

[5] 伍培，鄭潔.對“建筑環境學”課程建設的思考[J].重慶科技學院學報：社會科學版，2007（6）：173-174.

[6] 王玨.探究式教學法在“建筑環境學”教學中的構建與應用[J].土木建筑教育改革理論與實踐，2010（12）：354-357.

[7] 蔡偉，谷偉，郭秀娟.以建筑節能為導向的建筑環境學課程教學改革探索[J].大學教育，2014（6）：104-105.

[8] 楊晚生，梅勝，張吉光，夏蓓婭，郭晶.“建筑環境學”實驗教學平臺的設置與思考[J].廣東工業大學學報：社會科學版，2006（6）：118-120.