民族院校基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的建筑物理課程教學(xué)探索

邵 麗 麗

(貴州民族大學(xué)建筑工程學(xué)院,貴州 貴陽 550025)

建筑物理課程是建筑學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，是物理學(xué)在建筑設(shè)計中的具體應(yīng)用，具有交叉學(xué)科屬性且應(yīng)用性強(qiáng)，是一門重要但又難掌握的課程。然而，地方民族院校高等教育相對落后，面對資金有限，師資力量不足，學(xué)生入學(xué)基礎(chǔ)薄弱等一系列問題，如何迎難而上，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，對基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的地方民族院校是一項極大的挑戰(zhàn)。需要根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)生特點和教學(xué)面臨的問題，制定適合地方民族院校的建筑物理課程教學(xué)方案。

1 地方民族院校建筑學(xué)專業(yè)特點

1.1 我校建筑學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)目前我國高等教育的發(fā)展情況，以我校貴州民族大學(xué)建筑工程學(xué)院為例。我院結(jié)合學(xué)校多學(xué)科相互支撐和協(xié)調(diào)發(fā)展的優(yōu)勢，對建筑學(xué)專業(yè)定位為：本專業(yè)立足貴州，面向西南，服務(wù)于地方社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)，培養(yǎng)基礎(chǔ)較扎實、具有良好的建筑師理論素養(yǎng)、建筑學(xué)專業(yè)技能強(qiáng)，德、智、體、美全面發(fā)展，具有人文精神、科學(xué)精神和民族團(tuán)結(jié)精神，本領(lǐng)過硬的、能夠服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的高層次應(yīng)用型人才[1]。因此，要求專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)方式需要圍繞“應(yīng)用型高級人才”的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行研究和探索。

1.2 我校建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生特點

自我校建筑學(xué)專業(yè)2004年開始招生以來，據(jù)統(tǒng)計，學(xué)生生源80%來自貴州本省，其中70%來自偏遠(yuǎn)農(nóng)村。受限于生長環(huán)境，學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)相對薄弱，思維欠活躍。截至目前，已畢業(yè)的學(xué)生中有60%以上在貴州省內(nèi)從事設(shè)計工作。

建筑學(xué)學(xué)生從入學(xué)開始進(jìn)行“藝術(shù)”培養(yǎng)，如形體表達(dá)、空間構(gòu)成和流線組織等，到了三年級才開始“技術(shù)”方面的知識引導(dǎo)和滲入。因此，建筑學(xué)學(xué)生普遍存在圖形化語言思維能力強(qiáng)，動手能力強(qiáng)，而理科思維較弱的特點。針對以上學(xué)生入校的特點、出校的就業(yè)去向和在校時學(xué)院培養(yǎng)模式，任課教師必須在充分了解的基礎(chǔ)上，圍繞“應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)”，根據(jù)學(xué)生的特點選擇適合的教學(xué)內(nèi)容。

2 建筑物理課程教學(xué)中面臨的問題

2.1 課程特點

建筑物理是建筑學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，包括建筑保溫與防潮、隔熱與通風(fēng)、日照與遮陽、自然采光與人工照明、吸聲與隔聲、噪聲控制與音質(zhì)設(shè)計等方面的基本原理和方法[2]。其教學(xué)的核心思想是幫助學(xué)生們認(rèn)識到建筑物理環(huán)境對建筑使用者身心舒適性影響的重要程度，并提倡在綠色節(jié)能的前提下利用建筑設(shè)計、城市規(guī)劃原理以及相關(guān)技術(shù)策略等手段最大限度地提高建筑內(nèi)外環(huán)境的舒適度[3]。建筑物理分為課堂理論教學(xué)和實驗室實踐教學(xué)，它是建筑學(xué)專業(yè)唯一一門含有實驗的專業(yè)課程。課堂內(nèi)容涉及建筑的熱工學(xué)、光學(xué)和聲學(xué)，兼有科學(xué)性和應(yīng)用性，是一門綜合性很強(qiáng)的課程。此外，建筑物理也是我國注冊建筑師資格考試中必考的科目，是社會對應(yīng)用型人才教學(xué)效果的衡量。

2.2 目前教學(xué)中存在的問題

目前，建筑物理的教學(xué)仍以傳統(tǒng)理論教學(xué)的模式為主，這種模式不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。我校分配給建筑物理的課時為48學(xué)時，其中理論部分32學(xué)時，實踐學(xué)時8學(xué)時。建筑物理是綠色建筑的理論設(shè)計基礎(chǔ)，隨著綠色建筑的發(fā)展，目前的課程體系無法滿足建筑學(xué)的要求。滯后的教材加上學(xué)生無法掌握新綠色建筑知識，一定程度上影響了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

地方民族院校師資力量不足，學(xué)生入學(xué)時基礎(chǔ)薄弱。為了在有限的課時里將重要的知識點都講解到，課堂理論教學(xué)采用“教師講，學(xué)生聽”的單向教學(xué)方式，師生之間的互動教學(xué)較少。這種授課方式，重點講述理論基礎(chǔ)和概念，內(nèi)容相對枯燥，不利于調(diào)動學(xué)生的積極性。加之，這門課的學(xué)習(xí)方式與學(xué)生擅長的圖形思維模式不同，導(dǎo)致學(xué)生主動性較差。此外，建筑物理課程實踐部分，需要實驗設(shè)備才能開展，而建設(shè)實驗室需要大量的資金，地方民族院校自身經(jīng)費有限，實驗設(shè)備嚴(yán)重不足，實驗課程開展困難，致使學(xué)生理論與實踐結(jié)合較少，因此很難達(dá)到“高層次應(yīng)用型人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。

就課程考核方式而言，建筑物理僅采用筆試的方式，較為單一。這種方式通過考核學(xué)生對原理和公式的理解記憶程度來衡量學(xué)生掌握知識的程度，對應(yīng)用型培養(yǎng)存在兩方面問題：一方面，考試結(jié)束后學(xué)生很快就會忘記這些知識；另一方面，即使考試成績優(yōu)良的學(xué)生在建筑設(shè)計的實踐過程中，仍不知道如何將建筑物理知識與建筑設(shè)計進(jìn)行結(jié)合；遇到物理環(huán)境和技術(shù)方面的問題時，也不知道如何運用建筑物理知識去解決問題。

課時較少、授課方式單一、實驗課程難開展以及課程評定方式傳統(tǒng)等條件難以培養(yǎng)和考察學(xué)生實踐和解決問題的能力，這些約束了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

3 建筑物理課程理論部分教學(xué)

建筑物理的教學(xué)內(nèi)容涉及數(shù)理公式，對數(shù)理薄弱的建筑學(xué)學(xué)生而言缺乏興趣，加之先入為主的藝術(shù)思維的培養(yǎng)模式產(chǎn)生的固化效應(yīng)，學(xué)生出現(xiàn)本能的排斥感，普遍出現(xiàn)“重藝術(shù)、輕技術(shù)”的現(xiàn)象，造成“技術(shù)對建筑設(shè)計不重要，技術(shù)課程太難”的意識。如何提高學(xué)生對本門課程的重視程度，如何讓學(xué)生深入淺出的理解這個物理原理并在建筑中加以應(yīng)用，是目前建筑物理課程的重點和難點。

3.1 重視緒論課

良好的開始等于成功的一半，緒論課的教學(xué)效果關(guān)系到學(xué)生對課程的認(rèn)知，影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。一般情況下，建筑學(xué)學(xué)生看到建筑物理課程名稱時，會產(chǎn)生恐慌心理和抵觸情緒，因此緒論課的內(nèi)容安排就變得非常重要。希望通過緒論課的教學(xué)，能夠讓學(xué)生初步了解建筑物理，突出建筑物理課程的重要性，建立物理學(xué)科與建筑學(xué)之間的關(guān)系，消除學(xué)生對該門課程的誤解，引導(dǎo)學(xué)生建立新的思維方法和觀念，順利進(jìn)入新的學(xué)習(xí)階段。

3.2 引入案例課程

我校建筑學(xué)專業(yè)使用的建筑物理教材是柳孝圖主編的《建筑物理》(第三版)，該教材內(nèi)容包括建筑熱、聲和光學(xué)三大部分基本原理的講述和應(yīng)用。但是應(yīng)用部分偏少，且熱光聲三個部分的應(yīng)用比較獨立，并沒有在一個建筑案例中全部展現(xiàn)，因此學(xué)生很難將物理原理理解并應(yīng)用到建筑設(shè)計中。

針對建筑物理原理與建筑設(shè)計結(jié)合較差的問題，可采用案例教學(xué)的方法，幫助學(xué)生們更好地理解物理學(xué)，引導(dǎo)他們學(xué)會思考生活中的物理現(xiàn)象，然后慢慢將這些物理原理滲透到建筑設(shè)計中。利用建筑設(shè)計案例作為橋梁，幫助學(xué)生們直觀感受建筑物理在建筑設(shè)計中的應(yīng)用，然而這些案例教材中并沒有，需要任課教師投入大量的精力去尋找典型的案例植入教學(xué)過程中。

3.3 利用數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行探索性設(shè)計教學(xué)

篩選適合本科生的可視化數(shù)值模擬軟件，如生態(tài)大師“ECTOECT”軟件、日照模擬軟件等等，采用軟件模擬不同的外界條件對建筑周邊及內(nèi)部的熱環(huán)境、光環(huán)境和聲環(huán)境的影響。通過軟件將復(fù)雜的計算轉(zhuǎn)化為應(yīng)用，讓學(xué)生通過計算建模的方法加深理解和記憶，為后續(xù)基于BIM的綠色建筑設(shè)計課程做好支撐。

3.4 基于地域特色的建筑物理課程探索

地方少數(shù)民族高校位于少數(shù)民族區(qū)域，周邊有很多少數(shù)民族建筑和聚集區(qū)，很多學(xué)生也來自這里。在教學(xué)中可以以當(dāng)?shù)孛窬訛槔寣W(xué)生從自己居住或者熟悉的建筑入手，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)亟ㄖ问脚c當(dāng)?shù)貧夂蚝妥匀画h(huán)境之間的關(guān)系，應(yīng)用建筑物理的知識提取傳統(tǒng)村落及傳統(tǒng)民居中的綠色建筑設(shè)計元素和技術(shù)，這不僅加強(qiáng)了建筑物理原理與建筑設(shè)計中間的聯(lián)系，而且對學(xué)生日后的工作非常有幫助，可以將所學(xué)到的適宜性的設(shè)計元素和技術(shù)應(yīng)用到家鄉(xiāng)的建設(shè)中。

4 建筑物理課程實驗部分教學(xué)

實驗是建筑物理課程的重要教學(xué)部分，“應(yīng)用型”人才的培養(yǎng)需要以實驗為基石，培養(yǎng)和提高學(xué)生的動手能力和解決實際問題的能力。

4.1 嘗試低成本實驗和增加演示內(nèi)容

低成本物理實驗是國際物理教學(xué)倡導(dǎo)的一種物理教學(xué)工作行為，其宗旨是：一方面，通過利用生活中的廉價材料開展物理實驗教學(xué)，解決或緩解實驗器材短缺的問題；另一方面，利用身邊的材料做實驗，提高學(xué)生興趣、動手能力和實踐能力[4]。面對民族院校實驗經(jīng)費不足，建筑物理教學(xué)實驗的設(shè)備昂貴，設(shè)備不齊全和閑置率較高等問題，可以采用演示的方法，提高實驗的教學(xué)效果；也可以在滿足實驗?zāi)康牡那疤嵯拢膭顚W(xué)生利用周邊的材料及學(xué)校現(xiàn)有器材設(shè)計實驗。

4.2 增加感受性的實驗

如前文所述學(xué)生通過建筑物理的學(xué)習(xí)，能夠認(rèn)識到建筑物理環(huán)境對建筑使用者身心舒適性影響的重要程度。學(xué)生設(shè)計的角度不局限從美觀、功能性考慮，還可以從舒適度的角度考慮。感受性實驗的過程可以幫助學(xué)生們加深“舒適度”的感受。如對實驗課程進(jìn)行改進(jìn)，讓學(xué)生們在不同時段不同方位的教室中，感受氣象因子太陽輻射、風(fēng)、溫度等對室內(nèi)使用者的影響。這樣的感受性實驗可以讓學(xué)生建立健康建筑的理念，這對學(xué)生步入職場后的建筑方案設(shè)計方向會有直接的影響。

5 結(jié)語

建筑物理課程是一門綜合性和應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，應(yīng)用型民族高校需要結(jié)合實際，揚(yáng)長避短，在教學(xué)的過程中時刻以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為方向，以終為始進(jìn)行系統(tǒng)的教學(xué)探索，發(fā)揮建筑學(xué)學(xué)生圖形化思維的優(yōu)勢，加強(qiáng)建筑物理與建筑設(shè)計的融合度，引導(dǎo)學(xué)生有意識的在建筑設(shè)計中運用建筑物理知識，增強(qiáng)學(xué)生解決實際問題的能力，提高學(xué)生的知識應(yīng)用能力，以便學(xué)生畢業(yè)后能更好的服務(wù)地方、服務(wù)社會。