建筑光環(huán)境課程教學(xué)體系的更新與思考

李 卓, 張彧輝

（鄭州大學(xué) 建筑學(xué)院，鄭州 450001）

建筑光環(huán)境是全國高校建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是建筑學(xué)教育體系中唯一一門涉及光環(huán)境的技術(shù)類課程[1]。該課程通過建筑光學(xué)基礎(chǔ)理論的講授并結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握天然采光和人工照明的方法和技術(shù)，在培養(yǎng)專業(yè)技能的同時(shí)彌補(bǔ)建筑學(xué)學(xué)生偏感性知識體系中對于理性思考的不足[2]，因此，該課程是建筑學(xué)整體教學(xué)結(jié)構(gòu)的核心環(huán)節(jié)。

1 建筑光環(huán)境課程存在的問題

通過與其他重點(diǎn)建筑院校交流和建筑學(xué)本科教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，建筑光環(huán)境課程存在如下問題。

1.1 陳舊晦澀的教學(xué)資料與實(shí)際脫節(jié)

首先，由于建筑光環(huán)境的課程內(nèi)容陳舊，教材中缺少反映現(xiàn)代照明技術(shù)與藝術(shù)的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法[1]。學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，把主要精力花費(fèi)在建筑本體上而忽略了“光是最生動(dòng)的設(shè)計(jì)語匯”這一設(shè)計(jì)基本理念，同時(shí)也不注重營造舒適光環(huán)境對人本身的影響；其次，教材內(nèi)容過于理論化和公式化，概念闡釋晦澀生硬[1]，與以圖像思維為主的建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生的思維特點(diǎn)不符，因此，相當(dāng)一部分學(xué)生對該課程存在畏難情緒甚至排斥心理，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。

1.2 理論教學(xué)與建筑設(shè)計(jì)教學(xué)脫節(jié)

1）貫穿五年教學(xué)全過程的建筑設(shè)計(jì)是建筑學(xué)專業(yè)的主干課，以設(shè)計(jì)課為核心的教學(xué)模式過分強(qiáng)調(diào)空間與形式，建筑技術(shù)方面往往被忽略。建筑光環(huán)境在第五學(xué)期開設(shè)，此時(shí)學(xué)生的思維模式和設(shè)計(jì)習(xí)慣已基本定型，大部分不能適應(yīng)技術(shù)理念與空間思維結(jié)合的建筑設(shè)計(jì)方法。沒有從低年級開始循序漸進(jìn)安排課程，僅靠三年級設(shè)置的光環(huán)境課程來完成與建筑設(shè)計(jì)之間的整合難度很大。

2）建筑光環(huán)境自身較為理論化的課程特點(diǎn)本來便與建筑設(shè)計(jì)結(jié)合不緊密，而教師理論講授、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)形式又不夠靈活，無法將理論知識與設(shè)計(jì)方案融合并同步推進(jìn)，導(dǎo)致理論教學(xué)與設(shè)計(jì)實(shí)踐脫節(jié)。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教學(xué)需求脫節(jié)

建筑光學(xué)實(shí)驗(yàn)是建筑學(xué)課程體系的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、加強(qiáng)學(xué)生的直觀感受、啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維有重要作用。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前中國大部分建筑類院校的光學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后，隨著大量新型光源、檢測技術(shù)、模擬技術(shù)的出現(xiàn)，現(xiàn)有設(shè)備已明顯不能滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置缺乏實(shí)踐性，難以對建筑專業(yè)設(shè)計(jì)課程提供直接的輔助與支撐，學(xué)生無法將所學(xué)實(shí)驗(yàn)知識與設(shè)計(jì)實(shí)踐進(jìn)行有效聯(lián)系，只是按部就班地使用簡單設(shè)備開展程式化測試，嚴(yán)重影響了對學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。此外，既有光學(xué)實(shí)驗(yàn)主要是基于照度值、均勻度等功能性指標(biāo)的檢測和計(jì)算，學(xué)生沒有機(jī)會(huì)通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來分析不同光照條件對建筑空間品質(zhì)的影響。

2 課程體系的更新策略

作為建筑學(xué)的重要基礎(chǔ)課程，建筑光環(huán)境目前在教學(xué)資料、理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面存在亟待解決的關(guān)鍵問題，與建筑設(shè)計(jì)課程脫節(jié)嚴(yán)重，實(shí)際教學(xué)效果不佳。因此，基于長期教學(xué)實(shí)踐，通過課程體系優(yōu)化和教學(xué)內(nèi)容更新，提出一套具有可操作性和推廣價(jià)值的創(chuàng)新教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)提升課程質(zhì)量、提高培養(yǎng)效果的目標(biāo)。

2.1 拓展教學(xué)資源，改善教學(xué)效果

1）借鑒國際上相關(guān)專著、優(yōu)秀教材和設(shè)計(jì)手冊的內(nèi)容編排，在介紹基本理論的基礎(chǔ)上增加建筑光環(huán)境設(shè)計(jì)與應(yīng)用內(nèi)容，提高學(xué)生對光的藝術(shù)認(rèn)知和學(xué)習(xí)興趣。

2）利用互聯(lián)網(wǎng)拓展教學(xué)資源，配合教學(xué)微信公眾號、往屆優(yōu)秀學(xué)生作業(yè)、教研組團(tuán)隊(duì)的科研與實(shí)踐成果、課上問題答疑匯總等手段，彌補(bǔ)教材內(nèi)容相對滯后的缺陷。

3）突破傳統(tǒng)教學(xué)中物理定律的理論描述，進(jìn)行圖式化演示，并提取與生活息息相關(guān)的內(nèi)容展開設(shè)計(jì)訓(xùn)練，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.2 改革理論教學(xué)模式，與建筑設(shè)計(jì)一體化

從低年級階段著手引入[3]，使課程在建筑學(xué)專業(yè)本科教學(xué)階段具備連續(xù)性，在學(xué)生的“白紙階段”進(jìn)行光學(xué)啟蒙教育，并將建筑物理光學(xué)課程的影響范圍擴(kuò)大到建筑學(xué)專業(yè)本科的不同階段，在低中高不同年級進(jìn)行不同深度、不同方向的引導(dǎo)應(yīng)用，使學(xué)生主動(dòng)關(guān)聯(lián)所學(xué)內(nèi)容至設(shè)計(jì)過程，將光作為一種可量化的設(shè)計(jì)語言。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)光對建筑空間形態(tài)的藝術(shù)塑造作用，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)觀察各種光照場景，關(guān)注視覺功效和光環(huán)境的心理作用，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，一方面彌補(bǔ)建筑學(xué)專業(yè)本科教育技術(shù)性缺失的短板，扭轉(zhuǎn)學(xué)生在以往建筑學(xué)專業(yè)教育過程中產(chǎn)生的“輕技術(shù)”心理，另一方面將建筑光環(huán)境系統(tǒng)化理論教學(xué)與建筑設(shè)計(jì)課程有機(jī)融合。

2.3 搭建創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

1）加強(qiáng)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，改善實(shí)驗(yàn)設(shè)施條件，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)學(xué)習(xí)光、顏色和視覺環(huán)境的基礎(chǔ)知識和基本規(guī)律[4]。

2）搭建光與照明演示與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。學(xué)生不僅可以直觀了解和認(rèn)識各種燈具及照明方式的功能特點(diǎn)，還可觀察、體驗(yàn)光與照明對空間形態(tài)的藝術(shù)塑造和表現(xiàn)形式，使學(xué)生在建筑光環(huán)境的設(shè)計(jì)和空間營造中受到啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)技能，提高專業(yè)素養(yǎng)[4]。

3）開展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。如，學(xué)生在課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中需解決采光和照明設(shè)計(jì)問題，可開展針對性的實(shí)驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生采用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和分析的手段來提高設(shè)計(jì)方案的合理性[1]。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對感興趣的采光與照明問題開展實(shí)驗(yàn)研究和探索，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。

3 課程體系的更新實(shí)施方法

對建筑光環(huán)境課程體系的調(diào)整可分為兩個(gè)階段：第一階段為研究階段，建立較為完整全面的課程教學(xué)體系；第二階段為實(shí)踐階段，在理論授課、設(shè)計(jì)引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行實(shí)踐，根據(jù)實(shí)踐效果優(yōu)化教學(xué)體系。

3.1 研究階段

采用學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、搜集文獻(xiàn)資料、總結(jié)前期成果、定期討論交流等方法。首先，深入解讀《全國高等學(xué)校建筑學(xué)專業(yè)本科(五年制)教育評估標(biāo)準(zhǔn)》《建筑學(xué)專業(yè)本科教育五年制培養(yǎng)方案》等文件，了解建筑學(xué)專業(yè)教學(xué)的整體目標(biāo)和框架；其次，對全國范圍內(nèi)建筑學(xué)專業(yè)重點(diǎn)院校的建筑光環(huán)境課程設(shè)置及體系進(jìn)行研究與學(xué)習(xí)；第三，總結(jié)前期教學(xué)成果，建立符合專業(yè)需求和時(shí)代背景的建筑光環(huán)境教學(xué)體系，并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

3.2 實(shí)踐階段

低年級（1～4學(xué)期）。在保持原有建筑學(xué)教學(xué)框架的前提下，設(shè)置一系列與低年級教學(xué)相結(jié)合的建筑光環(huán)境課程，拆分原有的建筑光環(huán)境課程，其中一部分放在低年級，主要形式為抽出學(xué)生可理解的原理、方法，以先修課的形式策劃建筑物理光環(huán)境初步課程。從建筑初步的先例分析環(huán)節(jié)入手，在設(shè)計(jì)過程中引導(dǎo)學(xué)生從建筑光環(huán)境的角度思考空間。與一年級建造節(jié)的“建造”活動(dòng)結(jié)合，在形態(tài)設(shè)計(jì)和表皮肌理階段，將采光與照明設(shè)計(jì)納入建造過程。開展系列專題講座，開設(shè)光環(huán)境方向的啟蒙設(shè)計(jì)課。

中高年級（5～6學(xué)期）。設(shè)置系統(tǒng)理論介紹課程，利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，生動(dòng)直觀地系統(tǒng)講授建筑光環(huán)境的理論與設(shè)計(jì)內(nèi)容。除介紹光、顏色與視覺環(huán)境的基礎(chǔ)知識，在天然采光和人工照明章節(jié)重點(diǎn)增補(bǔ)有關(guān)光環(huán)境設(shè)計(jì)的實(shí)際案例，使學(xué)生容易理解所學(xué)的內(nèi)容。為提高教學(xué)質(zhì)量，在深入反思傳統(tǒng)“理論+實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式的弊端后，提出“理論+實(shí)驗(yàn)+模擬”教學(xué)模式[5]，在內(nèi)容上增加“計(jì)算機(jī)輔助模擬”以提高學(xué)生的模擬分析與設(shè)計(jì)能力，并拓展采光模型的種類以滿足多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求。專業(yè)的天然光模擬軟件Ecotect、Radiance和照明計(jì)算軟件A G I 3 2、DIALux 等都可幫助學(xué)生模擬真實(shí)的采光和照明效果，快速獲得多方案量化對比計(jì)算數(shù)據(jù)和效果圖，為方便理解模擬和真實(shí)場景的物理關(guān)聯(lián)，增加實(shí)驗(yàn)和測試的教學(xué)內(nèi)容，并保證授課期間實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生全面開放。

高年級（7～8學(xué)期）。與建筑學(xué)本科階段綠色建筑設(shè)計(jì)等技術(shù)類課程相結(jié)合，通過低年級技術(shù)策略的影響、中高年級基礎(chǔ)理論的系統(tǒng)學(xué)習(xí)、建筑模擬軟件的定量化分析手段及主動(dòng)式光學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究，提升綠色建筑設(shè)計(jì)課程的教學(xué)效果。

畢業(yè)設(shè)計(jì)（9～10學(xué)期）。建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本科階段所學(xué)知識和設(shè)計(jì)技能解決實(shí)際問題的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)有不同的專題供學(xué)生選擇，每個(gè)專題由不同的教師來負(fù)責(zé)，擬增加以光環(huán)境為主題的畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)中突出整個(gè)過程的實(shí)驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)部分，豐富學(xué)生的知識構(gòu)成，開拓學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)思路，增強(qiáng)學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)技能。

4 結(jié)論

通過以上對建筑光環(huán)境課程教學(xué)體系的探索，提出針對不同教學(xué)階段的建筑光環(huán)境與建筑設(shè)計(jì)一體化理論教學(xué)模式，并根據(jù)理論教學(xué)需求搭建光環(huán)境創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提出與之相匹配的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，形成“教學(xué)資源—學(xué)生特點(diǎn)—理論講授—實(shí)驗(yàn)教學(xué)”的全流程創(chuàng)新教學(xué)體系，從而實(shí)現(xiàn)建筑光環(huán)境與各年級建筑設(shè)計(jì)課程的有機(jī)關(guān)聯(lián)，使學(xué)生具備通過建筑光學(xué)解決建筑設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的能力，實(shí)現(xiàn)由被動(dòng)式接受向主動(dòng)性創(chuàng)新的轉(zhuǎn)變，構(gòu)建學(xué)生“感性創(chuàng)造+理性分析”的完整思維體系，全面提升建筑學(xué)專業(yè)的教學(xué)效果。