案例法在建筑物理課程教學中的應用與實踐

強明禮　周雪冰　蘇艷煒　梁艷君　袁哲

從高等院校建筑物理課程教學工作的現狀來看，教師雖然能在現有的教學資源和教學環境中對新課改教學方案以及教育現代化應用理念做有效的思考和應用，但是從木材科學與工程專業的專業內涵來分析，教師為學生提供的教學素材、教學內容和教學方案不一定能完全滿足學生的能力培養需求。主要存在的問題有以下兩個方面：第一是從職業定位的角度對學生進行建筑物理知識的教學和引導，幫助學生制定未來職業規劃和職業發展的方向;第二是從人才培養的角度，嘗試可行的教學方法，對學生進行建筑物理知識的教學和引導，促進知識輸入、轉化和教學內容的理解。基于上述兩個問題，為了在建筑物理課程教學中，最大程度地實現知識素質向能力素質的轉化，通過案例教學方法的應用，結合教學內容的模塊架構，分析知識點，探討和應用具體的教學策略與教學方法。以改進教學效果，促進主動學習，明確發展目標，樹立發展方向。

一、人才培養視角下建筑物理課程的知識模塊架構特點

建筑物理是木結構建筑學的重要組成部分，體現著建筑學科的技術科學屬性。廣義上是研究建筑物理環境對人體的影響，狹義上是研究環境中的熱、光、聲等物理現象以及這些物理現象與建筑相互作用的一門課程。課程內涵和外延較廣泛，屬交叉性學科。

（一）熱工學模塊的主要內容與架構特點

在“熱工學”知識模塊中，主要涵蓋的內容有以下幾點：一是熱工學的基礎知識：二是熱工學的原理與計算方法;三是保溫與節能技術：四是建筑結構的傳濕和防潮原理：五是太陽能利用。基于上述五5個方面的知識內容，構成了建筑物理課程中的“熱工學”的知識模塊。目的在于傳遞基礎理論，有效的利用和防護室內外熱濕作用，合理的解決建筑的保溫、隔熱、防潮、節能等問題，以創造良好的室內熱環境，并提高圍護結構的耐久性。這個模塊具有“基礎理論嵌入一原理及方法理解一策略及技術應用”的架構特點。

針對熱工模塊內容.教師需對課堂教學方案展開設計和研究，以此來構建符合學生學習思維與學習模式的教學策略和教學手段。明確學生的學習目標，提升學生學習的興趣。在這個課程模塊中，教師可從知識輸入的視角，通過對“熱工學”知識模塊的分析與研究，擬定符合知識傳遞的教學方法。首先，教師需要結合基礎知識內容對學生進行系統的理論知識教學和引導，以樹立學生正確的學習思維和學習方法，為后續的“熱工學”知識實踐應用能力發展提供保障，奠定基礎。其次，教師需要在“熱工學”知識模塊中探索與現實生活、行業發展相關聯的內容，同時要提出現階段行業領域中的重要應用技術和重難點問題。

（二）光學模塊的主要內容與架構特點

在“光學”知識模塊中，涵蓋的內容主要有以下方面：一是建筑光學的基本知識;二是天然采光和人工照明：三是采光設計和計算方法。上述三個方面的內容，構成了建筑物理課程教學體系中的“光學”知識模塊。目的在于了解人體的視覺生理特征，掌握采光方法和設計策略，能提出較優的采光方案，創造優良的室內光環境，節約資源，保護環境。與“熱工學”模塊相比，這個模塊具有較直觀的生活體驗，具有“現象感知到基礎理論嵌入，現象分析到原理及方法理解，再上升到光環境解決策略及技術應用”的架構特點。

針對光學模塊內容，教師可結合模塊架構特點，開展由現象到原理，由原理到方法的思考和方法研究，設計符合“光學”知識模塊教學需求的應用方法和策略.為學生主動學習“光學”知識模塊提供有效的支撐和保障。在這個課程模塊中，可通過對“光學”現象的引入，突出建筑與光學之間的關系。隨之，提出原理與方法理論，對不同知識點內的小節做理論分析，并輔助于實驗驗證，強化對理論知識的理解和對實踐應用的理解。協助學生構建“光學”知識的思維和素養，樹立專業學習中的“理論實踐一體化”的務實態度。

（三）聲學模塊的主要內容與架構特點

在“聲學”知識模塊中，涵蓋的內容主要有：一是建筑聲學的基本知識：二是室內聲學的原理：三是材料和結構的聲學特征：四是室內聲場的設計方法與應用：第五是防噪與降噪：六是聲學模擬和測試方法。上述六個方面的內容，構成了建筑物理課程教學體系中的“聲學”知識模塊。目的在于認識和解決建筑環境中的“聽音”問題和“噪聲”問題，與前述兩個知識模塊相比，建筑環境中的聲音問題的需求更大。由于建筑聲學研究尚存在盲點，這也導致了聲學現象理解的復雜性和抽象性。建筑聲學模塊的知識架構具有“由現象到本質，由本質到科學，再由科學到技術和藝術”的架構特點。

針對聲學模塊的內容，教師可結合模塊特點，由現象到科學，由科學到技術和藝術的課堂教學設計，通過現象引入科學的分析方法和原理，再提出技術策略解決科學發現，并拓展到聲環境藝術效果的營造，激發求知的興趣，探究的渴望。具體來說，可結合建筑工程以及相關物理知識內容對學生進行“聲學”基礎知識的分析與講解，以此讓學生了解到“看得見的建筑和看不見的聲音”之間存在什么關聯。同時，教師可以為學生提供合理的案例素材，利用分析案例素材的方法對學生進行專業知識的講解和教學。這樣，學生對于“聲學”知識在建筑物理課程中的重要地位會做出一定的認知和了解，且能夠在未來的學習中對這一知識模塊做好思想準備。

二、案例教學法應用視角下建筑物理課程內容教學策略

（一）熱工學模塊的教學策略

教師在對學生進行“熱工學”知識內容教學的時候.需要通過循序漸進的教學方法為學生提供深度培養和引導，以此構建符合學生學習思維和學習方法的教學策略與教學應用手段。

例如：教師在開展“熱工學”知識教學的初始階段，可以實用性知識內容的講解和分析為鋪墊，進而通過“熱工學”基礎知識內容對學生做有效的案例引導，以此讓學生了解熱“熱工學”的基礎知識。比如，教師在對學生進行“室內熱濕環境”這一節課教學的時候，可以通過“玻璃幕墻建筑結構中的室內熱濕環境”這一主題開展教學.讓學生掌握為什么在玻璃幕墻建筑工程開展中需要嚴格的控制室內的熱濕狀況。在此，教師盡量淡化“在玻璃幕墻建筑工程中如何有效地控制室內熱濕環境”，因為這一內容屬于實踐應用型內容，與基礎知識中的理解架構基礎存在有一定的差異性.且難度相對更大，學生在早期接觸該課程的時候，很難做到對理論知識和實踐應用內容的不同理解。又如，教師在對學生進行“建筑保溫與節能——保溫材料與構造”這一知識點教學的時候，需要通過案例佐證的方法，讓學生了解合理的保溫材料應用案例和不恰當的保溫材料應用對于建筑后期應用造成的各類影響。在此，教師可以結合有關于“熱工學”的相關案例對學生進行知識講解和分析。比如，可以涉及的內容有：結合我國廣東廣州的“美人腰”廣州塔對學生進行熱工學知識的分析與講解，以此讓學生了解在熱工學的應用基礎上，技術工人如何實現對廣州塔這一超高建筑物的機電安裝工作設計和開展。通過該方法能夠有效地應用案例對學生進行知識的分析與佐證，且能夠提升學生的學習興趣。