[摘 要]文章探索了在建筑環境學課程中融入思政元素的方法。在人體熱反應機理課堂中,運用“溫水煮青蛙”實驗和熱舒適問卷評價,激發學生的創新思維和研究興趣;通過分析防疫工作服的熱舒適例題,培養學生吃苦耐勞的意識與職業精神;在課后思考題中,引入我國“雙碳”目標與低碳節能概念,以培養學生勤儉節約的習慣。通過采用二維碼問卷和現場結果分析等方法,提高學生的課堂參與度和創新研究興趣,從而增強專業能力和思政素質。此外,探索了建筑環境學課程思政教育不同階段成效的評價方法,為建筑環境學課程思政提供參考。
[關鍵詞]課程思政;建筑環境學課程;熱舒適;節能
[中圖分類號]G41 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3437(2024)21-0088-05
建筑環境學課程是一門跨學科課程,涉及熱學、物理學、心理學等領域,旨在探究建筑與環境之間的和諧發展路徑,以創造一個健康、舒適、高效的建筑環境[1]。在當今日益凸顯的能源與環境問題背景下,培育具備高度環保意識的高素質人才已成為高等教育的重要目標之一。習近平總書記強調,要把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人,努力開創我國高等教育事業發展新局面[2]。因此,將思想政治教育有機融入課堂,是當前建筑環境學課程教學的重要任務之一。
近年來,許多教育研究者致力于探索建筑環境學課程的教學改革與育人路徑。比如通過眼神交流、隨堂提問、鼓勵式教學等方法加強互動,有效地激發了學生對建筑環境學課程的學習興趣[3];通過融入課程設計和畢業設計等實踐環節,培養學生的建筑節能分析能力[4-5];從人對環境的需求角度出發,提出了“以人為本,創建環境”的教學新理念[6-7]。此外,一些教師從課程教學方案、思想政治教育在專業課程的應用、課程思政效果評價方法和體系等角度,探討了建筑環境學課程教學與思政育人融合的內在聯系[8-9]。然而,對于建筑環境學課程思政新方法的運用及其效果的評價方法,目前仍缺乏明確的指導。
為此,本文旨在探索和設計建筑環境學課程思政教學及其效果評價方法,從課堂內容講授、案例分析和課后思考等環節尋找思政元素的融入點;結合現代技術手段,設計一種互動性、啟發性和實踐性強的思政教學方法,探索一種適用于建筑環境學課程思政教育不同階段成效的評價方法,為高校教師提供一種可行的思政教育模式和應用經驗,為建筑環境學課程思政教育提供參考。
一、課程思政設計方案與創新方法
(一)課程思政設計方案
以建筑環境學課程“人體的熱反應機理”這一部分的教學為例,探討在人體熱感覺和熱舒適評價中融入思政元素。教學目標主要包括人體熱反應的知識教學、創新研究能力的培養和思政素質的增強三個方面。在知識傳授方面,學生將從心理學和生理學的角度理解人體在熱濕環境中的反應,加深對室內環境舒適和健康要求的認識。引導學生學習人體熱感知、能量平衡方程、熱舒適性評價標準以及預測模型等基本方法。在能力培養方面,在學習建筑環境系統與人體熱反應的基礎上,通過對室內熱環境作用與人體熱反應的分析,培養學生舒適性建筑環境系統設計的能力,以解決實際建筑與環境及能源問題,從而增強他們的應用知識判斷和解決問題的能力。在思政素質方面,本案例在以上知識掌握和能力培養的基礎上,使學生樹立居安思危和創新思辨的意識,培養學生吃苦耐勞的意識和無私奉獻的職業精神,并養成勤儉節約、節能低碳的行為習慣。通過將熱環境專業知識與思政元素相融合,實現對學生的知識、能力與素質的全面培育和提高。
(二)課程思政教學方法
為實現本案例教學內容與思政元素的有機融合,采用以下教學方法。
1.實驗研究教學
倡導學生積極參與探究性學習,以增強獨立思考和探索的能力。通過引導學生開展熱環境與熱舒適問卷調查,收集數據,并進行數據分析和結果討論,使其能夠深入了解人體熱反應和建筑環境的關系,培養創新思維和研究興趣。
2.思政案例教學
引入以思政元素為依托并涉及熱舒適的典型案例,使學生在分析解決實際問題的過程中,把理論知識運用到實踐中,以更好地培養其問題解決和實際應用的能力。在案例中融入思政元素,可在增強課程內容對解決實際問題的意義、提升學生思政素質的同時,培養學生學習建筑環境學課程的興趣。
3.節能實踐升華
將建筑熱環境與節能減碳聯系起來,引導學生拓展思維,通過開展拓展性課題或專題研究,深入思考熱舒適性和節能減碳的深層次問題,并提出創新的解決方案。此外,學生可以進行現場考察和實踐操作,以深化對環境溫度變化和人體熱反應的認知。通過觀察、記錄和分析實際情況,結合理論知識,學生能夠更好地評估建筑環境的熱舒適性和能源需求,培養將理論知識與實踐應用相結合的能力。
二、講授內容與思政元素融合分析
(一)人體熱反應基礎與創新研究
課程中引入“溫水煮青蛙”實驗,以揭示熱刺激對生物熱感覺的影響。當青蛙置于煮沸的大鍋中時,它會立即感受到極度的熱刺激并試圖逃離,以保護自己;然而,當青蛙置于逐漸加熱的涼水鍋中時,它無法察覺到溫度的緩慢上升,最終因沒有及時逃生而被煮熟。該實驗揭示了熱刺激、刺激的強度和持續時間,以及原有狀態對熱感覺的影響,不僅闡明了人類對環境溫度變化的感知與適應性,而且蘊含了深刻的哲學理念。它強調了危機意識的保持以及學習和創新思維的重要性,是避免“青蛙效應”現象的關鍵所在。該實驗有助于培養學生的思辨能力,使其具備居安思危和研究創新的能力。
在研究熱感覺和熱舒適度評價方面,由于無法直接測量熱感覺,通常需要采用問卷調查來了解個體對環境熱感覺的程度,這稱為熱感覺投票(TSV)。熱感覺的評價標度主要有貝氏標度和ASHRAE標度兩種,均采用七級分度。然而,熱舒適的評價與熱感覺存在一種分離的現象,因此需要建立一種評價熱舒適程度的投票(TCV)。它是一種采用0~4的五級分度指標,分度范圍由舒適至難以忍受。
為了加深學生對人體熱反應評價的認識,本課堂采用現場熱感覺與熱舒適問卷投票的方法。筆者利用微信小程序生成熱感覺與熱舒適投票的二維碼,引導學生使用微信掃一掃功能,就當前的熱感覺和熱舒適狀況進行投票,如圖1所示。問卷主要由學生當前的熱感覺狀況投票和當前的熱舒適狀況投票兩部分組成。通過這一教學技術的應用,學生體驗到科學研究中常使用的熱感覺和熱舒適投票手段,課堂參與度有所提高。
在全體學生完成投票后,可以即時生成現場投票結果,反映出學生當天熱環境的熱感覺和熱舒適度。結果顯示,在投票當天的教室熱環境下,60.56%的學生感到熱中性,而感到熱舒適的學生占比為64.29%。另外,分別有5.63%和1.41%的學生感到熱和很熱。相比之下,有5.71%的學生在熱舒適投票中選了很不舒適,表明熱感覺和熱舒適之間存在分離的現象。教師向學生分析了這一簡單問卷的局限性,例如沒有統一每名學生的著裝,這在實際的問卷研究中是需要考慮的因素。
總之,課程通過引入“溫水煮青蛙”實驗和現場熱感覺與熱舒適度問卷投票的方法,旨在增強學生對人體熱反應評價的認識。同時,學生能夠參與其中,并體驗科學研究中常用的熱感覺和熱舒適度評價手段,從而培養學生居安思危的意識和研究創新的能力。
(二)防疫工作服熱舒適與職業精神
課程基于上述人體熱反應的基礎知識進行習題案例教學,并提出以下問題:利用專業知識解釋為什么防疫工作服會讓人感到悶熱,從人體熱舒適的角度,有哪些有效的方法可以緩解這種現象?學生分組討論并回答這些問題。針對以上問題的具體分析如下。
1.原因分析
首先,由于防疫工作服通常采用較為密實的材料,皮膚的顯熱散熱能力受到限制,導致人體感到熱不舒適。其次,部分防疫工作服缺乏透氣性,降低了皮膚表面的汗液蒸發散熱功能,從而導致人體感到黏稠不適。最后,防疫工作服可能導致呼吸區域的空氣濕度增加,限制了肺部排熱的能力,進而產生悶熱的不適感。
2.緩解措施分析
首先,可以通過降低房間的空氣溫度和相對濕度,或增加通風設備來實現。其次,在防疫工作服中增加局部通風口、空調裝置或采用相變降溫系統,以促進空氣流通和增強散熱效果。最后,采用低黏著性、良好透氣性的布料來制作服裝,有助于服裝內部的空氣流通,從而增加排汗量和舒適度。
在面對病毒和疫情時,醫護人員是奮斗在第一線的英雄。通過討論和分析疫情防控案例,提醒學生工作時要做好安全防護,增強應對各種情況的能力,提高自身的專業水平,樹立勇于擔當、吃苦耐勞的意識和無私奉獻的職業精神,為將來工作打下良好的基礎。
(三)建筑熱舒適與低碳節能
將人體熱舒適與建筑低碳節能聯系起來,并引用我國的“雙碳”目標開展教學,以彰顯大國擔當。引導學生明白在滿足人體熱舒適的前提下,降低建筑能耗具有巨大的潛力,可以為實現我國“雙碳”目標提供重要助力。對于課后思考題,可以探討在滿足人體熱舒適的前提下,如何降低建筑能耗,為實現我國“雙碳”目標提供助力。以下是一些可能的思考方向:
第一,能源利用與管理。推廣使用清潔能源,如太陽能、地熱能等,減少對傳統能源的依賴。同時,建立科學的建筑能源利用與管理系統,監控和優化能源使用路徑,減少建筑電氣設備用能浪費。
第二,技術創新與應用。應用和研發建筑節能新技術,如智能空調系統、照明系統、熱回收系統等,提高建筑能效。通過采用先進的建筑材料和技術,改善建筑外墻、窗戶、屋頂等部位的隔熱性能,降低能量傳輸損失。
第三,節能低碳宣傳。通過開展主題教育和宣傳活動,提高大學生對節能意識和行動的重視。在校園中,可以打造綠色低碳示范建筑,展示節能技術和策略的應用效果,營造全校師生共同參與綠色低碳校園的氛圍。
可以從空調、照明、風扇、餐飲等方面融入,在宿舍、教室、飯堂等地點提倡節能低碳,促使學生養成節能環保、勤儉節約的習慣。舉例來說,在保持適宜的熱舒適范圍內,夏季將空調溫度上調2℃可降低空調能耗約20%。
通過以上措施,深化學生對建筑熱環境與熱舒適度營造以及能耗之間聯系的理解,引導他們在日常生活中尋求、思考并實踐低碳節能的策略。這種教學方法有助于增強學生對綠色低碳建筑的重視,使學生養成節能環保和勤儉節約的習慣。
(四)課程思政的成效評價
在建筑環境學課程思政教學過程中,教師關注的重點是學生能否理解、認同并接納所傳遞的思政元素,這也是評價課程效果的重要標準。由于思政元素在建筑類專業課程中的隱蔽性[10],本案例采用多元化考核評價方式,包括短期評價(期末考試、小組討論、實踐成果展示)、中期評價(學科競賽)和長期評價(畢業設計和畢業后工作),以全面評估教學過程中學生在內容知識、能力培養和素質提升方面的表現。
1.短期評價
短期評價著重評價學生對課程知識的掌握情況,引入綜合評價方法,包括期末測評、小組討論、實踐成果展示等形式。通過期末測評,可以評估學生對人體熱反應機理、舒適范圍等知識的掌握程度。小組討論和實踐成果展示則能夠評估學生對人體熱舒適狀態、評價指標、預測模型等基本方法的應用能力。通過思政案例的學習,學生在期末測評中關于熱感覺與熱舒適的題目的得分明顯提高。
2.中期評價
中期評價主要通過學科競賽的方式,評價學生發現和解決熱環境舒適性與節能性問題的能力,包括提出問題、解決問題的策略,創新和實踐能力。教師通過組織學生參加與建筑環境學課程相關的創新型競賽,發現學生參加學科競賽的積極性明顯提升,更多學生逐漸開展對節能與低碳創新的研究。例如,學生設計了“基于機器視覺的太陽能掃地車設計”“一種兼具調光、控溫和熱回收功能的光伏百葉窗”等作品,并在全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽中獲獎。
3.長期評價
長期評價主要通過畢業設計和畢業后的工作評價來進行,分析學生參與學科競賽后,主動運用專業知識開展人體熱環境反應與節能低碳方面的畢業設計,以及踐行節能環保、勤儉節約的理念。評價結果發現,越來越多的學生選擇建筑熱舒適與綠色低碳相關的論文選題,如“廣州某幼兒園綠色建筑設計”“綠色低碳校園太陽能掃地車的設計和應用分析”“電致變色窗用于廣州市某居住建筑的節能優化設計”等。此外,更多的學生畢業后從事建筑熱環境與節能檢測、碳匯評估、減碳咨詢等相關工作,逐漸形成致力于綠色低碳和美麗中國建設的興趣。
通過以上不同階段課程思政成效的評價,可以更加全面地評估學生在課程思政教學過程中對思政元素的理解、認同和接納情況,以及他們在能力培養和素質提升方面的表現。
三、結語
本文以人體的熱反應機理的教學內容為例,闡述了如何將思政教育融入建筑環境學課程的內容講解、案例分析和課后思考等環節。內容講授環節將熱感覺適應性與創新思辨能力相結合,案例分析環節將防疫工作服熱舒適與吃苦耐勞品質培養相結合,并在課后思考環節將低碳節能應用與勤儉節約相結合,將思政元素有機地融入課堂的各個環節,有效提升了課程思政教育效果。此外,通過綜合評價學生在期末測評、學科競賽以及畢業設計等不同階段的成果,以評估課程思政教育的效果,為建筑環境學課程思政提供借鑒。
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[責任編輯:黃緊德]