《建筑環(huán)境學(xué)》課程改革的研究

摘 要：課程改革是教學(xué)改革乃至教育改革的重要組成部分，它的改革沒有固定模式，提高教學(xué)質(zhì)量才是最終目的。建筑環(huán)境學(xué)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，內(nèi)容涉及多方面內(nèi)容，是一門跨學(xué)科的邊緣學(xué)科，對于初學(xué)者來說，有一定難度，在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生普遍反映該課程內(nèi)容多，系統(tǒng)性不強(qiáng)，理解比較困難，筆者從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有的條件，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)安排方面對該課程進(jìn)行改革，以希望最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境學(xué) 課程特點(diǎn) 改革 教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：TU-023 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）04（a）-0124-02

建設(shè)部有關(guān)部門和學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)在1998年將原來的“通風(fēng)、采暖和空氣調(diào)節(jié)”三個(gè)專業(yè)調(diào)整合并為“建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)”[1]，并同時(shí)設(shè)置了建筑環(huán)境學(xué)課程，使其與傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)共同組成本專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)平臺(tái)，但惟有建筑環(huán)境學(xué)是反應(yīng)了本學(xué)科本質(zhì)的特點(diǎn)，是學(xué)生認(rèn)識(shí)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的第一課[2]。該課程也是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，它為后續(xù)的專業(yè)課奠定了基礎(chǔ)，學(xué)好本門課程有助于學(xué)生理解本專業(yè)的任務(wù)，明確自己的使命。

1 課程的特點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)

建筑環(huán)境學(xué)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課，內(nèi)容涉及到熱學(xué)、流體力學(xué)、物理學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、建筑學(xué)、勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)、城市氣象學(xué)等學(xué)科知識(shí)，是一門跨學(xué)科的邊緣學(xué)科，學(xué)習(xí)本課程的主要任務(wù)是了解人和生產(chǎn)過程需要什么樣的建筑室內(nèi)環(huán)境；了解各種內(nèi)外部因素是如何影響建筑環(huán)境的；掌握改變或控制建筑環(huán)境的基本方法和手段。該課程理論性強(qiáng)，實(shí)際應(yīng)用性不突出，學(xué)生學(xué)習(xí)起來興趣不高，在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生普遍反映本課程內(nèi)容多，系統(tǒng)性不強(qiáng)，知識(shí)面廣，邏輯性不突出，術(shù)語和理論公式較多，理解比較困難，學(xué)習(xí)效果不是很理想。

該課程中很多內(nèi)容也是學(xué)術(shù)界的前沿，還有很多問題目前還處討論中，譬如，第四章的第三節(jié)人體對動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)，由于人體對動(dòng)態(tài)環(huán)境反應(yīng)的影響因素比較多，起步比較晚，成果還不成熟，這就要求老師在授課過程中不斷關(guān)注學(xué)術(shù)發(fā)展，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)這也給教學(xué)帶來一定的難度。

2 教學(xué)研究的探索

為了增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生對本學(xué)科的認(rèn)識(shí)和理解，筆者根據(jù)建筑環(huán)境學(xué)的課程特點(diǎn)，結(jié)合我院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位，對建筑環(huán)境學(xué)課程的教學(xué)進(jìn)行了嘗試性改革，收到了良好的效果。

2.1 教學(xué)內(nèi)容的方面

2.1.1 結(jié)合后續(xù)課程，適當(dāng)拓展或略棄

我院建筑環(huán)境學(xué)課程采用的教材，是清華大學(xué)朱穎心教授編寫的建筑環(huán)境學(xué)（第3版），教材中有些內(nèi)容涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，譬如在計(jì)算空氣齡方法的推導(dǎo)中，用到了微積分，這些推導(dǎo)需要扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底，詳細(xì)講述，使得部分學(xué)生把握重點(diǎn)偏離大綱，甚至使得部分學(xué)生產(chǎn)生厭倦感，失去學(xué)習(xí)本門課程的興趣。為此，這些內(nèi)容不做要求，感興趣的同學(xué)可以課下自學(xué)。另外，第九章第一節(jié)室內(nèi)環(huán)境對典型工藝過程的影響機(jī)理，講述了室內(nèi)環(huán)境對棉紡織工業(yè)，半導(dǎo)體器件，制藥工業(yè)等的影響，都是泛泛而談，沒有很難理解的內(nèi)容，所以這部分不作為授課內(nèi)容，改為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容。這樣可以節(jié)省部分課時(shí)和精力，去學(xué)習(xí)大綱要求的其它重點(diǎn)內(nèi)容。

建筑環(huán)境學(xué)與后續(xù)的專業(yè)課“空氣調(diào)節(jié)工程”存在部分重復(fù)，比如：第三章建筑熱濕環(huán)境中通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱濕傳遞，詳細(xì)介紹了它的傳熱機(jī)理和實(shí)際運(yùn)算，在介紹冷負(fù)荷和熱負(fù)荷時(shí)，針對冷負(fù)荷與得熱量之間的關(guān)系，負(fù)荷計(jì)算方法，都做了詳細(xì)介紹，而這些內(nèi)容都在后續(xù)專業(yè)課空氣調(diào)節(jié)工程課程中有更為詳細(xì)內(nèi)容，重復(fù)介紹必然帶來不必要的課時(shí)浪費(fèi)。由于這部分內(nèi)容與空氣調(diào)節(jié)關(guān)系更為緊密，所以本課程略去此部分重復(fù)內(nèi)容，有空氣調(diào)節(jié)課程講述。

第六章室內(nèi)空氣環(huán)境營造的理論基礎(chǔ)，關(guān)于如何營造一個(gè)滿足舒適要求的室內(nèi)熱濕環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)，教材內(nèi)容涉及通風(fēng)的方法，通風(fēng)的稀釋過程，而具體的通風(fēng)設(shè)計(jì)原則與通風(fēng)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)沒有給出，針對我院建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)所開課程中，沒有設(shè)置工業(yè)通風(fēng)，根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)在授課時(shí)拓展介紹《工業(yè)通風(fēng)》中這部分內(nèi)容，加深學(xué)生對這部分內(nèi)容的理解，同時(shí)能增強(qiáng)內(nèi)容的實(shí)用性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

2.1.2 理論聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣

建筑環(huán)境學(xué)授課內(nèi)容理論性強(qiáng)，實(shí)際應(yīng)用性不突出，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺枯燥，興致不高，筆者結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及工程經(jīng)驗(yàn)，在授課過程中把實(shí)際應(yīng)用與理論知識(shí)結(jié)合起來，加深學(xué)生對理論知識(shí)的理解，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第四章人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境反應(yīng)的描述中，有幾個(gè)概念有效溫度，新有效溫度，標(biāo)準(zhǔn)有效溫度，ASHRAE舒適區(qū)，很多同學(xué)理解不深，甚至不知道學(xué)習(xí)這些的目的，而教材中正是用新有效溫度和舒適區(qū)來表示人體舒適區(qū)的范圍，這也正好回答了空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)溫度和濕度確定的原因，根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，在授課時(shí)，先提出問題，確定舒適性空調(diào)的設(shè)計(jì)溫度和濕度原因，拓展介紹空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，這不僅增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還為后續(xù)課程內(nèi)容作了鋪墊。

置換法通風(fēng)是借助室內(nèi)熱源的熱羽流形成近似活塞流進(jìn)行室內(nèi)空氣的置換，單純從字面上去介紹，理解不夠形象，筆者結(jié)合自己多年教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，在授課過程中，增加一個(gè)實(shí)際置換通風(fēng)的案例，并附上它的原理圖，讓學(xué)生直觀感受置換通風(fēng)，課堂上學(xué)生普遍反映理解透徹，記憶容易。

2.2 教學(xué)方法改革

多媒體是信息化的體現(xiàn)，也是社會(huì)發(fā)展的趨勢，大力促進(jìn)多媒體教育已成為教育發(fā)展的潮流。多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是傳播速度快，信息量大，圖片生動(dòng)，學(xué)生容易接受，但是也相應(yīng)存在一些弊端，由于速度快，信息量大，學(xué)生稍微走神，就錯(cuò)過很多內(nèi)容，另外，常出現(xiàn)學(xué)生自認(rèn)為聽明白，而實(shí)際理解不透；而傳統(tǒng)的粉筆加板書特點(diǎn)是圖片少，不夠生動(dòng)，但它能反映教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)、重點(diǎn)和層次，內(nèi)容少而精，板書簡潔、扼要，便于歸納、總結(jié)、概括。針對多媒體和板書教學(xué)的特點(diǎn)，筆者根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，采用多媒體為主，粉筆加板書為輔，二者相結(jié)合的方式教學(xué)。

多媒體教學(xué)主要用于下面幾種情況：內(nèi)容難以用語言描述清楚，而用圖文很直觀表達(dá)，如通風(fēng)中氣流分布，濃度場，溫度場，速度場等的分布；內(nèi)容用語言描述很清楚，但比較枯燥，不夠直觀，形象的，用圖文結(jié)合更容易讓學(xué)生記憶的，如室內(nèi)空氣的污染途徑；一些內(nèi)容復(fù)雜且抽象的內(nèi)容，用圖形把概念由淺入深的表達(dá)出來，不會(huì)使得學(xué)生淹沒在大量抽象而復(fù)雜的公式中感覺厭倦[3]。另外，對于多媒體教學(xué)課件，借鑒清華大學(xué)的教學(xué)模式，在課前發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生在上課前打印出來，這樣課上學(xué)生就可以緊跟老師的節(jié)奏，記錄課件上沒有的內(nèi)容，提高上課效率，給課后復(fù)習(xí)也增加了依靠性。粉筆加板書主要用于一些公式推導(dǎo)，演算過程中，如自然通風(fēng)原理的推導(dǎo)，在推導(dǎo)過程中，增強(qiáng)學(xué)生的集中注意力，加深了學(xué)生對內(nèi)容的理解，同時(shí)也強(qiáng)化重點(diǎn)。

2.3 教學(xué)實(shí)驗(yàn)方面

2.3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)我院的實(shí)驗(yàn)條件開設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)—— 室內(nèi)環(huán)境的調(diào)查，占用2個(gè)學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)要求通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)分析影響室內(nèi)熱環(huán)境的相關(guān)因素，加深對熱感覺和熱舒適的了解，根據(jù)主觀感覺和客觀測量，評(píng)價(jià)教室環(huán)境，并提出相應(yīng)的改進(jìn)意見。

調(diào)查方法分主觀調(diào)查和客觀調(diào)查，兩項(xiàng)調(diào)查同時(shí)進(jìn)行。主觀調(diào)查主要是采用調(diào)查問卷的形式，要求學(xué)生自己做出調(diào)查問卷，問卷內(nèi)容包括，室內(nèi)熱感覺、濕度、溫度、照明、聲環(huán)境以及室內(nèi)的空氣品質(zhì)和熱舒適性?？陀^調(diào)查是利用熱風(fēng)速儀，溫度計(jì)，濕度計(jì)測試教室內(nèi)的風(fēng)速，溫度，濕度。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，分析影響室內(nèi)環(huán)境的因素，利用測量數(shù)據(jù)，綜合應(yīng)用建筑環(huán)境學(xué)，流體力學(xué)，工程熱力學(xué)，傳熱學(xué)及高等數(shù)學(xué)計(jì)算出熱感覺和熱舒適性，并求出相應(yīng)指標(biāo)PMV，PPD指標(biāo)，再根據(jù)主觀調(diào)查和客觀調(diào)查所得數(shù)據(jù)對所測教室的室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，提出了一些改進(jìn)環(huán)境熱舒適度及品質(zhì)的措施。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)成果

以往的實(shí)驗(yàn)成果要求是實(shí)驗(yàn)報(bào)告，而鑒于建筑環(huán)境學(xué)本門課程實(shí)驗(yàn)的特殊性—— 調(diào)查和實(shí)測。此次調(diào)查實(shí)驗(yàn)成果以組為單位提交調(diào)查報(bào)告和PPT，調(diào)查報(bào)告要求有，調(diào)查結(jié)論，產(chǎn)生結(jié)論原因，PPT要求每組委派1名同學(xué)在課上講解，講后討論，由老師和同學(xué)提出問題和意見。實(shí)踐證明，有25%的學(xué)生做的很認(rèn)真，55%的同學(xué)做的一般，其余同學(xué)做的稍差。由于每一個(gè)學(xué)生都親身投入到調(diào)查和調(diào)查問卷的設(shè)計(jì)中，不僅加深了學(xué)生對影響室內(nèi)熱環(huán)境因素，人體對熱濕環(huán)境的反應(yīng)，室內(nèi)環(huán)境的營造這幾方面知識(shí)的理解，還進(jìn)一步掌握了建筑環(huán)境學(xué)的研究方法，這些都可以在學(xué)生的調(diào)查報(bào)告中反應(yīng)出來，他們通過查閱教材和其它資料，了解影響室內(nèi)環(huán)境，人體熱舒適性的因素，尋找改進(jìn)室內(nèi)環(huán)境的方法。充分發(fā)揮了主觀能動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情。多數(shù)同學(xué)反映，通過此次試驗(yàn)，學(xué)生普遍反映這門課程系統(tǒng)化了，重點(diǎn)也突出了。這也說明此次試驗(yàn)改革得到了良好的效果。

3 結(jié)語

課程改革是教學(xué)改革乃至教育改革的重要組成部分，它的改革沒有固定模式，提高教學(xué)質(zhì)量才是最終目的。筆者從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合學(xué)校現(xiàn)有的條件，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)安排方面對本課程進(jìn)行改革，以希望最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，同時(shí)為本學(xué)科的發(fā)展提供更多的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]于文艷.提高建筑環(huán)境學(xué)課程教學(xué)效果的措施[J].高等建筑教育，2008，17（2）：73-75.

[2]唐春麗.建筑環(huán)境學(xué)課程教學(xué)探討與研究[J].中國電力教育，2009，145（9）114-115.

[3]朱穎心.建筑環(huán)境學(xué)課程建設(shè)與教學(xué)方法[J].高等建筑教育，2003（3）：26-29.