以人為本的建筑環(huán)境學(xué)課程教學(xué)新思路探索

丁研　田喆　孫越霞　葉天震

摘要：建筑環(huán)境學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容廣，信息量大，如何在有限的教學(xué)時間內(nèi)使學(xué)生明確人與建筑環(huán)境之間的關(guān)系是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)教學(xué)中所要解決的關(guān)鍵問題。文章通過對課程教學(xué)內(nèi)容的梳理，結(jié)合知識要點將課程內(nèi)容進行了重新詮釋，提出了“熱濕環(huán)境—空氣環(huán)境—聲光環(huán)境”三部分教學(xué)重點內(nèi)容，從人對環(huán)境的需求角度出發(fā)，剖析環(huán)境的控制參數(shù)、評價指標(biāo)，以及環(huán)境對人的影響，建立了“以人為本，創(chuàng)建環(huán)境”的教學(xué)思路，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為強化課程教學(xué)提供了新思路。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境；教學(xué)思路；人的需求；構(gòu)建環(huán)境

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）02-0092-04

建筑環(huán)境學(xué)這門課程是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)中的核心基礎(chǔ)課程[1]，面向的教學(xué)對象主要是剛剛接觸專業(yè)課程的初學(xué)者。課程的開設(shè)目的在于介紹人對建筑環(huán)境的需求[2]，進而通過什么樣的方法可以創(chuàng)造出使人感到舒適、健康的建筑環(huán)境。通過這門課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握以下概念：（1）了解人和生產(chǎn)過程需要什么樣的室內(nèi)、外環(huán)境；（2）了解室內(nèi)、外環(huán)境形成特征和影響因素；（3）掌握改變或控制這些室內(nèi)、外環(huán)境的基本原理與方法。課程要求學(xué)生在實踐中培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)與提出問題，分析與解決問題的基本認(rèn)知能力。

課程內(nèi)容以建筑室外環(huán)境的日射、氣候等外擾因素和建筑室內(nèi)環(huán)境的熱、濕與空氣污染物等內(nèi)擾因素為主線，同時兼顧聲、光等因素的影響，由此涉及熱力學(xué)、流體力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等多門學(xué)科的相關(guān)知識[3-4]，涵蓋的內(nèi)容非常廣泛，需要建立較寬的跨學(xué)科基礎(chǔ)知識體系[5]。同時，課上所傳遞信息量大，每一部分知識點都可以從基本概念延伸至前沿的研究課題。

無論是目前廣泛采用的清華大學(xué)教材[1]，還是其他兄弟院校的自編教材，建筑環(huán)境學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容非常豐富，如何整合集中知識是教學(xué)中的一個重要問題。由于教學(xué)大綱的學(xué)時所限，各院校在該課程上安排的學(xué)時總數(shù)一般不超過48學(xué)時，故各章節(jié)的內(nèi)容不可能全部展開。如何整理、消化、吸收知識點，將知識體系有機融合，既是該課程教學(xué)方式的特點，又是該課程教學(xué)實踐的難點。

一、課程現(xiàn)階段發(fā)展中存在的問題

建筑環(huán)境學(xué)課程最初是在1997年清華大學(xué)創(chuàng)建的人工環(huán)境學(xué)課程基礎(chǔ)上發(fā)展起來的[6-7]。1999年專業(yè)名稱由供熱通風(fēng)與空調(diào)工程修改為建筑環(huán)境與設(shè)備工程后，建筑環(huán)境學(xué)成為一門非常重要的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程[8]。天津大學(xué)自2003年進行專業(yè)調(diào)整后開始對本課程進行深入探索，多年的教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，依從教材并輔以傳統(tǒng)課堂講授的教學(xué)方式，不僅無法與未來的研究生課程銜接，更難以為學(xué)生建立專業(yè)主干課程體系的完整認(rèn)知。由于建筑環(huán)境學(xué)的教學(xué)重點是對各章節(jié)中基本概念的理解和掌握，而教學(xué)內(nèi)容相對繁雜瑣碎，多數(shù)學(xué)生反映在學(xué)習(xí)過程中理不清頭緒，可見，零星的記憶無法在學(xué)生心中形成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。若要加強學(xué)生的理解性記憶，則必須重新整理教學(xué)思路，在課堂講授時為學(xué)生梳理出一條清晰的富有邏輯性的主線來輔助學(xué)習(xí)與理解的過程。

國內(nèi)外高等學(xué)校在建筑環(huán)境類課程教學(xué)中的差異主要表現(xiàn)在教學(xué)形式與教學(xué)內(nèi)容的不同，比如，“填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)方式，是以任課教師從頭至尾的講述為基本形式，而學(xué)生則始終處于被動吸收的狀態(tài)，這樣很難激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識。相比這樣的課堂形式，很多國外高校采用以講座和討論為主的教學(xué)，以1～2名不同研究方向的教師為主組織課程，允許學(xué)生隨時提問，同時根據(jù)教學(xué)日歷，邀請相關(guān)研究領(lǐng)域的教授或經(jīng)驗豐富的工程師參與討論，學(xué)生積極發(fā)表意見。

二、教學(xué)改革的方法及建議

人人都會關(guān)心自己所處的環(huán)境以及居所的建筑環(huán)境，因為這與人們的生活和健康息息相關(guān)。建筑節(jié)能、人體健康、環(huán)境保護等均是當(dāng)今社會所關(guān)注的熱點話題，因此，人的需求是構(gòu)建人工環(huán)境的目標(biāo)，而首先應(yīng)該從“人-建筑-環(huán)境”的角度出發(fā)提高學(xué)生對這門課的興趣。

（一）重視緒論講解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

盡管教材上緒論的篇幅不多，但卻影響初學(xué)者對本學(xué)科的認(rèn)識[4]。要求學(xué)生對建筑環(huán)境學(xué)的基本內(nèi)容和研究方法有初步的了解或掌握，并且對室內(nèi)環(huán)境研究的發(fā)展與現(xiàn)狀有一定的了解。

在現(xiàn)代生活中，80%以上的時間都是在室內(nèi)環(huán)境中度過的。從建筑的起源上看，建筑的發(fā)展史無疑就是人類文明的發(fā)展史。建筑為人類提供了生存與活動的空間，在這樣的空間里，人們可以躲避自然環(huán)境的威脅，還可以進行各種生產(chǎn)活動，從而帶來了人類文明的傳承和發(fā)展。以人類幾千年的進化史與建筑和環(huán)境的關(guān)系作為一個縱向軸線，以不同地區(qū)、不同環(huán)境的建筑發(fā)展隨時間的變化關(guān)系作為橫向軸線，將其織成人、建筑、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的網(wǎng)，展開一幅“人—建筑—環(huán)境”交織的畫卷。

照本宣科的授課方式無疑是令人厭煩的，并不比學(xué)生自己讀書的效果更好。因此，如何展開緒論的內(nèi)容，生動地勾畫出本學(xué)科這門重要基礎(chǔ)課程的輪廓和意義非常重要。作為課程的第一章，緒論應(yīng)以提高學(xué)生興趣為教學(xué)的主要目的。比如，緒論中的每一節(jié)內(nèi)容都可以互動式的話題為切入點：（1）通過世界上不同風(fēng)格的建筑形式和氣候環(huán)境特點，引入建筑的由來是人類適應(yīng)自然、抗衡自然的概念；（2）通過具體建筑案例辨識建筑風(fēng)水學(xué)中的自然現(xiàn)象，從而掌握破除迷信邪說的科學(xué)原理；（3）通過現(xiàn)今能源與環(huán)境的嚴(yán)峻形勢，闡釋構(gòu)建建筑環(huán)境的目標(biāo)與意義。同時，教學(xué)形式也可以更加靈活多樣。例如，將課程設(shè)置為開放性課程，不僅可以引入視頻、網(wǎng)絡(luò)課程等新型教學(xué)形式，同時還可擴大聽者的范圍，不局限于本專業(yè)的學(xué)生。

（二）初講時分類梳理知識點，復(fù)習(xí)時歸納總結(jié)知識點

通過緒論建立起聽者對課程的興趣后，接下來的教學(xué)任務(wù)在于突出后面各章節(jié)內(nèi)容的重點。一方面是要解決知識面廣度及深度與學(xué)時的關(guān)系，另一方面如何讓學(xué)生將這些知識跨學(xué)科融會貫通，靈活運用。對于每一章，首先突出所涉及的基礎(chǔ)知識點，對其進行分類梳理。而在對單一知識點進行講解的基礎(chǔ)上，在下一節(jié)課的前10分鐘，對上一節(jié)課所學(xué)重點知識一并復(fù)習(xí)，加深印象。在后面的講解中，將與此章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的知識結(jié)合起來講授，將知識點聯(lián)系起來進行歸納。比如，在熱濕環(huán)境的章節(jié)中，我們可以對穩(wěn)態(tài)環(huán)境下的經(jīng)典熱舒適理論進行分類，一方面闡釋丹麥技術(shù)大學(xué)方格教授提出的熱舒適模型，另一方面介紹美國暖通制冷空調(diào)工程師協(xié)會提出的熱舒適性指標(biāo)，這就是分類梳理。再比如，空氣環(huán)境章節(jié)，一部分是講解室內(nèi)污染物的特點，另一部分是概述通風(fēng)的效果和氣流組織，這兩部分內(nèi)容可以綜合歸納總結(jié)為室內(nèi)空氣環(huán)境控制的三個部分，即源頭控制、通風(fēng)控制和凈化控制。

通過分類梳理與歸納總結(jié)的授課方式，使學(xué)生建立起形象化的知識體系。最后，每一章要讓學(xué)生記住的不是一個平面，而是一個立體圖形。

（三）明確人的需求，分析環(huán)境影響

建筑環(huán)境學(xué)的章節(jié)內(nèi)容實際上各有側(cè)重，應(yīng)在課堂教學(xué)中充分體現(xiàn)教材各章節(jié)的關(guān)聯(lián)性與邏輯性。本次課程改革探索，以人的需求和環(huán)境影響作為基本主線，根據(jù)相關(guān)參考教材中的內(nèi)容，重新梳理并設(shè)置了教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配方式。將建筑外環(huán)境、建筑熱濕環(huán)境、人體對熱濕環(huán)境的反應(yīng)等章節(jié)歸納為熱濕環(huán)境章節(jié)，將室內(nèi)空氣品質(zhì)、室內(nèi)空氣環(huán)境營造的理論基礎(chǔ)等章節(jié)歸納為空氣環(huán)境章節(jié)，將建筑聲環(huán)境、建筑光環(huán)境章節(jié)歸納為聲光環(huán)境章節(jié)，同時保持緒論與工業(yè)建筑這兩章與原先的內(nèi)容一致。具體章節(jié)變化如表1所示。

新的教學(xué)思路不僅僅是對教學(xué)內(nèi)容與課時的重新探索，還將知識體系與前沿?zé)狳c研究課題相對應(yīng)。比如，熱濕環(huán)境的章節(jié)由以負荷預(yù)測和熱舒適為研究方向的教師主講，空氣環(huán)境的章節(jié)由以室內(nèi)污染物和空氣凈化為研究方向的教師主講，而聲光環(huán)境的講解則由以建筑技術(shù)和被動房為研究對象的教師擔(dān)任。這種將教師研究方向與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的新思路，可以通過講解相關(guān)知識點，介紹研究進展，再結(jié)合大量的實例作為參考，將分散的知識內(nèi)容組成有層次的完整體系。

（四） 課堂講授討論、課下實踐探索

對于每一章，從實踐中篩選大量的跨學(xué)科綜合應(yīng)用實例，在夯實理論基礎(chǔ)之后，將實例與所交代的理論知識結(jié)合起來講解，在學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論的同時嵌入實例，使之腦海中形成畫面。這稱為聯(lián)動式教學(xué)。聯(lián)動式教學(xué)的開展方式可從兩種途徑入手：一是設(shè)置在校內(nèi)必修的實驗課程；二是結(jié)合在校外可選的實地調(diào)研。

為配合理論教學(xué)，課程的實驗教學(xué)必須及時調(diào)整完善。實驗教學(xué)是對理論知識的進一步理解、掌握和提高，可幫助學(xué)生加深記憶，鞏固所學(xué)理論知識。針對每一章節(jié)的教學(xué)重點，課程組所討論開設(shè)的課程實驗如表2所示。

由于建筑環(huán)境學(xué)實踐性強，需要以本地低碳節(jié)能的綠色建筑為對象建立實踐基地，設(shè)定實際建筑作為調(diào)研對象，為學(xué)生開拓校外調(diào)研實習(xí)的場所。調(diào)研過程中可將學(xué)生進行分組，每組學(xué)生根據(jù)課程章節(jié)自擬調(diào)研目標(biāo)，進行實地調(diào)研與測試。這樣可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，將調(diào)研中的所見所聞切實與教材中的知識相銜接，將學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)從被動吸收轉(zhuǎn)化為主動求知。從教學(xué)改革嘗試的效果看，這樣的聯(lián)動式教學(xué)方式活躍了學(xué)生的思維，增強了學(xué)生的創(chuàng)新能力，切實提高了學(xué)生的理論認(rèn)知水平和動手實踐能力，取得了初步成效。

三、結(jié)語

教學(xué)改革是提升教學(xué)質(zhì)量的重要組成部分，通過新的思路探索教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，有效激發(fā)了學(xué)生對探索未知知識領(lǐng)域的積極主動性。根據(jù)改革試驗的初步結(jié)果來看，學(xué)生在課堂上積極參與互動討論，課下主動參與相關(guān)科研課題、各類專業(yè)知識與設(shè)計競賽，學(xué)習(xí)熱情明顯提高。

新型的教學(xué)模式還促進了教學(xué)相長，即任課教師與學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中共同成長和進步，這也正是教學(xué)改革的最終目的。教學(xué)方式不再局限于傳統(tǒng)形式，通過拓展教學(xué)方法，使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，知識脈絡(luò)更加清晰，同時也促使課程組所有任課教師不斷更新知識體系，掌握研究動態(tài)，進一步提升課程教學(xué)質(zhì)量，完善課堂教學(xué)模式。

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（編輯 周 沫）