案例法在建筑物理課程教學(xué)中的應(yīng)用與實踐

強(qiáng)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(xué)工作的現(xiàn)狀來看，教師雖然能在現(xiàn)有的教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境中對新課改教學(xué)方案以及教育現(xiàn)代化應(yīng)用理念做有效的思考和應(yīng)用，但是從木材科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)內(nèi)涵來分析，教師為學(xué)生提供的教學(xué)素材、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方案不一定能完全滿足學(xué)生的能力培養(yǎng)需求。主要存在的問題有以下兩個方面：第一是從職業(yè)定位的角度對學(xué)生進(jìn)行建筑物理知識的教學(xué)和引導(dǎo)，幫助學(xué)生制定未來職業(yè)規(guī)劃和職業(yè)發(fā)展的方向;第二是從人才培養(yǎng)的角度，嘗試可行的教學(xué)方法，對學(xué)生進(jìn)行建筑物理知識的教學(xué)和引導(dǎo)，促進(jìn)知識輸入、轉(zhuǎn)化和教學(xué)內(nèi)容的理解。基于上述兩個問題，為了在建筑物理課程教學(xué)中，最大程度地實現(xiàn)知識素質(zhì)向能力素質(zhì)的轉(zhuǎn)化，通過案例教學(xué)方法的應(yīng)用，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的模塊架構(gòu)，分析知識點，探討和應(yīng)用具體的教學(xué)策略與教學(xué)方法。以改進(jìn)教學(xué)效果，促進(jìn)主動學(xué)習(xí)，明確發(fā)展目標(biāo)，樹立發(fā)展方向。

一、人才培養(yǎng)視角下建筑物理課程的知識模塊架構(gòu)特點

建筑物理是木結(jié)構(gòu)建筑學(xué)的重要組成部分，體現(xiàn)著建筑學(xué)科的技術(shù)科學(xué)屬性。廣義上是研究建筑物理環(huán)境對人體的影響，狹義上是研究環(huán)境中的熱、光、聲等物理現(xiàn)象以及這些物理現(xiàn)象與建筑相互作用的一門課程。課程內(nèi)涵和外延較廣泛，屬交叉性學(xué)科。

（一）熱工學(xué)模塊的主要內(nèi)容與架構(gòu)特點

在“熱工學(xué)”知識模塊中，主要涵蓋的內(nèi)容有以下幾點：一是熱工學(xué)的基礎(chǔ)知識：二是熱工學(xué)的原理與計算方法;三是保溫與節(jié)能技術(shù)：四是建筑結(jié)構(gòu)的傳濕和防潮原理：五是太陽能利用?；谏鲜鑫?個方面的知識內(nèi)容，構(gòu)成了建筑物理課程中的“熱工學(xué)”的知識模塊。目的在于傳遞基礎(chǔ)理論，有效的利用和防護(hù)室內(nèi)外熱濕作用，合理的解決建筑的保溫、隔熱、防潮、節(jié)能等問題，以創(chuàng)造良好的室內(nèi)熱環(huán)境，并提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耐久性。這個模塊具有“基礎(chǔ)理論嵌入一原理及方法理解一策略及技術(shù)應(yīng)用”的架構(gòu)特點。

針對熱工模塊內(nèi)容.教師需對課堂教學(xué)方案展開設(shè)計和研究，以此來構(gòu)建符合學(xué)生學(xué)習(xí)思維與學(xué)習(xí)模式的教學(xué)策略和教學(xué)手段。明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)”知識模塊的分析與研究，擬定符合知識傳遞的教學(xué)方法。首先，教師需要結(jié)合基礎(chǔ)知識內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的理論知識教學(xué)和引導(dǎo)，以樹立學(xué)生正確的學(xué)習(xí)思維和學(xué)習(xí)方法，為后續(xù)的“熱工學(xué)”知識實踐應(yīng)用能力發(fā)展提供保障，奠定基礎(chǔ)。其次，教師需要在“熱工學(xué)”知識模塊中探索與現(xiàn)實生活、行業(yè)發(fā)展相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，同時要提出現(xiàn)階段行業(yè)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用技術(shù)和重難點問題。

（二）光學(xué)模塊的主要內(nèi)容與架構(gòu)特點

在“光學(xué)”知識模塊中，涵蓋的內(nèi)容主要有以下方面：一是建筑光學(xué)的基本知識;二是天然采光和人工照明：三是采光設(shè)計和計算方法。上述三個方面的內(nèi)容，構(gòu)成了建筑物理課程教學(xué)體系中的“光學(xué)”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(shè)計策略，能提出較優(yōu)的采光方案，創(chuàng)造優(yōu)良的室內(nèi)光環(huán)境，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。與“熱工學(xué)”模塊相比，這個模塊具有較直觀的生活體驗，具有“現(xiàn)象感知到基礎(chǔ)理論嵌入，現(xiàn)象分析到原理及方法理解，再上升到光環(huán)境解決策略及技術(shù)應(yīng)用”的架構(gòu)特點。

針對光學(xué)模塊內(nèi)容，教師可結(jié)合模塊架構(gòu)特點，開展由現(xiàn)象到原理，由原理到方法的思考和方法研究，設(shè)計符合“光學(xué)”知識模塊教學(xué)需求的應(yīng)用方法和策略.為學(xué)生主動學(xué)習(xí)“光學(xué)”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(xué)”現(xiàn)象的引入，突出建筑與光學(xué)之間的關(guān)系。隨之，提出原理與方法理論，對不同知識點內(nèi)的小節(jié)做理論分析，并輔助于實驗驗證，強(qiáng)化對理論知識的理解和對實踐應(yīng)用的理解。協(xié)助學(xué)生構(gòu)建“光學(xué)”知識的思維和素養(yǎng)，樹立專業(yè)學(xué)習(xí)中的“理論實踐一體化”的務(wù)實態(tài)度。

（三）聲學(xué)模塊的主要內(nèi)容與架構(gòu)特點

在“聲學(xué)”知識模塊中，涵蓋的內(nèi)容主要有：一是建筑聲學(xué)的基本知識：二是室內(nèi)聲學(xué)的原理：三是材料和結(jié)構(gòu)的聲學(xué)特征：四是室內(nèi)聲場的設(shè)計方法與應(yīng)用：第五是防噪與降噪：六是聲學(xué)模擬和測試方法。上述六個方面的內(nèi)容，構(gòu)成了建筑物理課程教學(xué)體系中的“聲學(xué)”知識模塊。目的在于認(rèn)識和解決建筑環(huán)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(huán)境中的聲音問題的需求更大。由于建筑聲學(xué)研究尚存在盲點，這也導(dǎo)致了聲學(xué)現(xiàn)象理解的復(fù)雜性和抽象性。建筑聲學(xué)模塊的知識架構(gòu)具有“由現(xiàn)象到本質(zhì)，由本質(zhì)到科學(xué)，再由科學(xué)到技術(shù)和藝術(shù)”的架構(gòu)特點。

針對聲學(xué)模塊的內(nèi)容，教師可結(jié)合模塊特點，由現(xiàn)象到科學(xué)，由科學(xué)到技術(shù)和藝術(shù)的課堂教學(xué)設(shè)計，通過現(xiàn)象引入科學(xué)的分析方法和原理，再提出技術(shù)策略解決科學(xué)發(fā)現(xiàn)，并拓展到聲環(huán)境藝術(shù)效果的營造，激發(fā)求知的興趣，探究的渴望。具體來說，可結(jié)合建筑工程以及相關(guān)物理知識內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行“聲學(xué)”基礎(chǔ)知識的分析與講解，以此讓學(xué)生了解到“看得見的建筑和看不見的聲音”之間存在什么關(guān)聯(lián)。同時，教師可以為學(xué)生提供合理的案例素材，利用分析案例素材的方法對學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識的講解和教學(xué)。這樣，學(xué)生對于“聲學(xué)”知識在建筑物理課程中的重要地位會做出一定的認(rèn)知和了解，且能夠在未來的學(xué)習(xí)中對這一知識模塊做好思想準(zhǔn)備。

二、案例教學(xué)法應(yīng)用視角下建筑物理課程內(nèi)容教學(xué)策略

（一）熱工學(xué)模塊的教學(xué)策略

教師在對學(xué)生進(jìn)行“熱工學(xué)”知識內(nèi)容教學(xué)的時候.需要通過循序漸進(jìn)的教學(xué)方法為學(xué)生提供深度培養(yǎng)和引導(dǎo)，以此構(gòu)建符合學(xué)生學(xué)習(xí)思維和學(xué)習(xí)方法的教學(xué)策略與教學(xué)應(yīng)用手段。

例如：教師在開展“熱工學(xué)”知識教學(xué)的初始階段，可以實用性知識內(nèi)容的講解和分析為鋪墊，進(jìn)而通過“熱工學(xué)”基礎(chǔ)知識內(nèi)容對學(xué)生做有效的案例引導(dǎo)，以此讓學(xué)生了解熱“熱工學(xué)”的基礎(chǔ)知識。比如，教師在對學(xué)生進(jìn)行“室內(nèi)熱濕環(huán)境”這一節(jié)課教學(xué)的時候，可以通過“玻璃幕墻建筑結(jié)構(gòu)中的室內(nèi)熱濕環(huán)境”這一主題開展教學(xué).讓學(xué)生掌握為什么在玻璃幕墻建筑工程開展中需要嚴(yán)格的控制室內(nèi)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(nèi)熱濕環(huán)境”，因為這一內(nèi)容屬于實踐應(yīng)用型內(nèi)容，與基礎(chǔ)知識中的理解架構(gòu)基礎(chǔ)存在有一定的差異性.且難度相對更大，學(xué)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(yīng)用內(nèi)容的不同理解。又如，教師在對學(xué)生進(jìn)行“建筑保溫與節(jié)能——保溫材料與構(gòu)造”這一知識點教學(xué)的時候，需要通過案例佐證的方法，讓學(xué)生了解合理的保溫材料應(yīng)用案例和不恰當(dāng)?shù)谋夭牧蠎?yīng)用對于建筑后期應(yīng)用造成的各類影響。在此，教師可以結(jié)合有關(guān)于“熱工學(xué)”的相關(guān)案例對學(xué)生進(jìn)行知識講解和分析。比如，可以涉及的內(nèi)容有：結(jié)合我國廣東廣州的“美人腰”廣州塔對學(xué)生進(jìn)行熱工學(xué)知識的分析與講解，以此讓學(xué)生了解在熱工學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)上，技術(shù)工人如何實現(xiàn)對廣州塔這一超高建筑物的機(jī)電安裝工作設(shè)計和開展。通過該方法能夠有效地應(yīng)用案例對學(xué)生進(jìn)行知識的分析與佐證，且能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。