建筑类本科生建筑物理课程教学改革与实践

刘向伟 刘 丽 罗 娜 郭兴国

1.南昌大学建筑工程学院 江西南昌 330031

2.江西省超低能耗建筑重点实验室 江西南昌 330031

3.南昌大学信息工程学院 江西南昌 330031

“绿水青山就是金山银山”[1]表达了党和政府大力推进生态文明建设的鲜明态度和坚定决心。改革开放以来，城市化进程加快，建筑业蓬勃发展，每年新增建筑面积约为17亿平方米[2]。然而建筑业属高资源、能源消耗产业，同时对耕地、生态环境均有破坏作用，为此建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划[3]将建筑节能和绿色生态建筑提到了新高度，要求在提高居住环境质量的同时，还应节约资源、能源，保护生态环境。到2020年，要求城镇新建建筑中绿色建筑面积比重超50%，绿色建材应用比重超40%。

建筑物理是建筑学的重要组成部分，是建筑设计学科技术科学属性的体现[4]，其倡导的物理环境设计方法符合“绿色生态”理念。然而，建筑物理涵盖建筑热工学、光学和声学，涉及知识面广，要求学生有较强的数学功底，而目前建筑学类学生大多数学功底偏弱且重建筑设计学科、轻建筑技术类学科。这势必造成建筑设计与规划类人才建筑物理相关知识薄弱，不利于提高建筑设计质量，促进建筑工业现代化。

本文从建筑物理教学大纲、教学方法及考核方式等方面进行实践探索，以使建筑类本科生通过建筑物理课程学习，不仅能熟练掌握建筑物理学的基本原理、理论，而且能运用建筑设计、构造设计、合理选材等“被动式”手段营造出适宜的热环境、光环境和声环境，并能节约资源、能源和材料，实现建筑业绿色生态可持续发展。

1 教学大纲

教学大纲通常每四年更新一次。很多学校要求教师的教学严格按教学大纲执行。然而教学是否一定要按照大纲进行，教师是否能保留一定的主动性？

建筑物理是一门基本原理、规范与技术应用相互渗透的课程。基本理论部分内容变动不大，但规范和应用技术的变化相对较大。近年来，建筑节能要求不断提高，各种规范和设计标准更新较快。技术日新月异，很多技术更新周期短。环境问题频现，环保意识逐渐提高，很多新的法规出台。因此，教学大纲应根据实际情况作相应的调整。教师应有一定的主动性，不应一味地本本主义而限制教学的更新及与时俱进。

2 适宜的教学方法探索

教学方法是实现教学目标、保证教学质量的重要手段[5]。常用的教学方法有讲授法、演示法、练习法、实验法、参观法、讨论法等[6,7]。实际教学中可能会使用多种教学方法并相互渗透、结合。建筑物理课程的内容涵盖基本概念和理论、设计原理、性能指标、现行标准和规范等。笔者根据教学内容的不同，对适合建筑类本科生建筑物理课程教学的教学方法展开探索。

2.1 基本概念和理论教学

基本概念和理论是建筑物理知识的基础部分，该部分内容采用讲授法与练习法相结合进行教学，注重基本概念的准确性。首先采用讲授法，讲述基本概念和理论，课堂适当安排练习，课后安排作业，巩固所讲授的基本概念和理论。

2.2 设计原理教学

设计原理包含基本原理及由设计原理引申出的具体设计方法应用以及案例。在掌握基本概念、理论的基础上，首先采用讲授法阐述设计基本原理，结合练习法对设计原理进行加强、巩固。学生掌握了设计原理之后，采用演示法向学生展示相关设计项目，并引导学生进行讨论、思考，初步形成自己的设计观。而后采用参观法，让学生现场感受实际的设计项目，边参观边讨论，分析实际设计的优缺点，引导学生将设计理念与实际设计融会贯通，启发学生形成自我的设计思维、理念。

2.3 性能指标教学

性能指标涉及材料的热物性参数，如材料的导热系数、吸声系数等。首先在课堂上讲授这些性能指标所表示的意义、测试原理。然后通过实验法教学，让学生参与各性能指标测试，并写出实验报告。

2.4 现行标准和规范教学

现行标准、规范对促进技术进步，保证工程的安全、质量、环境和公众利益，实现最佳社会、经济、环境效益等具有直接作用和重要意义。标准、规范分为强制性标准和推荐性标准。首先通过讲授法向学生阐述按标准、规范进行设计的重要性，同时教会学生区分强制性标准和推荐性标准。然后让学生按照相应标准进行设计练习，如让学生根据《GB50189-2015公共建筑节能设计标准》对教学楼进行保温隔热设计，熟练规范地使用。接下来通过演示法给学生列举不按现行标准、规范设计导致的重大事故，强调按现行标准、规范进行设计的重要性和必要性。

3 采用“互联网+”教学

传统上多媒体教学多停留在PPT教学的层面上，但随着计算机与网络技术的发展，多媒体教学被赋予了新的含义。“互联网+”渗透到各行各业，教育教学也不例外。在互联网的基础上，信息技术与教学方法相结合诞生了微课、慕课、翻转课堂、智慧课堂。传统的教学模式是教师在课堂上讲课，课后布置家庭作业，而微课、慕课、翻转课堂颠覆了这种模式，学生在家完成知识的学习，而课堂变成了教师与学生之间的互动场所，包括答疑解惑、知识运用等，这有助于促进学生对知识的吸收内化过程，从而达到更好的教育效果。同时，建筑物理这门课程涉及建筑热工学、光学、声学，内容很多，而该课程只有56个理论学时，在理论学时范围内学生不能充分地掌握该课程的知识，而且学习也不能仅局限于课堂。因此，笔者将“互联网+”教学与传统教学相结合，以提高学生对知识的掌握以及获得自我学习能力的提升。

4 考核方式

“新工科”建设复旦共识[8]和“新工科”建设行动路线(“天大行动”)[9]提出增强工程教育竞争力。而目前很多地方高校“重知识、轻能力”，“本本主义”较严重。临近考试，学生就会去打印历年的考试试题，重点记忆，让教师“划重点”，重点“背诵”。因此考试分数高并不一定意味着学生的知识掌握好、能力强。一定程度上学生的学习还局限在教材范围内，格局小，不利于新工科建设发展。

为了改变学生“考试强、能力弱”的格局，笔者探索考核方式的改革。大多数人认为闭卷考试是正式考试，而开卷考试属于考查，属于“放水”。然而，全国注册工程师执业资格考试均为开卷。实际上开卷对能力有着更高的要求，需要学生综合所学的知识及从“大数据”里面获得的信息进行全面综合的考虑。所以开卷并不比闭卷考试容易，对提高学生能力有重要的意义。

另外，建筑物理是技术性学科，一方面涉及技术应用，另一方面有很多执行标准、规范。技术日新月异，相应的标准、规范更新很快。在此大环境下，学生不能靠死记硬背，而要学会灵活运用知识，学会从浩瀚的“数据”之海中选择有用的信息，不断地自我更新知识。

因此，笔者将建筑物理课程由闭卷考试改为开卷，同时增加试题的灵活性，且使试题贴近实际设计，这样既能检验学生对知识的掌握情况，又能使学生对实际设计有更深的接触、了解，有利于提高学生的工程能力和综合素质。

“有德有才破格重用，有德无才培养使用，有才无德限制录用”。从这个观点可以反映出“德”的重要性。因此，在高校的人才培养过程中不能只将考试成绩作为单一的考核指标，学生的品德、态度也应列入考核范围。笔者设计了表1所示的考核方式。

表1 建筑物理课程考核方式

5 结语

建筑物理是建筑学的重要组成部分，是建筑设计学科技术科学属性的体现。学生对建筑物理知识的掌握度直接影响建筑质量、建筑能耗水平、资源环境等。笔者从建筑物理课程教学大纲、教学方法及考核方式等方面进行了实践探索。及时更新教学大纲，将多种教学方法相互结合、渗透，同时引入“互联网+”教学模式，突破传统束缚，变闭卷为开卷，同时将品德、态度也列入考核范围。使建筑类本科生通过建筑物理课程学习，不仅能熟练掌握建筑物理学的基本原理、理论，而且能运用建筑设计、构造设计、合理选材等“被动式”手段营造出适宜的热环境、光环境和声环境，并节约资源、能源和材料，实现建筑业绿色生态可持续发展。