陆 彪,陈德敏,鲁进利,韩亚芳
(安徽工业大学 建筑工程学院,安徽 马鞍山 243032)
建筑环境测试技术是建筑环境与能源应用工程专业非常重要的专业基础课程。该课程主要涉及与建筑环境相关的一系列物理量的检测原理、设备及方法的介绍,这一系列物理量主要包括温度、湿度、压力、流量、流速、液位、成分(主要是气体)、放射性、噪声等基本参数[1]。只有获得了这些基本建筑参数,才能为后继的其他教学与研究提供保障。因此,建筑环境测试技术是一门具有知识面宽、实践性强等特点的重要课程[2-3]。总的来说,建筑环境测试技术课程的教学主要分为两个环节,即理论教学环节和实践教学环节。其中,理论教学环节主要包括教师培训、多媒体运用、新教学手段摸索等方面;实践教学环节主要包括实验环节和虚拟环节两大部分。本文主要探讨在两个教学环节中怎样选择适合该课程特点的教学方法,以提高该课程的教学效果。
建筑环境测试技术是一门涉及测量误差及数据处理、测量仪表、测试技术、具有内容广、知识面宽、实践性强等特点。另外,新的检测技术、数据传输技术等不断的涌现。因此,如果想教好这门课,就需要教师做到“打铁还需自身强”。需要教师具备不断自我学习和自我完善的能力,专业技能培训正是提升教师这方面能力的最有效途径。就培训内容来说,主要包括教学理论知识培训和工程应用培训。
一是教学理论知识培训。这是指对教学方法、教学技巧以及新的教学手段的学习与培训。可以通过“老带新”(通过老教师的传授,新进教师可以迅速掌握教学经验)、参加教学教研学术会议(可以交流先进的教学方法等)。
二是工程应用培训。组织教师到工矿企业参加各种工程实践,充分了解各种仪器、仪表在工程实践中的应用情况,以及在使用过程中的相关技巧。而这些仪器仪表的使用或安装技巧,一般在教科书上是无法找到的。所以,只有教师真正掌握了这些技巧后,才能在课堂上将相关知识点非常生动地表达出来。同时,学生在接收了这些技巧后,能够有利于以后的职业发展,能更快地融入自己的职业生涯,获得更好的发展机会。
随着计算机技术的不断发展,传统的板书式教学效率低下、表现手段有限等缺陷,已渐渐不适用于现代化的教学。因此,多媒体技术越来越普遍地应用在教学过程中。PPT技术就是其中最典型、最突出的例子,它具有强大的制作功能、文字编辑功能、色彩表现功能;强大的多媒体展示功能,如可以演示文本、图形、图表、图片、声音、动画等,表现出非常好的交互功能和演示效果。
为了充分合理地运用多媒体技术,需要教师注意以下几点:(1)避免落入俗套。PPT在教学中的应用,是为了利用其强大的多媒体表现功能。一定不要将多媒体技术当成传统板书教学的延伸,即将传统板书内容照搬进入PPT中,其内容不做任何增减。这种做法其实只是换汤不换药,并不能发挥多媒体技术的真正功能,完全失去了多媒体技术的作用。(2)工程应用素材搜集。要做到课程能真正吸引学生,需要再补充大量课本上没有的或者传统授课方式无法展示的素材,工程应用素材就是其中之一。工程应用素材主要包括仪器仪表的实际应用图片、动画、视频等。而积累这些工程应用素材,需要相关教师利用各种机会去搜寻,如工程实践、网上资源、带学生实习等等。(3)新技术素材。由于教材与技术发展相比,具有相当的滞后性,新技术的出现与应用情况,不会及时出现在教材中。因此,需要教师及时将新技术的相关素材补充到教学多媒体课件中去。获得这些新技术素材的主要途径包括教学教研交流会议、网上资源等。
为了不断优化教学方法和手段,提高学生的学习效率,需要将学生当成课堂的主体,增加他们学习的主动性和参与度。在传统的教学中,主要以教师的讲授为主,这种学习方式称为“填鸭式”教学,学生的主动性和参与度非常低,教学效果并不明显。如果想提高学生的主动性和参与度,就需要不断改革教学方法,引入更加先进的教学方法。目前来说,主要包括MOOC(Massive open online courses,慕课)、智慧课堂、翻转课堂等先进的教学方法。
一是MOOC(慕课)。MOOC是在2013年后在全球广泛掀起的,具有在线、开放特点的全新教学方式。传统的课程教学是将学生集中在教室上课,而MOOC侧重的是在线、开放,即充分发挥网络的作用,集中优秀的教师和教学资源,制作出优秀的教学视频等,让广大的学生可以通过网络在线学习,而并不局限于本校有限的教学资源,这样可以更充分地发挥优秀教学资源的利用。特别是随着手机在学生中的普遍应用,学生可以下载相应的APP,可以做到随时随地学习,充分利用碎片时间。目前国内规模比较大的MOOC资源包括:中国大学MOOC国家精品课程;爱课程;图书馆(学)在线课程联盟等。
二是智慧课堂。智慧课堂,是通过先进的智慧教学模式,实现教师教学行为和学生学习行为。具体来说,主要包括分组合作学习和个人自适应学习。分组合作学习主要是指培养学生思考问题能力、动手能力等综合应用能力,构建学习小组(共同体),支持学生分组讨论,分工协作,强调项目制学习的一种学习模式。个人自适应学习主要是指强调个人学习空间及个人能力的培养,针对每个学生的个人情况和学习能力,推送难度不一的定制化的训练科目,并建立每个学生的综合资源库。培养每个学生的个人学习能力、分析能力等。
三是翻转课堂。翻转课堂强调调整课堂内外的时间,将学习的主动权和决定权转移给学生,让学生成为课堂的主角。教师可以制定与课程相关的讨论题目,让学生课下利用网络资源、图书馆资源查找资料,课堂充分讨论,这样可以充分调动学生的主动性和积极性。
四是实验环节。实验环节主要包括验证实验、设计实验和创新实验。所谓验证实验是指熟悉相关的实验器材,并运用这些设备验证课堂教学中的基本原理和实验方法。通过验证实验,可以让学生了解参数测量的基本过程和相关测试技术,熟悉测量设备的基本使用方法。设计实验可以由授课教师给定实验题目和相关要求,学生通过组队的方式,查阅相应的资料,设计实验方案,确定实验步骤,选用合适的实验设备,完成实验目标,获得实验结论的过程。如果希望实现设计实验目标,需要实验室具有一定的规模和开放性。通过设计性实验项目的开展,可以训练学生实验全过程的锻炼,激发学生的主动性。所谓创新实验,是在完成课程学习和实验任务后,由具有创新精神的同学自发组队,由学生提出一系列与课程相关的,并具有创新探索性质的实验研究项目。项目完成后,学生需要提交研究报告,课堂答辩等材料,才可完成项目结题。通过创新实验的训练,可以更为充分的锻炼学生科研探索精神,提高学生综合能力。
五是虚拟环节。随着科学技术的不断发展,计算机已经越来越普遍地应用在教学中。同样,虚拟仪器的概念也被引入到教学中。虚拟仪器的核心概念是“软件就是仪器”,是通过在通用硬件平台上设计软件,实现虚拟仪器的功能。通过虚拟仪器的建立与使用,不光可以应用在课堂上作为演示的动画素材,还可以突破教学经费的限制,不断推出新的实验。同时,也可以运用现有的虚拟实验库,完成一系列创新型实验。
在建筑环境测试技术课程教学中,要找出教学中的薄弱环节,并运用先进的教学方式和方法进行补充和完善。就理论教学来说,“教”可以运用MOOC课程、智慧课堂等先进的教学方式,“学”可运用翻转课堂的形式开展。另外,在实验经费有限的情况下,通过建立虚拟实验室,不仅可以节省经费使用,还可以将最新的科学技术及时引入课堂教学和实验教学,提高教学效果。