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下面文章主要從建筑學(xué)學(xué)生的思維特點(diǎn)出發(fā),探索在教學(xué)過(guò)程中如何加入體驗(yàn)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生親身感受物理環(huán)境對(duì)人體身心健康的影響,重視對(duì)建筑物理環(huán)境的設(shè)計(jì)。此外,由于建筑專業(yè)學(xué)生對(duì)圖像化語(yǔ)言的敏感度較高,為此文章中還探討將枯燥的理論和公式圖像化的方法,幫助學(xué)生記憶和理解基礎(chǔ)知識(shí)概念。而且基于建筑專業(yè)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的特點(diǎn),以開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的方式鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參與,完成從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)變。
關(guān)鍵詞:建筑物理,實(shí)驗(yàn),教學(xué)方法
1建筑物理基礎(chǔ)教學(xué)特點(diǎn)
建筑物理課程是建筑學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一[1]。建筑物理教學(xué)的核心思想是幫助學(xué)生們認(rèn)識(shí)到建筑物理環(huán)境對(duì)建筑使用者身心舒適性影響的重要程度,并提倡在綠色節(jié)能的前提下利用建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃原理以及相關(guān)技術(shù)策略等手段最大限度地提高建筑內(nèi)外環(huán)境的舒適度[2]。因此,建筑物理知識(shí)及內(nèi)容是建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生必須具備的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),也是建筑師應(yīng)該具備的專業(yè)背景知識(shí)。建筑物理是物理學(xué)的分支,涉及建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)和建筑聲學(xué)三個(gè)方面的內(nèi)容。
在建筑物理教學(xué)過(guò)程中,會(huì)涉及到大量的公式及其推導(dǎo),這是建筑物理基礎(chǔ)教學(xué)的最大特點(diǎn)之一,也是同其他建筑學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課區(qū)別最大的地方[3]。因此,授課老師不僅需要對(duì)熱工學(xué)、光學(xué)及聲學(xué)相關(guān)基本概念、定律進(jìn)行講授,指導(dǎo)學(xué)生如何更深刻地理解和記憶基礎(chǔ)概念、定律,還需要輔助學(xué)生理解、記憶并合理應(yīng)用復(fù)雜的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算,幫助他們處理和解決現(xiàn)實(shí)中可能產(chǎn)生的建筑物理環(huán)境問(wèn)題。
2建筑學(xué)學(xué)生思維特點(diǎn)
建筑專業(yè)學(xué)生思維活躍、創(chuàng)造力十足,對(duì)圖像化語(yǔ)言敏感,容易對(duì)具象的浪漫的事物產(chǎn)生共鳴,喜歡視覺(jué)沖擊力強(qiáng)的畫(huà)面和物體。在建筑學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,一直在強(qiáng)調(diào)和培養(yǎng)的是學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,因而,建筑學(xué)的學(xué)生普遍動(dòng)手能力強(qiáng)且重視實(shí)踐和體驗(yàn)環(huán)節(jié),這些都是建筑學(xué)生的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)[4]。
但不容忽視的問(wèn)題是,建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生普遍存在“重藝術(shù),輕技術(shù)”的現(xiàn)象,且本身數(shù)理基礎(chǔ)較其他理工科專業(yè)就偏薄弱,因此,容易對(duì)基礎(chǔ)理論課程缺乏興趣,特別是對(duì)數(shù)理公式容易產(chǎn)生排斥。久而久之,建筑學(xué)學(xué)生變得越來(lái)越重視建筑設(shè)計(jì)課程,而對(duì)建筑技術(shù)方面的課程認(rèn)識(shí)不足、重視不夠。由于學(xué)生對(duì)數(shù)理公式本能的排斥,給建筑物理教學(xué)帶來(lái)了不小的難題與挑戰(zhàn)。
一方面建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生數(shù)理推導(dǎo)能力比較薄弱,過(guò)多涉及公式及其推導(dǎo)可能使課堂內(nèi)死氣沉沉,甚至部分學(xué)生直接選擇“翹課”來(lái)回避他們厭惡的公式,因此這樣的教學(xué)很難達(dá)到教學(xué)效果;另一方面,直接跳過(guò)公式及其推導(dǎo)又會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)概念的理解不夠全面及深刻,對(duì)建筑物理基礎(chǔ)知識(shí)掌握的不夠牢固,勢(shì)必造成學(xué)生不能達(dá)到當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)人才的要求。因此,我們需要一種能基于建筑學(xué)學(xué)生思維特點(diǎn)的建筑物理教學(xué)方法,讓他們的優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮,并在建筑物理學(xué)習(xí)過(guò)程中能感受到快樂(lè)而非痛苦和排斥。本人在建筑物理教學(xué)過(guò)程中有以下幾點(diǎn)體會(huì)以供探討。
3基于學(xué)生特點(diǎn)的建筑物理基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)法
3.1案例教學(xué)
基于建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生思維活躍的特點(diǎn),啟發(fā)學(xué)生自主思考,并用日常生活中常見(jiàn)的案例來(lái)說(shuō)明枯燥、冰冷的數(shù)學(xué)和物理公式是案例教學(xué)的核心。建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生喜歡觀察生活,他們細(xì)膩且情感豐富,因而難以避免的,當(dāng)他們面對(duì)冰冷的數(shù)理公式,嚴(yán)謹(jǐn)而復(fù)雜的物理概念時(shí)會(huì)本能地排斥,失去學(xué)習(xí)興趣和耐心。
因此,在授課過(guò)程中,大量地使用日常生活中的各種現(xiàn)象,作為案例解釋延伸物理概念,會(huì)幫助學(xué)生們更好地理解概念,并啟發(fā)他們的思維,思考生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象。例如,在講到露點(diǎn)溫度這個(gè)概念的時(shí)候,僅給大家念完露點(diǎn)溫度的概念,多數(shù)同學(xué)會(huì)露出困惑的表情,但一旦提示他們回憶,冬天帶著眼鏡進(jìn)入溫暖的室內(nèi),眼鏡片上立馬蒙上一層水霧的畫(huà)面時(shí),多數(shù)同學(xué)會(huì)立刻領(lǐng)悟,一個(gè)晦澀的概念立馬變得清晰起來(lái)。除此之外,教學(xué)過(guò)程中還適宜啟發(fā)學(xué)生們自己尋找日常的案例幫助自己理解概念、記憶公式,有時(shí)候?qū)W生們的案例會(huì)有一些特殊的視角,帶著他們這個(gè)年紀(jì)的感受和理解,讓作為老師的我們也感到驚喜,也深深地體會(huì)到教學(xué)相長(zhǎng)的真正含義。
3.2數(shù)理語(yǔ)言向圖像化語(yǔ)言的轉(zhuǎn)化
建筑學(xué)學(xué)生對(duì)于圖像的理解記憶能力普遍高于對(duì)文字的理解記憶力,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)數(shù)學(xué)公式的理解記憶力。將一些晦澀的概念轉(zhuǎn)化成圖像,在很大程度上能提高建筑學(xué)學(xué)生上課的注意力,提起他們的學(xué)習(xí)興趣,當(dāng)需要記憶某些概念的時(shí)候能很快地回憶起相關(guān)知識(shí)點(diǎn)圖像,快速地掌握知識(shí)點(diǎn)�?吹缴厦娴膱D片能馬上記住聲音傳播的要素,聲源的振動(dòng),聲音介質(zhì)的振動(dòng)以及耳膜的振動(dòng)。為了說(shuō)明聲功率值比較小,用圖像化語(yǔ)言描述一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),30萬(wàn)人同時(shí)高聲說(shuō)話的聲功率等同于點(diǎn)亮一只15w燈泡的功率值。用圖像化語(yǔ)言教學(xué)的效果非常明顯,在回顧前述知識(shí)點(diǎn)時(shí),雖然同學(xué)們對(duì)一些建筑物理專有名詞反應(yīng)不太敏感,但稍微提示課件相應(yīng)概念的畫(huà)面時(shí),大家便如同“觸電”一樣立馬回憶起來(lái),在這個(gè)基礎(chǔ)上還可以根據(jù)畫(huà)面轉(zhuǎn)化成自己的語(yǔ)言描述出相應(yīng)的概念。
由于受到教學(xué)課件的影響,很多同學(xué)自覺(jué)地開(kāi)始使用這種學(xué)習(xí)方法,當(dāng)讓他們總結(jié)一些熱工學(xué)概念時(shí),不少同學(xué)選擇畫(huà)出圖像幫助自己理解記憶。為了推行這種教學(xué)方法,我們有意識(shí)地布置一些將數(shù)理語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成圖像語(yǔ)言的課后練習(xí),發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)這個(gè)作業(yè)的制作積極性很高,且有很多精致有創(chuàng)意的作品被創(chuàng)作出來(lái)。
3.3強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)對(duì)設(shè)計(jì)的輔助作用
對(duì)學(xué)生而言,盡管在學(xué)校中,是分成若干門(mén)課程單獨(dú)學(xué)習(xí),但對(duì)于實(shí)際工程實(shí)踐中,卻是要綜合地運(yùn)用這些知識(shí)服務(wù)于建筑設(shè)計(jì)[5]。如果一味地只談理論,只講物理,不談建筑,不談應(yīng)用,學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣會(huì)有顯著的下降。建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生重視實(shí)踐,需要明確的學(xué)習(xí)目的,一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講授,告訴他們?cè)趺从�,什么情況用,比單純介紹知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)效果好許多。
例如,在講到建筑熱工學(xué)中,圍護(hù)結(jié)構(gòu)一維穩(wěn)定傳熱過(guò)程的時(shí)候,學(xué)生們會(huì)對(duì)這部分知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)作用產(chǎn)生疑問(wèn),在什么情況下會(huì)用到過(guò)程如此復(fù)雜的計(jì)算,算出結(jié)果后又能說(shuō)明什么問(wèn)題,有什么應(yīng)用價(jià)值和意義呢。當(dāng)我們告訴學(xué)生,在建筑熱工計(jì)算中,需要對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)總傳熱系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,以便判斷和選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能時(shí),他們立刻找到了這一系列復(fù)雜公式和建筑設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系。所有這些,讓學(xué)生們明白只有掌握建筑物理的相關(guān)知識(shí),才有可能設(shè)計(jì)出既美觀又舒適的建筑作品。
4結(jié)合建筑物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)法
4.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)的性質(zhì)與目的
建筑物理實(shí)驗(yàn)課的目的除了起鞏固和加深對(duì)基本原理的理解和掌握之外,還在于實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身,即進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能方面的基本訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和科研能力,使學(xué)生在以下幾個(gè)方面得到訓(xùn)練和培養(yǎng):①了解室內(nèi)外物理環(huán)境測(cè)量常用的儀器設(shè)備的工作原理、性能和外觀形式,掌握正確的儀器設(shè)備的使用方法;②學(xué)習(xí)并掌握室內(nèi)外物理環(huán)境的常用環(huán)境物理參數(shù)和材料性能參數(shù)的測(cè)量方法;③培養(yǎng)學(xué)生準(zhǔn)確記錄、處理數(shù)據(jù)的能力和根據(jù)測(cè)量分析、解決問(wèn)題的能力;對(duì)學(xué)生進(jìn)行科研方法的初步訓(xùn)練,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科研作風(fēng)和嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)風(fēng)。
4.2實(shí)驗(yàn)要求及內(nèi)容
建筑物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分首先由實(shí)驗(yàn)教師講解實(shí)驗(yàn)的目的、測(cè)量方法和要求,介紹實(shí)驗(yàn)所用儀器設(shè)備的基本原理、使用方法及注意事項(xiàng),學(xué)生們按組登記借用實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備,并按實(shí)驗(yàn)要求尋找相關(guān)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生從全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中選擇完成6個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)分。
4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示及效果
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)表現(xiàn)出了很大的熱情與好奇心,建筑物理實(shí)測(cè)除教會(huì)學(xué)生掌握常用儀器設(shè)備的性能、測(cè)試原理及操作方法外,還通過(guò)數(shù)據(jù)的分析評(píng)價(jià)過(guò)程,提高了學(xué)生們對(duì)建行組物理環(huán)境的認(rèn)識(shí)。例如,在完成區(qū)域聲環(huán)境和交通噪聲的測(cè)量實(shí)驗(yàn)后,不少同學(xué)都對(duì)噪聲有了充分且全新的認(rèn)識(shí),意識(shí)到了噪聲的危害,并開(kāi)始重視利用設(shè)計(jì)手段和策略打造優(yōu)質(zhì)的聲環(huán)境,做有效的噪聲防護(hù)措施。
通過(guò)實(shí)測(cè)實(shí)踐的方法教育學(xué)生們利用數(shù)據(jù)說(shuō)話,在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表達(dá)的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮建筑系學(xué)生的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),給出建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的改造方案,不僅使老師探索和拓展了新的教學(xué)模式,而且使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠更好地學(xué)習(xí)建筑物理知識(shí)和方法,拓展思維,提升能力[6]。
結(jié)語(yǔ)
眾所周知,建筑物理是建筑環(huán)境科學(xué)的組成部分,建筑物理教學(xué)是建筑學(xué)專業(yè)不可缺少的專業(yè)基礎(chǔ)課程[7]。讓這門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課的效果最大化是建筑物理教學(xué)的終極目標(biāo),因此本文基于教育對(duì)象的特點(diǎn),初步探索了最大化地提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性的方法,并探索性地提出利用圖像化語(yǔ)言,案例教學(xué)法,基于建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用,加入實(shí)踐實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等方法,讓建筑物理變成生動(dòng)有趣、有用好用的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課。
參考文獻(xiàn)
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建筑期刊推薦:高等建筑教育(雙月刊)創(chuàng)刊于1983年,于1992年對(duì)外公開(kāi)發(fā)行。是由重慶大學(xué)中國(guó)建設(shè)教育協(xié)會(huì)普通高等教育專業(yè)委員會(huì)主辦的建筑刊物。
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