绿色建筑发展背景下的建筑物理课程改革探索★

2019-08-05李宁王频

山西建筑 2019年11期

李宁王频

(东莞理工学院生态环境与建筑工程学院，广东东莞 523808)

1 改革背景与课程概况

中国绿色建筑已进入高速发展新常态期。社会对于绿色建筑的高度关注，逐渐影响着建筑教育的发展。GB/T 50378—2014绿色建筑评价标准包含了对建筑热湿环境、光环境和声环境的控制要求。高校建筑教育中这部分知识主要由《建筑物理》课程讲授。作为建筑学的专业基础课程之一，《建筑物理》的教学任务是使学生掌握建筑声、光、热的基本理论和知识，并在建筑设计实践中运用这些知识。

传统的《建筑物理》课程仅专注于知识体系构建，绿色建筑发展背景对建筑学提出了更高要求，原有的课程体系逐渐无法满足持续变化的建筑学范畴[1]。对课程教学模式进行改革，有利于培养学生因地制宜进行建筑设计、研究建筑物理环境优化方法的能力，适应新时期城市发展建设。

2 课程教学现状与问题

笔者担任了本校《建筑物理》课程的教学已有几年。对往届部分学生(72人)进行课程反馈的访谈调研，结果如图1所示。由于建筑物理传统教学过程往往注重建筑工程技术的理论，这与建筑学大部分课程为培养学生形象思维而采用讲授艺术修养与创作的直观形象有趣的教学方式大不相同，且课程考核以期末考试成绩为主，大部分学生在实际设计过程中遇到建筑技术和物理环境问题仍然不知如何有效解决，少有学生在建筑设计实践中“主动”把所学的建筑物理知识运用其中，更谈不上灵活应用、与建筑设计有机结合[2]。从教学内容上看，过多的理论公式推导造成学生学习上的困难和时间上的浪费，占据了大部分教学课时，学生没有机会走出书本。此外，课程教学上主要采用教师讲学生听的单向教学方式，师生之间缺少针对实际设计问题的互动氛围。

3 针对现状问题的应对实践

绿色建筑发展背景下的《建筑物理》课程，应当使学生掌握建筑工程技术的基本理论知识、基本的绿色建筑设计方法和初步研究的能力。笔者提出了以下几方面的应对策略。

3.1 调整教学内容，引入绿色建筑设计理论

在课程内容设计上，突出课程每个章节的重点内容，强调各章节之间的内在联系，明确学习内容和目的。对建筑工程技术的基本理论和基本知识进行合理精简，以设计实例强化理论知识的讲解，通过案例讲解强调知识的实践性，使学生更容易理解和接受。

传统的建筑教育体系对于绿色建筑相关内容涉及较少。在本课程新一轮的教学中，以建筑学声、光、热等理论教学为基础，将绿色建筑理念融入其中，与当前建筑设计、构造和材料等扩展知识相结合[3]，通过对绿色建筑相关规范和相关案例的解读来扩展教学内容。此外，计划带领学生参观调研国内一些采用了建筑技术工程的优秀绿色建筑实例，将书本上的理论知识“活化”。例如在教授屋顶保温隔热这一章节时，引入的案例之一是华南理工大学国家重点实验室的可移动式佛甲草屋顶绿化，为学生介绍了佛甲草的特点及其在绿色建筑中的应用。

此外，计划在培养方案中增设绿色建筑相关课程，对学生进行系统化的绿色建筑教育，形成完整知识体系[4]。除《建筑物理》和《绿色建筑设计原理》课程外，拟筹备新增绿色建筑/节能建筑的计算机辅助模拟课程，形成绿色建筑设计的预备课程群，为三年级和四年级的建筑设计主干课程中进行绿色建筑设计实践提供方法和技术上的支持。

3.2 绿色建筑设计的应用与实践

针对具体的教学板块，结合知识点增加国内外案例讲解，以图片、视频的方式直观形象地展示技术在设计中的应用(见图2)。还计划要求学生根据所学知识对校园建筑进行实地调研，找问题、分析原因、学习方法、开展绿色建筑的改造设计，以多媒体形式对调研与设计成果进行汇报，以此激发学生的学习兴趣，提高自主运用知识的能力。

针对与建筑设计环节脱离这一问题，思考本课程教学与建筑设计教学、与绿色建筑设计竞赛指导等实践项目有效融合，使学生深刻体会学以致用的乐趣，最大程度地提高学生学习的积极性和主动性。具体地说，结合每一学期建筑设计主干课程的不同设计题目，增加针对性的教学指导内容，讲授绿色建筑知识以及热环境、风环境、节能与绿色建筑设计模拟软件工具的教学与应用。例如，三年级开展本课程学习时，建筑设计课程题目是“图书馆”“酒店”“博物馆”等公共建筑设计，在教学过程中计划开设绿色公共建筑专题，对公共建筑的绿建指标、设计策略进行介绍，引导和指导学生将所学建筑技术知识应用在设计过程中。结合建筑设计课程指导学生的建筑设计成果参加绿色建筑设计竞赛。让学生在实践中真实体会到，技术非但不是建筑设计的制约，反而可能成为设计的一种形式。

3.3 传统课程与数值模拟技术结合

在本课程教学中加入热工学、光学、声学比较常用且简单易学的数值模拟分析软件的介绍，如Phoenics,Ecotect,ENVI-met,DUTE等建筑室内外热环境分析软件、Ecotect,Radiance建筑光环境分析软件等，介绍软件的概况和使用情况，将数字技术方法运用到本科生教学中，将复杂计算转为简单的数字运用[5]。

3.4 实验课程环节的改进

本课程有16课时的实验环节，在实际教学过程中发现，传统的课程实验多是简单的验证实验，这种局限性限制了学生的自主学习积极性[6]。在对实验课程进行改革时，创设了设计型实验作为教学补充。以热工学板块的实验课为例，笔者结合本专业物理实验室仪器使用情况，安排了“室内外热环境与热舒适研究”实验，目的在于使学生在掌握室内外热环境参数测定的基础上，初步学会设计实验方案，结合热舒适问卷方式，对实验结果进行简单分析。这种设计型实验教学为学生通过脚踏实地的实验工作、结合理论知识开展科学研究进行了启蒙，在一定程度上为学生的创造性提供了可发挥的余地。

3.5 理论教学与师生科研课题结合

本课程的传统教学中，学生仅对基本理论和基础实验进行学习，无法接触更前沿的科研内容。笔者在教学过程中，尝试加入本人的以往或者现在的科研课题内容，介绍绿色建筑技术行业的最新研究动向，启发学生对科学研究的兴趣[5]。

另一方面，笔者也鼓励学生以本课程知识为基础参加各项创新训练和设计竞赛，如指导了2017年立项的国家级大学生创新创业训练计划项目《大学校园物理环境测试与优化研究》。在与学生的多次讨论中确定了项目的研究内容，并制定实验方案，利用物理实验室仪器开展实地测试实验，通过数据分析，对校园物理环境的现状和问题开展研究和讨论。通过与科研课题的结合，使学生认识到本课程的科学研究前景，并发挥专业优势开展相关研究。