建筑物理课程“三三三”教学创新设计探索

王频 李宁 卢素梅 吴晓伟 孙璨

［摘 要］项目组以学为中心，在教、学、评三方面分别提出“三阶递进”“三融育人”和“三性结合”的创新理念，构建“2+1”模块化课程体系，重构教学内容，创建“五平台联动”教学新模式，改革考核评价方式，引入学习小组机制，通过实际工程任务训练培养学生的综合实践能力与工程执业素养。经过教学实践探索，课程创新成果获得广泛的关注与好评，具有较好的推广示范价值。

［关键词］教学体系；思政建设；工程训练；线上教学；考核方式；建筑物理

［中图分类号］ G642 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）04-0081-04

新工科建设要求高校教育应将行业新动向及时融入专业教学[1]，课程建设应突出特色、注重技术与应用领域的创新协同[2]。绿色低碳建造已成为当下建筑领域重要发展方向之一[3]。在高等教育改革和建筑技术行业变革的背景下，高校建筑专业教育应注重培养适应社会需求的绿色建筑应用型、实践型人才[4-5]。建筑物理课程是讲授绿色建筑基础与原理的专业必修课程与核心技术类课程，以“学生掌握建筑物理学的理论知识、方法技能，并能在绿色建筑设计实践中进行运用”为基本教学任务[6]。本课程的学习主体是大学三年级的学生，建筑技术科学既能帮助学生学习如何在设计时营造物理环境良好、人居环境舒适的建筑空间，又能引导学生开展技术辅助设计工作，为学生未来面向行业需求、开展科学研究打下基础。可以说，本课程如同桥梁、阶梯，是培养学生实践技能、创新能力和高阶思维的载体。

建筑物理课程融合了知识、能力、素质三个层次的教学目标。知识目标：使学生掌握建筑物理学的理论知识和室内外物理环境变化的一般规律，了解建筑技术领域行业热点与前沿资讯。能力目标：使学生提升绿色建筑技术的工程应用能力，具备自主学习能力、团队协作能力以及针对复杂建筑问题提出设计方案的综合实践能力。素质目标：培养学生的社会责任感、文化自信和使命感，可持续设计理念和绿色低碳建造价值观，以及创新思维、工程素养和工匠精神。

传统建筑物理课程教学忽视对学生综合素质能力的培养，不利于适应社会需求的绿色建筑应用型、实践型人才的输出，这与绿色建筑发展[7]、绿色低碳湾区建设[8]及突出绿色建筑创新实践能力培养[9]的专业建设目标相悖。为此，本文针对建筑物理课程传统教学过程中学生综合素质能力培养不足等问题，探讨建筑物理课程的教学创新思路、举措、效果，分析课程创新成果及推广应用情况。

一、传统课程教学存在的主要问题

经过长期的教学改革调研和探索，团队教师总结了传统课程教学中存在的主要问题：学生的思想政治素质、绿色环保理念、创新创造思维和实践动手技能等综合素质能力培养不足。具体表现为教学内容陈旧，以学科为中心，脱离生产实际，滞后于建筑行业技术发展，并且忽视学生的思想政治教育和综合素质培养；教学模式僵化，以教为中心，忽视学生在学习中的主体地位和作用，不够注重对现代教育技术的运用，过于重视建筑工程理论知识传授，导致对创新思维和工程实践能力的培养不足；教学评价单一，课程考核注重学生对理论知识的掌握，缺少对学生自主学习能力和综合实践能力的考评。这些问题是本课程教学创新的研究重点。

二、课程教学创新思路、举措及效果

（一）以学为中心的“三三三”创新思路

项目组以问题为导向，提出了以学为中心的“三三三”改革思路，在教、学、评三方面分别突出“三阶递进”“三融育人”和“三性结合”的创新理念，并以此制订教学解决方案（见图1）。

（二）创新举措

1. 教学体系与内容：三阶递进

本课程构建了强化理论基础知识、培养实践应用技能、突出设计实训特色的“2+1”模块化课程体系。在教学内容设计上，以建筑学专业核心能力培养为依据，以“绿色建筑设计应用”为线索，以“概念与原理—技术与方法—实践与创新”的思维模式串联教学主题，结合布鲁姆的目标体系，形成“启发与激发—培养与提高—实践与创新”的“初阶—中阶—高阶”三阶层层递进的教学体系。

（1） 初階：行业前沿，深入浅出

初阶教学内容主要介绍建筑物理的相关概念和原理知识。如果教师只是对着教材照本宣科，那么对于学生来说是非常乏味的。教师可将绿色健康人居环境等建筑技术领域前沿概念和研究成果融入教学过程，让学生了解建筑物理课程在当下建筑领域中的地位、知道学习这门课的重要意义，并引导学生关注行业热点，激发学生对绿色低碳建造技术进行学习和研究的兴趣，引导学生树立正确的绿色低碳建造价值观。

在讲授原理、理论部分时，教师应充分利用多媒体图像、动画、视频等资源，深入浅出地讲解教学重点，最大限度地提高学生接受度。比如在介绍冷巷的通风原理时，教师通过播放伯努利效应相关视频，并提出精心设计的问题，让学生以小组形式开展讨论，在师生互动和生生互动等环节中开展课堂教学，活跃课堂氛围，引导学生参与讨论、同步思考。

（2） 中阶：案例扩展，思政立德

在对中阶教学内容进行设计时，教师应充分使用各种案例素材并对其进行详细分析，以此扩展教学内容，充分挖掘课程思政元素。比如在讲授“建筑防热”这个章节时，教师可从身边的案例讲起，介绍学生非常熟悉的、岭南地区传统的梳式布局和“三间两廊”建筑的案例，引导学生认识到传统建筑也是具备适应地域气候特点的，传统建筑形式已构成具有独特气质的建筑文化，以此帮助学生建立文化自信，并使其思考在今后的学习、工作中如何传承和发展这些传统的智慧。对于一些近现代的优秀绿色建筑案例，教师可组织学生走出课堂进行实地参观调研，介绍这些建筑案例及其设计师，从而引导学生学习这些建筑师治学严谨、对工作热忱以及精益求精的工匠精神。

通过充分挖掘课程思政元素，从彰显传统技艺价值、树立建筑大师标杆、解读案例学以致用等主题出发，在建筑物理课程中将立德树人与教学过程有机融合，帮助学生树立正确的绿色低碳建造价值观，激发学生的爱国情怀，实现技艺传授和价值引领的有机统一。

（3） 高阶：创新思维，学以致用

在对高阶教学内容进行设计时，教师通过对典型建筑工程项目进行全面解析，帮助学生深入理解绿色建造技术在现代建筑设计中的结合与应用，培养学生构建“技术辅助设计”的创新思维模式。此外，还可将建筑性能模拟软件学习纳入教学框架，应用于绿色建筑的优化调整设计当中，一方面提高学生的绿色建筑设计能力及面向职业需求的竞争力；另一方面设计实训模块中多元化的实践训练，也为学生学以致用、提升实践能力提供条件。

2. 教学模式与方法：三融育人

（1） 融入实际工程任务

在教学过程中，结合实验环节增设以建筑工程实例为对象的综合实践任务。教师通过设计主题明确的任务，把教学置入有实际意义的问题情景之中。学生从绿色建筑改造的角度出发，自主进行建筑实例调研、开展热环境测试、发现问题、搜索资料并合作完成设计方案，最后对实践任务成果进行小组展示、集体讨论、小组互评。这些教学环节体现了学生的主体学习地位，能够培养学生的创新性、创造性思维，提升学生解决实际问题的综合实践能力与工程执业素养。

（2） 融入学习小组机制

在建筑物理课程中引入学习小组机制，形成“个体+团队”的双重学习主体。在理论教学模块，“原理”类主题主要以个人学习的形式进行，而“技术”“设计”类主题主要以“个人学习+小组讨论”“小组讨论+小组设计”的形式进行。在实验、实训模块，学生在教师的指导下采用小组合作学习法，如在测试实验环节，团队完成实地踏勘、仪器布置、测试操作、读取数据、记录数据、完成报告等工作；又如在竞赛实践环节，团队合作推进方案总体框架的制订以及建筑的立面造型、景观设计、物理环境模拟等工作的开展，最终完成设计。

通过建立“独学+群学”的集体学习秩序，充分保证学生的主体学习地位，且将个体融入集体进行知识传递与绩效评定，在集体合作中发挥学生的潜能，培养团队协作精神，调动学生学习的积极性、主动性、创造性，实现以组促教、以组促学、以组促评。

（3） 融入现代信息技术

教学团队充分利用现代化网络资源，构建“课堂教学+优学院资源共享+微信群答疑+网络线上指导+公众号展示”的 “五平台联动”教学新模式，帮助学生在灵活的时间、空间中学习知识，使依托于信息技术的线上教学模式成为线下课堂教学的重要补充。

教师通过引导学生根据兴趣和能力自主选择项目、论文、竞赛等实践内容，基于“五平台”给予不同学生个性化的教学指导，开展多元化实践训练，达到分层培养学生的目的。

建筑物理课程还建立了微信公众号“从绿色建筑到健康城市”，重点分享师生的绿色建筑原创作品、转载对课程教与学有重要意义的内容、宣传绿色建筑设计竞赛成果和推广教学成果，使学生了解建筑技术领域新资讯，激发学生自主学习的积极性。

3. 教学考核与评价：三性结合

（1） 过程性考评：优化日常教学

建筑物理课程设计了教学全过程参与度评估、多样性作业评估、测试实验与实践训练评估、期中考试等过程性评价内容，并且根据教学的知识、能力、素质三层次目标对权重分数进行分解，使学生在教学全过程维持较高的学习积极性与主动性，提高本课程的日常教学效果。

（2） 多样性考评：培养综合素质

考试是查验学生掌握课程内容的一种有效方式，但在应试考核机制中，学生往往“死记硬背”知识点，对知识的理解和运用能力较差。建筑物理课程部分考试试题以非标准答案的形式出现，合理增设了小型设计模块（见图2），在考试环节中考查学生理解知识、灵活运用知识的能力。

在教学过程中植入案例精读再现、实地参观调研、实践设计训练等丰富的教学评价内容，并在教学活动中创造小组互评的机会，从掌握基础理论知识、理解案例中的技术应用、解读实践任务和提出问题、探索解决策略等方面出发，通过多样性考核评价内容，考查学生的自主学习能力和综合实践能力。

（3） 激励性考评：促进自主学习

在制订教学大纲时，教师将设计实训模块教学环节成果轉换为考核绩效，作为课程考评的加分项，并将团队教师主持的教研教改项目部分经费作为学生实践产出的奖励经费，鼓励学生根据兴趣、能力主动参与课题研究、申报大学生创新创业项目、参加设计竞赛等，以激励性考核评价方式促进学生的自主化学习。

三、课程教学创新成果及推广应用情况

建筑物理课程搭建了系统性、前沿性的知识框架，改革了教学模式和方法，提升了考评方式的合理性，通过教、学、评三方面的改革，贯彻以学为中心的理念，引导学生开拓新知，推动过程学习和自主学习，培养学生的实践技能、创新能力和高阶思维。从创新效果看，传统课程教学存在的主要问题得到了有效的解决。

（一）取得的教学创新成果

从2019—2021年课程期末考试成绩（见图3）和课程教学目标达成度结果（见图4）看，学生对课程教学内容的掌握更加全面，知识、能力、素质三个层次的课程教学目标均达标，教学效果良好。

教学团队指导学生依托课程教学内容开展 “大学校园物理环境测试与优化研究” 和 “东莞高校青年教师公寓物理环境测试与建筑绿色化改进措施研究”等2项大学生创新项目，并指导学生发表了相关论文。教学团队还指导学生在2018年 “共筑家园”全国青少年建筑模型教育竞赛总决赛中获得创新项目三等奖，在2019年全国高等院校首届“绿色建筑设计”技能大赛中获得优秀奖，在2020年“建科杯”东莞市第五届绿色建筑技术应用设计比赛中获得一等奖、二等奖、三等奖和创意奖等多个奖项。

（二）学生评价情况

近年来，本课程的学生评教分数均在95分以上，显示出学生对这门课程的喜爱与肯定。此外，教学团队在授课过程中能从微信群等平台上即时收到学生对教学环节问题的反馈，完成课程教学工作后还会发放调查问卷，收集学生的意见和建议。从问卷调查结果看，本课程教学能够实现预期目标，教学创新方案认可度较高，获得了学生的肯定。

（三）推广应用情况

依托教学团队主持的多个省、校级教研项目，目前，建筑物理課程已完成初步的教学创新改革，在课程评估、思政建设等方面均有收获，获得东莞理工学院教师教学创新大赛一等奖和教学活动创新奖、课程评估二等奖，广东省课程思政建设改革示范项目（示范课堂）、广东省本科高校课程思政优秀案例一等奖，首届全国高校教师教学创新大赛广东分赛暨广东省高校教师教学创新大赛二等奖等荣誉。课程教学创新方案与成果获得了社会广泛关注与好评，具有一定的推广应用价值。

四、结语

经过几轮教学实践探索，建筑物理课程教学实践已取得了一定的创新成果，并将成为未来课程持续改革的基石。根据学生的建议，教学团队也明确了本课程改革的重点方向，未来教学团队将继续贯彻“以学为中心”的教育理念，进一步深化推进课程教学创新改革，以实现立德树人的目标。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 郑庆华.新工科建设内涵解析及实践探索[J].高等工程教育研究，2020（2）：25-30.

[2] 刘吉臻，翟亚军，荀振芳.新工科和新工科建设的内涵解析：兼论行业特色型大学的新工科建设[J].高等工程教育研究，2019（3）：21-28.

[3] 周海珠，王雯翡，魏慧娇，等.我国绿色建筑高品质发展需求分析与展望[J].建筑科学，2018，34（9）：148-153.

[4] 刘煜，刘京华，李静，等.提升绿色建筑创新设计能力的教改探索与实践[J].高等建筑教育，2013，22（6）：137-142.

[5] 汤闯，李晓琳.基于绿色建筑设计能力提升的建筑设计专业教学的创新与改革[J].智能建筑与智慧城市，2020（4）：84-85.

[6] 金星，张旭.建筑物理课程教学问题探析：从授课教师与从业建筑师的双重视角出发[J].中国建筑教育，2019（2）：141-144.

[7] 郭夏清.建设“以人为本”的高质量绿色建筑：浅析国家《绿色建筑评价标准》2019版的修订[J].建筑节能，2020，48（5）：128-132.

[8] 许乃中，奚蓉，杨昆.突出四大创新：粤港澳大湾区绿色低碳发展对策研究[J].环境保护，2019，47（23）：52-53.

[9] 巩新枝，邓星，金樾，等.基于学生创新能力培养的绿色建筑设计教学实践[J].高教学刊，2020（8）：32-34.

［责任编辑：苏祎颖］