建筑学专业建筑设备课程教学改革与思考
2023-07-29任崴刘丰军
任崴 刘丰军
摘 要:针对目前建筑设备课程授课存在的问题,从教材选用、教学内容、师资队伍配置、考核方式四方面进行分析,从采用多种教材组合、增加案例式教学、加强建筑设计和建筑设备的配合、完善师资队伍配备、优化考核方式四方面进行教学改革探索。实践证明,改革后在调动学生学习热情、提升教学质量等方面效果显著。
关键词:建筑学;建筑设备;教学改革
建筑设备是建筑学专业必修课程之一,属于建筑技术类课程。建筑设备是房屋建筑的功能性体现,主要涵盖给水、排水、供热、通风、照明等方面,发挥不同设备功能,为人们提供舒适、宜居、方便、安全的室内环境,保障人们的生活和生产需求。建筑设备的完善程度和技术水平,一定程度上反映出社会经济发展水平。
相对于建筑学专业的美术、建筑表现技巧、建筑选型等“表现类”课程,建筑设备更偏重于技术,属于建筑技术类课程之一。而现有教学体制下,建筑学专业整体呈现“重表现、轻技术”的特点,造成了学生普遍缺乏建筑技术方面的知识。建筑设备课程涵盖建筑给排水、暖通空调及建筑电气的基本理论和知识,学科跨度大,知识点多,涉及面广,加之偏重理论的课堂教学,与实践联系较少,因此学生在学习的过程中普遍觉得枯燥乏味,自然对其不够重视。
近年,为实现建筑的节能、环保、绿色等目标,节能环保建筑、近零能耗建筑、绿色建筑等新型建筑设计蓬勃兴起,现代化建筑设计理念快速发展,建筑设备及相关的新知识、新技术、新材料的发展更是日新月异。这对当代建筑设计提出了新的要求和挑战,建筑师只有扩充相关方面的知识,才能胜任建筑设计任务。在这一背景下,传统的偏重理论的教学方式的建筑设备课程,显然无法契合当下的新要求,因此必须进行相应的改革和探索。
一、现状及问题
(一)教材
目前建筑設备类教材主要分三类:一类是针对土木工程专业学生,这类教材侧重于施工技术方面;一类是针对工程造价专业学生,该类教材侧重介绍建筑各类管线和设备的认识、施工工序等;最后一类是针对建筑学专业学生,兼具上述两类教材的特点,如高校建筑学专业指导委员会给建筑学专业推荐的普通高等教育土建学科专业“十一五”规划教材《建筑设备》(李祥平等主编、中国建筑工业出版社出版)。不同的教材侧重点不同,但总体上涵盖建筑给排水、暖通空调、建筑电气三大部分的内容,有部分教材增加了绿色建筑与建筑设备、流体力学、传热学等方面的内容,课程内容繁多,涉及知识面广泛。
笔者对上述各类教材均有研读,发现其内容安排偏重于设备安装、设备选型等工程方面的知识,而建筑学专业需要学习的核心内容是建筑设备和建筑设计之间的关系,从这方面来看,目前教材的内容安排不尽合理。
(二)教学内容设置
建筑设备课程教学内容设置现状:课时设置普遍是32~64课时,对于全面掌握建筑设备课程内容,课时安排显然不够;教材内容偏理论,有些教材中有大量的计算公式,这对建筑学专业学生来说接受度普遍不高,学生很难将所学内容与建筑设备实体结合起来;新规范、新技术、新成果的引入不够。
(三)师资队伍
目前,建筑设备课程的任课教师的专业背景主要是给水排水工程、暖通空调、土木工程等专业,多数情况下是一名教师讲授上述三部分的内容。任课教师在某一方面有所专长,但由于专业背景的限制,难以较为全面地讲授建筑设备课程的全部内容,尤其对于不熟悉不擅长的内容,可能存在观点阐述不够明确等问题,教学质量堪忧。
(四)考核方式
建筑设备课程的考核方式主要是以考试为主,平时成绩为辅,二者分别占总评成绩的80%和20%,这种考核方式造成学生重考试、轻过程的现象。学生为了应付考试,往往在考前死记硬背知识点,缺乏学习热情和兴趣,整体教学效果欠佳。
二、教学改革
建筑设备课程是建筑学专业的骨干课程之一,是本专业的专业基础课,对于建筑学专业的学生系统掌握建筑设备与建筑设计的关系、完善知识体系、拓展建筑设计思路有着重要作用。针对上述主要问题,笔者结合自身教学、学生调研反馈以及实践经验,提出如下课程教学改革建议。
(一)教材的选用
根据近三年建筑设备课程授课的实际情况,对本课程采用多教材组合的方式选用教材。以“十一五”规划教材《建筑设备》(李祥平等主编、中国建筑工业出版社出版)为理论基础,以该教材中建筑设备相关知识体系为理论框架,学生通过对教材中相关知识点的学习,掌握建筑设备的相关基础知识,对建筑设备的类型和作用达到全面了解。
以《建筑设备安装与识图》(文桂萍等主编、机械工业出版社出版)为辅助教材。该教材从实用性出发,以建筑设备安装工程项目的现场适用性为目的,淡化相关理论知识,通俗易懂。建筑学专业学生通过本教材的学习,可以深入理解建筑本体与建筑设备在结构上的位置关系,进而在实际的建筑项目设计中更好地处理二者之间的关系。
以实际工程项目的设计文件为辅助教材,学生通过对在建工程或竣工项目的施工图、施工文件的学习,掌握实际工程项目中建筑设备和建筑本体在图纸上的对应关系,提高读图、识图能力,更直观地理解项目中建筑设备间的位置对应关系。
(二)教学内容和形式改革
建筑设备课程的教学形式以理论讲解为主,教学内容涉及流体力学、传热学、物理化学等方面的知识。但建筑学专业的特点决定了建筑设计的绝大部分成果都是以重表现的设计图体现,这些知识对于建筑学专业做建筑设计的帮助并不大,因此,相对枯燥的理论知识及单一的理论讲解形式并不能提高学生的兴趣,学生学习普遍积极性不高甚至出现厌学情绪。因此,进行教学内容改革十分必要。
1.案例式教学
教师以建筑学专业指导委员会相关文件为指导,对选用教材中的知识点进行系统梳理,对复杂的理论和计算过程不做过多讲解。教师可重点结合案例分析,对一些关键问题进行讲解。如对设备房布置位置这一知识点,可以结合学校的图书馆或综合办公楼等综合性建筑,对其中的设备房的布置结合建筑设计的相关规范进行讲解。
任课教师在实际的教学中,可采用“走出去”的授课方式,结合校园的既有建筑,进行管线走向、设备布置、给排水与强弱电不同专业之间的位置关系等内容的讲解,加深学生对建筑设备与建筑设计之间关系的理解。
2.加强与建筑设计课之间的配合
建筑设备课程的任课教师对建筑设计往往了解不多,建筑设计专业的教师对建筑设备又不够了解,这就造成了现行的建筑设备授课内容及形式和建筑设计课脱节。改变这一现状的方法是将上述两类课程结合起来。建筑设计和建筑设备的任课教师要互通有无,有效解决教学工作中的问题,使建筑设计和建筑设备课程能有机地融合起来。
在授课过程中,除了按教学进度进行相关知识的讲解,两者之间的课程还可以灵活调整。如在进行高层建筑设计讲解的时候,可以用2~4个课时对高层建筑中设备房的布置、各专业管线的布置及其之间的空间位置关系等细节进行专门讲解,有助于学生了解建筑设计的完善性和科学性。
3.新方法、新材料、新工艺的讲解
由于技术的更新和迭代,与建筑设备相关的新材料、新工艺不断涌现。任课教师平时需要紧跟前沿,及时将相关新知识传授给学生。如:教材中关于给排水管材还局限于常规的铸铁、钢管、PPR管等,对于现在较为广泛选用的HDPE、双壁波纹管、钢丝缠绕复合管等介绍的不多。另外,目前一些地区开始采用的PDS虹吸排水系统,常用在种植顶板或屋面,由于虹吸功能实现了压力流排水效果,建筑结构设计中无需预留坡度,这给建筑层高控制提供了很好解决途径。学生通过对这些相关新材料、新工艺的学习,能紧跟技术发展,增强实际应用能力。
(三)师资队伍配置
建筑设备课程主要分为建筑给排水、暖通空调、建筑电气三大部分的内容,实际情况是,由于专业的不同,很少有同时对上述三部分内容都擅长的任课教师。由于师资力量的局限性,该课程通常是由一名教师完成三部分内容的讲解。由于自身知识体系的局限性,难免出现“厚此薄彼”的现象,任课教师往往根据自己的擅长进行取舍,擅长的就多讲,不擅长的往往少讲或不讲,这样造成的结果就是学生的知识体系不全面。因此,建议师资力量雄厚、学科齐全的高校安排不同专业的教师分别讲解上述三方面的知识,充分发挥各专业的特长和优势,使建筑设备课程的授课能形成一个有机的整体。
建筑设备课程具有较强的实践性,设计院相关专业的工程师在工作中参与大量实际项目的设计和论证工作,具有丰富的现场经验。在条件具备的情况下,高校可请相关方面的专家工程师,以实际项目的设计过程为例,讲解设计过程中建筑设备和建筑设计两个专业之间的配合,对教材中的相关知识点进行拓展和延伸。
(四)考核方式改革
作为体现教学质量的课程考核,其考核方式设置是否合理、全面、科学是评估教学成果的关键。传统考核方式普遍以试卷考试为主,过程考核为辅,弱化了教学过程中考核的重要性,因此对传统考核方式有必要进行改革。
增加平时成绩的占比。平时成绩可以分几方面来体现,如分组讨论中的表现、平时作业、设计专题表现等,平时成绩占综合成绩的30%。
增加实践环节效果的考查。如参观实际项目后提交作业,结合所参观项目对建筑设计与建筑设备的关系进行总结,提出自己的观点等,实践环节占综合成绩的30%。
期末考试中的主观题比例进行适当调整,增加案例分析等题型,考查学生分析问题解决问题的能力,考试成绩占综合成绩的40%。
三、结语与建议
建筑设备作为建筑学专业的核心课程之一,其重要性不言而喻。笔者经过近三年的课程改革探索,对建筑设备课程提出以下几点看法。
(一)增添辅助教材
我国高校建筑学专业指导委员会针对建筑设备课程推荐了一本教材,但要想系统掌握建筑设备课程相关知识,一本教材远远不够。实际教学中,建议采用多种教材交叉使用,或者一本教材为主、多种教材为辅的方式,有助于开阔学生和教师视野。辅助教材的选择不拘泥于书籍,实际工程项目的施工图纸、施工组织设计等均可纳入。
(二)多种教学手段并行
建筑学专业学生更偏重于表达、设计这种艺术性思维习惯。教师在实际授课过程中采用理工科的授课方式,往往效果不佳。因此,在教学中,教师要针对这一问题,采用多种教学手段并行的方式。教学宜采用图文并茂、实地参观等直观形式,更有利于学生接纳和吸收。同时,教师要增加课程教学的互动性,采用启发式教学方式,注重与建筑设计紧密结合。教师优化教学形式,减少理论知识灌输,增加引导式、开放式、双向式的教学,能有效激发学生的学习兴趣,让学生认识到该课程的重要性,变被动接受为主动接纳,掌握正确的自主学习方法,有效提升学习效果。
(三)师资队伍调整
具有建筑学背景,后期又从事过建筑技术实践或研究工作的复合型人才是教授建筑设备课程的最佳人选。但这种专业背景的人才非常少,实际教学中可以采用建筑技术背景教师与建筑学背景教师相结合的方式,从建筑学专业的特点出发教授建筑设备类知识。
(四)课程考核多样化
根据建筑学专业的特点,传统试卷考试的占比可以适当降低。综合成绩的判定中增加课程作业、现场调研报告、小组讨论等形式的占比。考核更注重学习过程中的成绩判定,避免传统试卷考试“一刀切”的现象。
建筑设备课程是建筑学专业学生知识体系中重要的一环。掌握相关知识对建筑设计的功能体现有着重要的影响。如何将建筑技术理论和知识更好地应用在建筑设计中,是建筑学专业学生学好建筑技术知识的关键点,也是教学改革和创新探索的突破点。
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責编:扬 帆
基金项目:河南科技大学校级重点教改课题(编号:2019YBZD-011);河南省社会科学界联合会调研课题(编号:SKL-2022-402)
作者简介:任崴(1979— ),男,河南科技大学土木建筑学院副教授,研究方向为城乡基础设施规划、建筑施工技术;刘丰军(1971— ),男,河南科技大学土木建筑学院教授,研究方向为岩土与地下工程结构。