賈永英 李棟 宮克勤 王忠華 (東北石油大學)
建筑熱物理是工程熱物理學科的基礎課程,主要介紹建筑熱工原理,論述如何通過建筑規(guī)劃和設計上的相應措施,有效地防護和利用室內(nèi)外熱濕作用,合理地解決房屋的保溫、防熱、防潮、節(jié)能等問題。但由于建筑熱物理有很多工程實踐性的問題仍在不斷摸索當中,一些研究生普遍認為是一門不太容易學習的科目。為此,積極推進案例教學方法對于探究建筑熱物理課的實施具有重要意義。
案例教學是一種注重從知識向能力轉(zhuǎn)化的教學方式,這種教學方式使學生能發(fā)揮主觀能動作用去探討解決問題,培養(yǎng)學生運用知識分析和解決實際問題的能力。通過對實際案例的分析,將抽象的理論知識具體化,并在實際案例中得到運用,這就大大提高了學生的知識、經(jīng)驗、邏輯思維能力和理論聯(lián)系實際能力。由此可見,案例教學法符合學生的認知規(guī)律,是素質(zhì)教育和能力培養(yǎng)的一個好形式。
為了指導案例式教學法的應用,在建筑熱物理教學課堂教學中更好地應用案例式教學法,根據(jù)多年的教學體驗,總結了四條教學原則。
一是轉(zhuǎn)變教學觀念,突出學生主體地位。教師的主導作用體現(xiàn)在教師課前根據(jù)教學內(nèi)容編制教學案例,利用案例作為講課的題材,引導學生正確的學習,掌握合理的解決工程案例方法,教師在課堂教學中尊重學生,強調(diào)學習中學生的因素,教學中“以學生為中心”,突出學生的主體地位與作用。每個學生針對老師所給的工程案例,圍繞特殊情境進行分析、帶著強烈的期望積極地參與討論,成為課堂學習的主體。從而建立民主與平等的師生關系。
二是創(chuàng)設有利于學習者建構意義的情景。教師通過構建教學案例來激發(fā)學生探索的積極性,通過對學生真摯的愛心,營造有利于學生課堂學習的民主教育氛圍,課堂氣氛生動活潑,學生享受充分到問題空間和思維空間,學生能夠積極參與、暢所欲言,通過學生討論、分析、將有關知識運用到案例的分析之中,提高分析處理問題的能力。讓學員在身臨其境的學習環(huán)境中去自我體驗、互相學習、共同提升。
三是堅持案例教學法與其他教學法的有機結合的原則,把案例式教學方法與板書講解、多媒體講授、實驗等多種方法全面地結合起來,發(fā)揮各種方法所長。對于課程知識點多,內(nèi)容復雜的通風、各種人工光源等內(nèi)容,通過含有大量圖片或Flash動畫的多媒體進行講授教學,為學生提供形象生動的多媒體演示。對于有推導計算、理論性強的墻體傳熱、傳濕計算等內(nèi)容進行板書教學。對于建筑聲環(huán)境、建筑光環(huán)境這部分基礎內(nèi)容,采用開設實驗方式。對于保溫層厚度設計、墻體內(nèi)表面溫度設計等內(nèi)容,采用案例式教學方法進行授課。通過多種教學方法,改變單一的課堂教學模式,提高學生對建筑物理課的學習興趣,從而提高教學質(zhì)量。
四是構建與案例式教學法相配套的教學質(zhì)量評價體系,在平時案例教學過程中,對學生在案例教學中的表現(xiàn)及時記錄,并以一定的比例記入期末考試成績,關注學生獨立的思考問題的能力,關注學生與人討論協(xié)作的能力,培養(yǎng)學生積極創(chuàng)新的能力,從而增強學生的學習動機,提高學習效率。
建筑熱物理進行案例式教學時,按照三個過程進行,一是進行案例教學的編排,二是進行案例教學,三是進行案例總結。
為了使案例教學收到理想的教學效果,任課教師要進行案例教學的編排。首先,根據(jù)建筑物理教學大綱要求,挖掘教材內(nèi)涵,以重難點為核心確定進行案例教學法授課的課程內(nèi)容。主要案例題目有7類:一類是房間溫度與供水溫度之間的變化;二類是房間圍護結構與房間各部分傳熱系數(shù)的關系;三類是室外空氣綜合溫度與建筑熱環(huán)境中的關系;四類是室外不同的下墊面對微氣候的影響;五類是綠色植物對墻體熱過程的影響;六類是不同小區(qū)布局對小區(qū)風場的影響;七類是保溫材料允許的重量濕度的確定。其次,案例教學前,保證所有學生提前并同等地獲得相關資料,詳細列出圖書資料清單,要求學生案例教學前進行查閱,為案例教學做好充分準備。再次,進行案例教學時,教師要像節(jié)目主持人一樣,通過案例創(chuàng)設問題情景,學生在對案例探索與發(fā)現(xiàn)的實踐過程中主動建構和完善認知結構。學生積極參與,帶著強烈的期望積極地投入到案例分析過程中,成為案例教學的主體,教師認真聽取學生的案例分析,圍繞重要的知識點隨時插話點評,層層誘導,充分調(diào)動學生的積極性,并有效控制局面,保證案例教學按預定的計劃進行,順利完成教學任務,案例教學過程中學生之間以及教師和學生之間互相交流和合作,通過生生之間、師生之間相互討論、來揭露學生認知中的矛盾,以問答甚至辯論的方式逐步引導學生發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,解決問題,使學生在交流和合作中,思想互相啟發(fā),方法互相借鑒。在案例教學結束后,教師要進行案例總結評價。對正確的方案,要給予充分的肯定,對錯誤的方案,要通過查閱相關規(guī)范有理有據(jù)的論證來說服學生,對學生的積極性和創(chuàng)造性思維要給予熱情的鼓勵。最后教師要根據(jù)學生對所學知識的掌握程度,分析問題與解決問題的能力、語言表達能力、臨場應變能力、積極創(chuàng)新能力等對學生進行考核,使考核更加全面,更加精確。
建筑熱物理經(jīng)過多年案例式教學方法授課后,為了了解案例式教學法在建筑熱物理課教學中的運用情況,針對東北石油大學建環(huán)2015級2班28人開展問卷調(diào)查。通過效果分析,發(fā)現(xiàn)案例式教學法是一種科學有效的教學方法,它具有傳統(tǒng)教學法不可比擬的優(yōu)勢。
第一,案例式教學方法,能夠提高學生的口頭表達能力。調(diào)查中有73%的學生選擇通過案例式教學方法,現(xiàn)在能夠“用清晰的語言闡明自己的觀點”,24%的學生選擇“還是闡述不清”。82%的學生認為現(xiàn)在發(fā)言能夠“口齒清晰、合乎邏輯”,18%的學生認為“有所提高、但缺乏條理”。這說明討論式教學為學生提供了提高自己口頭表達能力的機會,有利于提高學生的口頭表達能力。
第二,案例式教學方法,能夠提高學生的學習興趣和主動性。84%的學生選擇通過案例式教學,參與教學活動的積極性提高。78%的學生選擇在進行案例教學討論的過程中,學生能夠較快進入角色,轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的參與者。這說明案例式教學有利于提高學生的學習興趣。學生可以從被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿鳌?/p>
第三,案例式教學方法,能促進學生將知識應用到實踐工程中去。有78%的學生表示“能夠根據(jù)所學知識解決工程實際問題”,83%的學生表示“共同討論分析,提高了其分析解決實際問題的能力”。這說明案例式教學方法有利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力。通過學生團隊討論,共同協(xié)作,知識經(jīng)過學生的思考體驗而得到升華,從而提高了學生分析問題和解決問題的能力。
案例式教學方法,能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。64%的學生表示“在案例分析過程中,大腦處于積極的認知狀態(tài),通過對實際問題分析、探討能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神?!?3%的學生表示“信息被多角度考量,信息達到多向傳輸”。這說明案例式教學方法能夠強化學生主體參與意識。不僅激發(fā)和培養(yǎng)了學生學習的興趣,更能引導學生探討問題發(fā)生的原因,形成批判性的思維,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。
小結:本文進行了案例式教學方法在建筑熱物理課程中的應用研究,進行了案例式教學法原則的研究。給出案例式教學法實施過程研究,并給出實施過程的具體實施方案,最后進行了效果分析,通過研究表明案例式教學法有利于提高學生的口頭表達能力,促進學生從被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿?,提高了學生分析問題和解決問題的能力,對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維具有重要作用。