李翠 李崢嶸

摘要：《建筑環(huán)境學》是一門跨學科的邊緣學科，課程知識面廣、內(nèi)容多樣，許多內(nèi)容在教學中只能淺嘗輒止。因此，教師應加強《建筑環(huán)境學》課程實踐環(huán)節(jié)建設。建筑信息模型（BIM）具有承載各種信息的能力，能集成建筑的所有相關(guān)信息并存儲在數(shù)據(jù)庫中。利用BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的超前引領(lǐng)性，結(jié)合信息化、智能化、數(shù)字化、可視化技術(shù)，把《建筑環(huán)境學》各方面內(nèi)容有機地結(jié)合在一起，建立綜合虛擬教學實踐平臺，可有效地提升《建筑環(huán)境學》的教學效果。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境;BIM;虛擬教學

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）41-0001-02

《建筑環(huán)境學》課程具有知識面廣、內(nèi)容多樣化的特點，涉及熱學、流體力學、物理學、心理學、生理學、勞動衛(wèi)生學、城市氣象學、房屋建筑學等各個領(lǐng)域的知識[1]?！督ㄖh(huán)境學》包含建筑外環(huán)境、建筑熱濕環(huán)境、人體對熱濕環(huán)境的反應、室內(nèi)空氣品質(zhì)、室內(nèi)空氣環(huán)境營造的理論基礎、建筑聲環(huán)境和建筑光環(huán)境等內(nèi)容，其中大部分內(nèi)容與人們的日常生活緊密相關(guān)。然而許多內(nèi)容在教學中只能淺嘗輒止，教師對比較抽象的理論只能做概念性的講解[2]。因此，在教學中教師應避免科普性教學，把《建筑環(huán)境學》與專業(yè)內(nèi)其他課程以及實踐應用等緊密結(jié)合起來，使學生真正理解并掌握該課程的知識。通過建立創(chuàng)新實踐平臺，將《建筑環(huán)境學》各方面內(nèi)容有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)體系化以及系統(tǒng)化的建設。

隨著計算機、信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)得到廣泛應用。BIM技術(shù)可呈現(xiàn)建筑、設備的三維空間模型信息，是可互動的活模型。人們可以借助可視化技術(shù)實時操作與修改模型，情景互動。人們可直觀感知建筑模型、設備等的空間形態(tài)，所見即所建。BIM技術(shù)的發(fā)展為建筑與能源工程專業(yè)教學提供了一個很好的平臺，將BIM技術(shù)融入教學中，能夠更好地培養(yǎng)新型工科人才。

一、實踐教學方法應用及分析

《建筑環(huán)境學》課程涉及建筑聲、光、熱環(huán)境，建筑外環(huán)境，人體對熱濕環(huán)境的反應、室內(nèi)空氣品質(zhì)等內(nèi)容，即建筑在運行過程中的內(nèi)部環(huán)境表現(xiàn)和建筑運行所消耗的資源對環(huán)境的影響等。目前《建筑環(huán)境學》的實踐教學改革主要是針對課程的性質(zhì)和特點，對教學內(nèi)容的系統(tǒng)性、多媒體教學手段、實驗教學和考核方式等共性問題進行探索，形成科研興趣小組式教學、實驗教學以及論文式考核等多種方式。

中國礦業(yè)大學對《建筑環(huán)境學》的實踐教學改革有建設實驗課程和實施大學生科研訓練計劃兩種。實驗課程建設包括室內(nèi)空氣品質(zhì)的測定實驗、建筑光環(huán)境的綜合實驗、建筑聲環(huán)境的綜合實驗等。大學生科研訓練計劃項目有“關(guān)于中國礦業(yè)大學教師公寓小高層建筑聲環(huán)境的研究”和“空調(diào)房間氣流組織的優(yōu)化研究”兩項。沈陽建筑大學《建筑環(huán)境學》的實驗課程建設有室內(nèi)空氣品質(zhì)測定和室內(nèi)熱舒適環(huán)境測試。

在《建筑環(huán)境學》實踐方面，清華大學引導學生主動學習，自己提出問題、思考問題，充分利用課外時間主動參與教學。采取的方法有：用思考題作小作業(yè)，以大作業(yè)為考核依據(jù)，舉行討論會或報告會，在網(wǎng)站上開設專用討論區(qū)等。在大作業(yè)選題方面，為了避免學生缺乏思路，由教師提出一些建議性題目。近兩年的建議性題目涉及實驗調(diào)研類、觀點論述類和文獻綜述類。北京工業(yè)大學的簡毅文老師也對《建筑環(huán)境學》的課程實驗教學和實踐進行了研究。

上述教學研究成果在一定程度上提高了學生對《建筑環(huán)境學》課程的學習興趣，促進了《建筑環(huán)境學》課程教學質(zhì)量的提高。然而，鑒于《建筑環(huán)境學》課程的教學內(nèi)容及特點，目前《建筑環(huán)境學》實踐教學建設還不能將各部分內(nèi)容有機地結(jié)合在一起，不能進行體系化、系統(tǒng)化的建設。

二、BIM在建筑環(huán)境評價中的應用

BIM以三維信息技術(shù)為基礎，集成建筑項目各個階段相關(guān)信息建立三維信息模型。BIM模型具有承載各種信息的能力，能集成建筑的所有相關(guān)信息并存儲在數(shù)據(jù)庫中。BIM三維模型包含幾何尺寸、物理參數(shù)等建筑的所有真實信息，從該模型中能形象直觀地看到建筑建成后的幾何、材料、光源、視角等信息。

將BIM模型導出為建筑環(huán)境性能分析專用的格式文件，再將文件導入專業(yè)的分析軟件中，利用專業(yè)分析工具對模型進行局部調(diào)整，補充不完整的信息和丟失的信息，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對建筑環(huán)境的性能分析[1]。首先，BIM模型所含有的建筑信息為建筑環(huán)境分析提供了數(shù)據(jù)支持;其次，結(jié)合Green Building Studio、IES、Autodesk Ecotect Analysis軟件，綜合氣象數(shù)據(jù)和建筑使用的最基本邊界條件，根據(jù)實際情況初步確定對建筑環(huán)境影響較大的因素，明確要分析的對象和內(nèi)容;最后，根據(jù)建筑所在地的氣候條件對建筑的采光、聲環(huán)境、熱環(huán)境等進行模擬分析。具體見圖1。

三、實踐教學虛擬平臺建設

（一）目標特性

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》和《2017年教育信息化工作要點》等文件要求，深入推進信息技術(shù)與高等教育實驗教學的深度融合，不斷加強高等教育實驗教學優(yōu)質(zhì)資源建設與應用，著力提高高等教育實驗教學的質(zhì)量和實踐育人的水平。鑒于《建筑環(huán)境學》內(nèi)容的多樣化特征，我們很難建立一個綜合的實驗系統(tǒng)，因此，在科技化快速發(fā)展的大背景下，應結(jié)合信息化、智能化、數(shù)字化等技術(shù)，搭建《建筑環(huán)境學》綜合虛擬教學平臺。

（二）創(chuàng)意理念

加強《建筑環(huán)境學》實踐教學虛擬平臺建設，應以完成教學要求和內(nèi)容為目標，綜合應用BIM三維建模、傳感器、數(shù)字化、智能化技術(shù)手段，增強現(xiàn)實人機交互，提升實驗教學項目的吸引力和教學效果。以實驗教學項目為基礎，建設示范性虛擬仿真實驗教學項目，探索個性化、智能化的實驗教學新模式，形成專業(yè)布局合理、教學效果優(yōu)良、開放共享有效的高等教育信息實驗教學項目示范新體系。

BIM技術(shù)具有逼真的外觀和可視性，運用其信息處理及動態(tài)仿真的特點，將書面文字信息轉(zhuǎn)換為生動立體的現(xiàn)場模擬場景，能夠解決《建筑環(huán)境學》課程理論與實踐脫節(jié)的問題。

（三）過程控制與管理

《建筑環(huán)境學》綜合虛擬平臺建設要形成統(tǒng)一化、規(guī)范化形式，開發(fā)相應的專業(yè)軟件，應區(qū)別于實際工程的應用。整體平臺建設，應留出端口，供學生進行深化設計和控制，使他們能夠通過虛擬平臺感受建筑環(huán)境的變化。培養(yǎng)青年教師的BIM教學專業(yè)化知識，以更好地指導學生。

推動線上線下教學相結(jié)合的個性化、智能化、泛在化實驗教學新模式，是推進現(xiàn)代信息技術(shù)與實驗教學項目深度融合、拓展實驗教學內(nèi)容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提高實驗教學質(zhì)量和水平的重要舉措。

四、結(jié)論

《建筑環(huán)境學》綜合虛擬教學平臺的建設，既要完成既定的教學目標，又要培養(yǎng)學生的能力。要融學于做，調(diào)動學生參與實驗教學的積極性和主動性，增強學生創(chuàng)新意識與實踐能力。將虛擬仿真實驗教學項目納入專業(yè)培養(yǎng)方案和教學課程，制定相關(guān)教學效果評價制度。根據(jù)學生和教師的反饋，持續(xù)改進相關(guān)教學評價機制。將BIM技術(shù)應用于《建筑環(huán)境學》實踐教學改革中，將建筑環(huán)境學各方面內(nèi)容有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)體系化、系統(tǒng)化的建設，這必將使教師的教學效果和學生的學習效果得到提升。

參考文獻：

[1]朱穎心.建筑環(huán)境學[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[2]張昌，鄭萬兵，湯文華，汪秀清.建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)課程體系的研究與實踐[J].高等建筑教育，2008（03）：35-40.