牛 笑，楊夢陽，趙兵兵

(遼寧工業(yè)大學 藝術(shù)設(shè)計與建筑學院，遼寧 錦州 121001)

一、教學改革的背景與課程概況

隨著中國城市化進程的快速發(fā)展，人們對建筑環(huán)境質(zhì)量及舒適性的要求越來越高，提供和創(chuàng)造更加舒適節(jié)能的建筑環(huán)境（聲、光、熱）已經(jīng)成為建筑行業(yè)內(nèi)最為熱門的話題。為了適應行業(yè)的快速發(fā)展，各高校的建筑學專業(yè)針對建筑技術(shù)相關(guān)課程做出了一系列的調(diào)整和改革。建筑物理作為一門主要研究建筑聲、光、熱環(huán)境的建筑技術(shù)類課程，其改革的必要性顯得尤為突出。

建筑物理是建筑學專業(yè)的一門必修課程，其本身具有很強的理論性、技術(shù)性和實踐性。同時，該門課程還具有很高的綜合性。這種綜合性不僅體現(xiàn)在其本身的課程內(nèi)容(建筑熱工學、建筑聲學、建筑光學)上，而更多的是體現(xiàn)在該課程與建筑構(gòu)造、建筑材料、建筑設(shè)備、建筑數(shù)字技術(shù)以及建筑設(shè)計等專業(yè)課程的互聯(lián)關(guān)系上。

二、建筑物理課程模塊化教學改革的主旨與實踐

（一）傳統(tǒng)課程內(nèi)容的模塊劃分與整合

傳統(tǒng)建筑物理課程包含熱工學、聲學、光學三部分，總學時在68-96 學時(其中包括12-24 學時的實驗教學內(nèi)容)[1]。課程三部分內(nèi)容一般分開講授，各部分內(nèi)容基本無關(guān)聯(lián)。有部分院校直接劃分成三門獨立的課程在不同學期分開授課。這種傳統(tǒng)的教學方法使得整個課程中的知識點零散，彼此間的關(guān)聯(lián)度不高，學生很難形成完整的知識框架，更難將三部分的知識點聯(lián)系在一起形成綜合的實踐與應用。筆者所在的教研團隊經(jīng)過幾輪研討和實驗性的教學改革，對建筑物理課程內(nèi)容進行了模塊劃分與整合。按照學生的學習需求，劃分出基礎(chǔ)知識模塊、實驗模塊、應用模塊、實踐模塊四個部分，根據(jù)知識點的關(guān)聯(lián)度將課程的內(nèi)容加以整合(目前聲學與光學部分整合到一起形成四個模塊；熱工學則跨課程與建筑構(gòu)造、建筑材料、建筑數(shù)字技術(shù)等課程中的關(guān)聯(lián)部分整合起來形成四大模塊)。這種教學模式是利用基礎(chǔ)模塊使學生了解基礎(chǔ)知識，同時幫助學生疏理與其關(guān)聯(lián)的相關(guān)知識點；應用與實驗模塊對學生理解和掌握知識點起到了強化作用；實踐模塊進一步提高學生對課程內(nèi)容的應用能力，見圖1。

圖1 建筑物理課程的模塊框架

（二）打破相關(guān)課程間的壁壘

傳統(tǒng)建筑物理課程除了本身內(nèi)容的關(guān)聯(lián)度較低外，與其他課程間也沒有建立起相對完整的聯(lián)系體系。如建筑材料課程中的保溫隔熱材料等知識點與建筑物理中的部分知識點有很強的關(guān)聯(lián)度；建筑構(gòu)造中的外圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造做法與建筑物理中的知識點存在著一定的延展關(guān)系；建筑數(shù)字技術(shù)課程中所研究的生態(tài)模擬型軟件對建筑物理中許多知識點的應用和實踐能起到很大的輔助作用。而這一系列課程目前的狀態(tài)大都是“各自為戰(zhàn)”，關(guān)聯(lián)度不高。有的課程甚至出現(xiàn)相同知識點重復講授或是本應該先修的基礎(chǔ)知識點卻被安排到后面去學習。這些現(xiàn)象造成學生對于如此分散的知識點很難形成系統(tǒng)化學習的局面[2]。筆者所在的教學團隊就是由建筑技術(shù)相關(guān)課程的任課教師組成。在模塊化教學改革實踐之前，教學團隊經(jīng)過幾輪的研討和調(diào)研，確定建筑物理等幾門課程關(guān)聯(lián)的知識點、先后授課的順序、知識點的延展和應用、綜合性實驗的開發(fā)與實踐等內(nèi)容。在改革實踐后，以前課程間的教學壁壘被徹底打開了，相關(guān)課程的前沿信息、教學經(jīng)驗、教學問題得以最大程度上的共享。

（三）整合實驗教學，提高實驗的綜合性、設(shè)計性和開放性

改革前建筑物理實驗教學分為三部分，對應熱工學、聲學、光學三大內(nèi)容，每部分各8 學時，實驗內(nèi)容各自獨立，實驗類型基本上以驗證型實驗為主。由于整個實驗的操作大都是按教師給定的實驗計劃和任務書按部就班地進行，所以學生在此過程中很難被激發(fā)起興趣點，其積極性、主動性和創(chuàng)造性大打折扣。模塊化教學改革后，針對以往的問題整合了實驗教學內(nèi)容，如原熱工實驗——外圍護結(jié)構(gòu)傳熱驗證實驗，改革后將此部分內(nèi)容與建筑構(gòu)造、建筑材料等知識點整合，給出一個綜合題目，如繪制某一辦公室、宿舍外墻的構(gòu)造詳圖，通過自擬實驗分析外圍護結(jié)構(gòu)冬季保溫情況。當保溫情況較差時，提出成因與改造措施；當保溫情況達到要求，想減少外圍護結(jié)構(gòu)的厚度，說明改造后的構(gòu)造情況、使用的材料情況、模擬改造后外圍護結(jié)構(gòu)的保溫情況等。學生根據(jù)題目要求自行調(diào)研，自行設(shè)計實驗計劃和方案，通過實驗分析結(jié)果并提出解決方法。整個過程中，教師只是輔助指導學生完成相關(guān)內(nèi)容，學生成為解決問題的關(guān)鍵主導人，其積極性與主動性更高，歸納、分析和解決問題的能力得到培養(yǎng)，學生加深了對理論知識的理解和掌握。

在實驗教學的改革過程中，發(fā)現(xiàn)這樣一個問題：大部分院校的建筑物理課程安排到建筑學專業(yè)的第7、8 學期（5 年制建筑學專業(yè)），如此一來，很多實驗內(nèi)容由于學期靠后而被壓縮；還有部分綜合性實驗涉及多門課程的知識點，而這些課程由于分布于不同學期，時間跨度較大，因此各知識點在實驗中的應用效果并不理想[3]。授課時間與授課先后順序在一定程度上制約著教學改革的推進。經(jīng)過教學團隊的反復研討，提出兩種解決方案：一是利用模塊化的框架體系，打破課程間的界限，將建筑物理實驗相關(guān)的部分知識點納入到關(guān)聯(lián)度較高的先修課程中，將部分綜合性實驗提到先修學期，以此來緩解實驗模塊集中于高年級學期的壓力；二是將靈活度較高的開放性實驗列入到解決方案中。開放性實驗教學對象的容度更廣，不限于固定年級，課程時間安排的節(jié)點限制性較小，課程內(nèi)容更為靈活，可以針對課程中的擴展部分，也可以針對教師相關(guān)的橫、縱向課題，還可以結(jié)合學生們的實踐與創(chuàng)新項目。更大的開放性、更好的靈活度使得教師與學生的積極性和主動性大大提高。

（四）以建筑設(shè)計課程作為實踐模塊基礎(chǔ)，以其成果作為教學導向

模塊化教學改革的最終目的是提高學生對課程知識的應用能力。對于建筑學專業(yè)而言，建筑設(shè)計類課程是教學成果評價最為直接的一環(huán)[4]。因此，設(shè)計類課程是建筑物理模塊化教學改革中最重要的環(huán)節(jié)，模塊中的實踐部分基本圍繞其展開，如改革后針對熱工學的實踐模塊，同學期的設(shè)計類課程對應為住宅設(shè)計與居住區(qū)規(guī)劃。實踐模塊通過設(shè)計成果中的日照、主導風向、單體的體形系數(shù)、戶型的溫度梯度、圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造的合理性與節(jié)能性、材料的熱工環(huán)境適用性、遮陽設(shè)計等幾方面，考量建筑物理模塊化教學內(nèi)容的應用與實踐情況。這種反饋信息較傳統(tǒng)開、閉卷考試更能體現(xiàn)學生的學習情況和對理論知識點的應用能力。同時，這種反饋對于教師而言，能夠更加準確地反映教學過程存在的問題。教師對教學內(nèi)容的改革與擴展更有針對性，對課程規(guī)劃的導向性更為準確。

三、模塊化教學改革遇到的問題

通過幾輪的改革實踐，模塊化的教學能夠?qū)⒔ㄖ锢砹闵⒌幕A(chǔ)知識點加以整合，并通過應用強化和深入實踐幾個環(huán)節(jié)，從多個角度培養(yǎng)學生的綜合能力。整個環(huán)節(jié)學生的積極性與創(chuàng)造性被充分激發(fā)出來，因此對課程的關(guān)注度更高。同時，每個環(huán)節(jié)都有非常清晰的成果導向，這使得學生在學習過程中能夠“有的放矢”，能更好地將理論知識應用到實踐中。盡管如此，隨著改革的推進，筆者所在的團隊也遇到了以下問題：

（一）課程改革的建設(shè)周期長

由于模塊化教學涉及了多個課程，課程間的聯(lián)合與教學內(nèi)容間的聯(lián)動是應該同步進行的，這就需要相關(guān)教師配合完成。課程內(nèi)容的整合與授課順序的調(diào)整需要一定的論證周期。同時，在這一過程中需要適時調(diào)整專業(yè)教學計劃以協(xié)調(diào)課程改革，因此模塊化課程的教學體系并不能朝夕間達成。另外，由于目前建筑技術(shù)發(fā)展迅速，與之相關(guān)的建筑物理、建筑構(gòu)造、建筑設(shè)備、建筑材料等課程的知識更新率非常高，而各個模塊間因牽一發(fā)則動全身，所以，模塊化教學體系的建設(shè)始終保持著動態(tài)更新的狀態(tài)。目前筆者所在的教研團隊每兩年就需要更新模塊內(nèi)的部分知識體系，所以整個模塊教學體系的建設(shè)周期會相對較長。這就需要模塊體系下的任課教師投入比平常更多的時間與精力。

（二）實踐模塊需要緩沖過程

建筑物理模塊化教學在改革之初，四種模塊中除基礎(chǔ)模塊外，其他三種以并行狀態(tài)展開，即在基礎(chǔ)模塊講授完之后，應用、實驗和實踐模塊開始同步運行。其中，應用模塊主要以課程設(shè)計展開，實驗模塊主要為帶有設(shè)計性的綜合實驗和開放實驗，實踐模塊主要針對的是同期的建筑設(shè)計課程。在實踐中，前三種模塊的教學反饋較為理想，而實踐模塊卻產(chǎn)生了一定的問題。學生對建筑物理知識在設(shè)計中的應用無從下手，在權(quán)衡設(shè)計的技術(shù)性與藝術(shù)性上矛盾重重，很多學生的顧此失彼造成建筑形體、空間的藝術(shù)性大大降低。筆者通過教學反饋發(fā)現(xiàn)了問題的根源，模塊化教學的過程不能急功近利，需要循序漸進地由淺入深。建筑物理課程的教學對象為三、四年級的學生，這一時期的學生已經(jīng)形成了一定的設(shè)計思維與習慣，而新設(shè)計理念和設(shè)計邏輯的形成需要一定的過程。在課程的教學中，應用模塊、實驗模塊與實踐模塊不能同步進行，實踐模塊需要一定的滯后。而這滯后的間隙應安排針對性課程設(shè)計與專題訓練以幫助學生逐漸形成建筑技術(shù)的設(shè)計思維。

四、結(jié)束語

建筑物理是建筑學專業(yè)課程體系中重要的組成部分，是建筑設(shè)計技術(shù)性與科學性的體現(xiàn)，是建筑行業(yè)發(fā)展趨勢中重要的一環(huán)。模塊化的教學模式使建筑學的本科生不僅能夠熟練掌握建筑物理的基礎(chǔ)知識和基本理論，而且能更好地將其應用到實踐中。每個模塊都有較為清晰的成果導向和評價機制，學生學習的針對性更強，目的性更為明確；教師在模塊體系下能夠共享前沿信息和教學經(jīng)驗，導向和評價機制使得教學問題暴露得更加清晰與具體。這種教學模式不僅能夠彌補傳統(tǒng)教學的不足，還可以為建筑技術(shù)類課程的教學改革提供借鑒。