張祖敬，田旭松，楊江紅，毛瑞勇

（貴州大學土木工程學院，貴州 貴陽 550025）

1 研究背景

中國提出“力爭2030 年前實現(xiàn)碳達峰，2060 年前實現(xiàn)碳中和”的目標承諾[1]，該目標的提出賦予了相關(guān)能源應用學科更高的歷史使命?！吨袊ㄖ?jié)能年度發(fā)展研究報告2021》數(shù)據(jù)顯示，中國社會總能耗中建筑運行能耗占比為22%[2]，且呈增加趨勢，要實現(xiàn)“雙碳”目標，降低能源消耗，勢必要求對“建筑環(huán)境學”這門課程中的理論知識和工程應用有充分的理解和認識。

“建筑環(huán)境學”是高等院校建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一[3]，其內(nèi)容包括室內(nèi)氣流與熱濕環(huán)境、室內(nèi)空氣品質(zhì)、建筑光環(huán)境、建筑聲環(huán)境等方面，是一門反映“建筑—人—自然環(huán)境”三者關(guān)系的學科。目前，“建筑環(huán)境學”課程在教學方法上，主要采用面面俱到的灌輸式教學方法，學生普遍為被動式接受教育，不能調(diào)動學生學習的積極性，不利于學生掌握該課程的理論知識，同時，缺少實際案例教學，致使學生缺乏實際工程應用能力。學生掌握理論知識的目的是更好地應用到實際當中，并從實際中得到更高的反饋和認識，使得所學理論知識與實際應用融會貫通，相輔相成，若學生對相關(guān)學科知識的理解僅停留在理論層面，將會對其開拓創(chuàng)新思維形成極大阻礙。

因此，結(jié)合“雙碳”目標積極開展“建筑環(huán)境學”課程教學改革，提高學生學習的積極性，改進教學效果，培養(yǎng)既深刻掌握該課程理論知識又懂得融入實際工程應用的人才，以此提高中國暖通行業(yè)整體水平，成為我們當前急需研究和加以解決的課題。

2 教學改革現(xiàn)狀分析

“建筑環(huán)境學”作為暖通等相關(guān)專業(yè)必修的基礎(chǔ)專業(yè)課，包含了聲、熱、建筑、光、生理、材料、心理等多方面內(nèi)容，學習該課程可以加深學生對本專業(yè)的宏觀理解，明確自身使命，因此，提高“建筑環(huán)境學”的授課質(zhì)量，增強學生的學習興趣和創(chuàng)新能力，使學生將理論知識與實際工程應用結(jié)合起來是“建筑環(huán)境學”教學改革的重點。

“建筑環(huán)境學”的教學改革一直是建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)及相關(guān)學科眾多學者研究的熱點課程之一。郭鐵明[4]將“建筑環(huán)境學”中的理論教學內(nèi)容與實驗教學內(nèi)容相結(jié)合進行討論，為改善教學現(xiàn)狀提出了修改意見。張東亮等[5]分析了高?！敖ㄖh(huán)境學”的課程特點和發(fā)展歷程，介紹了“建筑環(huán)境學”課程建設(shè)對策，確保了“建筑環(huán)境學”課程建設(shè)的順利進行。張敏慧等[6]結(jié)合自身多年的教學經(jīng)驗與教學方法總結(jié)了對“建筑環(huán)境學”及相關(guān)課程的教授技巧與方法。杜傳梅等[7]對“建筑環(huán)境學”開展了MOOC 建設(shè)，以期為其他課程的MOOC 建設(shè)作出指導。王艷等[8]從實踐教學、課程安排、新型教學方式和教師自身能力等4個方面對“建筑環(huán)境學”的教學提出了改進措施，并指出無論采取何種教學方法，應達到相應的培養(yǎng)目標，符合本校學生特點。簡毅文等[9]從教學形式、教學內(nèi)容等方面分析了“建筑環(huán)境學”課程的教學特點及現(xiàn)存問題，提出了對“建筑環(huán)境學”課程開展項目式教學的探索和思考。李志偉等[10]提出在“建筑環(huán)境學”教學中加入實踐環(huán)節(jié)，通過制定相應的考核制度，有效利用學生的課余學習時間，起到理論聯(lián)系實踐的效果。趙穎杰等[11]將“新工科”教學理念融入“建筑環(huán)境學”課程的教學改革中，加強校企合作，推行頂崗實習，摒棄“一考定終身”的傳統(tǒng)模式，強調(diào)對學生平時學習效果的評估，構(gòu)建全新的綜合評價體系。江燕濤[12]提出從“建筑環(huán)境學”課程的性質(zhì)和特點出發(fā)，強化實踐活動的多元化教學模式，并對該課程模式的應用情況進行了介紹。白雪蓮等[13]提出應從該課程的特點和性質(zhì)出發(fā)，充分考慮不同學校課程安排、學生人數(shù)和培養(yǎng)目標上的差異，探索合適的教學方法，提高教學質(zhì)量。楊晚生等[14]提出了建筑環(huán)境學實驗教學設(shè)置的主要內(nèi)容和基本方式，同時結(jié)合教學實踐提出了實驗教學平臺的建設(shè)目標。李翠等[15]利用BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)的超前引領(lǐng)性，結(jié)合智能化、信息化、可視化、數(shù)字化技術(shù)，把“建筑環(huán)境學”各方面內(nèi)容進行有機結(jié)合，建立綜合虛擬教學實踐平臺，有效提升了“建筑環(huán)境學”的教學效果。

以上研究都是從理論出發(fā)結(jié)合少量實踐教學探究“建筑環(huán)境學”的教學改革方案，極少從聯(lián)系國家戰(zhàn)略方針，以實際工程應用指導教學這一角度思考“建筑環(huán)境學”的教學改革。工科專業(yè)的教學更應注重理論知識在實際工程中的應用，因此，結(jié)合目前“雙碳”戰(zhàn)略目標，對“建筑環(huán)境學”的教學作出實際應用性改革，對于建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)的學生更好地投入到今后的就業(yè)和科研工作中大有裨益。

3 “雙碳”背景下的教改探索

結(jié)合中國提出的“雙碳”目標和貴州省社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀、自然資源條件、能源稟賦情況，進行“建筑環(huán)境學”課程體系改革，改進教學方式、教學內(nèi)容、考核體系，增強學生的各方面能力，培養(yǎng)高度掌握理論、全面聯(lián)系實際、緊跟實時政策、不斷開拓創(chuàng)新的復合型人才，為“雙碳”目標的圓滿實現(xiàn)及社會經(jīng)濟發(fā)展貢獻力量。

3.1 改革教學方式

傳統(tǒng)的教學方式是教師為主，學生為輔，采用講演法進行教學，即教師在進行知識講授的同時輔以PPT 或黑板板書進行演示。這種教學方式教師占主導，忽略了學生的主體學習地位，學生一味地跟著教師的思路去走，思考問題時思維單一，理解淺薄，使課堂缺乏活躍氣息，造成學生主觀能動性缺失，大大降低了其創(chuàng)新思維能力。由此，將講授法、實驗法、課堂討論法等教學方法進行結(jié)合，對以往單一的教學方式進行改革。采用講授法并輔以相關(guān)案例分析，增強學生理論知識的同時使其對實際應用有一個相對的了解；采用實驗法使學生直觀感受到理論知識在實際中的具體體現(xiàn)與應用，并讓學生主動動手參與到其中；采用課堂討論法活躍課堂氛圍，集思廣益，開拓學生思維，增強教師與同學之間的溝通和學生的學習趣味性。近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，對建筑環(huán)境產(chǎn)生了巨大影響，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一項將網(wǎng)絡、人工智能、數(shù)字化等多項技術(shù)融為一體的綜合性信息技術(shù)[16]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在“建筑環(huán)境學”等相關(guān)領(lǐng)域應用廣泛，可實現(xiàn)建筑光環(huán)境、建筑熱濕環(huán)境等多方面的虛擬。因此，建議在建筑環(huán)境與能源應用工程專業(yè)高等學校教學指導委員會指導下?lián)駜?yōu)推廣一批與“建筑環(huán)境學”課程相關(guān)的虛擬現(xiàn)實教學模塊，各地方高校可結(jié)合當?shù)啬甓葰夂驓庀?、建筑輻射量、工業(yè)建筑環(huán)境相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展特色等因素選擇地方適用性較強的虛擬現(xiàn)實場景推廣教學，具備條件的高校還可結(jié)合地方特色開發(fā)適用于地方主要產(chǎn)業(yè)相關(guān)的建筑環(huán)境虛擬現(xiàn)實教學模塊，如在貴州，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，可考慮開發(fā)與數(shù)據(jù)中心冷卻節(jié)能技術(shù)相關(guān)的虛擬現(xiàn)實教學模塊，有效將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和“建筑環(huán)境學”結(jié)合。除此之外，還可以將虛擬現(xiàn)實教學與物理教學相結(jié)合，如在人體熱舒適性方面，可在一些特殊場景的虛擬現(xiàn)實教學系統(tǒng)中，增加人體對熱、濕與聲、光的物理感受。讓學生有更好的學習體驗，激發(fā)學生的學習欲望，想象力和創(chuàng)造力，使學生可以靈活應用該課程中的理論知識解決實際生活中的問題[17]。

3.2 教學內(nèi)容創(chuàng)新

目前，在“建筑環(huán)境學”這一課程的教學過程中，教學內(nèi)容的重點是教材中的理論知識，教師對教材中的具體公式與相應定理進行具體的推導與驗證，好處是可以使學生加深對理論知識的理解與認識，弊端是學生對知識的掌握僅停留在理論層面，不懂得如何將其應用到實際工程中。對于工科專業(yè)來說，更注重的是實際應用，因此，對以培養(yǎng)服務地方專業(yè)人才的高校來說，應當在教學內(nèi)容中，結(jié)合地方建筑環(huán)境、氣候特征、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等特點，適當融入一些實際工程應用方面的教學。以貴州地區(qū)為例，近年來貴州在數(shù)據(jù)中心建設(shè)、地熱能、太陽能以及風能開發(fā)應用等方面快速發(fā)展。因此，在“建筑環(huán)境學”教學過程中，可適當融入一些地熱能、太陽能、風能等新能源技術(shù)在建筑環(huán)境領(lǐng)域的應用、數(shù)據(jù)中心節(jié)能降溫技術(shù)前沿以及建筑碳排放計算等相關(guān)內(nèi)容，盡可能在教學過程中，增加學生在地方特色產(chǎn)業(yè)或新興產(chǎn)業(yè)的實踐認知教學環(huán)節(jié)。開展理論聯(lián)系實際、兼具地方特色、緊跟國家戰(zhàn)略的創(chuàng)新型教學，豐富學生的視野，拓寬學生的思想，使學生在從業(yè)后有較強的動手能力和實際應對能力。

3.3 改進課程考核

目前的考核方式雖然結(jié)合了平時表現(xiàn)和期末試卷成績，但平時表現(xiàn)占比較小，總體來講，考核方式還是以期末考試為主。然而，學習是系統(tǒng)性的，應參考過程及期終進行全面綜合評價。單以期末考試為主進行評價，存在較大局限性，不能準確評價學習過程，甚至影響學生學習的積極性。并且，對于工科學生來說，平時表現(xiàn)和期末成績均不能很好地反映出學生將理論知識應用到實際工程的能力，由此，采取“平時課堂表現(xiàn)+單元測試+期中測試+實踐報告+期末測試”這種“五法合一”的分階段考核辦法，對學生的知識掌握情況與實際應用能力進行全過程、全方面綜合評價，增強學生的學習積極性。

3.4 提升創(chuàng)新能力

“雙碳”目標的提出給本專業(yè)帶來了更多的機遇和挑戰(zhàn)，體現(xiàn)了社會和國家對創(chuàng)新型人才的需求，創(chuàng)新能力是民族進步的靈魂、經(jīng)濟競爭的核心，當今社會的競爭，與其說是人才的競爭，不如說是人的創(chuàng)造力的競爭。以往的教學更加注重學生的專業(yè)能力培養(yǎng)，而如今缺少的是具有創(chuàng)新意識的人才，因此，在課堂上要積極傳授與本課程相關(guān)的實時政策，使學生養(yǎng)成關(guān)注時政的習慣，同時，組織學生參加與“建筑環(huán)境學”這一課程相關(guān)的創(chuàng)新型競賽，指導學生學習新軟件，鼓勵學生創(chuàng)建新模型，支持學生提出新思想，挖掘每一個學生的創(chuàng)新潛力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學生的創(chuàng)造積極性。

4 結(jié)束語

教學改革的目標是培養(yǎng)更好的學生，不論何種教學改革都應符合這一目標，適應本校學生特點。本研究緊跟中國發(fā)展戰(zhàn)略方針，結(jié)合“雙碳”目標、貴州省經(jīng)濟狀況及自然資源條件，進行“建筑環(huán)境學”教學體系全面改革，培養(yǎng)學生的時政觀、大局觀，開發(fā)與社會發(fā)展前沿相結(jié)合的課程教學體系，在教與學中不斷促進互相的進步。

當今社會，實際應用能力十分重要，由此，應當改進教學模式和教學體系，在教授理論知識的同時，注重提升學生的實際應用能力，使學生將理論與實踐相結(jié)合，增加學生學習的趣味性和課堂教學時的活躍性，為以后學生走上相關(guān)就業(yè)和科研崗位打下扎實基礎(chǔ)，培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)、實際應用能力、開拓創(chuàng)新意識的復合型人才。