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從建筑學學生思維特點視角探究實踐建筑物理教學

時間:2018年11月08日 分類:教育論文 次數:

下面文章主要從建筑學學生的思維特點出發,探索在教學過程中如何加入體驗環節,引導學生親身感受物理環境對人體身心健康的影響,重視對建筑物理環境的設計。此外,由于建筑專業學生對圖像化語言的敏感度較高,為此文章中還探討將枯燥的理論和公式圖像化的方

  下面文章主要從建筑學學生的思維特點出發,探索在教學過程中如何加入體驗環節,引導學生親身感受物理環境對人體身心健康的影響,重視對建筑物理環境的設計。此外,由于建筑專業學生對圖像化語言的敏感度較高,為此文章中還探討將枯燥的理論和公式圖像化的方法,幫助學生記憶和理解基礎知識概念。而且基于建筑專業學生實踐動手能力強的特點,以開放實驗的方式鼓勵和引導學生參與,完成從理論到實踐的轉變。

  關鍵詞:建筑物理,實驗,教學方法

高等建筑教育

  1建筑物理基礎教學特點

  建筑物理課程是建筑學專業重要的專業基礎課之一[1]。建筑物理教學的核心思想是幫助學生們認識到建筑物理環境對建筑使用者身心舒適性影響的重要程度,并提倡在綠色節能的前提下利用建筑設計、城市規劃原理以及相關技術策略等手段最大限度地提高建筑內外環境的舒適度[2]。因此,建筑物理知識及內容是建筑學專業的學生必須具備的專業基礎知識,也是建筑師應該具備的專業背景知識。建筑物理是物理學的分支,涉及建筑熱工學、建筑光學和建筑聲學三個方面的內容。

  在建筑物理教學過程中,會涉及到大量的公式及其推導,這是建筑物理基礎教學的最大特點之一,也是同其他建筑學專業基礎課區別最大的地方[3]。因此,授課老師不僅需要對熱工學、光學及聲學相關基本概念、定律進行講授,指導學生如何更深刻地理解和記憶基礎概念、定律,還需要輔助學生理解、記憶并合理應用復雜的計算公式進行計算,幫助他們處理和解決現實中可能產生的建筑物理環境問題。

  2建筑學學生思維特點

  建筑專業學生思維活躍、創造力十足,對圖像化語言敏感,容易對具象的浪漫的事物產生共鳴,喜歡視覺沖擊力強的畫面和物體。在建筑學的學習過程中,一直在強調和培養的是學生的動手實踐能力,因而,建筑學的學生普遍動手能力強且重視實踐和體驗環節,這些都是建筑學生的特點和優點[4]。

  但不容忽視的問題是,建筑學專業學生普遍存在“重藝術,輕技術”的現象,且本身數理基礎較其他理工科專業就偏薄弱,因此,容易對基礎理論課程缺乏興趣,特別是對數理公式容易產生排斥。久而久之,建筑學學生變得越來越重視建筑設計課程,而對建筑技術方面的課程認識不足、重視不夠。由于學生對數理公式本能的排斥,給建筑物理教學帶來了不小的難題與挑戰。

  一方面建筑學專業學生數理推導能力比較薄弱,過多涉及公式及其推導可能使課堂內死氣沉沉,甚至部分學生直接選擇“翹課”來回避他們厭惡的公式,因此這樣的教學很難達到教學效果;另一方面,直接跳過公式及其推導又會導致學生對概念的理解不夠全面及深刻,對建筑物理基礎知識掌握的不夠牢固,勢必造成學生不能達到當今建筑設計人才的要求。因此,我們需要一種能基于建筑學學生思維特點的建筑物理教學方法,讓他們的優點得以發揮,并在建筑物理學習過程中能感受到快樂而非痛苦和排斥。本人在建筑物理教學過程中有以下幾點體會以供探討。

  3基于學生特點的建筑物理基礎知識教學法

  3.1案例教學

  基于建筑學專業學生思維活躍的特點,啟發學生自主思考,并用日常生活中常見的案例來說明枯燥、冰冷的數學和物理公式是案例教學的核心。建筑學專業學生喜歡觀察生活,他們細膩且情感豐富,因而難以避免的,當他們面對冰冷的數理公式,嚴謹而復雜的物理概念時會本能地排斥,失去學習興趣和耐心。

  因此,在授課過程中,大量地使用日常生活中的各種現象,作為案例解釋延伸物理概念,會幫助學生們更好地理解概念,并啟發他們的思維,思考生活中常見的現象。例如,在講到露點溫度這個概念的時候,僅給大家念完露點溫度的概念,多數同學會露出困惑的表情,但一旦提示他們回憶,冬天帶著眼鏡進入溫暖的室內,眼鏡片上立馬蒙上一層水霧的畫面時,多數同學會立刻領悟,一個晦澀的概念立馬變得清晰起來。除此之外,教學過程中還適宜啟發學生們自己尋找日常的案例幫助自己理解概念、記憶公式,有時候學生們的案例會有一些特殊的視角,帶著他們這個年紀的感受和理解,讓作為老師的我們也感到驚喜,也深深地體會到教學相長的真正含義。

  3.2數理語言向圖像化語言的轉化

  建筑學學生對于圖像的理解記憶能力普遍高于對文字的理解記憶力,且遠遠高于對數學公式的理解記憶力。將一些晦澀的概念轉化成圖像,在很大程度上能提高建筑學學生上課的注意力,提起他們的學習興趣,當需要記憶某些概念的時候能很快地回憶起相關知識點圖像,快速地掌握知識點。看到上面的圖片能馬上記住聲音傳播的要素,聲源的振動,聲音介質的振動以及耳膜的振動。為了說明聲功率值比較小,用圖像化語言描述一個實驗數據,30萬人同時高聲說話的聲功率等同于點亮一只15w燈泡的功率值。用圖像化語言教學的效果非常明顯,在回顧前述知識點時,雖然同學們對一些建筑物理專有名詞反應不太敏感,但稍微提示課件相應概念的畫面時,大家便如同“觸電”一樣立馬回憶起來,在這個基礎上還可以根據畫面轉化成自己的語言描述出相應的概念。

  由于受到教學課件的影響,很多同學自覺地開始使用這種學習方法,當讓他們總結一些熱工學概念時,不少同學選擇畫出圖像幫助自己理解記憶。為了推行這種教學方法,我們有意識地布置一些將數理語言轉化成圖像語言的課后練習,發現學生們對這個作業的制作積極性很高,且有很多精致有創意的作品被創作出來。

  3.3強調基礎知識點對設計的輔助作用

  對學生而言,盡管在學校中,是分成若干門課程單獨學習,但對于實際工程實踐中,卻是要綜合地運用這些知識服務于建筑設計[5]。如果一味地只談理論,只講物理,不談建筑,不談應用,學生們的學習興趣會有顯著的下降。建筑學專業學生重視實踐,需要明確的學習目的,一個知識點的講授,告訴他們怎么用,什么情況用,比單純介紹知識點的教學效果好許多。

  例如,在講到建筑熱工學中,圍護結構一維穩定傳熱過程的時候,學生們會對這部分知識點的學習作用產生疑問,在什么情況下會用到過程如此復雜的計算,算出結果后又能說明什么問題,有什么應用價值和意義呢。當我們告訴學生,在建筑熱工計算中,需要對圍護結構總傳熱系數進行計算,以便判斷和選擇圍護結構的保溫性能時,他們立刻找到了這一系列復雜公式和建筑設計之間的聯系。所有這些,讓學生們明白只有掌握建筑物理的相關知識,才有可能設計出既美觀又舒適的建筑作品。

  4結合建筑物理實驗的實踐教學法

  4.1實驗教學的性質與目的

  建筑物理實驗課的目的除了起鞏固和加深對基本原理的理解和掌握之外,還在于實驗教學本身,即進行實驗技能方面的基本訓練,培養學生的動手能力和科研能力,使學生在以下幾個方面得到訓練和培養:①了解室內外物理環境測量常用的儀器設備的工作原理、性能和外觀形式,掌握正確的儀器設備的使用方法;②學習并掌握室內外物理環境的常用環境物理參數和材料性能參數的測量方法;③培養學生準確記錄、處理數據的能力和根據測量分析、解決問題的能力;對學生進行科研方法的初步訓練,培養嚴謹求實的科研作風和嚴肅認真的學風。

  4.2實驗要求及內容

  建筑物理實驗教學部分首先由實驗教師講解實驗的目的、測量方法和要求,介紹實驗所用儀器設備的基本原理、使用方法及注意事項,學生們按組登記借用實驗所需儀器設備,并按實驗要求尋找相關實驗場所進行實驗。要求學生從全部實驗內容中選擇完成6個實驗學分。

  4.3實驗結果展示及效果

  學生在實驗教學環節表現出了很大的熱情與好奇心,建筑物理實測除教會學生掌握常用儀器設備的性能、測試原理及操作方法外,還通過數據的分析評價過程,提高了學生們對建行組物理環境的認識。例如,在完成區域聲環境和交通噪聲的測量實驗后,不少同學都對噪聲有了充分且全新的認識,意識到了噪聲的危害,并開始重視利用設計手段和策略打造優質的聲環境,做有效的噪聲防護措施。

  通過實測實踐的方法教育學生們利用數據說話,在實驗數據表達的基礎上,充分發揮建筑系學生的特點和優勢,給出建筑室內外物理環境的改造方案,不僅使老師探索和拓展了新的教學模式,而且使學生在學習過程中能夠更好地學習建筑物理知識和方法,拓展思維,提升能力[6]。

  結語

  眾所周知,建筑物理是建筑環境科學的組成部分,建筑物理教學是建筑學專業不可缺少的專業基礎課程[7]。讓這門專業基礎課的效果最大化是建筑物理教學的終極目標,因此本文基于教育對象的特點,初步探索了最大化地提高學生們的學習積極性的方法,并探索性地提出利用圖像化語言,案例教學法,基于建筑設計應用,加入實踐實驗環節等方法,讓建筑物理變成生動有趣、有用好用的一門專業基礎課。

  參考文獻

  [1]寧荍,王亞平.基于培養創新型人才的建筑物理教學方法[C]//中國建筑學會建筑物理分會.城市化進程中的建筑與城市物理環境——第十屆全國建筑物理學術會議論文集.廣州:華南理工大學出版社,2008.

  [2]何文芳,楊柳,劉加平.綠色建筑技術基礎教學體系思考[J].中國建筑教育,2016(2):38-41.

  [3]董海榮,黃娟.談建筑物理教學的幾點體會[C]//全國建筑物理學術會議,2004.

  [4]陳仲林,楊春宇,何滎.建筑物理實踐教學法研究[J].南方建筑,2008(5):58-60.

  [5]路曉東,祝培生.“建筑化”的建筑物理教學初探[J].中外建筑,2008(11):114-116.

  [6]葛堅,馬一騰.建筑物理課程探究性實驗教學模式研究.中國建筑教育,2016(1):39-43.

  [7]金虹,宋菲.引入開放實驗的建筑物理教學初探[C]//城市化進程中的建筑與城市物理環境——第十屆全國建筑物理學術會議論文集,2008.

  建筑期刊推薦:高等建筑教育(雙月刊)創刊于1983年,于1992年對外公開發行。是由重慶大學中國建設教育協會普通高等教育專業委員會主辦的建筑刊物。