《建筑环境学》课程改革的研究.docx

建筑环境学课程改革的研究 建筑环境学课程改革的研究 建设部有关部门和学科专业指导委员会在1998年将原来的通风、采暖和空气调节三个专业调整合并为建筑环境与设备工程专业，并同时设置了建筑环境学课程，使其与传热学、工程热力学、流体力学共同组成本专业的学科基础平台，但惟有建筑环境学是反应了本学科本质的特点，是学生认识建筑环境与能源应用工程专业的第一课。该课程也是建筑环境与能源应用工程专业的核心基础课，它为后续的专业课奠定了基础，学好本门课程有助于学生理解本专业的任务，明确自己的使命。 1 课程的特点和教学难点 建筑环境学是建筑环境与能源应用工程专业的核心基础课，内容涉及到热学、流体力学、物理学、心理学、生理学、建筑学、劳动卫生学、城市气象学等学科知识，是一门跨学科的边缘学科，学习本课程的主要任务是了解人和生产过程需要什么样的建筑室内环境；了解各种内外部因素是如何影响建筑环境的；本文由收集整理掌握改变或控制建筑环境的基本方法和手段。该课程理论性强，实际应用性不突出，学生学习起来兴趣不高，在实际教学中学生普遍反映本课程内容多，系统性不强，知识面广，逻辑性不突出，术语和理论公式较多，理解比较困难，学习效果不是很理想。 该课程中很多内容也是学术界的前沿，还有很多问题目前还处讨论中，譬如，第四章的第三节人体对动态热环境的反应，由于人体对动态环境反应的影响因素比较多，起步比较晚，成果还不成熟，这就要求老师在授课过程中不断关注学术发展，及时更新教学内容，同时这也给教学带来一定的难度。 2 教学研究的探索 为了增强学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性，增强学生对本学科的认识和理解，笔者根据建筑环境学的课程特点，结合我院应用型人才培养的定位，对建筑环境学课程的教学进行了尝试性改革，收到了良好的效果。 2.1 教学内容的方面 2.1.1 结合后续课程，适当拓展或略弃 我院建筑环境学课程采用的教材，是清华大学朱颖心教授编写的建筑环境学（第3版），教材中有些内容涉及到复杂的数学推导，譬如在计算空气龄方法的推导中，用到了微积分，这些推导需要扎实的数学功底，详细讲述，使得部分学生把握重点偏离大纲，甚至使得部分学生产生厌倦感，失去学习本门课程的兴趣。为此，这些内容不做要求，感兴趣的同学可以课下自学。另外，第九章第一节室内环境对典型工艺过程的影响机理，讲述了室内环境对棉纺织工业，半导体器件，制药工业等的影响，都是泛泛而谈，没有很难理解的内容，所以这部分不作为授课内容，改为学生自学内容。这样可以节省部分课时和精力，去学习大纲要求的其它重点内容。 建筑环境学与后续的专业课空气调节工程存在部分重复，比如：第三章建筑热湿环境中通过维护结构的热湿传递，详细介绍了它的传热机理和实际运算，在介绍冷负荷和热负荷时，针对冷负荷与得热量之间的关系，负荷计算方法，都做了详细介绍，而这些内容都在后续专业课空气调节工程课程中有更为详细内容，重复介绍必然带来不必要的课时浪费。由于这部分内容与空气调节关系更为紧密，所以本课程略去此部分重复内容，有空气调节课程讲述。 第六章室内空气环境营造的理论基础，关于如何营造一个满足舒适要求的室内热湿环境和室内空气品质，教材内容涉及通风的方法，通风的稀释过程，而具体的通风设计原则与通风管道系统的设计没有给出，针对我院建筑环境与设备工程专业所开课程中，没有设置工业通风，根据笔者的经验在授课时拓展介绍工业通风中这部分内容，加深学生对这部分内容的理解，同时能增强内容的实用性，调动学生的学习主动性。 2.1.2 理论联系实际，增强学习兴趣 建筑环境学授课内容理论性强，实际应用性不突出，学生学习起来感觉枯燥，兴致不高，笔者结合自己多年的教学经验及工程经验，在授课过程中把实际应用与理论知识结合起来，加深学生对理论知识的理解，增强学生的学习兴趣。第四章人体对稳态热环境反应的描述中，有几个概念有效温度，新有效温度，标准有效温度，ASHRAE舒适区，很多同学理解不深，甚至不知道学习这些的目的，而教材中正是用新有效温度和舒适区来表示人体舒适区的范围，这也正好回答了空调系统设计时，设计温度和湿度确定的原因，根据笔者经验，在授课时，先提出问题，确定舒适性空调的设计温度和湿度原因，拓展介绍空调系统的设计过程，这不仅增加了学生的学习兴趣，还为后续课程内容作了铺垫。 置换法通风是借助室内热源的热羽流形成近似活塞流进行室内空气的置换，单纯从字面上去介绍，理解不够形象，笔者结合自己多年教学的经验，在授课过程中，增加一个实际置换通风的案例，并附上它的原理图，让学生直观感受置换通风，课堂上学生普遍反映理解透彻，记忆容易。 2.2 教学方法改革 多媒体是信息化的体现，也是社会发展的趋势，大力促进多媒体教育已成为教育发展的潮流。多媒体教学的优点是传播速度快，信息量大，图片生动，学生容易接受，但是也相应存在一些弊端，由于速度快，信息量大，学生稍微走神，就错过很多内容，另外，常出现学生自认为听明白，而实际理解不透；而传统的粉笔加板书特点是图片少，不够生动，但它能反映教学内容的系统、重点和层次，内容少而精，板书简洁、扼要，便于归纳、总结、概括。针对多媒体和板书教学的特点，笔者根据自己多年的教学经验，采用多媒体为主，粉笔加板书为辅，二者相结合的方式教学。 多媒体教学主要用于下面几种情况：内容难以用语言描述清楚，而用图文很直观表达，如通风中气流分布，浓度场，温度场，速度场等的分布；内容用语言描述很清楚，但比较枯燥，不够直观，形象的，用图文结合更容易让学生记忆的，如室内空气的污染途径；一些内容复杂且抽象的内容，用图形把概念由浅入深的表达出来，不会使得学生淹没在大量抽象而复杂的公式中感觉厌倦。另外，对于多媒体教学课件，借鉴清华大学的教学模式，在课前发给学生，让学生在上课前打印出来，这样课上学生就可以紧跟老师的节奏，记录课件上没有的内容，提高上课效率，给课后复习也增加了依靠性。粉笔加板书主要用于一些公式推导，演算过程中，如自然通风原理的推导，在推导过程中，增强学生的集中注意力，加深了学生对内容的理解，同时也强化重点。 2.3 教学实验方面 2.3.1 实验内容 根据我院的实验条件开设一个实验 室内环境的调查，占用2个学时。实验要求通过实验认识分析影响室内热环境的相关因素，加深对热感觉和热舒适的了解，根据主观感觉和客观测量，评价教室环境，并提出相应的改进意见。 调查方法分主观调查和客观调查，两项调查同时进行。主观调查主要是采用调查问卷的形式，要求学生自己做出调查问卷，问卷内容包括，室内热感觉、湿度、温度、照明、声环境以及室内的空气品质和热舒适性。客观调查是利用热风速仪，温度计，湿度计测试教室内的风速，温度，湿度。根据调查结果，分析影响室内环境的因素，利用测量数据，综合应用建筑环境学，流体力学，工程热力学，传热学及高等数学计算出热感觉和热舒适性，并求出相应指标PMV，PPD指标，再根据主观调查和客观调查所得数据对所测教室的室内环境进行全面评价，提出了一些改进环境热舒适度及品质的措施。 2.3.2 实验成果 以往的实验成果要求是实验报告，而鉴于建筑环境学本门课程实验的特殊性 调查和实测。此次调查实验成果以组为单位提交调查报告和PPT，调查报告要求有，调查结论，产生结论原因，PPT要求每组委派1名同学在课上讲解，讲后讨论，由老师和同学提出问题和意见。实践证明，有25%的学生做的很认真，55%的同学做的一般，其余同学做的稍差。由于每一个学生都亲身投入到调查和调查问卷的设计中，不仅加深了学生对影响室内热环境因素，人体对热湿环境的反应，室内环境的营造这几方面知识的理解，还进一步掌握了建筑环境学的研究方法，这些都可以在学生的调查报告中反应出来，他们通过查阅教材和其它资料，了解影响室内环境，人体热舒适性的因素，寻找改进室内环境的方法。充分发挥了主观能动性，激发了学习热情。多数同学反映，通过此次试验，学生普遍反映这门课程系统化了，重点也突出了。这也说明此