張祖敬，田旭松，楊江紅，毛瑞勇

（貴州大學(xué)土木工程學(xué)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(yīng)用學(xué)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(xué)”這門課程中的理論知識和工程應(yīng)用有充分的理解和認識。

“建筑環(huán)境學(xué)”是高等院校建筑環(huán)境與能源應(yīng)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(xué)科。目前，“建筑環(huán)境學(xué)”課程在教學(xué)方法上，主要采用面面俱到的灌輸式教學(xué)方法，學(xué)生普遍為被動式接受教育，不能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，不利于學(xué)生掌握該課程的理論知識，同時，缺少實際案例教學(xué)，致使學(xué)生缺乏實際工程應(yīng)用能力。學(xué)生掌握理論知識的目的是更好地應(yīng)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(xué)理論知識與實際應(yīng)用融會貫通，相輔相成，若學(xué)生對相關(guān)學(xué)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(xué)”課程教學(xué)改革，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，改進教學(xué)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(yīng)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(xué)改革現(xiàn)狀分析

“建筑環(huán)境學(xué)”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(xué)習(xí)該課程可以加深學(xué)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(xué)”的授課質(zhì)量，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，使學(xué)生將理論知識與實際工程應(yīng)用結(jié)合起來是“建筑環(huán)境學(xué)”教學(xué)改革的重點。

“建筑環(huán)境學(xué)”的教學(xué)改革一直是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)及相關(guān)學(xué)科眾多學(xué)者研究的熱點課程之一。郭鐵明[4]將“建筑環(huán)境學(xué)”中的理論教學(xué)內(nèi)容與實驗教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合進行討論，為改善教學(xué)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(xué)”的課程特點和發(fā)展歷程，介紹了“建筑環(huán)境學(xué)”課程建設(shè)對策，確保了“建筑環(huán)境學(xué)”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(xué)經(jīng)驗與教學(xué)方法總結(jié)了對“建筑環(huán)境學(xué)”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(xué)”開展了MOOC 建設(shè)，以期為其他課程的MOOC 建設(shè)作出指導(dǎo)。王艷等[8]從實踐教學(xué)、課程安排、新型教學(xué)方式和教師自身能力等4個方面對“建筑環(huán)境學(xué)”的教學(xué)提出了改進措施，并指出無論采取何種教學(xué)方法，應(yīng)達到相應(yīng)的培養(yǎng)目標，符合本校學(xué)生特點。簡毅文等[9]從教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容等方面分析了“建筑環(huán)境學(xué)”課程的教學(xué)特點及現(xiàn)存問題，提出了對“建筑環(huán)境學(xué)”課程開展項目式教學(xué)的探索和思考。李志偉等[10]提出在“建筑環(huán)境學(xué)”教學(xué)中加入實踐環(huán)節(jié)，通過制定相應(yīng)的考核制度，有效利用學(xué)生的課余學(xué)習(xí)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(xué)理念融入“建筑環(huán)境學(xué)”課程的教學(xué)改革中，加強校企合作，推行頂崗實習(xí)，摒棄“一考定終身”的傳統(tǒng)模式，強調(diào)對學(xué)生平時學(xué)習(xí)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(xué)”課程的性質(zhì)和特點出發(fā)，強化實踐活動的多元化教學(xué)模式，并對該課程模式的應(yīng)用情況進行了介紹。白雪蓮等[13]提出應(yīng)從該課程的特點和性質(zhì)出發(fā)，充分考慮不同學(xué)校課程安排、學(xué)生人數(shù)和培養(yǎng)目標上的差異，探索合適的教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。楊晚生等[14]提出了建筑環(huán)境學(xué)實驗教學(xué)設(shè)置的主要內(nèi)容和基本方式，同時結(jié)合教學(xué)實踐提出了實驗教學(xué)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(xué)”各方面內(nèi)容進行有機結(jié)合，建立綜合虛擬教學(xué)實踐平臺，有效提升了“建筑環(huán)境學(xué)”的教學(xué)效果。

以上研究都是從理論出發(fā)結(jié)合少量實踐教學(xué)探究“建筑環(huán)境學(xué)”的教學(xué)改革方案，極少從聯(lián)系國家戰(zhàn)略方針，以實際工程應(yīng)用指導(dǎo)教學(xué)這一角度思考“建筑環(huán)境學(xué)”的教學(xué)改革。工科專業(yè)的教學(xué)更應(yīng)注重理論知識在實際工程中的應(yīng)用，因此，結(jié)合目前“雙碳”戰(zhàn)略目標，對“建筑環(huán)境學(xué)”的教學(xué)作出實際應(yīng)用性改革，對于建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的學(xué)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(xué)”課程體系改革，改進教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、考核體系，增強學(xué)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(fù)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(xué)方式

傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師為主，學(xué)生為輔，采用講演法進行教學(xué)，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(xué)方式教師占主導(dǎo)，忽略了學(xué)生的主體學(xué)習(xí)地位，學(xué)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(xué)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(xué)方法進行結(jié)合，對以往單一的教學(xué)方式進行改革。采用講授法并輔以相關(guān)案例分析，增強學(xué)生理論知識的同時使其對實際應(yīng)用有一個相對的了解；采用實驗法使學(xué)生直觀感受到理論知識在實際中的具體體現(xiàn)與應(yīng)用，并讓學(xué)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(xué)生思維，增強教師與同學(xué)之間的溝通和學(xué)生的學(xué)習(xí)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(luò)、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(xué)”等相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)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(yīng)用工程專業(yè)高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會指導(dǎo)下?lián)駜?yōu)推廣一批與“建筑環(huán)境學(xué)”課程相關(guān)的虛擬現(xiàn)實教學(xué)模塊，各地方高?？山Y(jié)合當?shù)啬甓葰夂驓庀蟆⒔ㄖ椛淞?、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(xué)，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(xué)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(xué)模塊，有效將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和“建筑環(huán)境學(xué)”結(jié)合。除此之外，還可以將虛擬現(xiàn)實教學(xué)與物理教學(xué)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(xué)系統(tǒng)中，增加人體對熱、濕與聲、光的物理感受。讓學(xué)生有更好的學(xué)習(xí)體驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，想象力和創(chuàng)造力，使學(xué)生可以靈活應(yīng)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(xué)內(nèi)容創(chuàng)新

目前，在“建筑環(huán)境學(xué)”這一課程的教學(xué)過程中，教學(xué)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(yīng)定理進行具體的推導(dǎo)與驗證，好處是可以使學(xué)生加深對理論知識的理解與認識，弊端是學(xué)生對知識的掌握僅停留在理論層面，不懂得如何將其應(yīng)用到實際工程中。對于工科專業(yè)來說，更注重的是實際應(yīng)用，因此，對以培養(yǎng)服務(wù)地方專業(yè)人才的高校來說，應(yīng)當在教學(xué)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(yīng)用方面的教學(xué)。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(yīng)用等方面快速發(fā)展。因此，在“建筑環(huán)境學(xué)”教學(xué)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(yīng)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(xué)過程中，增加學(xué)生在地方特色產(chǎn)業(yè)或新興產(chǎn)業(yè)的實踐認知教學(xué)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(xué)，豐富學(xué)生的視野，拓寬學(xué)生的思想，使學(xué)生在從業(yè)后有較強的動手能力和實際應(yīng)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(xué)習(xí)是系統(tǒng)性的，應(yīng)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(xué)習(xí)過程，甚至影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。并且，對于工科學(xué)生來說，平時表現(xiàn)和期末成績均不能很好地反映出學(xué)生將理論知識應(yīng)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(xué)生的知識掌握情況與實際應(yīng)用能力進行全過程、全方面綜合評價，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)更加注重學(xué)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(xué)生養(yǎng)成關(guān)注時政的習(xí)慣，同時，組織學(xué)生參加與“建筑環(huán)境學(xué)”這一課程相關(guān)的創(chuàng)新型競賽，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新軟件，鼓勵學(xué)生創(chuàng)建新模型，支持學(xué)生提出新思想，挖掘每一個學(xué)生的創(chuàng)新潛力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造積極性。

4 結(jié)束語

教學(xué)改革的目標是培養(yǎng)更好的學(xué)生，不論何種教學(xué)改革都應(yīng)符合這一目標，適應(yīng)本校學(xué)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(xué)”教學(xué)體系全面改革，培養(yǎng)學(xué)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(xué)體系，在教與學(xué)中不斷促進互相的進步。

當今社會，實際應(yīng)用能力十分重要，由此，應(yīng)當改進教學(xué)模式和教學(xué)體系，在教授理論知識的同時，注重提升學(xué)生的實際應(yīng)用能力，使學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和課堂教學(xué)時的活躍性，為以后學(xué)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(yīng)用能力、開拓創(chuàng)新意識的復(fù)合型人才。