项目式教学应用于“建筑环境学”课程的可行性分析

项目式教学应用于“建筑环境学”课程的可行性分析

一、课程特点和内容

“建筑环境学”是针对建筑环境与设备工程专业独立开设的一门课程，与“流体力学”、“工程热力学”和“传热学”共同构成了该专业的学科基础平台，[1]反映了建环专业的特色，这是一门反映“人-建筑-自然环境”三者之间关系的科学。学生通过该课程的学习，可以了解人和生产过程需要什么样的室内外环境，掌握室内外环境形成的特征和影响因素，改变或控制室内外环境所涉及的基本原理与方法。

该课程开设在大三上学期， 是学生真正接触本专业实质性内容的第一门课，是学生初步宏观认识该学科的一个窗口。在很多学生不是非常了解专业特点的情况下，这门课教学效果和质量的好坏就显得尤为重要。

嘉兴学院（以下简称“我校”）选取的教材是机械工业出版社出版的黄晨主编的《建筑环境学》。课程的主要内容包括：建筑外环境、室内空气环境、建筑热湿环境、建筑声环境、建筑光环境、建筑环境的综合控制与评价。[2]可见，该课程涉及热学、流体力学、物理学、生理学、心理学、声学、光学、城市气象学等各个领域的知识，是一门跨学科的边缘学科。

从内容上看，该课程的系统性和完整性表现不是很突出，知识面比较广，内容也很多样。很多学生反映，翻阅教材后觉得该课程如同一门科普课。而很多本专业的毕业生，回顾这门课程的时候，也觉得这门课程似乎可有可无，不像其他的专业基础课，如流体力学、工程热力学、传热学等，能在专业课学习中体现其基础的作用。在毕业实践和设计中也基本没有发挥作用，这显然跟“建筑环境学”这门课程设置的初衷相距甚远。

因此，如何在有限的时间内（我校教学计划设置40个理论课时）使学生抓住该课程主线和章节主线，将每部分内容能够条理化、系统化，并且通过课程的学习，学生理解建筑环境与设备工程专业的目标任务，并树立节能环保、可持续发展的观念，成为长时间困扰笔者的难题。

二、项目式教学的特点

项目式教学是指师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。在授课过程中，以项目为主线贯穿整个教学过程，将课程中的多个知识点融入到项目中，学生在教师的指导下对项目进行分析，以运用相关理论知识完成项目为主要学习目的，实行理论、实践一体化的教学，教师以学生完成项目的质量来评定学生的学习效果。[3]项目教学作为一种新型的教育模式不断受到人们的关注。随着大工程观教育视野的不断普及，引入项目式教学已成为大学本科应用型工程人才培养的必然趋势。[4]

在项目式教学中，教与学是项目的两端（如图1）。它们通过项目这个载体进行结合，围绕项目开展教学和学习活动。项目是教学活动的核心。随着项目的推进，教与学也随之推进，[5]它们三者都是紧密结合在一起的。学生通过对项目的实施，不断发现问题和解决问题，可以补充和完善原有的知识体系，能够最大程度地学习知识和应用知识，这对培养其独立思考、发现问题、解决问题的自主学习能力是非常有利的。同时，在这个过程中强调学生与学生之间积极开展小组讨论、协商，制定合理可行的解决方案，这样又可以培养学生的合作与协调能力。[6]

三、项目式教学法在“建筑环境学”课程中的应用

建筑环境是影响生活与工作的建筑室内外环境因素的总和，并且这些因素是可以靠建筑设备给予以改善或解决的。“建筑环境学”课程的作用，就是从不同使用者和使用功能出发，研究各种建筑环境，并为营造所需环境提供理论依据。目前一般是将建筑室内空气环境作为重点研究对象。

学生通过学习这门课程，知道生活和生产过程需要什么样的建筑环境、所需的建筑环境受哪些因素的影响以及为了实现这样的建筑环境可以采取哪些措施和方法。而对于具体的方法实现过程，会在以后相关专业课里面详细介绍。如建筑室内空气环境问题的具体改善方法，在“通风工程”与“空调工程”中予以进一步介绍；信息环境的完善内容，在“建筑设备自动化”等课程中介绍；其他环境因素，如声、光、电磁及建筑空间布局等，也在相关专业选修课中进一步介绍。[7]

一个舒适、健康的环境受到多方面因素的影响，如温湿度、室内空气流速、噪声、照明、色彩、室内环境布置、心理上的满意度等。因此室内环境品质（Indoor Environment Quality，IEQ）是由构成建筑环境的各个客观因素共同决定的，也就是说，“建筑环境学”各部分内容并不是相互独立的，它们都是围绕着创造健康舒适的环境为中心的，都是为良好的IEQ服务的。如图2所示。

因此，在授课过程中，可以将每部分内容的核心分解成相关的项目。课堂上讲授以项目完成为中心，带动相关知识的教授、讨论等教学环节的展开。

在项目的初期，教师帮助学生完成项目选择和分析。随着项目的实施，学生逐渐成为项目的中心。在整个过程中，学生肯定会遇到不少课堂上没有讲过、或者讲过的他们没有掌握的知识，这就需要学生进行自主学习，自主解决。教师要定期检查项目的进展情况，及时指导学生遇到的问题。在项目的实施过程中，一般需要学生应用两门或两门以上课程的知识和技能，有时甚至需要跨学科。对于这些知识与技能，学生通过参与项目主动学习，既可以巩固原有知识，又可以培养应用创新能力，还可以将不同章节的内容、不同学科的知识甚至不同的课程体系有效地融合在一起。

例如，针对建筑热湿环境这部分内容设置一个项目“建筑热湿环境的影响因素与舒适性评价”。学生对某具体的室内空调的环境参数进行测试，如温度、空气湿度、风速等。通过适当的参数控制，用热舒适仪检测该控制参数对其参数的变化影响，然后让学生根据环境学的知识，结合人体的生理学和心理学基础，自己设计问卷调查表，对测试环境进行评价，最后综合应用之前所学的相关专业课程，如流体力学、工程热力学及高等数学的知识分析计算检测结果，求出相应环境热舒适指标，如PMV、PPD指标等，最终根据结果来评价人体的室内舒适度。通过对比问卷调查和实际测量结果的差异性，分析为什么在评价室内环境品质的时候，要采用主观和客观相结合的方法。该项目的实施，既可以让学生掌握不同因素对热湿环境的影响，又可以掌握影响人体舒适性的因素，还可以掌握人体对热湿环境舒适性的评价方法以及进行相关的指标计算，可以说基本涵盖了第四章的重点内容。

在项目的设定上，也可以一个大的项目分成几部分小项目，然后学生分小组进行开展。如在对室内空气品质的关联因素研究时，不同的小组到不同功能的建筑内进行检测，如可以设置具体的办公地点、家庭居住环境或公共场所（商场、医院等），用相关仪表测试污染物浓度，计算并定性分析有害气体，然后结合建筑功能，分析哪些指标能定量反映所测建筑室内环境品质，最后分组汇报结果。那么整合在一起，就可以对比得到不同功能的建筑物室内空气品质的关联因素。

当然，项目的制定不一定是实验，也可以让学生做相关内容的文献综述。通过大量阅读国内外最新的文献，将相关项目的目前的研究动态、存在的问题、解决的方案、发展方向一一列举。学生通过项目的实施，可以了解当前学科的前沿问题。此外，项目的实施可以为教师在教学过程中提供思路和素材，达到更好的教学效果。

我校每年都有大学生研究训练（SRT）计划项目的实施工作，该课程也可以给学生提供很多思路。如有的学生根据课程内容，做了“房间舒适性对空调系统能耗影响的试验研究”、“教室舒适性环境与学生学习效率的影响调查”、“ xxx住宅建筑室内总挥发性有机化合物TVOC的实测与分析研究”等相关项目，已取得了不错的效果。

为了给学生提供立体化的学习支持，可以充分利用学校的BB网络平台，将建筑环境与设备专业发展状况、课程研究领域、国内外最新研究动态和成果等设置在平台上，使学生了解学科前沿发展，帮助学生对所学专业有一个全面认识。学生可以通过BB平台的交流工具，与老师和同学进行实时讨论，多维互动的教学空间可以为每个项目的顺利开展提供有力的支持。

学校的建筑环境与设备工程实验室有干湿球温度测定仪、风速仪、甲醛测定仪、CO2 浓度测定仪、辐射测定仪、空调系统测试台、氡浓度测定仪、空气含尘量测定仪、大气采样器、热舒适仪、光度计、声级计等相关仪器，可以为每个项目的实施提供可靠的设备支持。

四、小结

针对“建筑环境学”课程采用传统的教学方法存在的不足，结合课程特点和项目式教学的优势，通过分析得出，在该课程教学中引入项目式教学是可行的。学生通过参与项目，在掌握基本理论知识的同时，还有助于将每部分内容条理化、系统化，可以有效实现不同章节内容、不同学科知识甚至不同课程体系的融合，学生认识到“建筑环境学”这门课程的重要性，充分发挥其核心基础课程的作用。此外，还有助于可以培养其自主学习能力和应用创新能力。