周波 潘楊

[摘 要]建筑環(huán)境測試技術(shù)是面向建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課，針對現(xiàn)有建筑環(huán)境測試技術(shù)課程教學(xué)模式的不足，教師在建筑環(huán)境測試技術(shù)課程教學(xué)中采用“多元化課堂教學(xué)—開放性實踐教學(xué)—課題研究教學(xué)”的模式，打破了傳統(tǒng)填鴨式的教學(xué)模式，有助于學(xué)生自發(fā)主動學(xué)習，提升其解決實際問題的能力；教師致力于因材施教，與學(xué)生形成良性互動，對教學(xué)質(zhì)量的提高和學(xué)科體系的優(yōu)化具有重要意義。

[關(guān)鍵詞]建筑環(huán)境測試技術(shù)；教學(xué)模式；開放性實踐教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）08-0012-03

教學(xué)是教師運用已有知識，通過教的過程向?qū)W生傳授知識，幫助其學(xué)習新知識，提高能力的過程，因此教學(xué)必須是教與學(xué)的結(jié)合體。習近平在中共十九大報告上指出建設(shè)教育強國是中華民族偉大復(fù)興的基礎(chǔ)工程，必須把教育事業(yè)放在優(yōu)先位置，深化教育改革，加快教育現(xiàn)代化。加快一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)，實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展[1]。然而傳統(tǒng)的接受型教學(xué)模式重教輕學(xué)，已無法滿足當前高等教育內(nèi)涵式發(fā)展。因此，新型教學(xué)模式的探索和研究是高校教學(xué)改革的重要工作內(nèi)容。

建筑環(huán)境測試技術(shù)是面向建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課，在本科課程體系中占有重要地位，對建筑環(huán)境測試技術(shù)理論體系的深刻理解有益于對后續(xù)課程，如暖通空調(diào)、鍋爐原理的掌握，因此其教學(xué)質(zhì)量會直接影響建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)人才培養(yǎng)效果。隨著教學(xué)改革的深入，建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)課程設(shè)置逐步合理，課程內(nèi)容愈發(fā)完善，各門課程之間的交叉相對穩(wěn)定，以現(xiàn)代科技為特征的傳感技術(shù)、計算機測量和通信技術(shù)的發(fā)展，豐富了建筑環(huán)境測量的方法和手段，這也對建筑環(huán)境測試技術(shù)課程的教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)，課程教學(xué)和實踐教學(xué)過程中不僅要求學(xué)生充分掌握建筑環(huán)境測試技術(shù)的基礎(chǔ)理論和傳統(tǒng)研究方法，更要求培養(yǎng)學(xué)生利用新型測試手段和應(yīng)用軟件解決實際工程中的具體問題的能力，幫助其逐漸形成工科人才思維模式，從而為今后從事相關(guān)專業(yè)的工作和學(xué)習打下扎實的理論與實踐基礎(chǔ)。

因此，蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院建筑環(huán)境測試技術(shù)教學(xué)研究課題組與蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院江蘇省實驗教學(xué)示范中心共同承擔了建筑環(huán)境測試技術(shù)課程研究性教學(xué)環(huán)節(jié)改革工作，針對現(xiàn)有課程教學(xué)的不足，將實例式教學(xué)、開放性實踐教學(xué)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等模式相結(jié)合，嘗試在建筑環(huán)境測試技術(shù)教學(xué)實踐中采用“多元化課堂教學(xué)—開放性實踐教學(xué)—課題研究教學(xué)”的模式，其中，課堂教學(xué)環(huán)節(jié)以全體學(xué)生為教學(xué)對象，旨在加強基礎(chǔ)理論的掌握；開放性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)以小部分學(xué)生為教學(xué)對象，旨在對基礎(chǔ)理論進行凝練與提升；課題研究教學(xué)環(huán)節(jié)則以少數(shù)拔尖學(xué)生為教學(xué)對象，旨在實現(xiàn)其固有知識結(jié)構(gòu)的體系化。這種教學(xué)模式促使教師致力于因材施教，有助于提高其教學(xué)質(zhì)量和效率；學(xué)生量力自主選擇學(xué)習，人人皆可為才，有助于提升其解決實際問題的能力。

一、多元化課堂教學(xué)

根據(jù)全國高等學(xué)校土建類專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案及主干課程教學(xué)基本要求中對于建筑環(huán)境測試技術(shù)課程的課堂教學(xué)與實踐教學(xué)的參考學(xué)時比例，該課程還是以課堂教學(xué)為主，實踐教學(xué)為輔。由于建筑環(huán)境測試技術(shù)課程實踐性強，涉及內(nèi)容較廣，包括：測量誤差分析、熱工參數(shù)測量方法、測量儀表的種類和原理、智能儀表與自動測試系統(tǒng)。傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的弊端尤為明顯，結(jié)合筆者所在學(xué)校教學(xué)評價系統(tǒng)中學(xué)生測評結(jié)果，發(fā)現(xiàn)：學(xué)生普遍反映測試技術(shù)課程內(nèi)容抽象，經(jīng)過一輪課程學(xué)習，只認識了幾種儀表的書本圖例，記住了儀表工作原理，而對于測量方案、測量系統(tǒng)、儀表選擇和操作注意事項等一無所知。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式，形式較單一，學(xué)生課堂體驗較差，教師也無法與學(xué)生產(chǎn)生思維碰撞。

為此，蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院建筑環(huán)境測試技術(shù)教學(xué)研究課題組結(jié)合高教委關(guān)于本科生培育目標和建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)的教學(xué)大綱，借鑒了多個版本的《建筑環(huán)境測試技術(shù)》教材[2]，依托于蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院江蘇省實驗教學(xué)示范中心平臺中開放共享的實驗視頻、網(wǎng)絡(luò)課程等教學(xué)資源，制作了標準化建筑環(huán)境測試技術(shù)多媒體教學(xué)PPT課件。標準化課件的制作和使用使得實例式課堂教學(xué)模式得以順利開展，學(xué)生對于儀器設(shè)備的認識不再拘泥于課本圖例，還可有效保障不同任課老師、不同教學(xué)單位在開設(shè)該門課程時的教學(xué)質(zhì)量。同時，課題組成員結(jié)合各自課題方向引入應(yīng)用工具和軟件作為建筑環(huán)境測試技術(shù)課程的輔助進行課堂教學(xué)。例如，在講解測量數(shù)據(jù)處理這部分內(nèi)容時，傳統(tǒng)理論教學(xué)中采用最小二乘法來對數(shù)據(jù)組進行一次及多次的函數(shù)擬合，輔助理論教學(xué)中則引入了當下時興的Origin軟件進行數(shù)據(jù)處理示范性操作，并通過兩種數(shù)據(jù)處理方式的比較來分析各自的優(yōu)劣。此外，教師收集實驗和工程項目施工過程中常見參數(shù)的測量方式和手段，制作包括熱電偶測量高大空間壁面溫度、干濕球法測量環(huán)境相對濕度、通風管道中空氣流速的測量、熱阻式熱流計測量導(dǎo)熱系數(shù)等經(jīng)典案例，形成建筑環(huán)境測試技術(shù)經(jīng)典案例數(shù)據(jù)庫，便于教師在課堂教學(xué)中調(diào)用。

通過多元化課堂教學(xué)模式的綜合運用，可有效解決目前建筑環(huán)境測試技術(shù)課程教學(xué)中由于理論知識過度灌輸所導(dǎo)致的教學(xué)效果差，學(xué)生對于理論知識一知半解，缺乏面對具體測量問題的分析解決能力的問題。

二、開放性實踐教學(xué)

實踐教學(xué)是高校培養(yǎng)工科復(fù)合型人才不可或缺的重要環(huán)節(jié)，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力具有重要意義[3]。高校實驗課程教學(xué)不能采用“一刀切”的方式，應(yīng)將其分為兩個層次：基本實驗教學(xué)、開放性實踐教學(xué)。基本實驗教學(xué)面向全體本科學(xué)生，按照教學(xué)大綱要求開展4學(xué)時制實驗，分別為室內(nèi)環(huán)境氣象參數(shù)測定和風管流速與流量的測定[4]。通過基本實驗教學(xué)，使得學(xué)生掌握常用儀表的測量方法，了解參數(shù)測量的基本過程和注意事項等。開放性實踐教學(xué)面向部分本科學(xué)生，學(xué)生自愿參加，采用非學(xué)分和無學(xué)時制方式。鑒于開放性實踐教學(xué)未納入教學(xué)大綱，同時為了使得學(xué)生設(shè)計的測量系統(tǒng)具有可比性價值，此次嘗試性教學(xué)采用指定命題的方式。

依托蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院的焓差實驗室和地源熱泵實驗室開設(shè)了熱環(huán)境測試實驗與樓宇自動控制模擬實驗這兩個指定命題的開放性實踐項目。參與開放性實踐項目的學(xué)生需經(jīng)歷：測量系統(tǒng)的初步設(shè)計、單個測量環(huán)節(jié)講解和答辯、測量系統(tǒng)設(shè)計的修訂和實施、數(shù)據(jù)處理及報告生成這四個環(huán)節(jié)的訓(xùn)練。其中，每個環(huán)節(jié)都由所在實驗室負責人及研究生參與輔導(dǎo)和進行技術(shù)支持。熱環(huán)境測試實驗通過對室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、空氣流速等參數(shù)進行測量，讓學(xué)生自主完成室內(nèi)參數(shù)測量的布點，并通過不同方案的數(shù)據(jù)測量結(jié)果來分析誤差和方案的可靠性。樓宇自動控制模擬實驗結(jié)合由實驗室自主開發(fā)的控制軟件，針對不同季節(jié)、不同人員流動等工況，測量學(xué)院空調(diào)區(qū)域內(nèi)不同用途房間的空調(diào)參數(shù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)進行熱舒適性評價。同時，教師將學(xué)生引入實驗室中講授，依托實驗室中“材料熱工參數(shù)測試”實驗平臺、“風洞測試”實驗平臺以及“人工氣候測試”實驗平臺等各種實驗平臺進行測量技術(shù)原理的講授，通過對多種熱工參數(shù)測試方法及手段進行可視化學(xué)習，便于學(xué)生了解當前實驗測試手段，同時益于激發(fā)學(xué)生深入課題的興趣。

分層實踐教學(xué)模式，旨在營造一種自主學(xué)習環(huán)境，學(xué)生不再迫于學(xué)分和學(xué)時而被動參與，開放型實踐過程的系統(tǒng)訓(xùn)練可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性潛力，有效的培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力。從近幾年筆者所參與的開放性實踐教學(xué)的情況來看，效果非常好，學(xué)生和教師的積極性都很高。少數(shù)動手能力極強的學(xué)生順理成章的進入了課題組教師的科研團隊，參與縱向或橫向課題研究工作。

三、課題研究教學(xué)

研究性教學(xué)將科學(xué)研究的思路引入教學(xué)，通過教學(xué)與研究相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地運用知識自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題[5]。因此，蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院建筑環(huán)境測試技術(shù)教學(xué)研究課題組依托教師承擔的國家級、省部級科研項目，將教學(xué)與科學(xué)研究掛鉤，寓教于研，鼓勵將科研成果進行轉(zhuǎn)化與實際運用。例如，依托于劉鋒副教授團隊全自動無人船水質(zhì)在線監(jiān)測技術(shù)在飲用水源地富營養(yǎng)化及藍藻水華調(diào)查中的應(yīng)用研究項目，學(xué)生跟著團隊指導(dǎo)教師利用全自動無人船對水源地及周邊河流水體中的氨氮、總氮、總磷等富營養(yǎng)化相關(guān)物理及化學(xué)指標進行監(jiān)測與分析，并對集中式生活飲用水水源地實現(xiàn)全自動長時間、廣地域、全地形的實時監(jiān)測與調(diào)研。學(xué)生通過利用自帶全地形的全自動無人船水質(zhì)在線監(jiān)測技術(shù)的學(xué)習，獨立查閱文獻后，從縱深角度對水源地小生態(tài)環(huán)境中富營養(yǎng)化及藍藻水華形成原因進行了理論分析和實驗研究，為當?shù)睾w治理和水質(zhì)修復(fù)提供理論支持。依托于孟二林老師課題組的土壤重金屬污染快速檢測技術(shù)方法建立及應(yīng)用研究項目，學(xué)生學(xué)習了重金屬污染場地快速監(jiān)測技術(shù)與方法，參與了傳統(tǒng)多階段調(diào)查，對重金屬污染場地進行調(diào)查，通過建立場地快速監(jiān)測數(shù)據(jù)與實驗室分析數(shù)據(jù)關(guān)系模型，開展了快速監(jiān)測數(shù)據(jù)的模擬與校正，建立污染物空間分布3D模型，提出了可有效提高場地調(diào)查效率和污染物空間分布預(yù)測精度的方法。同時，該課題組成員在工業(yè)區(qū)建設(shè)了一套網(wǎng)格化大氣污染物監(jiān)控系統(tǒng)，對工業(yè)區(qū)大氣污染物時空分布情況進行24小時實時監(jiān)測，整合工業(yè)區(qū)大氣在線監(jiān)控數(shù)據(jù)，對工業(yè)區(qū)大氣污染物進行溯源分析。由于上述兩個課題的測試需要全天候現(xiàn)場監(jiān)測，課題組成員利用周末時間外出監(jiān)測，同時也學(xué)習了現(xiàn)代化的監(jiān)測技術(shù)與應(yīng)用手段，得到外界環(huán)境中水體污染物的經(jīng)時變化情況以及重金屬污染場地內(nèi)大氣污染物的變化曲線等實測數(shù)據(jù)，通過理論分析形成研究報告，并以PPT的形式向課題組組長匯報，進行研究結(jié)論答辯，在與課題組成員辯論過程中，學(xué)生分析、解決問題的能力進一步提升，所學(xué)知識也得到了進一步的綜合和升華。由于課題研究教學(xué)的方向一般與學(xué)生所學(xué)專業(yè)聯(lián)系較為緊密，故該種教學(xué)方式可加深學(xué)生對專業(yè)知識的應(yīng)用認可，使學(xué)生對學(xué)科與專業(yè)樹立信心，從而超越課堂束縛。盧德馨教授曾指出，在教學(xué)過程中使學(xué)生對學(xué)科發(fā)生興趣，從而超越課堂、教材約束，那是一種值得追求的境界，也是研究性教學(xué)的最高境界[6]。

隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步推進，網(wǎng)絡(luò)教育逐漸融入高等教育體系，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)和應(yīng)用手段也已深入當前高校課程教學(xué)中的各個環(huán)節(jié)。然而，網(wǎng)絡(luò)教育模式與當前課程與實踐教學(xué)的融合仍處于初步探索階段，尤其在學(xué)科重要專業(yè)基礎(chǔ)課程中，如何行之有效的引入網(wǎng)絡(luò)教育，使得課程教育不再拘泥于地域和時間的限制，十分值得探索。蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院建筑環(huán)境測試技術(shù)教學(xué)研究課題組圍繞蘇州科技大學(xué)“致遠志恒，務(wù)學(xué)務(wù)真”的校訓(xùn)，以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生個性多樣和教學(xué)內(nèi)容多樣的特點，不斷更新教學(xué)觀念，提高自身專業(yè)和科研素養(yǎng)，積極合理的利用網(wǎng)絡(luò)作為輔助教學(xué)，幫助學(xué)生正確使用數(shù)據(jù)資源網(wǎng)站和大數(shù)據(jù)，并將收集的文獻和數(shù)據(jù)信息通過互聯(lián)網(wǎng)公眾平臺，如微信公眾號、QQ、微信等，共享資源，形成良好的互動機制。此外，課題組教師通過組織學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”等全國大學(xué)生競賽，以學(xué)生為主體，進一步提升學(xué)生對于學(xué)科理論的理解。此外，教師積極建設(shè)建筑環(huán)境測試技術(shù)課程的網(wǎng)絡(luò)微課，在今后有條件的情況下，將與國內(nèi)其他高校同類專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)微課進行聯(lián)機模式教學(xué)，突破傳統(tǒng)課程教學(xué)地域限制，優(yōu)化資源，同時針對課堂教學(xué)及群組討論中共同存在的問題，進行實時答疑，突破傳統(tǒng)課程教學(xué)的時間限制。

四、結(jié)語

在建筑環(huán)境測試技術(shù)課程中采用“多元化課堂教學(xué)—開放性實踐教學(xué)—課題研究教學(xué)”的模式，體現(xiàn)了循序漸進和由淺入深的學(xué)習規(guī)律，層次化教學(xué)也符合現(xiàn)代教育中因材施教的要義。課堂教學(xué)是開放性實踐教學(xué)和課題研究教學(xué)的知識基礎(chǔ)和人才培養(yǎng)基礎(chǔ)，開放性實踐教學(xué)是基于課堂教學(xué)的第一次知識凝練和人才選拔過程，課題研究教學(xué)超越課堂和教材的束縛，追求思維和知識的解放，是課堂教學(xué)和開放性實踐教學(xué)的綜合和升華。這種新型教學(xué)模式，有效激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習興趣，學(xué)生的主體地位得以體現(xiàn)，教師與學(xué)生形成良性互動，對教學(xué)質(zhì)量的提高具有重要意義。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 習近平.決勝全面建成小康社會奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利——在中國共產(chǎn)黨第十九次全國代表大會上的報告[R].新華網(wǎng)，2017-10-18.

[2] 方修睦.建筑環(huán)境測試技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] 蔡傳國.本科力學(xué)實驗教學(xué)的互動式方法探索[J].實驗室科學(xué)，2008 （2）：44-45.

[4] 高等學(xué)校土建學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[5] 顧沛.試論研究性教學(xué)中教師的作用[J]. 數(shù)學(xué)教育學(xué)報，2006（3）：4-8.

[6] 張福升.解讀盧德馨研究性教學(xué)[J].中國大學(xué)教育，2007（3）：41-46.

[責任編輯 鐘 嵐]