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大力推進信息化,是覆蓋我國現代化建設全局的戰略舉措,是貫徹落實科學發展觀、全面建設小康社會、構建社會主義和諧社會和建設創新型國家的迫切需要和必然選擇。《2006--2020年國家信息化發展戰略》發展戰略的重點和行動中都提出提高國民信息技術應用能力,實施國民信息技能教育培訓計劃,造就信息化人才隊伍。建立完善的信息技術基礎課程體系,優化課程設置,豐富教學內容,提高師資水平,改善教學效果。推廣新型教學模式,實現信息技術與教學過程的有機結合,全面推進素質教育。信息化環境下如何學習,必須探討有效的學習理論,建構主義學習理論是信息化條件下提高學習質量的有效學習理論。
1對信息化教育及其特點的認識
信息化(Informatization)是20世紀60年代末提出的,是近年來世界各國都非常關注的并具有深遠影響的戰略課題。南國農先生指出所謂教育信息化,就是指在教育中普遍運用現代信息技術,開發教育資源,優化教育過程,以培養和提高學生的信息素養,促進教育現代化的過程。教育信息化是以現代信息技術為基礎的新教育體系,包括教育觀念、教育組織、教育內容、教育模式、教育技術、教育評價、教育環境等一系列的改革和變化。教育信息化并不簡單地等同于計算機化和網絡化,而是一個關系到整個教育改革和教育現代化的系統工程。信息化教育的最終目的是為了提高教與學的質量和效率,促進學生素質的全面發展。
分析信息化教育的本質,信息化教育對于教育能產生以下變化:有利于縮小地區教育差距;有利于低成本擴大教育規模;有利于實現教育資源共享;有利于提高教學效率。其具有教材多媒化、資源共享化、學習自主化、環境虛擬化等特點。
重視建構主義學習理論的指導。教學模式是以一定的學習理論為指導的,建構主義學習理論成為重要的學習理論。現代信息技術的迅速發展為建構主義的實現提供了物質基礎和技術支持,使得建構主義所倡導的信息化的學習環境能夠得以實現,在信息化教育中貫穿著建構主義學習理論。
2對建構主義學習理論的理解
隨著心理學家對人類學習過程、認知規律研究的不斷深人,以及對教育教學實踐的積極探索,學習理論研究得到不斷發展。強調“刺激一反應”公式,把學習者作為知識灌輸對象的行為主義學習理論,已逐步讓位給強調認知主體內部心理過程分析,并把學習者看作是信息加工主體的認知學習理論。尤其是近年來,認知學習理論的一個重要分支—建構主義學習理論,正愈來愈顯示出其強大的生命力,并在世界范圍內日益擴大其影響。
建構主義(constructivism)也稱為結構主義,它是由瑞士學者讓·皮亞杰((J.Piaget)最早提出的。皮亞杰通過同化一順應學說以闡明人適應環境的過程。其中,同化是指個體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有的認知結構中;順應是指原有的認知結構無法同化新環境提供的信息時所引起個體認知結構發生的重組和改造。皮亞杰認為只有保持同化與順應的動態平衡,才能實現主體與環境的良好適應,即當個體能用現有的認知結構同化環境信息時,他處于一種平衡的認知狀態;個體原有的認知結構無法同化新刺激時,平衡即被破壞,而順應(修改或創造新結構)就是尋找新的平衡的過程。在“平衡一不平衡一平衡”的動態循環中,個體的認知結構就會逐步地建構起來。今天的建構主義者更關注如何以原有的經驗、心理結構和信念為基礎來建構知識。
建構主義的基本學習原理認為:
(1)學習不是由教師向學生的知識傳遞,而是學生建構自己知識的過程,學習者不是被動的知識接受者,而是主動建構知識意義的建構者。
(2)知識的獲得是學習者個體與外部環境交互作用的結果。認知過程不僅僅體現在個人內部,它也是整個情境的組成部分。學習的目的不僅僅是讓學生懂得某些知識,更重要的是使學生能真正運用所學知識去解決現實世界中的問題。
(3)學習是一種協商活動。每一個學習者都有自己的認知結構,對現實世界有自己的經驗解釋,因而,不同的學習者對知識的理解不完全一樣。這時,只有通過社會“協商”和時間的磨合才能達成共識。
建構主義學習理論認為學習是在一定情境即社會文化背景下,借助其他人的幫助即通過人際間的協作活動而實現的意義建構過程,其中“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素或四大屬性。
信息化教育環境是學習者與信息進行交互的自我組織的學習環境(Raiber,1996),體現了建構主義的思想。在這個學習環境中,學生不再是簡單的“存儲器”,而是對信息進行選擇性加工的主體。學生面對的也不再是教師單一的粉筆板書和口頭講述,而是鮮活多變的認知材料、逼真生動的模擬實驗空間和形象友好的人機交互界面,學生的學習積極性被充分調動起來,學習效率大大提高。學生在成為學習主人的體驗中,情感得到健康發展,個性得以完善。這恰恰說明建構主義學習理論對網絡學習環境具有十分重要的指導意義。
3建立建構主義指導下信息化學習環境設計
構建以學生為中心的學習模式。建構主義提倡在教師指導下的、以學習者為中心的學習。即在學習過程中,學生是信息加工的主體,是認知結構的主動建構者;教師是意義建構的幫助者、引導者與促進者。學習者在教師創設的情境、協作與會話等學習環境中充分發揮自身的主動性和積極性,對當前所學的知識進行意義建構,并用其所學解決實際問題。
中圖分類號:G421 文獻標識碼:A
建筑環境學作為建筑環境與設備工程專業的專業基礎課,是1998年專業調整后新增設的課程,集中體現了該專業的核心與本質。其與傳熱學、工程熱力學及流體力學共同構成了建筑環境與設備工程專業的基礎平臺。由于建筑環境學包含了國內外的大量最新研究成果,針對學科的特性,在教學中要求教師能夠不斷學習,及時了解學科發展動態,努力提高該課程的教學效果,最終目的是使學生能夠愿意學并且學好該門課程,為緊后的專業課學習打下堅實的理論基礎。該課程的理論性較強,在教學中要注意將理論教學與實踐教學努力結合起來,培養學生的學習興趣。建筑環境學要在32個課時內完成7個單元的教學,其課程內容量大,內容瑣碎,課程任務重。且內容涉及廣泛,包括了地理學、城市氣象學、勞動衛生學、建筑學、物理學、流體力學、傳熱學等多學科的知識,其內容豐富,而各個章節又自成體系,這將造成初學者難以入門的困難。針對這種情況,主要從教學思路和教學方法兩個方面提高教學效果,最終形成系統化、條理化的知識體系。
1. “一體三結合”的教學思路
“一體”即理論教學與實踐教學相結合,融“教學做”于一體,“三結合”指的是教學講解與習題訓練相結合,課堂學習與課后自習相結合,理論認知與調查研究相結合。根據該教學思路,在教學中主要采用“項目法”進行教學,其內涵為將理論教學與實踐教學結合起來,理論教學重點是把握課程主線和章節主線,同時采用以課題研究為載體的實踐研究法。
2. 理論與實踐相結合的教學方法
2.1理論教學
由于建筑環境學的綜合性較強,涉及到的內容非常廣泛,包括建筑外環境、室內空氣品質、建筑熱濕環境、聲環境、光環境、建筑環境的綜合評價等[1],翻閱教材后學生反映該門課如同一門科普課[2-3],為了克服這一問題,教學中通過把握課程主線和章節主線使課程內容條理化、系統化,從而提高該課程的教學效果,真正體現該課程的學科基礎地位。
2.1.1課程主線
在該課程的教學中,要始終把握一條主線,圍繞一個主題,即“人-建筑-環境”三者之間的關系。在緒論課的講解中,首先要通過主線串聯將全書內容形成一個整體。建筑環境研究的是圍繞建筑物的空間環境,包括外環境和內環境,內環境又包括建筑物的空氣質量環境、熱濕環境、聲環境和光環境,其中熱濕環境是最重要的一部分。
2.1.2章節主線
在把握課程主線的前提下,在每個單元的講解中,安排三個主要的教學環節:首先,通過本章的知識框架圖的講解,使學生系統的認識本章的整體內容。例如,在講第三章,建筑環境的空氣環境這一章時,首先,讓學生看如下的知識框架圖。
然后是核心部分的講授訓練,最后通過單元小結,要求學生能夠使所學內容在該知識框架圖中對號入座,從而形成系統化整體化的知識框架體系。
2.2實踐教學
建筑環境學的教學內容特點為:前沿性、廣泛性、實際性。該課程內容瑣碎,與實際生活有著緊密的聯系。為增加學生學習的積極性和主動性,提高整個課程的教學效果,應將理論教學和實踐教學充分結合,做到理論聯系實際,將抽象的理論知識具體化和生動化,培養學生的知識應用能力和創新能力。本課程的實踐教學主要是以課題研究為載體,同時結合相關的實驗進行。
2.2.1課題研究
借鑒清華大學的教學經驗,布置文獻綜述的小論文題目,讓學生通過課后查閱文獻資料,動手進行試驗研究,形成自己的觀點論述。首先向學生介紹小論文的寫作格式及要求,然后要求學生在課下自學的時間參閱相關的文獻資料,能夠獨立完成小論文的撰寫。小論文的題目是任何學生感興趣的有關建筑環境的話題,學生可自擬題目,為擴大學生的寫作思路,教師也可以布置相關題目供學生參考,例如:掛窗簾對室內環境的影響;室外空氣綜合溫度和輻射在建筑熱環境中的作用;不同建筑設計的自然通風效果;不同朝向房間的自然室溫的差別等。通過對這些課題的研究,不僅可以提高學生的學習興趣,還可以加深其對書本知識的理解。學生課題研究的結果將以小論文的形式展示,并要求學生在課堂上作口頭匯報,最后,師生共同討論,并將撰寫優秀的至相關期刊,作為學生的研究成果。
2.2.2開設實驗
實驗教學可提高學生對書本知識的感性認識,并能激發其主動參與到課堂教學的積極性。在實際教學中,由于建筑環境學缺乏相應的實驗教材,大多數高校未開設相關的實驗課程。目前只有清華大學、上海理工大學、廣東工業大學等少數幾個學校增加了實驗教學環節[4]。清華大學充分利用自身的科研優勢,讓學生參與到老師的課題項目研究中;上海理工大學的實驗教學環節主要是測試實驗室內各個環境參數;廣東工業大學的實驗教學較為全面,涵蓋了建筑環境學理論知識的大部分內容。根據我校以培養應用型人才為目標的特點,并充分利用我校現有的實驗設備,在理論教學的同時安排4個學時的實驗課程,實驗將采用分組的形式,主要內容為室內溫度、相對濕度、風速、CO、CO2、甲醛、噪聲等相關室內環境參數的測試,最后結合主客觀情況,對室內環境作出一個綜合的評價。
通過課題研究和實驗教學的環節,將達到如下的教學效果:
提高學生主動獲取知識的能力,使其對建筑環境學有一個充分全面的認識,為后續空調工程、通風工程、供熱工程等打下堅實的理論基礎。
通過課題研究和實驗,學生要對室內環境作出綜合評價,需查詢最新的室內環境標準、測試室內的各環境參數、掌握室內的環境評價方法等,這不僅可以促進學生對課本知識的學習,并能夠對整個課程乃至整個專業有系統的把握。
3. 結論
通過以上的理論教學和實踐教學環節,培養學生的綜合學習能力和創新能力。期末,將采取期末一張卷加課題研究及作業完成質量考核加出勤考核加課堂參與度考核四部分相結合的方式,力求能綜合反映出學生的綜合水平。
建筑環境學作為建筑環境與設備工程專業的核心基礎課,在整個專業課的學習中起到了承上啟下的過渡作用,通過本課程的學習,學生應對建筑環境學的構成要素有基本的了解,能夠獨立完成課后練習,最終為專業課的學習打下良好的基礎。
參考文獻
[1] 黃晨.建筑環境學(第一版)[M].北京:機械工業出版社.2007,4.
中圖分類號:G642.3 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)05-0247-02
一、建筑環境學的作用及地位
1998年建筑環境與設備工程專業調整以后新設置了建筑環境學作為專業基礎課,其內容涉及傳熱學、工程熱力學,流體力學,心理學,城市氣象學,建筑物理等多學科知識,是本專業的核心基礎課程[1]。隨著社會發展,節能減排需求逐日提升,建筑環境設計目標從最初原始社會躲避自然環境的傷害滿足安全需求,過渡到滿足人員舒適性要求進行人工控制室內溫濕度,再到如今的提高室內空氣品質滿足室內環境的同時降低建筑能耗有效利用資源合理的排放廢棄物。
筆者認為建筑環境學就是指在建筑空間內,在滿足使用功能的前提下,如何讓人們在使用過程中感到舒適和健康的一門科學。根據使用功能的不同,從使用者的角度出發,研究室內的溫度、濕度、氣流組織的分布、空氣品質、采光性能、照明、噪聲和音響效果等及其相互間組合后產生的效果,并對此作出科學評價,為營造一個舒、健康的室內環境提供理論依據。
建筑環境學內容具有多樣性,相對獨立性和應用廣泛性的特點,學生在學習該課程時需要從該課程涉及到的各個不同學科的角度對其內容進行理解和掌握。通過該課程的學習,學生能夠樹立可持續發展設計的觀念,并建立/室內環境品質的概念,宏觀了解與認識建筑環境與設備工程學科的目的和任務,真正意義上的第一次系統了解該專業。由此充分體現建筑環境學在建筑環境與設備工程專業中核心基礎課程的作用所在,建筑環境學的理論知識是學好后續專業課的基礎和平臺[2]。
二、課程教學存在的問題
建筑環境學所涉及的知識面較廣,包含的技術知識和概念較多。根據新疆大學學生的特點和全校性基礎課的安排情況,本課程的開課安排為本科生三年級的第一學期,即第五學期。授課方式為多媒體教學,考試方式為筆試閉卷考試。對于學生而言,剛接觸該門課程會感覺內容分散,有許多內容和大學二年級所學的流體力學,工程熱力學以及傳熱學相關聯,但由于大多數學生在學習這些基礎課程的時候仍然采用高中時的應試學習法,許多重點內容沒有掌握扎實,因此在學習建筑環境學時難于把握核心。
此外,建筑環境學包含了建環專業的基礎知識和概念,信息量龐大,基本每一章節都會遇到新的相關專業術語和理論公式。要使學生掌握構建舒適的建筑環境,對建筑環境進行分析評價以及設計能力,單純的靠老師課堂講解是不夠的。因為理論化的內容都相對較為枯燥,學生興趣不大,若僅為了應付期末考試而機械的不加思考記憶背誦都無法保證該課程的教學效果。
本課程從2008年起開始采用多媒體教學,利用圖形和一些工程設計實例把一些抽象復雜的基本概念表達出來,避免學生在理解復雜的公式時感到厭煩。但近兩年教學過程中,筆者發現雖然多媒體課件有直觀形象講解說明的優點,但由于課堂時間有限,在課堂教授時間看似學生理解了復雜的公式,掌握了概念,但一旦期末考試時換個角度出題,學生就不知道該如何作答。因此如何更好的利用多媒體教學是建筑環境學在教學過程中需要注意的重點。
為了讓學生更好地掌握建筑環境學的知識,從2010年開始課程學習增加了期末大作業環節,布置一些與課程各章節相關的調研題目,旨在讓學生通過完成調研題目,設計并組織撰寫研究論文對所學內容又更深的認識,但由于大作業論文指導工作量較大,單由授課教師完成指導工作并不能保證大作業論文的質量。
三、課程教學改進建議
根據前述內容可以看到建筑環境學在課程教學中依然存在一些問題,因此,在教學過程中,只有同時注重教學內容、教學手段方法,才能真正發揮建筑環境學專業核心課程的作用。在課程教學過程中需要注意以下問題:
一是要結合最新技術發展補充教材內容,豐富課堂講授的內容。特別是在緒論部分,通過該部分的內容要讓學生對建筑環境學有總體認識,了解該課程的核心作用。如果僅通過課本上區區幾幅圖片和條條框框的文字說明,無法讓學生有感性的認識。這時就需要結合實踐和學科的最新發展動態,搜索大量不同類型建筑的圖片,使得課堂信息量大、內容豐富。舉例說明,當前國家綠色建筑進入到規模化發展的階段,在授課過程中可以將《綠色建筑評價標準》3]中的相關指標與建筑環境學的內容結合。特別是最新提出的《綠色建筑評價標準》中能源系統,水環境系統,氣環境系統,聲環境系統,光環境系統,熱環境系統這些部分內容都和本課程所學知識緊密相扣。充分將實際與課程知識結合在一起就能使學生深入了解為什么要學習建筑環境學這門課程,從而激發學生學習該課程的興趣。
二是在課程教學環節提高多媒體課件使用質量,避免出現學生理解不透徹的現象。使用多媒體課件能夠將圖形視頻與文本結合起來,學生能較為直觀的接收,但學生略微走神就錯過很多內容。因此采用多媒體課件時要增強課堂師生間的互動,對于重點難點除了用板書單獨講述之外,還要變換角度提問,盡量把學生的生活常識與學術問題相聯系,用最貼近學生自身生活體驗的語言深入淺出地講解清楚。還可提前將多媒體課件分享給學生以便預習,讓學生透徹掌握知識,提高課堂學習效率。
三是需要改進最終考核模式,不能完全以考試的形式考查學生是否掌握了該課程的內容。本課程從開設一來一直采用期末閉卷考試的形式給出最終成績,直到2010年開始才增設了期末大作業環節。采用期末閉卷考試的形式,考試題型相對單一,而建筑環境學內容量大,僅從卷面考試并不能完全反應學生掌握知識的情況,還讓許多學生從開始學習時就有了應付考試的想法,不利于課程的教授。但從增設大作業環節以來,由于大作業成績占比重較小,且大作業通常為結合實際的調研測試總結題目(例如之前布置過的教室二氧化碳濃度隨人員變化測試與分析),費時較多,因此沒有引起學生的足夠重視。為了改變此現狀,建議日后的課程設置應增加大作業比重,迫使學生通過這個環節加深對課堂內容的理解,并能夠利用已經有的知識做一些實際的研究。大作業的指導工作還需要增加從事不同專業研究方向的老師進行指導,在此基礎上可以豐富大作業的題目,從而激發學生主動學習的積極性。
四是在課程講授過程中增設實踐環節。為了讓學生對實際環境有客觀的認識,應設置實踐性教學環節。譬如可以讓學生動手測量某一特定環境的溫度場,風速場,室內空氣品質以及室內噪聲強度等,通過實踐提高學生對建筑環境的感性認識,并且大學二年級所學的建筑環境測試技術對實踐環節有較好的補充作用。
四、結語
通過建筑環境學這門課程的學習,學生應該能夠從不同使用者和不同使用功能出發,研究適用于不同地域氣候特點的舒適的建筑環境,為營造所需的環境提供理論依據。針對文章提出的課程教學中現有的問題,不斷改進并完善教學手段,在教學過程中充分與實際應用相結合,就能更好的激發學生學習該課程的興趣。從而更好的發揮建筑環境學在建筑環境與設備工程專業的核心基礎作用,進一步提高學生在后續專業學習中的學習積極性,實現更好的專業培養目標。
參考文獻:
中圖分類號:G647 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)04-0223-03
知識源于實踐,能力在實踐中得到鍛煉和培養,素質在實踐中得到提高,大學實驗室就是實踐的場所。華中科技大學環境實驗教學中心以環境科學與工程學院為依托,主要承擔給排水科學與工程、建筑環境與設備工程、環境工程3個本科專業和環境工程、市政工程、通風及暖通空調、環境科學、環境生態5個碩士專業的全部實驗教學任務,2000年建成建設部給水排水重點實驗室。
一、實驗教學示范中心建設的指導思想
中心始終貫徹以培養工程實用化創新人才為目的的教學理念,根據國家“十二五”規劃,節能減排及可再生能源的發展戰略,密切結合環境友好型和資源節約型兩型社會城市圈建設的人才需求,充分突出環境學科的綜合性和實踐性,加強工程基礎知識、基本技能的培養,提高學生發現問題與解決問題的創新能力,增強學生的創新意識。依托于學院學科群體與科研力量的優勢,科研與教學相結合,以科研促進教學工作的發展,貫徹“基礎訓練,能力拓展,素質提高”的實驗教學宗旨,以轉變教育思想為先導,加強學科之間的交互滲透和融合,構筑環境寬口徑的實驗教學平臺,切實加強學生實踐動手能力培養,順應教育的開放化、信息化和國際化的發展趨勢,以實現培養適應國民經濟和社會發展的高素質人才的目標。
二、實驗教學中心建設
1.實驗教學體系的改革。環境學院現有的環境工程、給水排水工程、建筑環境與設備工程3個本科專業,由于學科的共通性有許多實驗資源應該是可以共享的,各個專業的專業課實驗之間也應該是可以互補的。然而,現有的教學實驗體系往往隨課程設置,零散而不系統,單調而生硬,既浪費了有限的教學資源,又無法激發學生的學習興趣。實驗中心利用學校教學實驗建設項目進行教學實驗資源的整合。實驗中心以實驗教學體系改革為先導,以實驗教學隊伍建設與管理運行體制改革為保障,以加強綜合性、設計性、研究創新性實驗為重點,將理論教學與實驗教學統籌協調,建設環境學科綜合實驗平臺并進行三項重大改革:①實驗教學內容的改革。將全院3個專業分散的依附于理論課的專業課實驗整合為6門獨立實驗課(見表1)。
②實驗室體制改革。建立實驗中心下以實驗平臺為實驗教學單位的新型模式。淡化專業界限,突出共享功能。實驗中心下設“水污染控制工程”、“大氣污染控制與建筑環境”、“固廢污染控制與資源化”三大實驗平臺。每個平臺由教授負責,實驗室人員、研究生助管共同管理。實驗人員可參與多個實驗平臺的工作,形成實驗教學與理論教學隊伍互通,教學科研兼容、結構合理的團隊。③理論教學改革。與實驗教學改革協調,調整理論教學時數與實驗教學時數,加強實驗環節。隨著社會對學生動手能力的要求越來越高,高等學校的實驗教學內容與要求也應不斷增加。但是學校的教學總時數又有限,使得實驗教學內容與實驗教學時數的矛盾越來越突出,解決這個矛盾的有效辦法,除適當壓縮理論時數以增加實驗時數外,就是對實驗教學內容、實驗教學方法與實驗教學體系進行改革。水污染控制實驗平臺開發出一系列以小型化、集成化、可視化為特點的自制實驗教學儀器和設備,部分自制設備實現了數字化。像開設的“廢水高級氧化處理實驗”對廢水水質有較寬范圍的適應能力,可對各種工業廢水的氧化過程進行模擬研究,并可進行廢水氧化機理的深入探討。同時在處理某一種廢水時,力求通過有效地調節尋找最佳的工藝和運行參數,為裝置的實際應用提供依據。并且,學生利用這套實驗裝置還可完成多種氧化的組合與耦合反應等實驗項目,如單獨的O3氧化實驗、紫外(UV)氧化實驗、Fenton氧化實驗等,以及以上各氧化技術的組合實驗,更重要的是激發學生的動手能力,點燃學生的創新欲望。
2.實驗教學環境的改善。過去有一種比較夸張的比喻――華工有多大,環境學院實驗室就有多大。實驗室分布從主校區西七樓四樓、能源學院三樓、高壓等離子實驗室到東校區力學館。實驗場地分散,人員分散,不好管理,學生做實驗也很不方便。經過與學校有關部門的協調,如今將環境學院實驗中心集中建在東校區環境樓1~4樓。將本科教學全部集中在環境樓1樓和3樓,4樓專門設立大型儀器室承接對外開放服務。現在,環境樓固廢大廳為200m2,組建固廢污染控制與資源化實驗平臺,水污染控制綜合實驗平臺現有8間實驗室和1個實驗大廳,面積為500m2。環境樓西側建成大氣污染控制綜合實驗平臺,建筑面積700m2。硬件、軟件雙管齊下搞好建設,確保實驗中心建設上一個新臺階。
3.實驗教學設備的改善。進一步鞏固、完善大型儀器設備管理,實驗中心已建立一支由專職技術人員和研究生助教人員組成的大型儀器管理隊伍,負責大型儀器的使用、維護。開展研究生、本科生大型儀器設備使用培訓,大大提高儀器設備的利用率,對全院教學用房、儀器用房全面規劃與分配,改變以前教學、科研、儀器用房混亂和無序的現狀。現在經過調整、協調,擴大了大型儀器用房面積,更利于儀器設備的集中管理與使用,方便對學生開放使用。通過對全院的清查、摸底,有針對性的維修一批使用頻繁、使用面廣的儀器設備,力求做到儀器設備在功能完好的情況下對外開放,提高教學儀器設備的利用率,建立儀器設備共享平臺,在學院網上開辟實驗中心對外開放儀器設備信息。學生、教師從網上就可以查到儀器設備的型號、規格、購入時間、放置地點、管理者、適用范圍等相關信息。
三、特色與成果
通過規劃建設,實驗中心確立了“開放化管理”的思想,即實驗內容的開放,學生可通過網上選課系統,選擇實驗項目、選擇做實驗時間、選擇參考資料等,自主選擇綜合性和創新性實驗。通過構建自主學習研究性實驗使學生了解學科的前沿動態,將教學內容與科研密切聯系,逐步將教師的高水平科研成果轉化為實驗教學內容。同時,建立本科生導師制。實驗教學實現了技術與前沿、經典與現代的有機結合。例如針對食品安全問題中普遍關注的農藥殘留問題,采用我院教師研發的“便攜式農藥殘留檢測儀”及其分析和數據處理方法,開設了“酶抑制法快速測定果蔬中的殘留農藥”實驗,極大的提高了學生對前沿科學問題的認識,深受廣大學生的歡迎,并取得了顯著的成果。本科生已在Chemosphere等SCI期刊上發表了多篇論文。經過幾年的努力建設,實驗中心成績斐然。《給水工程》、《排水工程》、《大氣污染控制工程》、《固體廢物處理與資源化》等多門課程被評為省部級、校級精品及優質課程,先后公開出版各類教材27本,中心承擔教改、實驗技術研究等項目近40項,其中教學、教改項目《給水排水專業課程體系改革建設的研究與實踐》獲國家級教學成果二等獎,科研獲國家、省部級獎18項,在核心以上刊物上發表科研論文400余篇,在三大索引發表學術論文百余篇,獲得發明專利24項,實用新型專利18項。依托于實驗教學中心,學生科技創新成績顯著。環境工程專業本科生薛獲2004年全國“挑戰杯”創業計劃大賽金獎;給排水專業陳志峰獲2007年全球微軟IT大賽第一名。國家級、省級優秀本科生畢業設計論文50余篇,校級優良生產實習隊6個。
四、規劃
環境實驗教學是培養環境科學與工程相關專業本科生實踐和創新能力的重要一環。近年來,在實驗中心師生員工的共同努力下,環境實驗教學中心從早期的基礎型和綜合型實驗,發展到現在的設計型創新實驗。對于環境實驗教學示范中心的建設,我們深感任重而道遠。我們的目標是把華中科技大學環境實驗教學中心建設成為高水平國家級的實驗教學示范中心,充分發揮我校理、工、醫、文、管多學科交叉的優勢,在高等學校環境實驗教學中發揮示范和輻射作用
參考文獻:
[1]張洪奎,朱亞賢,夏海平,等.國家級實驗教學示范中心建設與實踐[J].高等理科教育,2009,(1):22-26.
為系統了解和分析用人企業對中原工學院建筑環境與設備工程專業(以下簡稱建環專業)畢業生的反饋意見和要求,2006年12月,筆者對2004年~2006年三年間的128名本科畢業生進行了追蹤調查。結果表明,用人單位對本專業新就業畢業生整體上是滿意的,認為學生具備較強的工作能力及實際操作能力,但82.6%的用人單位希望學校加強暖通以外知識的傳授,要求學生能夠有效掌握建筑、給排水、熱能、自動控制等專業知識。其中多數施工單位希望學生能夠在工程現場充當項目經理的職責,多數設計院則希望學生能夠在專業對接中更好地與其他專業人員進行溝通,并提出相應專業的設計、施工及安裝要求。總之,大多數的用人單位要求學生具有復合型人才的知識和素質。
因此,為進一步與社會接軌,培養社會所亟需的專業人才,很有必要對加強對建環專業學生的復合知識和素質的培養。為此,筆者通過完善建環專業人才培養方案、改革教學課程體系、構建有助于復合型人才培養的實驗教學體系來增加學生的復合型知識,通過鍛煉學生運用多種知識解決實際問題的能力來培養學生的復合型素質。
一、研究并修訂建環專業學生的培養方案
基于對學生復合型知識培養的要求,在全國建環專業指導委員會提出的專業培養規格基礎上,進一步加強與建筑、自動控制、電氣、給排水、熱能、燃氣、工業空調、經濟與管理、外語、計算機等相關專業知識的交叉融合,適當增加專業交叉型課程的學時數,以在現有課程體系的基礎上擴充學生的復合型知識面。如增加《紡織空調除塵技術》、《建筑設備工程施工組織與經濟》、《暖通空調工程設計方法與系統分析》等交叉型課程,并把原有15學時的選修課程改為30學時。
二、優化課程體系
基于復合型人才培養方案的研究,在高校建環專業指導委員會所制定的教學基本要求指導下,對課程設置和課時分配進行研究,優化課程體系,如把專業最核心的課程――《暖通空調》進行了授課調整,把《暖通空調》課程分為空氣調節、供熱工程兩部分進行授課,并參閱推薦教材對授課內容進行了優化組合。這經多年實踐證實符合本校學生實際且能激發學生的學習興趣。課題組教師還對課程銜接部分多次探討并確定在更適宜的課程中講授。例如,《暖通空調》課程內的負荷計算等內容放在《建筑環境學》課程講授,并以大作業形式鞏固所學知識;把《建筑環境學》的通風內容放在《通風工程》中講授;把《建筑環境學》中的熱傳遞、濕傳遞放在《熱質交換原理與設備》課程中重點講授。
原有的教學計劃中,特色不夠明顯,對培養復合型人才支持力度不高。因此,本次教學改革項目強化有助于提升學生綜合素質的特色課程。并注重學生主要素質培養課程的建設,目前具有特色的課程共有2門省級精品課程、2門校級精品課程、6門校級優秀課程。
三、改革課程選修機制
為擴大學生的知識面及任選課的多樣性,把選修課程歸納為三個方向模塊,每個方向都緊密結合社會對復合型人才的要求,包含有四門以上的選修課程,學生可依據自己的興趣和實際情況任意選修其中一個方向。這種課程選修機制可以結合學生的興趣來擴大學生的知識面,有助于學生復合型知識的拓展和綜合創新能力的培養。三個方向分別為空調節能方向、環境消防方向、燃氣方向,每個方向均有4門選修課程。其中空調節能方向的課程包括:蓄能空調技術、熱泵技術、太陽能利用、建筑節能技術;環境消防方向的課程包括:建筑給排水、建筑防火、建筑防排煙技術、建筑消防工程;燃氣方向的課程包括:燃氣燃燒與應用、燃氣與熱力工程施工、燃氣安全、燃氣熱力運行調節。
四、構建有助于復合型人才培養的實驗教學體系
建立復合型人才培養所需要的實驗教學平臺,構建了“基礎實驗-綜合實驗-創新實驗”三位一體的實驗教學體系,提高綜合型、創新型實驗的比例,進一步加大實驗室開放的力度。從2006年至2010年,共投入350余萬元用于加強實驗室建設,中央與地方共建基金資助的“恒溫恒濕人工環境實驗室”“樓宇自動化重點實驗室”已經建成并投入使用。這兩個實驗室主要涉及復合型人才培養所開設的課程中的一些創新型、綜合型實驗。
五、鍛煉學生運用多種知識解決實際問題的能力
要求學生在畢業實習和畢業設計階段,按照復合型人才的培養要求,綜合解決工程實際問題,進行鍛煉。鼓勵學生參與教師科研項目和實際工程項目,并在公開出版的刊物上發表科研論文。鼓勵學生在學有余力的情況下進行兼職,參與并融入社會,獲取有益的社會經驗。
為了提高專業實習環節的質量,增強建環專業學生的工程實踐能力,在已有的8個校外實習基地的基礎上,又先后在中原工學院南校區建立了鍋爐房、換熱站、冷凍站、圖書館中央空調系統等4個校內實習基地。依托校內實習基地可培養學生綜合運用專業知識解決實際工程問題的能力。學生不僅可在校內實習基地參觀,還可以實際操作,尤其是學生可以在指導教師的指導下,依據季節的不同,對中原工學院南區供熱或供冷狀況進行系統檢測和故障分析診斷,進而提出系統優化方案,提高工程實踐能力和綜合素質。
六、效果及結論
經過本項目的改革與實踐,適合復合型人才培養的學生培養計劃、課程建設、實驗室建設、實習基地建設及專業建設均取得明顯的成效。2007年獲批河南省特色專業建設點,2008年被批準建設河南省高校空調節能工程技術研究中心,2009年被教育部批準為國家級特色專業建設點,2010年建環專業教學團隊被河南省教育廳批準為河南省省級教學團隊,2011年本校的建環專業再次順利通過建設部組織的專業復評估。同時,在2011年5月組織的畢業生質量追蹤調查表明,用人單位高度認可我校建環專業畢業生所具有的知識、能力和素質方面的復合型特質,并認為本專業的畢業生具有較強的工作能力及實際操作能力,來單位后適應能力強。這表明本項目培養復合型人才的改革與實踐很好地完成了預定任務,可供國內同類專業借鑒和參考。
Abstract: the ecological architecture is through the ecology of method, principle, the society and the nature, architecture, the coordinated development of the people as the objective, moderate to transform nature and use, build and human survival of the ecological building that environment, architectural environment as a organic, have a certain function and structure of the whole system.
Key words: the ecological construction, local, appropriate technology, high technology
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:
1 引言
隨著全球環境、資源等問題的日益突顯,人類逐漸認識到自身作為自然系統的重要組成部分,與其所生存的環境休戚相關。在城市發展和建設過程中,必須優先考慮生態問題,并應將其置于和經濟、社會發展同等重要的位置。當前生態建筑作為一種探索和策略越來越被人們所重視,也逐漸成為新建筑試驗的一個主要方向。概括來講,生態建筑主要有低技術生態、高技術生態及適宜性技術生態三個方面,雖然三者均以保護生態環境為目標,但所采取的策略或理念不盡相同。
2 我國生態建筑發展存在的問題
2.1 缺乏對生態建筑的正確理解
生態建筑的概念國內外學術界有許多不同的解釋,但核心的內容是根據當地的自然環境,運用建筑學、生態學的基本原理,合理安排組織建筑與其他相關因素的關系,使建筑物與其周圍環境成為一個有機的結合體,同時具有良好的室內氣候條件和建筑物的自我調節能力,并具有節地、節水、節能、減少污染、延長建筑壽命、改善生態環境等優點。但是有人認為只要將建筑物周圍加一些綠化就是生態建筑,在建筑物內部點綴一些植物就是生態建筑,建筑物單純的節能就是生態建筑,還有人認為建筑的平面將來有重新劃分的可能就是生態建筑等等。
2.2 缺乏對農村生態建筑的系統研究
目前各個學科研究的重點大多局限在比較發達的城市,缺乏對農村居住環境的系統研究,特別是東北地區。大部分的研究都從本學科(生態學、環境學、城市規劃學、建筑學、農業建筑學、能源學)的專業角度出發,雖然研究的內容較為豐富,但是各個學科之間沒有很好的結合起來進行深入的研究,特別是如何在特定地區將人居環境與植物環境工程結合起來是函待解決的課題。
2.3 缺乏生態建筑的廣泛實踐
目前,我國建筑界發表了許多關于生態建筑的論文,這些論文對于宣傳可持續發展的思想、推動生態建筑的發展起到了一定的積極作用,但絕大多數的論文都停留在關于生態建筑設計的理論框架、設計原則及生態學理論對建筑學的指導、國外先進生態建筑的經驗介紹,缺乏實際工程實踐模式、計算機模擬、環境效果的測試分析。
3生態高技建筑設計探討
生態高技建筑的設計,對建筑師的綜合素質要求很高,需要建筑師熟悉被動式生態設計手法,對相關領域的最新生態型技術的發展方向有大致的了解,并按照地域的自然生態環境特征,積極推廣和使用高新技術,優化配置建筑的物理性質(光線控制、通風控制、溫濕度控制以及建筑新材料特性等),正確處理建筑與其周邊環境之間的聯系,使其發展為一個有機、統一的整體。
3.1引入綠色植物創造宜人景觀
根據建筑構造技術以及先進的電腦操控技術,生態高技建筑內部也可以擁有綠色生態體系,使建筑內部的室內氣候條件良好,增強生物氣候調節能力,營造田園般的宜人建筑。坐落在法蘭克福的商業銀行總部大廈是諾曼?福斯特事務所的作品,該建筑屬于超高層集中式辦公建筑,在其設計中適當引入了自然景觀,有全世界第一座“生態型”超高層建筑的稱號。
3.2提倡盡量采用自然采光
光線主要通過屋頂進入室內,因此,屋頂形式采用了多種光線收集和反射構件。比如戴姆勒?克萊斯勒汽車公司新設計中心,它是出于建筑師皮亞諾之手,由七個或長或短的扇形體量交疊,將屋頂的交界處設計為傾斜的天窗,以利于室內采光。另外,比較新穎的采光設計還有柏林國會大廈改建的穹頂。大部分光線通過中庭進入中高層建筑,很多生態高技建筑也采用了中庭的設計來采光。光線通過中庭進入到建筑中,再利用陽光收集和反射裝置進入到建筑內部。和中庭相連的房間能減少一半的熱量流失,還可以降低制冷能耗。
3.3最大限度獲得自然通風
生態高技建筑師盡量通過熱壓、風壓、機械輔助等方式獲得自然通風。在基寶文化中心的設計中,皮亞諾完成了一套被動通風系統的設計,并取得了很好的效果。因為當地常年多風,氣候潮濕炎熱。所以通過自然通風來降低濕度和溫度的設計與當地的氣候和生態環境相吻合,并成為了一項核心技術。其原理是運用雙層結構,使空氣能夠在垂直表面和弓形表面之間自由對流,建筑外殼上的開口用來吸納海風,或引導建筑所需的對流。根據不同的風向及風速對百葉窗的開合做出調整,配以方向不同的百葉實現對室內氣流的控制。
4 結束語
總而言之,生態建筑必將成為21世紀最具有代表性和時代感的建筑形式之一。當今的建筑設計的很多設計都已推廣并應用了生態學原理,我國的建筑師有勇氣,也有能力設計出和我國國情相適應的生態建筑,并致力于人、社會和自然的人類居住環境及綠色建筑空間的設計和開發。生態化的思想是人類的取向和必然選擇,城市和建筑設計的生態化是歷史發展的必然趨勢。一方面它契合了“可持續發展”的全球共識;另一方面,它為城市設計和建筑設計發展開辟了一條新途徑。
生態建筑理論的發展將導致建筑科學技術內容的極大豐富與建筑藝術創造的相應發展,推動整個建筑學不斷向前發展。
參考文獻
Abstract: the ecological construction is also known as the green building, sustainable architecture. Ecological architecture involves is very wide, is a multidisciplinary, multi-disciplinary, is a comprehensive system engineering. The construction of ecological architecture is an important sign of the improvement of the quality, an important starting point is also the Chinese construction industry to the green road to development.
Keywords: ecological building design
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、生態建筑設計的概念
所謂生態建筑設計就是運用生態學的思想,按照以人為本的設計理論,從人、建筑、自然所構成的整體環境為出發,設計出能夠實現人、建筑、自然三者和諧統一的最優關系的建筑,使建筑與環境之間成為一個有機的結合體,它既要為人創造一個舒適的空間小環境,同時又要保護周圍的大環境。生態建筑是更高層次上的回歸自然,它依賴于許多相關技術的最新發展以及根據具體條件面對這些技術的最佳搭配。無論使用何種技術,一定要將建筑作為一個有生命的機體,形成一個與自然生態相平衡的良性循環體系。將建筑視為一個生態系統,通過設計、組織建筑內外空間中的各種物態因素,使物質能源在建筑生態系統內部有序地循環利用,獲得一種高效、低耗、少廢、少污、生態平衡的建筑環境。
二、我國生態建筑發展中存在的問題
(一)對生態建筑的理念存在誤解
生態建筑的概念國內外學術界有許多不同的解釋,但核心的內容是根據當地的自然環境,運用建筑學、生態學的基本原理,合理安排組織建筑與其他相關因素的關系,使建筑物與其周圍環境成為一個有機的結合體,同時具有良好的室內氣候條件和建筑物的自我調節能力, 并具有節地、節水、節能、減少污染延長建筑壽命、改善生態環境等優點。但是有人認為只要將建筑物周圍加一些綠化就是生態建筑,在建筑物內部點綴一些植物就是生態建筑,建筑物單純的節能就是生態建筑,還有人認為建筑的平面將來有重新劃分的可能就是生態建筑等等。但這些觀點只停留在生態建筑的表面,對生態建筑的理解是不全面的。
(二)生態建筑領域的實踐匱乏
目前,我國建筑界發表了許多關于生態建筑的論文,這些論文對于宣傳可持續發展的思想、推動生態建筑的發展起到了一定的積極作用,但絕大多數的論文都停留在關于生態建筑設計的理論框架、 設計原則及生態學理論對建筑學的指導、 國外先進生態建筑的經驗介紹, 缺乏實際工程實踐模式、計算機模擬、環境效果的測試分析。
(三)忽視對農村居住環境的關注
我國作為發展中國家生態建筑的系統研究不平衡,其中城鄉的差別較大。目前各個學科研究的重點大多局限在比較發達的城市,缺乏對農村居住環境的系統研究,特別是東北地區。大部分的研究都從本學科(生態學、環境學、城市規劃學、建筑學、農業建筑學、能源學)的專業角度出發,雖然研究的內容較為豐富,但是各個學科之間沒有很好的結合起來進行深人的研究,特別是如何在特定地區將人居環境與植物環境工程結合起來是函待解決的課題。
三、生態建筑設計應把握的原則
(一)以滿足人的最高居住要求為前提
首先應明確生態建筑的最終目標是在滿足人們更高居住要求的同時注重對環境和生態的保護,離開人的居住這一前提談生態建筑是沒有意義的。“以人為本”這一原則對于生態建筑則應表現為健康舒適的建筑內外生活環境。
(二)生態建筑方案要具有經濟上的可行性
作為發展中國家或地區,生態建筑技術方案在經濟上的可行性至關重要。發達國家很多項目都是高投資的大型項目,在經濟發展水平不高的情況下,投資巨大的高新技術是難以實現的,至少在目前,當生態利益和經濟利益間發生矛盾時,經濟性就可能成為取舍的最終依據。
根據我國的經濟狀況,生態建筑的技術戰略應當是利用成熟的技術,通過工程設計各專業的密切配合,在規劃、設計層次上逐步地實現節約能源、減少污染、環境舒適的基本目標。所以,選擇生態建筑技術方案時不能片面強調高新技術而無視對傳統技術、材料的再開發、再利用。
(三)因地制宜的原則
由于建筑所處自然環境千差萬別,人們的生活習慣也不同,因此因地制宜地對不同的生態建筑技術方案有所取舍。如我國各地氣候差異極大,北方冬季采暖多用油、煤做燃料,對環境有嚴重污染,生態建設應平衡采暖效率和污染問題;而南方夏季炎熱、潮濕,自然防熱通風,降低空調能耗則是主要問題,需要針對不同問題尋求不同答案。
(四)彈性設計原則
具有足夠的彈性,以包容未來科技的應用與發展。可持續的概念是一種動態的思想,體現在生態建筑中就是建筑應具有足夠的彈性,以適應未來的發展。如:樓梯的可生長,預留的空間管道,家具系統的可變化性等。
四、生態建筑設計的模式
(一)建筑選址
在建筑設計的第一步—— 選址問題上,應當充分順應自然特征,自覺運用生態學原理,使建筑符合最理想的自然狀態。我國古代的風水之說,闡述了建筑與天候、地域、人事相互協調的哲理,分析了地質、水文、日照、風向、氣候、氣象、景觀等一系列自然地理環境因素,進行評價和選擇,以采取相應的規劃設計和建筑設計措施,達到趨吉避兇納福的目的,創造適宜長期居住繁衍生息的良好環境。
(二)最大可能增加綠色面積
生態建筑外部與自然相呼應, 內部空間的設計也應綠色化,即通過精心的室內設計, 將室外的綠色引人室內環境。綠色植物可以制造氧氣,吸收各種有害氣體、慮塵、調節濕度、溫度、減少噪音等。生態建筑的興起為綠化環境開辟了廣闊天地。通過建筑設計,可以使室內空間室外化,運用綠化、水面等劃分空間,這些設計手法在建筑創作上最為常見。
(三)盡可能多地獲得自然采光
屋頂是光線進入室內的主要途徑,于是各種光線收集、反射構件被應用于屋頂形式。中庭是中高層建筑中光線進入的主要通道,在生態高技建筑中可以看到大量采光中庭。陽光由中庭滲入建筑,通過陽光收集、反射裝置達到內部空間。與這個開敞空間相連的房間不僅可以減少一半的熱量流失,同時減少制冷需耗。
(四)利用新材料和新技術
一、成就與問題
2012年中國教育部公布了新的學科目錄,藝術學成為獨立學科,下設音樂、美術、設計學等門類。在學科目錄中,“環境藝術設計”更名為“環境設計”,與工業設計、工藝美術等專業并列成為設計學門類下的專業之一。之前,環境設計專業已經幾經更名:中央工藝美術學院成立時期,為室內裝飾(1957年)、之后為建筑裝飾(1958年)、建筑美術(1962年)、室內設計(1980年)、環境藝術設計(1988年)、環境設計(2012年)。其中,1988年專業名稱從室內設計改為環境藝術設計的初衷是將設計范圍由室內擴大至室外,包括建筑內部與外部空間設計、中小尺度的公共環境與景觀園林設計等,這一調整,也是當時國內外形勢所導向,有其必然性和深遠意義。而2012年“環境藝術設計”再次更名為“環境設計”,其初衷應該是希望該專業在教學目標上更強調“環境”而淡化“藝術”。這在藝術學下的設計學科已有先例,“工業設計”也曾將“工業美術設計”中“美術”二字去掉,以強調“工業”的重要性。回顧歷史,1957年中央工藝美術學院室內裝飾系成立之初,全系中心工作是為國家建設中的重點工程服務,主要從事室內與建筑外立面設計。這一期間著名的成果有人民大會堂、中國歷史博物館、民族飯店等室內設計與建筑裝飾設計作品。經歷最初成功后,1960年—1975年是該專業的低潮期,全中國每年十名左右的建筑美術專業畢業生竟然難以對口分配,當時能到城市公園綠化部門工作算是較好待遇。上世紀70年代中后期,中國啟動改革開放,出現由于對環境設計需求劇增而產生的設計真空,使設計學科的天平向室內設計等專業傾斜,并持續給環境設計專業帶來了近四十年的發展機遇。與同時期重要建筑常由國外建筑師領銜設計不同,大量國家級建設項目的室內外空間設計幾乎全部由中國自己培養的設計師完成。大量的設計實踐,取得了令人驚奇與矚目的成就,并使一大批室內設計師和景觀設計師快速成長為環境設計專業中堅力量。幾個約略數字可以概括這一時期的發展:全中國開設環境藝術設計專業的大專院校由1977年之前的一所,增至現在的一千余所;每年培養的該專業畢業生由1977年之前的十幾人,增至現在的十余萬人;2000年后,全國與環境設計相關的設計或生產從業人員維持在一千萬人左右,產值年均二萬億元以上。[1]如果說環境設計的輝煌成果源于其一直倡導的設計實踐,那么存在問題也在于由于偏重實踐而欠缺對專業理論的梳理與研究。環境設計專業大多設在美術或設計類院校、少部分設在工科院校中,環境設計教學的理論主要是從藝術學、建筑學、風景園林學等學科理論“拿來主義”式的應用,自有的專業理論一直沒有形成體系。以作者所在的清華大學美術學院環境藝術設計系為例,本科學生在低年級的理論課程為藝術哲學、藝術史、設計史等,高年級的理論課程為設計程序、建筑史、園林史等。針對環境設計專業自身理論研究的不足,使得學科發展與教學實踐出現一些問題,如:環境設計專業的學術地位與其對社會的巨大貢獻不相匹配;對專業水平的評價標準在藝術學、建筑學、風景園林學各自評價標準之間游走,缺乏本專業自成體系的評價方法與理論;部分學生或專業人員缺乏恒長的專業自信,難以終身投入環境設計事業等。
二、專業定位與理論依托
環境設計是由“環境”與“設計”二詞構成,“環境”是對“設計”的定位與約束,“設計”是對學科與學術方向的表達。環境是個總體概念,從尺度區分,可以被表述為宇宙環境、地球環境、國土環境、生態環境等“大環境”;也可以被表述為城市環境、社區環境、建筑環境、室內環境等“小環境”。在教育部學科目錄中對環境設計服務范圍的解釋是“公共建筑室內設計、居住空間設計、城市環境景觀與社區環境景觀設計、園林設計等”,明確地表述環境設計專業研究所指的環境為“小環境”。無論是“大環境”或是“小環境”,“環境”是環境設計專業的關鍵詞,是專業研究的的核心概念。研究環境,是要研究在環境之中的所有關聯者,包括人、其他生命共同體、物與事等各個要素在環境中的關聯關系與變化關系。關于理論與實踐孰先孰后問題,某些特定學科中,是理論指導實踐,如在物理學、化學等理科研究中。在建筑設計學科中,理論與實踐是交互跟進的。而在環境設計專業,實踐先行、理論跟進是目前設計專業的一般常態。在當代學科互動的大背景下,藝術設計學學科的理論體系也在進行著交叉、重構的重大調整,原有的藝術學、建筑學、園林等經典理論與原則也被不斷質疑和重新詮釋。基于此,作者認為,在環境設計的專業理論探討與教學過程中,除了已有的藝術學、建筑學、風景園林學等學科理論外,應加入對當代環境學、生態學、人類學、地理學、社會學等學科的研究,特別是強化對環境學與美學交叉研究的成果——環境美學的研究,應使環境美學成為環境設計專業的重要理論依托。對環境美學的深入研究,特別是彌補當代環境美學對中、小尺度環境與美學關系研究的空白與不足,可能是環境設計專業建構自主專業理論框架的主要基礎與路徑。
三、理論研究的重點
作者認為,當代環境美學與傳統美學的思辨與論爭對環境設計發展有著重要影響,環境設計理論研究的一部分重點應從此處開始。傳統美學是以藝術為主要研究對象,運用哲學觀點探討藝術問題,運用藝術來探討美的哲學。傳統美學源遠流長,18世紀,由于康德的思想體系和啟蒙主義運動,美學開始擺脫對宗教的附屬地位,繪畫、音樂、舞蹈、藝術與設計等在此背景下獲得長足發展。時至今日,傳統美學是中國乃至世界大部分國家藝術與設計教育的主要理論來源,傳統美學的審美認知經驗和藝術規律,如對稱、均衡、節奏、對比、變化、統一等形式美原則一直左右著藝術與設計的審美方法和評價模式。長期以來,傳統美學認為:高層次審美是通過對靜止的藝術作品“無功利靜觀”而獲得,而欣賞自然環境是無法達到“無功利靜觀”的。自然環境可以被普通大眾欣賞,而藝術美只能被藝術工作者創造,并被藝術“熏陶”,懂得“美學趣味”的鑒賞者所感知,所以,藝術美始終高于自然美。自然美被置于藝術從屬地位的另一個觀念是作為傳統美學分支的“如畫性”(Picturesque)美學觀,“如畫性”環境就是適宜入畫的環境,其主旨是像欣賞風景繪畫一樣地欣賞自然環境。在此理念下,自然環境被貶低為欣賞“如畫性”環境的客體與素材,畫家從大自然中挑選出諸如高大偉岸的樹木、曲折有趣的小路、婉轉的河流、巍峨的遠山、神秘的建筑等入畫,而人們依此“美學趣味”對大自然進行有選擇的欣賞。“如畫性”環境支配了人們的環境觀與欣賞文化,并在十九世紀浪漫主義運動中達到頂峰。應當客觀地承認,“如畫性”美學觀對人們認識自然美、保護自然起到一定的歷史作用。直至當代,這一美學觀依然在很大程度上左右著人們的環境審美模式,成為整體與深刻地理解生態環境的“障眼油畫布”,即使是專業人士,如環境設計專家或設計者在評價設計作品水平高低時經常有意無意地將“如畫性”作為評價依據。當代環境美學對傳統美學將自然美置于藝術美之下和“如畫性”美學觀的批判構成了其理論建構的起點。當代環境美學認為:自然環境是一個整體,所存在的一切都有其內在聯系與存在意義,都是美麗的,而非只有“如畫性”才是景觀;自然環境的美不僅在于傳統美學所關注的形式、線條、色彩或構圖,也在于隱藏在自然表面下的生態關聯帶來的健康的美。因此,將環境審美定義為風景畫一樣的主觀審美是一種不成熟表現;除了“如畫性”景觀,包括濕地沼澤、雪山沙漠、海洋深處、平凡的日常景觀在內的一切自然環境都應該成為審美對象。應借助生態科學、地理學、自然史等知識幫助人們對自然環境進行正確、深刻的鑒賞。在此基礎上,當代環境美學提出“自然全美”的理念,倡導培養人類對于自然環境具備包含倫理關懷和整體意識的新審美觀。自然全美理念打破了傳統美學對自然環境“有選擇審美”的舊有意識,使當代環境美學與環境學、生態學一道,站在了哲學理論研究的最前沿。環境美學是銜接藝術學與環境學的重要橋梁,對環境美學理論體系的深入分析與參與研究是環境設計專業教育與理論工作者不可回避的選擇。當代全球學者對環境美學理論的研究尚屬開端,其在宏觀目標與大尺度自然環境(大環境)領域的研究比較深入,但對城市環境、人工技術環境以及中、小尺度環境(小環境)與美學關系的研究多有欠缺,對這些理論盲區的探討,應是當代環境設計專業理論建構的主要課題。
四、專業理念的再調整
以人為本,為人類生活而設計,是設計界一直遵循的定理。設計界據此理念,在歷史發展的各個階段,為人類社會的進步與福祉做出了巨大貢獻。但在當代,以人為本的信條正在逐漸被動搖。與以往思想觀念的變革經常開始于藝術界或設計界不同,這一次變革的聲音始于生態學界,尤其是深層生態學。1973年,哲學家阿倫•奈斯發表了《淺層生態運動和深層、長遠的生態運動:一個概要》一文,該文對當代人類面臨的整體環境問題進行思考,開創了當代環境理論研究的重要領域。深層生態學主要有以下幾個觀點:首先,反對人類中心主義的價值觀與邏輯思維,“深層生態學所持的是一種整體主義的環境思想,是把整個生態圈乃至宇宙看成一個生態系統,人類只是該系統的一部分,是生態圈網上或內在關系場中的一個結。人類的生存與其他部分存在狀況緊密相連,因此,人類無權破壞生態系統的完整性。如果自然受到損害,人類也好不了。據此,人類應該對與自然的關系作批判性思考,并對人類生活的各個方面進行根本性變革。”[2]其次,在對待自然資源與自然倫理問題上,深層生態學主張人類不是地球的主人,只是客居大地的居住者,地球資源由生態圈所有生命共同體共享,因此,作為具有強勢的人類應該自覺發展一種使用較少資源滿足基本需要的生活方式,當對資源的需求與其他生命共同體的基本需要發生沖突時,人類要學會謙讓。再之,在環境教育問題上,深層生態學認為要通過教育的方式使大眾認識到當代消費經濟的不可持續性,人類從自然環境中索取已經非常多、日常消費品已足夠充足,應該認識到當前社會發展模式、人類價值觀都是生態危機的主要根源之一,并將重點放在對環境的保護而非開發上。改變危機的方法只有對現有社會、經濟、文化模式的深刻改造。在對待人類發展與建設問題上,深生態學呼吁應該最小而不是最大地影響環境與生態(最小干預原則)。對必須的建設行為應“手段簡樸,目的豐富”(Simpleinmeans,richinends)。[3]世界范圍內的環境惡化已經持續幾十年,不僅沒有改善,反而愈演愈烈,這種狀況加速了深層生態學觀念在學術界、理論界和普通大眾中的認同感與支持率。深層生態學理念對設計界的影響早已存在,無論是理念探索、藝術創作,還是設計作品都有越來越多的人關注生態與環境問題,并從各種角度回應環境保護、生態圈生命共同體繁榮與共存等時代問題。作者認為,環境設計專業作為以“環境”為本的設計專業,應當率先從宏觀整體考量設計的本質與當代目標,適時審視“以人為本”原則是否仍可詮釋環境設計的全部責任?是否應該把對生態環境、全生態圈與生命共同體的整體利益作為新的服務目標加入專業理念中?
結語
通過全文分析,作者有以下幾個結論:第一,環境設計專業是中國特有的專業,在國外學科目錄中沒有與之名稱相同的專業,而在中國,它是具有本土特色、在特定歷史時期創建,并逐漸發展成熟的獨特學科專業。第二,環境設計專業有以設計實踐為主的專業特征,設計實踐的多元與豐富,是該專業對國家、對社會的重要貢獻。第三,環境設計專業的進一步發展與提高,需要有其專業自身理論建設及學術支撐。除了已有的藝術學、建筑學、風景園林學理論基礎外,也要融入對當代生態學、環境學、地理學、人類學、社會學等學科的深入探討與研究。第四,建立在對傳統美學反思與批評基礎上的當代環境美學應成為環境設計的重要理論依托,對其研究與發展,應該是環境設計專業建構自主專業理論框架的主要路徑之一,而對“以人為本”理念的質疑與修正,體現出環境設計專業對當代全球關注的生態環境保護目標的同步共行。本文試圖通過梳理環境設計發展脈絡,嘗試對其學科專業理論建設進行深入思考。文章定有偏頗之處,希望得到關注、批評與討論,以共同促進環境設計專業的健康發展。
參考文獻
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[3]雷毅,《深層生態學:闡釋與整合》,上海交通大學出版社,2012
[4]江濱,《環境藝術設計教學新模型及教學控制體系研究》,中央美術學院博士論文,2009
中圖分類號: TU2 文獻標識碼: A 文章編號:
一.引言
近年來, 資源和環境的問題引起了人們的廣泛關注。我們知道,住宅建筑可以說是人和自然環境相互關系中的重要因素, 也是人類實現可持續發展的重要環節之一。改革開放以來,隨著我國經濟的發展,人們的生活水平不斷的提高, 所以人們對住房的要求也是越來越高,清新優雅的自然環境成為了人們追求的趨勢,也有越來越多的人希望能夠回歸自然, 來享受輕松舒適的生活。近幾年, 我國建筑行業有了較大的發展,建筑行業在可持續發展理念的指引下,已經進入了生態建筑時代。所以就如何真正做到保護生態環境、節能節地已經成為了當前建筑設計關注的焦點問題。由此“ 生態住宅” 的新概念就產生了。以下就結合新江灣九里以及寧波•卡納湖谷的生態住宅項目作簡要的分析。
二.背景項目
2011年6月 - 2012年4月:華潤置地新江灣九里
項目描述:華潤新江灣九里延續“九里系”的高品質內涵,法式建筑,結合宮廷園林設計,講究十字對稱的儀式感和尊崇感,產品均以160-300平米左右的大平層為主。華潤新江灣九里從規劃到設計,從地塊到戶型,均致力于為“生活充滿傳奇“的城市精英們打造一個符合他們居住夢想的“家”。
2012年4月 - 今:華潤置地寧波•卡納湖谷
項目描述:華潤•卡納湖谷 總占地面積為487畝,內擁稀缺至極的90畝內湖和70畝天然山林,整體項目規劃約300余戶,也是目前寧波最大的純別墅社區。華潤•卡納湖谷采用地中海式風格,立面結構敦實、質樸、大方、浪漫,展現純粹的坡地原生莊園世界。
其在具體的工作中主要運用的是生態學原理,在設計時必須遵循可持續發展及生態平衡的原則。也就是要遵循綜合系統效率最優的原則。在設計和組織建設時要綜合考慮各種因素, 主要是指使得物質和能源在建筑系統中能夠有秩序地循環轉換規律,這樣就可以達到一種無污染、高效、節能的生態平衡建筑環境。我們在這里的所說的環境不僅包括住宅區的自然環境, 比如土體、水體、空氣、綠化、能源以及動植物等, 還包括住宅區中的人文環境、社會環境以及經濟系統環境。在這種的設計理念下,住宅建筑的建設和發展始終都會保持以生態平衡為中心,使得住宅生態環境保持在一個良性循環的狀態。
三.項目設計原則
所謂的生態住宅設計, 就是指綜合的運用當代建筑學、生態學、人工環境學以及其他科學技術來設計和建設住宅建筑, 這樣可以把住宅建筑打造成為一個小的良性的生態系統, 能夠為居住者提供比較健康、節能、環保、高效、舒適的生活環境。如下圖所示:
圖一:住宅示范房
圖二:規劃設計綠化用地
圖三:減輕居住區環境污染
1.要樹立“以人為本”的指導思想。人是社會生活的主體,所以在追求高效節約的同時不能降低生活質量,如果以犧牲人們的生活質量為代價這是毫無意義的。
2.設計時要做到生態化。生態住宅首先必須要遵循的原則就是生態化,也就是節約能源、資源,做到無污染以及可循環。
3.在規劃設計時要做到因地制宜。在進行綠色生態住宅在設計時要了解當地氣候、地形、水文、植物以及當地的經濟、人文、歷史、習俗等條件, 再結合一些健康的建筑材料和環保的施工技術作出合理科學的設計方案。
4.堅持整體設計的原則。在住宅設計時應該強調“整體設計”的思想, 要結合氣候、經濟、文化等許多因素進行了綜合的分析, 不能盲目的追求先進生態技術,所以不能只著眼于局部而是要顧全整體。
5.要減輕居住區的環境污染。在生態環境建筑設計時減輕污染是一個必要的環節。所以要盡可能的使環保的材料和設計方法,爭取做到零污染, 做到資源的再生、循環使用。
四.存在的問題
1.很多人認為占地大, 容積率低才能建設生態住宅。所以片面追求住宅區大規模、低容積率、綠化空地大、樓宇間距寬, 忽視綠色住宅區節約資源和能源的要求。
2.有些人把建造生態住宅區等同于建高檔豪華住宅小區。事實上,高檔豪華住宅并不等于綠色生態住宅,房子建的再高檔, 如在開發時不注意自然生態保護,甚至為追求高檔裝飾使用有放射污染的裝飾材料或在住宅中裝氟里昂空調, 就背離了綠色消費的真諦。
3.一些人認為洋建筑就是綠色的、生態的。不少新開發的住宅崇尚歐式、澳式風格, 并將此作為樓盤的賣點, 生搬硬套, 而不考慮當地的實情, 結果建起來后只好看不好住, 造成了新的浪費。
4.有些人認為生態住宅就是多種花草、樹木的綠色園林式住宅。這比過去只管建房, 不顧環境的做法是一大進步。但生態住宅除了自然景觀, 還有環境保護, 實行防污、排污、治污, 甚至使用無毒、無污染、節能的建筑材料。
5.一部分人認為生態住宅只能到空氣比較清新、生態環境良好的新城區或城市郊區開發建設。其結果是在這些規劃相對滯后和基礎設施不夠配套的地區, 涌現一個個規模大、封閉式、小而全的新住宅, 形成了發展商因建大住宅而辦起了小社會的現象。
五.生態住宅設計技術策略
1.住區物理環境與能源系統設計, 包括建筑規劃、建筑單體設計、建筑能源系統的設計等, 同時又與綠化設計以及建材的選擇息息相關, 是當前生態住宅設計中最重要而又最容易被忽視的問題。生態住宅中的住宅物理環境設計, 指的是按人體舒適要求及當地氣候條件,進行可持續建筑設計的系統方法。其實質就是合理調節與處理各種影響住區物理因素使局部環境朝有利于人體熱舒適方向轉化, 從而提高居室內外物理環境的熱舒適質量以滿足適居性要求。
2.綠化系統及綠色材料系統。綠色生態住宅的綠化系統應具備“ 生態環境、休閑活動、景觀文化” 等三大功能。因此, 其建設的重點除應滿足綠地率、種植保存率與優良率、植物配置的豐實度、植物種類等指標要求外, 更應注重綠化系統的防曬、防塵、降噪、通風、水土涵養、空氣保濕等生態功能的建設, 應減少硬質鋪地, 加強垂直綠化。在建設綠色生態住宅中, 對于材料、用品的選用要強調兩點: 一是要提倡使用可重復使用、可循環使用、可再生使用的材料; 二是要選用無毒、無害、不污染環境、有益人體健康的材料和產品,并充分貫徹執行“節能、節水、節地、治污” 的方針, 強調可持續發展原則, 實現社會、經濟、環境效益的統一。
3.水資源的節省以及廢棄物處理。節水的技術策略主要體現在兩個方面: 一是節水設備的使用; 二是住宅中水處理。值得指出, 生態住區里處理的是中水而不是生活污水, 不能為簡化水系統的設計、節省投資而把二者混在一起處理, 這是水資源的節省中應該注意的。由于生態建筑是一個宏觀概念, 因此在考慮能. 循環、材料再利用、廢棄物處理時, 不應停留在單體建筑和個體住區的尺度上, 而應將其置于區域乃至城市的大環境中來全盤考慮。污水、垃圾、廢棄建材的分散化處理勢必造價昂貴、效率低, 不符合集約化和規模化的要求。需格外指出的是, 不應追求垃圾在住區內無害化就地降解處理。因此, 集中處理住區廢棄物才是生態住區設計中的明智之舉。
4.智能化住區, 包括信息管理和通訊自動化、物業管理自動化、設備自動化控制、安全防護自動化以及家庭智能化等。采用高科技自動化將住區內所有的物業、家務、服務設施、生活及工作設施連接起來, 從而有效地提高居民的生活質量和水平。其內容主要包括信息管理和通訊自動化、物業管理自動化、設備自動化控制、安全防護自動化以及家庭智能大化等。
5.融入歷史與地域的人文環境。對傳統民居的積極保存和再生, 并運用現代技術使其保持與環境的協調適應。繼承保護城市與地域的景觀特色, 并創造積極的城市新景觀, 保持景觀資源的共享化。保持居民原有的出行、交往、生活習慣, 讓居民參與設計方案的選擇。
六.結束語
本問結合新江灣九里以及寧波•卡納湖谷的生態住宅項項目,對生態住宅設計技術策略作了簡要的分析,首先分析了設計原則和理念,在介紹了在設計建設過程中所遇到的一些問題,并就結合這些問題作了簡單的策略分析。當前生態住宅環境已經成為了建筑發展的一種趨勢,所以通過這個案例對我國的住宅建設生態設計策略作了簡單的介紹,希望具有一定的借鑒意義。
參考文獻:
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[5]黃茂英 官斌 建筑住宅設計中生態建筑理論的運用 [期刊論文] 《民營科技》 -2012年4期
《黃帝宅經》曰:"地善,苗旺盛;宅吉,人興隆。"短短十個字就完全道出風水學的精髓。風水從字面上來理解,"風"是流動的空氣;"水"是大地的血脈,萬物生長的依靠。有風有水的地方就有生命和生氣,萬物就能生長,人群就能生活。從科學的角度來看,正因為有了空氣與水和適宜的溫度,地球上才有了生命。所以,"風水"一說也有正確所在,正因如此,"風水"在現代建筑中仍然被人們重視。
1.建筑風水之風
建筑風水之風是指空氣的流動,古人看風水要看住宅周圍是否有風吹過,眼前豁然開朗,并無高山阻隔,以斷風脈,也不宜風力過猛。風宜徐來,最理想的居住環境應有柔和的輕風徐徐吹來,清風送爽,才符合居住之道。優化建筑布局,提高住區的風環境質量,達到夏季通風良好。而在冬季,住區局部最大風速不超過5m/s,建筑物前后壓差不大于5Pa,減少冷風滲透。風應該在平流層范圍內,而不宜有產生紊流或渦流的大風。應該確定一個風速對人體長期健康影響的標準,也是我們現代人為了自身的健康應該考慮的,因為強旺的風以及攜帶的灰塵等是可以直接影響人的健康的。
一般來說,新風量越多,對健康越有利。國內外許多實驗表明,產生"病態建筑物綜合癥"的一個重要原因就是新風量不足。新鮮空氣可以改善人體新陳代謝、調節室溫、除去過量濕氣,并可稀釋室內污染物。室內新風量根據二氧化碳的含量來確定,這是大多數國家使用的基本方法。二氧化碳與人體的新陳代謝有關,可以作為室內空氣新鮮程度的指標。據統計,人每日吸入的空氣量約為10m3。一般來說,保證每人每小時有30m3的新鮮空氣,則室內二氧化碳的含量可控制在0.1%(體積分數)左右。
躺在椅子上,沐浴著和煦的微風中,把所有的勞累和煩惱的拋開,隨風而去,這樣的生活應該很愜意了。
2.建筑風水之水
水―宇宙萬千生命因它孕育而來。人類因水而有了生命,城鎮因水而繁榮。建筑活動中對自然水環境的研究和利用,從古代就已經開始了。仰韶文化時期聚落的選址已經有了很明顯的"環境選擇"的傾向,其表現主要有:(1)靠近水源,不僅便于生活取水,而且有利于農業生產的發展。(2)位于河流交匯處,交通便利。(3)處于河流階地上,不僅有肥沃的耕作土壤,而且能避免受洪水侵襲。在古典園林中水作為一種建筑要素被廣泛的采用,并得到發長和傳播,確立了建筑空間水要素的重要地位。
現代建筑中,由于寸土寸金,所以并不是每家都能有一大片水,更多的是在小區內有一池塘或噴泉。噴泉的活水發出的聲音,親切而自然,也能對人產生積極的影響,"潤萬物者莫潤乎水"。流水至柔而善,可輕易流過路徑上各處的障礙,而涓涓細流的汩汩之聲很具撫慰性,有助于令住戶度過漫長的人生路里的崎嶇坎坷。還有不少住宅都配有游泳池,游泳是最好的健身運動之一。在風水上,常與水親密接觸,能為身心注入水的特質舒緩緊張的工作壓力和疲憊的身心,有助于提高思維的柔韌性。除了運動的功能外,一大池水可以給干燥的空氣帶來水分與濕潤。國際上的豪宅無不擇水而建,中國自古也有擇水而居的傳統,此外,水景還迎和了人們親近自然和對健康的追求,水景的生態效益和給人心靈帶來的共鳴與愉悅也是不言而喻的。3.建筑風水之陽
中國地處北半球,陽光終年由南照射,自古以來,人們都以坐北朝南之勢建房造宅,以求能沐浴在溫暖和煦的陽光之中。陽光、空氣、水,生命組成重要元素,陽光在現代建筑中占有極其重要的地位,甚至以光為裝飾。陽光感在小區環境景觀中的體現則更為直接,環境作為小區的重要組成部分越來越受到人們的關注。人們對自然、陽光的渴望都直接反映在對環境景觀的要求上,小區中的環境景觀有別于自然環境,它是一種抽象化的自然,陽光作為自然要素之一,在這樣特定的場所中,與人、建筑發生著關系,通過小區內小環境,讓人感受到它的存在。讓人能感受陽光,聆聽風聲、雨聲的場所,滿足現代人生理、心理乃至精神上的渴望,使人們從日常生活的疲倦中解放出來。讓人充分與陽光、自然相交流,達到生理、心理和精神上的和諧統一。
為了使陽光能夠照射到家里。房屋日照間距的要求,是使后排房屋在底層窗臺高度處,保證冬季能有一定的日照時間。房間日照的長短,是由房間和太陽相對位置的變化關系決定的,這個相對位置以太陽的高度角和方位角表示,它和建筑物所在地理緯度、建筑方位以及季節、時間有關。通常以當地冬至日正午十二時太陽的高度角,作為確定房屋日照間距的依據,日照間距的計算式為:式中L為房屋間距(日照間距),H是前排房屋檐口和后排房屋底層窗臺的高差,α為冬至日正午的太陽高度角(當房屋正南向時)。在實際設計工作中,房屋的間距,通常是結合日照間距衛生要求和地區用地情況,做出對房屋間距L和前排房屋的高度H1比值的規定,如L/H1=0.8、1.2、1.5等等。在高緯度地區和農村,日照間距要求可大些,L/H1常取1.5~2.0,即房屋前后的間距是房屋高度的1.5~2倍。低緯度地區在1.2~1.5左右。城市用地很緊張,日照間距往往達不到日照衛生要求,但一般要求不小于1,但實際情況中,許多僅有0.8甚至更少,這種住宅狀況是不利于人體健康的。陽光中的可見光譜有各種顏色,在陽光下,能夠讓人感受到一個色彩繽紛的世界。
4.總結
一個非常良好的生活環境。對于中國常見的背山面水的城市、村落而言,本身就是一個具有生態學意義的典型環境。其科學的價值是:背后的靠山,有利于抵擋冬季北來的寒風;面朝流水,即能接納夏日南來的涼風,又能享有灌溉、舟楫、養殖之利;朝陽之勢,便于得到良好的日照;緩坡階地,則可避免淹澇之災;周圍植被郁郁,即可涵養水源,保持水土,又能調節小氣候,獲得一些薪柴。這些不同特征的環境因素綜合在一起,便造就了一個有機的生態環境。這個富有生態意象、充滿生機活力的城市或村鎮,也就是古代建筑風學中始終追求的風水寶地。
參考文獻
[1]黃一真.現代住宅風水,陜西旅游出版社.
改革開放30年來,我國的政治、經濟、文化等社會各個方面的發展都取得了舉世矚目的偉大成就,但我國依然是發展中國家,與發達國家在科學技術等方面還有很大差距。隨著經濟全球化,世界各個國家和地區經濟交往的日益頻繁,競爭也日益加劇,科學技術創新是各國家和地區競爭力的核心,科學技術創新依靠人才,人才競爭是各國家和地區競爭的根本。而理工科大學是培養高級科學技術人才的重要基地,承擔著培養創新人才的重要使命,其教學的價值與功能不僅在于向大學生傳授人類已探明的科學文化知識,更重要的是培養大學生具有對未知領域進行探索的創新能力。
一、轉變教育觀念
1.提倡“工學并舉”。“工”即工程實踐,“學”即科學理論。“工學并舉”即工程實踐和科學理論相結合,用理論聯系實際的教學觀來指導教學實踐。在教學過程的各個環節中,工程實踐與科學理論相互滲透,相得益彰。
2.人文教育和科學教育相融合。科學教人如何做事,人文則教人如何做人。人文教育是塑造人的人格、培養人的精神追求的教育,人文教育強調對人文精神的追求,有利于學生形成創新意識,養成創新精神,塑造具有創新品質的人格,從而促進個人的智能發展。正如有學者所講的“智能是知識與判斷的綜合,為了取得智能,工科學生必須要有人文科學的協助。”我國中學過早的文理分科,以及高等教育,尤其是理工科大學的教育中,人文教育觀念相對淡薄,人文教育環節相對薄弱,師資力量相對不足,使得許多大學生人文知識貧乏,缺少人文精神,不利于對大學生創新能力的培養。
3.主張“批判繼承”,培養批判性思維。長期以來,我國高等教育側重對知識的傳承,對學科基礎知識的學習和基本技能的掌握,突出對本專業學科體系的整體把握,過分強調教師的權威、書本的權威,容易使學生絕對相信教師和書本,缺乏批判意識,不愿也不善于對所學的內容進行深入的思考,進而養成惰性思維。因此,要轉變教育觀念,鼓勵學生對所學的知識進行科學的懷疑和理性的批判,敢于并且善于提出自己的意見和觀點。
4.樹立“教師主導、學生主體”的教學觀。長期以來,在教學過程中教師一味對學生進行知識的灌輸,學生成為被動的接受者,忽視了學生的主動性,容易挫傷學生學習的主動性和積極性,缺乏創新動力。因此,要實現學生是知識的被動的接受者向學生是知識的能動建構者、是學習的主體的學生觀的轉變;實現教師是知識的傳遞者、灌輸者向駕駛式教學的組織者、指導者、參與者和研究者的教師觀的轉變;實現單純傳授知識向注重學生學會學習、情感和社會交往技能和諧發展的教學觀的轉變。
二、改革教學方法
1.應用講授式加啟發式教學,培養學生發現問題的能力。國際著名學術團體——羅馬俱樂部在《回答未來的挑戰》中指出:學習有兩種類型,一種是維持性學習,它的功能在于獲得已有的知識、經驗,以提高解決當前已經發生問題的能力,另一種是創新性學習,它的功能在于通過學習提高一個人發現、吸收新信息和提出新問題的能力,以迎接處理好社會日新月異發生的變化。培養學生的創新能力,不僅是培養解決問題的創新能力,更重要的是要培養學生不斷發現問題的能力,以適應不斷發展的社會。這就要求改革教學方法,借鑒認知主義學習理論和建構主義學習理論的教學觀,強調有意義學習、發現學習、支架式教學等方法,通過創設問題情境,激發學生的興趣和探究激情,引導學生由被動學習轉變為主動學習、自主探究。
2.強調理論聯系實際,注重教學的實踐性。對科學的學習,最終要應用到實踐中去,在實踐中發現問題,解決問題,并在實踐中創新。理工科大學生不能將所學的知識運用到實踐中去,或者在知識的運用上固定僵化,是實踐教學所面臨的主要問題。因此要切實加強實踐教學環節,提高理工科大學生的實踐能力。
三、豐富教學內容
1.站在學術最前沿。創新,是要在前人研究或實踐的基礎上的創新,如果沒有站在學術的前沿,對前人的研究進行重復,不僅浪費大量的人力物力財力,而且很難跟上學科理論和應用的發展。因此,教師不僅要講授本學科的基礎內容,更要積極地從事學術研究,在授課中站在學術的最前沿講授教學內容。教師在教學過程中通過講授本學科最前沿的理論和實踐應用,能使學生站在學術前沿來看待所學的內容,深刻地領悟所學學科的實踐意義,大大激發學生學習興趣,并讓學生對相關領域生疑。引導學生課后積極關注相關理論和實踐問題,然后進一步去主動研究、攀登科學高峰。
2.注重各個學科間的相互聯系。創新,需要豐富的知識做基礎,并且要善于發現事物之間的區別和相互的聯系。任何一門學科都不是孤立存在的,而是和其他相關學科有著內容或者方法上的聯系。比如《建筑環境學》這門學科,是建筑環境與設備工程專業的一門基礎課,內容卻涉及到熱學、流體力學、物理學、心理學、生理學、勞動衛生學、城市氣象學、房屋建筑學、建筑物理等多個學科的知識。因此要求教師在教學中要積極地介紹相關領域的前沿理論和實踐應用,促進學科的交叉,拓展學生視野,激發學習興趣,使學生能夠融會貫通,從而有利于創新能力的培養。
四、改革教學評價方式
教學評價對培養大學生的創新能力具有引導作用,科學的評價方式有利于大學生創新意識和創新能力的培養和提高。現在的教學評價方式比較單一,過分注重考試成績,雖然有利于引導學生對專業知識的學習,但是,缺乏對學生創新精神或創新能力的肯定和鼓勵,其創新能力很難得到鍛煉。通過采用多元化的評價標準,有利于創新能力的發展和學生綜合素質的提高。比如將考試成績和學生的平常課堂表現相結合,將教師評價和學生評價相結合。改變以往以考試為中心,以知識掌握程度為基礎的考查制度,實行形式多樣的評價方式,既強調對基礎知識的掌握,又突出對追求創新精神和提高創新能力的鼓勵。比如采用科研論文、社會調查報告等方式,或者采用實驗設計、參與科技競賽表現等,既考查學生對基礎知識的把握,又有利于對學生的創新能力的鼓勵和肯定。
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