“建筑化”的建筑物理教学初探

摘要：建筑技术是建筑创作和发展的立足之本。建筑物理作为一门技术性基础课程，我们必须给予足够的重视。本文提出建筑物理教学应注重专业特点，结合实践，很好的与建筑设计融合， 实现建筑物理“建筑化”教学。

关键词：建筑物理； 建筑化； 建筑设计

Abstract:Architectural technique is the foundation of architectural creating and developing. As one of foundation course， architecture physics must be attached importance. The paper brings out architecture physics teaching should focus on the specialized characteristics， conclude in practice， and combine with architecture design. Thus it can be realize 'architecturization' teaching of architecture physics.

Keywords:architecture physics；'architecturization'； architecture design

1概述

建筑物理是建筑学专业重要的基础性课程。它涉及到建筑的噪声控制、厅堂音质设计、保温、防潮、隔热、天然采光、人工照明等的基本原理和基本方法。这些原理和方法是建筑物理环境设计和控制的重要内容。在当今世界环境成为人们越来越关注的焦点的时候，建筑物理环境控制在建筑学中的作用就显得更加重要。

然而，现今的建筑物理教学效果往往并不尽如人意。高校的建筑学专业尽管都开设了建筑物理课程，但毕业后的学生包括日后成为中坚力量的建筑师真正自觉地运用建筑物理知识的并不多见。目前的现状是一方面人们希望建筑师设计好的建筑物理环境；另一方面建筑师忽视运用或不知怎样有效地运用建筑物理知识。这些都促使我们反思现今的建筑物理教学，而怎样才能将更多实用性的知识传输给学生也就是我们教学改革的目的。

基于此，我们在讲授建筑物理时，注重教学内容的“建筑化”，即更多的知识讲解从建筑设计的角度出发，使建筑物理的每一个知识点都切实地与建筑设计过程紧密结合；以此期望我们的课程能融入学生的优势思维方式中，不让学生觉得它是与主干课程截然不同的知识。不觉得是自己不习惯和难以接受的知识。我们希望学生——未来的建筑师能把建筑物的物理环境有机地融会贯通于建筑设计中，把它理解为建筑设计不可忽视的、有时还是很重要的因素。

2教学方法改革与实践

2.1强化学习动机，突出建筑设计的主线

所谓动机，是指引起和维持个体的活动，并使活动朝向某一目标的内在心理过程或内部动力。对于建筑学专业的学生，学习的动机除了对自己专业的热爱，更多的是对未来职业生涯的知识贮备。尽管每年级都会有部分学生对建筑物理有极大的兴趣，出于爱好努力学习，但毕竟是少数，因为这门课相对其他课程而言，更多地会偏重于理论。这就需要任课教师突出建筑设计的主线，强化远景的间接性动机，使学生切实地了解自己所学的知识是用于解决何种问题，并与个人的职业前途息息相关。

我国从1995年起开始实施注册建筑师执业资格考试制度，也是大多数建筑学专业的学生在毕业后都要面临的一道关口。建筑物理自然也在考试之列。在一级注册建筑师考试大纲中，对建筑热工、建筑光学、建筑声学都有明确的要求。在讲课中，我们有意识地以此参考。开课之初，就将大纲内容告知学生，然后对每个要点作为专题，结合大量实例，重点讲解，尤其是大纲中要求掌握的部分。因为涉及到学生的职业前途，上课积极性普遍提高。

另一方面，讲课中对概念、公式的内涵进行适当扩展，让学生感到该知识点对自己的建筑设计本身也具有较强的指导意义。例如，对厅堂音质的第一参量——混响时间的讲解中，并非单独地就公式而公式，而是明确地告诉学生，从公式中可以分析出建筑物的容积在确定混响时间长短，进而影响音质优劣中起了很大的作用，而容积正是由建筑师所决定的。进一步告诉学生，当设计音乐厅时，应该设计较大的容积，以保证足够长的混响时间，而当设计电影院时，应合理地压缩容积，以缩短混响时间；以此，不同的功能要求会产生不同的体量，建筑形态的处理手法也会体现出差异。

2.2加强与建筑设计等相关课程的融合

对学生而言，尽管在学校中，是分成若干门课程单独学习，但对于实际工程实践中，却是要综合地运用这些知识服务于建筑设计。因此在教学中，应强化与建筑设计等课程的融合，做到学以致用。

如对建筑日照，涉及到居民的切身利益，也是规划设计重要的限制条件之一。单纯地在建筑物理课上的讲解很难真正地将知识灌输到学生脑中，往往也会显得空洞。通过教学改革，该部分知识与小区规划的课程设计很好地融合起来。在规划方案基本确定后，学生选择某组团制作成1：500的模型，放在三参数日照仪上，可以直接观测到方案中每一区域、每一天、每一时刻的日影变化，既强化了对影响建筑日照三参数的理解，又培养了规划中对日照间距的掌握。（图1）在此基础上，指导学生利用清华建筑日照分析软件sunshine2.0计算日照等时线，以便检查是否满足国家相应规范，进而调整设计方案。教学效果较好。

另外，在对实例的选择中，寻找建筑物理与建筑设计的交叉点，尽量举一些学生所熟悉的名师佳作，减小学生对建筑物理的陌生感，促进与设计课的融合。如在音乐厅音质设计的讲解中，重点讲述两座在建筑史上、声学史上均具有重要意义的音乐厅。其中著名建筑师夏隆设计的爱乐音乐厅不仅是有机建筑的代表作，同时开创了“山地葡萄园”这一音乐厅的新形式；而贝聿铭的代表作——达拉斯音乐厅不仅体形设计出色，还是一座利用“耦合空间”调节音质的成功范例；在涉及到体育馆的音质设计时，则会举到奈尔维设计的罗马小体育馆，丹下健三所设计的代代木体育馆等著名建筑的声学处理手段；在建筑节能一节中，赫尔佐格、皮亚诺、霍普金斯等明星建筑师的作品会给学生做出详细的介绍，并融入考试内容中。所有这些，都使得学生明白一件好的建筑作品往往是艺术与技术很好的结合，而且所学内容也是实用性很强的。

2.3深化“情境——自主学习”教学法研究

“情境——自主学习”教学法，是将课程内容置入具体的环境情景中，让学生体验环境，评价环境，设计环境。学生在这种环境中既是学习的主体，又是学习的元素。在原先教学改革的基础上，我们在教学与实验环节上进行了进一步的尝试。

如我们在讲授建筑声学和建筑光学之前，安排学生利用假期的时间考察体验身边的声环境和光环境，并写出“我与建筑声环境和光环境”的论文。学生从中获得了许多切身的体会，主动发现了许多环境问题。他们的学习兴趣和环境意识因此大大的增强了。在学习中，学生不断地从学习的主体转换到环境的体验者。在这两种角色的转换中，将建筑物理知识与建筑设计内容紧紧地联系在一起。

在实验环节中，主要是进一步的改掉一些验证性实验，设置情景——自主实验。即安排大部分与实际的建筑环境相关的实验内容，如采光、照明实验、噪声测试、热工气候观测实验等，将这些实验测试与环境评价和体验结合起来。学生既是做实验的主体，又是做实验的元素——是环境的亲身体验者。如大型商场照明实验，学生不仅用仪器测试商场照明水平，而且置身于情境中，以一个顾客的身份感受照明环境的优劣（如明亮程度、眩光状况、亲切感等）。在进行测试和亲身感受后，学生在情境中转化角色，设想成为这个商场照明环境的设计者，思考他们自己的设计方法。这样学生处理环境问题的能力大大加强。（图2、图3）

2.4增加对新材料、新技术的直观演示

教材毕竟是每经过几年甚至更长的时间才会重新修定一次；而由于各种材料、技术日新月异的发展，使其往往会滞后于时代的发展。这也对任课教师提出了较高的要求，要能够与时俱进，及时补充入新的内容，而且最好是能够结合实物演示。只有学生亲眼看到新材料、新技术的演示，才可以从内心接纳、相信，并有意识地加以应用，而非仅是纸上谈兵。

如吸声材料在教材中，更多地是对传统材料如玻璃棉、穿孔板等的介绍，而实际工程实践中，越来越多的新材料被引入我国。我们利用参加国际、国内各种建筑物理学术会议的机会，积极与各厂家联系，索取了多种新型材料样品。其中包括国家大剧院中所使用的K13植物纤维喷涂吸声材料，日本近几年使用较多的金属烧结板，以及从奥地利引入的菱镁木丝吸声板，双层穿孔结构的木质帕特板等。这些知识的补充都开拓了视野，引起了学生极大的兴趣。

对照明灯具的讲解亦是如此。当比较荧光灯与白炽灯的优劣时，某些教材尚提到荧光灯不可调节亮度，而实际上早在几年前，国外就通过电子镇流器控制频率，方便地调节荧光灯亮度。再如部分教材对目前发展迅速的光效高，光色好的绿色新型光源LED灯，对装饰效果好、使用普遍地的光纤照明大都涉及甚少，这些都需要教师及时收集相关信息，及时补充给学生。目前，我院已购入雷泰公司生产的，包括LED灯，灯具若干。每种灯具在德国照明设计软件DIALux中均有配光曲线等详细参数，可方便地调用数据及演示。

3对今后工作的设想

对于今后教学工作，提出以下设想，在条件成熟之后可进行尝试。

增加演示内容

由于建筑物理教学实验的设备非常昂贵，配备齐全很难，且闲置率较高，所以以教学演示代替尚不具备条件的实验是一个两全的选择。一方面通过大量的图形、图象及动画演示，形象、直观地介绍有关基本理论、原理和方法、步骤，展示设计实例，开阔视野，启发思维；另一方面，把实验过程进行演示，有助于提高实验的教学效果，因为在很多情况下学生单凭教师的讲解和看书预习难以把握实验课的主旨。在某种程度上可以说离开演示，有些内容几乎无法向学生解释清楚，光环境设计和音质设计尤其明显。

指导毕业设计

结合毕业设计在改善建筑物理环境方面进行探索，是提高学生对基本理论的应用能力和执行有关标准和规范意识的一种好方法；也是使学生运用并进一步巩固所学知识的一种有效途径。但要付诸实施，还有很多工作要做。

案例式教学

这是一种以实例为主，通过对具体工程项目的分析研究，启发学生研究问题，寻找解决问题的途径，从案例学原理学方法，引导学生积极参与和思维，从中学到知识。对于建筑物理这样界于理论和工程应用之间的课程，是非常适合的。但这需要全新的教材，全新的模式，全新的思路，要真正实施还需大量探索。可以先从部分内容或章节试行。

4结语

总的来说，建筑要实现可持续化、绿色化、生态化，建筑技术的应用必不可少。建筑物理的教学任重道远，需要我们不断去探索、创新，认真总结教学经验，完善教学形式和合乎教学规律的教学方法，注重提高能力、培养素质为核心，全面提高教学质量，培养出具有高素质的技术修养和技术创新能力的建筑师，使建筑技术与建筑艺术达到完美、和谐的统一。同时建筑物理课的教学改革是一项艰巨的工作，除了需要教学第一线的教师付出巨大努力，还需要领导与相关学科、课程教师科研人员的支持与协助。

[1] 教育部人事司组编. 高等教育心理学. 北京：高等教育出版社，2002.08.

[2] 李英，路晓东. 情景——自主学习教学法研究. 中国教育教学杂志，2005，09：p35-40.

[3] 李天安，傅英资. 构建学生主体的实验教学模式.实验技术与管理.2002，04：p109-111.

[4] 李必瑜，周铁军，刘建荣，黄冠文，魏宏杨. 建筑技术系列课程的教学改革与实践.高等建筑教育.1996，04：p35-38.