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大力推进信息化,是覆盖我国现代化建设全局的战略举措,是贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择。《2006--2020年国家信息化发展战略》发展战略的重点和行动中都提出提高国民信息技术应用能力,实施国民信息技能教育培训计划,造就信息化人才队伍。建立完善的信息技术基础课程体系,优化课程设置,丰富教学内容,提高师资水平,改善教学效果。推广新型教学模式,实现信息技术与教学过程的有机结合,全面推进素质教育。信息化环境下如何学习,必须探讨有效的学习理论,建构主义学习理论是信息化条件下提高学习质量的有效学习理论。
1对信息化教育及其特点的认识
信息化(Informatization)是20世纪60年代末提出的,是近年来世界各国都非常关注的并具有深远影响的战略课题。南国农先生指出所谓教育信息化,就是指在教育中普遍运用现代信息技术,开发教育资源,优化教育过程,以培养和提高学生的信息素养,促进教育现代化的过程。教育信息化是以现代信息技术为基础的新教育体系,包括教育观念、教育组织、教育内容、教育模式、教育技术、教育评价、教育环境等一系列的改革和变化。教育信息化并不简单地等同于计算机化和网络化,而是一个关系到整个教育改革和教育现代化的系统工程。信息化教育的最终目的是为了提高教与学的质量和效率,促进学生素质的全面发展。
分析信息化教育的本质,信息化教育对于教育能产生以下变化:有利于缩小地区教育差距;有利于低成本扩大教育规模;有利于实现教育资源共享;有利于提高教学效率。其具有教材多媒化、资源共享化、学习自主化、环境虚拟化等特点。
重视建构主义学习理论的指导。教学模式是以一定的学习理论为指导的,建构主义学习理论成为重要的学习理论。现代信息技术的迅速发展为建构主义的实现提供了物质基础和技术支持,使得建构主义所倡导的信息化的学习环境能够得以实现,在信息化教育中贯穿着建构主义学习理论。
2对建构主义学习理论的理解
随着心理学家对人类学习过程、认知规律研究的不断深人,以及对教育教学实践的积极探索,学习理论研究得到不断发展。强调“刺激一反应”公式,把学习者作为知识灌输对象的行为主义学习理论,已逐步让位给强调认知主体内部心理过程分析,并把学习者看作是信息加工主体的认知学习理论。尤其是近年来,认知学习理论的一个重要分支—建构主义学习理论,正愈来愈显示出其强大的生命力,并在世界范围内日益扩大其影响。
建构主义(constructivism)也称为结构主义,它是由瑞士学者让·皮亚杰((J.Piaget)最早提出的。皮亚杰通过同化一顺应学说以阐明人适应环境的过程。其中,同化是指个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有的认知结构中;顺应是指原有的认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起个体认知结构发生的重组和改造。皮亚杰认为只有保持同化与顺应的动态平衡,才能实现主体与环境的良好适应,即当个体能用现有的认知结构同化环境信息时,他处于一种平衡的认知状态;个体原有的认知结构无法同化新刺激时,平衡即被破坏,而顺应(修改或创造新结构)就是寻找新的平衡的过程。在“平衡一不平衡一平衡”的动态循环中,个体的认知结构就会逐步地建构起来。今天的建构主义者更关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识。
建构主义的基本学习原理认为:
(1)学习不是由教师向学生的知识传递,而是学生建构自己知识的过程,学习者不是被动的知识接受者,而是主动建构知识意义的建构者。
(2)知识的获得是学习者个体与外部环境交互作用的结果。认知过程不仅仅体现在个人内部,它也是整个情境的组成部分。学习的目的不仅仅是让学生懂得某些知识,更重要的是使学生能真正运用所学知识去解决现实世界中的问题。
(3)学习是一种协商活动。每一个学习者都有自己的认知结构,对现实世界有自己的经验解释,因而,不同的学习者对知识的理解不完全一样。这时,只有通过社会“协商”和时间的磨合才能达成共识。
建构主义学习理论认为学习是在一定情境即社会文化背景下,借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程,其中“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。
信息化教育环境是学习者与信息进行交互的自我组织的学习环境(Raiber,1996),体现了建构主义的思想。在这个学习环境中,学生不再是简单的“存储器”,而是对信息进行选择性加工的主体。学生面对的也不再是教师单一的粉笔板书和口头讲述,而是鲜活多变的认知材料、逼真生动的模拟实验空间和形象友好的人机交互界面,学生的学习积极性被充分调动起来,学习效率大大提高。学生在成为学习主人的体验中,情感得到健康发展,个性得以完善。这恰恰说明建构主义学习理论对网络学习环境具有十分重要的指导意义。
3建立建构主义指导下信息化学习环境设计
构建以学生为中心的学习模式。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习。即在学习过程中,学生是信息加工的主体,是认知结构的主动建构者;教师是意义建构的帮助者、引导者与促进者。学习者在教师创设的情境、协作与会话等学习环境中充分发挥自身的主动性和积极性,对当前所学的知识进行意义建构,并用其所学解决实际问题。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)49-0120-02
由于现代信息技术的快速发展,网络教学环境对我国教育教学领域的改革起到非常重要的影响。英美文学课程是高校英语语言文学专业的一门必修课程,对学生英美文学知识体系的构建具有非常重要的意义。所以,需要以建构主义教学理论为指导,充分结合现代先进的多媒体信息技术和网络教学资源,创造出寓教于乐的英美文学教学环境,构建新型的英美文学教学模式。
一、建构主义教学理论概述
建构主义通常也被称为结构主义,被广泛应用在哲学和心理学研究领域,和行为主义具有很大的区别,建构主义的关键是要对外界的客观现象做出主观方面的分析和解释[1]。
将建构主义运用在学习领域,主要强调的是学习行为,就是学生一直持续不断将其心理表征活动实现内化的过程。所以,其主要关注的是学生的主动构建在整个学习过程中的积极作用,把学生看成是加工整理外界客观现象和有关信息的主导者,认为学生是整个学习过程中知识体系的积极构建主体,强调教师是学生学习知识和构建知识体系的辅助者,不是把客观知识的强制灌输主体。建构主义的教学观念认为知识不是通过客观实体的形式在不同个体中存在,同样并非是对客观世界的真实反映和表达,其只是人们对现实世界在主观上做出的分析或者解释,结论不是现实世界问题的终极答案,会不断随着人们对客观世界认识的逐步加深而进一步被改变或者是发展[2]。另外,基于建构主义教学理论的教学目标,也与传统的教学有很大不同,要求学生在教师的有效指导和监督下,进行自主探索,独立思考问题,培养学生的创造精神和发散性思维,培养学生从多个方面和多个角度思考和分析问题,并不是告诉学生标准模式化的方法和答案。建构主义教学理论和目前我国的以学生为中心的教学思想有很多共同点。
二、建构主义教学理论和信息技术与英美文学教学的契合点
目前,全球经济一体化是现在和未来的主要发展方向,我国要完全适应这种发展方向,就一定要认识到英语教学的重要作用,培养一批有能力、语言功底扎实、知识面宽广、文学素养高的优秀外语人才。我国教育部颁布的大纲对高校学生的英语专业运用能力提出了很高的要求,这就要高校教师努力培养高校学生获取英语知识、运用英语知识、分析和解决问题的创造性精神和能力。大纲特别重视教学目标和教学手段的改进和创新,明确指出要把学生的创造性精神很好地应用在英语课程的学习过程中。
在这种情况下,一些研究人员对高校英美文学专业课程的教学方法做出了初步探索,以下是其共同坚持的基本原则。第一,要把教学重心放在培养学生的创造力和发散思维方面。在进行英美文学的教学时,采用机械和固定模仿是不可避免的,但是重点提高学生实践运用知识的能力[3]。第二,将传统的以教师为主体的教学方式逐步转向以学生为中心。第三,需要把英美文学课堂教学和实践运用联系在一起,教师要充分利用现代多媒体信息技术、广播、电视、投影仪、网络平台和计算机等,锻炼学生的实践运用能力。
通过上述分析可以得出结论,当前高校教学改革中需要坚持的原则和建构主义教学理论有着很大的契合点。两者都是坚持以学生为中心的教学原则,都以培养学生的创新精神和实践能力为主。同时,还注重培养学生在学习过程中的团队协作精神和沟通交流能力,以更好地培养学生健全的人格。
三、将建构主义教学理论和信息技术应用在英美文学教学中的方法
(一)在英美文学教学中,将教师看成是主要引导者
高校英美文学的教学主要有英美文学史以及英美文学选读两个方面,具有覆盖面广和信息量多的特征。在实际的教学过程中,教师要扮演好引导者的角色,充分利用网络教学环境的丰富资源,引导学生利用网络收集英美文学的学习资料,补充课堂上教师涉及到的没有展开论述的知识内容,同时运用网络教学资源,学生还能够和不同层次,不同水平的英美文学研究者做出跨时间和空间的交流,进一步完善和丰富学生的英美文学知识体系,促进学生英语语言实践应用能力的提高[4]。需要注意的是,网络资源尽管可以带给学生丰富的学习资源,使学生便捷、快速地获取多种信息,可是其也有很多不利的方面,就需要教师正确、合理地引导学生进行学习,教师可以告诉学生要搜集信息的有关网站和具体的搜索途径。
建构主义教学理论强调,教师仍然是教学中非常重要的要素,只是将教师的灌输者角色转换成引导者和帮助者。在现代信息技术网络教学环境中,对英美文学教学采取主导-主体的方式,重点是要掌握好教师的主导作用,以便在实际的教学过程中实现英美文学的有效、快速教学。
(二)在英美文学教学过程中,将学生看成是教学过程中的主体
教师是教学的主导者,学生必须是教学过程中的主体,对高校英美文学教学模式进行改革的最主要目标是确立学生的主体地位,使学生在课堂教学有限的时间范围内,最大限度地发挥自己的主动性,掌握系统的英美文学知识,尽量学习和研究英美著名作家的作品,以进一步提升自身的英语运用能力和文学素养,构建系统的英美文学知识结构。
在课堂教学中,教师可以利用多媒体信息技术将英美文学有关的信息和文章通过文字、图片、视频、广播、影像等方式表现出来,同时还可以配合音乐诵读、旁白等,以便能够从多个角度和多个方面激发学生的感官,进而调动学生参与课堂教学的热情,进行自主探究学习。高校学生要获取大量的英美文学知识、构建完整的知识结构,就必须要在教师的指引下,充分发挥自己的主体意识,进行积极主动的探究学习才可以实现。在这个过程中,教师是外因,学生自身的主体意识是内因,外因在内因的基础上才会真正起作用。所以,学生要根据教师的指导,合理通过现代信息技术手段,搜集自己感兴趣的英美文学文章和有关信息,充分和教师,以及同学进行有效沟通和交流,才可以完善自己的英美文学知识结构。
建构主义教学理论认为学生是教学的中心,要重视培养学生的自主探究和创新能力,需要教师为学生指出具体的搜集资料的方法,引导学生选取信息,分析和评价资料,积极构建属于自己的知识体系[5]。所以,在现代网络环境背景下,对英美文学采取主导-主体教学形式的关键是要坚持学生主体地位,充分发挥学生对课程学习的热情。
(三)英美文学教学过程中,采取情境式教学方式
建构主义教学理论强调,构建的基础是创设,也就是在英美文学的教学中,要重视创设具体的情境。同时,建构主义教学将多媒体信息技术看成最重要的手段,说明创设情境教学的重要意义。在高校英美文学课堂上,多媒体信息网络教学环境可以利用对一些文字和图片等资料的高科技处理,为学生创设一个形象生动、绘声绘影的学习环境,使一些抽象的文学知识变得更加具体、形象,调动学生的不同感官参与到文学作品的思考和赏析中,从而让学生从不同的角度去品味文学作品的内涵。
(四)英美文学教学过程中,采取个性化教学方式
建构主义教学理论认为要重点培养学生的创新精神,在这个理论基础上,提出了个性化教学模式。不同学生的认知能力和学习方式不同,只有在相对开放的网络环境中,学生个体的创造性才会被很好地激发出来。在具体的英美文学教学中,充分利用网络教学环境,可以充分发挥学生的个性,学生能够按照自身的兴趣爱好和学习能力,通过利用网络资源,将自己以后的学习重点确定下来[6]。在这个过程中,教师也要根据不同学生的学习实际,因材施教地进行教学,给每个学生提供充分表达自己见解和想法的机会,保证学生的个性尽可能地发挥出来,帮助学生构建完整的英美文学知识结构体系。
四、结束语
综上所述,建构主义教学理论和我国目前的以学生为主体的教育理念有很大的内在联系和契合点。在现代信息技术网络教育环境下,要将建构主义教学理论充分运用在我国高校英美文学的教学过程中,需要将教师看成是主要引导者,将学生看成是教学过程中的主体,还需要在英美文学教学过程中,采取情境式教学方式,以及采取个性化教学方式,教师的主导作用是外因,学生自身的主体意识是内因,使外因在内因的基础上真正发挥作用,从而以最快的速度培养学生的创造精神,帮助学生构建完整的英美文学知识结构体系。
参考文献:
[1]肖剑.建构主义理论视野下的英美文学课堂教学[J].教育与职业,2012,11(8).
[2]海燕飞.利用西方文论和建构主义理念改革英美文学教学模式[J].民族高等教育研究,2013,1(5).
论文关键词:建筑环境与设备工程;课程体系;教学改革
建筑环境与设备工程专业是教育部于1998年将原有供热、通风与空调工程专业(简称暖通空调专业)与燃气工程专业合并后重新组建的一个新兴专业,其中还涵盖了给排水工程专业中的建筑给排水的部分内容。作为一个重组后的专业,其所涵盖的内容并不是原有专业内容的简单合并,而是从学科的系统性和科学性角度对现有内容进行融合。从教育部公布的调整后的本科专业目录可知,建筑环境与设备工程专业是土建类一级学科下属的二级学科,但由于其涉及的专业基础课程多数是隶属于动力工程及工程热物理一级学科,为此当前开设该专业的大专院校均是在结合自身的具体情况和办学特点的基础上对其专业的从属进行归类。我校于1999年依托能源与动力工程学院开始着手组建建筑环境与设备工程系,并于2001年开始招收建环专业的本科生。由于办学历史较短,办学经验与老牌暖通类院校相比略显不足,在制定专业人才培养方案、课程体系等方面均存在某些不足。但是经过系室老师们不断的探索、改革,经过长期的实践,取得了较好的教学效果,同时也积累了一些宝贵的教学经验。本文以供热、通风类课程的教学改革为例,对建环专业课程体系改革以及课堂教学各环节进行回顾和探讨。
一、原有专业课程体系设置中存在的问题
办学之初,本专业以主要培养具有室内环境系统与设备及建筑公共设施系统的设计、安装调试、运行管理及国民经济各部门所需的特殊建筑环境研究开发的基础理论知识及能力,能在建筑环境与设备的设计研究、制造安装、物业管理等部门及相关的科研、生产、教学等单位从事工作的高级工程技术人才作为培养目标制定培养方案,提出以工程热应力、流体力学和传热学作为专业基础课,以建筑环境学、供热、通风、空气调节、燃气工程作为专业必修课,以建筑冷、热源,制冷等作为专业选修课并结合工程力学、机械、电子类课程以及相关的课程设计为整体的课程体系,通过几年的教学实践,发现原有课程设计体系存在如下的问题。
1.专业课程总学时过长,教学计划分布不均
相对于其他专业,由于建环专业是将原有的暖通专业与燃气工程专业进行了合并,其涵盖的内容有所增加。同时,由于专业课的教学主要集中在大三的下半学期以及大四的上半学期,而这一阶段正是学生考研复习和找工作的黄金时期,在考研和找工作的双重干扰下,学生不能集中精力进行专业课程的学习,进而导致课堂教学效果差,学生听课不认真的现象时有发生。
2.理论教学与课程设计脱节,课程设计时间不充裕
对于建环专业的学生来说,课程设计是检验其是否真正掌握专业知识的一个重要依据。但在课时安排上,为了避免与主干课程冲突,课程设计往往安排在学期之末,即在专业课程完全讲授完以后开始进行课程设计。这样就会造成在讲授理论知识时,学生无法掌握这些理论知识所具有的实践价值,而到进行课程设计时,学生对这些理论知识已经比较陌生,不知道如何利用理论知识来指导实践。同时,由于需要安排课程设计的专业课程较多,往往出现一个学期末要同时完成几门课程设计,时间比较紧张,此时学生还要面临考试、考研以及找工作等事情,无法抽出足够的精力来投入到课程设计中去,这就造成了课程设计的整体质量不高,并存在严重的抄袭现象。
3.实验课程涵盖内容不够全面,学生动手能力锻炼不足
在课程体系制定之初,相关实验环节部分也进行了考虑,但是在具体的实施过程中并没有将实验环节单独作为一个整体,而是将其融入到理论教学内,将实验环节所需的课时数纳入到理论教学之中,由于缺乏专业的实验任课教师,具体的教学安排则取决于专业任课老师的教学计划,这样一来,就导致实验课程不能充分受到重视,学生实验能力无法得到充分锻炼。
二、专业课程体系的改革与实践
针对原有专业课程体系存在的问题,我们在着手修订新的培养方案的同时,根据“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的原则对专业课程体系的制定也进行了相关的调整。
1.强调学科基础,突出专业特色
建环专业的突出特色是人工热湿环境。随着当前人民生活水平的提高,人们对人居环境的要求日益提高,这就迫切需要有更宽厚的学科基础。因此,在修订培养方案时将工程热力学、流体力学、传热学、建筑环境学、热质交换原理与设备、流体输配管网六门课程作为专业主干课程。 转贴于
2.减少专业重复内容,优化教学质量
建筑环境学、热质交换原理与设备、流体输配管网三门主干课程是将原有专业课程中的共性部分经提炼而形成的具有特色的专业理论课。为了避免与原有专业课程体系中的相关内容重复,就必须对原有专业必修课进行适当的调整和重组。以建筑环境学为例,该课程主要由建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境、建筑声环境、建筑光环境以及人对热湿环境的反应等知识模块组成。其中热湿环境与空气品质知识模块主要涉及的是太阳辐射对建筑物的热作用、围护结构热湿传递的机理、冷负荷与得热量的关系、典型冷(热)负荷计算方法的原理、通风稀释方程、新风量的确定、自然通风与局部通风等知识点,而这些内容又分别涵盖在工业通风、供热工程以及空气调节等专业课程中,为了避免重复教学,就需对这些专业课程的知识体系进行适当的删减和合并,在不打乱教学系统性的同时减少教学的课时数。
3.注重课程设计与理论教学同步性,加强实践教学环节
原有课程体系调整的一个重点就是如何解决课程设计与理论教学存在的严重脱节问题。为了有效地解决这一问题,在现有的课程体系中引入理论教学与课程设计同步的教学思想,即将课程设计穿插在理论教学的过程中,要求学生在学习理论知识的同时开始着手进行课程设计,这样就能够做到理论知识与实际应用的有机结合,同时也提高了学生的学习积极性。此外,应在原有课程体系中增加实践教学环节,加大实验课程以及生产实习课程所占的比例,锻炼学生的动手能力,激发学生运用自己所学的专业知识解决实际问题的热情。
三、多种教学手段相融合的教学构想与实施
通过对原有课程体系存在的问题进行相关改革,已经初步取得了较好的教学效果。但从具体的实施过程来看,还是暴露出了一些问题,导致调整后的课程体系无法充分发挥出预期的效果。究其原因主要是在具体的教学实践过程中,课堂教学、课程设计、实践教学等环节不能很好地融合。为此,笔者总结最近几年在供热、通风类课程教学过程中所积累的一些经验,结合本专业课程体系的调整提出了多种教学手段相融合的教学构想。其具体的思路如下。
1.深入分析理论教学、课程设计与实践教学各环节的内在联系,实现三者之间的有机融合
以工业通风和供热工程课程为例,两者的研究重点在通风管路以及室内供暖管路和供热管路的设计与运行的相关知识上,目的是培养学生具备一般民用建筑以及工业产房通风系统和供暖以及供热系统的设计能力。为此,在进行理论教学之前,可以先展开生产认知实习,即先带领学生走出校园,亲身接触一些已投入运行的系统设备,并结合其具体的运行过程简要地阐述这些设备的运行原理以及设计过程中需要掌握的基本内容。在认知实习结束后开始理论教学,同时将课程设计融入到其中,即理论教学一开始,就向学生布置课程设计任务,明确设计内容,并结合教学进度合理安排设计进度。当教学环节结束后,课程设计基本完成,此时再带领学生进行生产实习,在实习过程中让学生对课程设计进行自我总结,指出其中存在的问题,并在现场给学生进行指导。这样一来,一方面加深了学生运用理论知识解决实际问题的能力,同时也激发了学生深入研究专业理论知识的热情和积极性,为后面的毕业设计打下良好的基础。
2.因地制宜,平衡理论教学、课程设计与实践教学各环节的主次关系
中图分类号:G647 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0223-03
知识源于实践,能力在实践中得到锻炼和培养,素质在实践中得到提高,大学实验室就是实践的场所。华中科技大学环境实验教学中心以环境科学与工程学院为依托,主要承担给排水科学与工程、建筑环境与设备工程、环境工程3个本科专业和环境工程、市政工程、通风及暖通空调、环境科学、环境生态5个硕士专业的全部实验教学任务,2000年建成建设部给水排水重点实验室。
一、实验教学示范中心建设的指导思想
中心始终贯彻以培养工程实用化创新人才为目的的教学理念,根据国家“十二五”规划,节能减排及可再生能源的发展战略,密切结合环境友好型和资源节约型两型社会城市圈建设的人才需求,充分突出环境学科的综合性和实践性,加强工程基础知识、基本技能的培养,提高学生发现问题与解决问题的创新能力,增强学生的创新意识。依托于学院学科群体与科研力量的优势,科研与教学相结合,以科研促进教学工作的发展,贯彻“基础训练,能力拓展,素质提高”的实验教学宗旨,以转变教育思想为先导,加强学科之间的交互渗透和融合,构筑环境宽口径的实验教学平台,切实加强学生实践动手能力培养,顺应教育的开放化、信息化和国际化的发展趋势,以实现培养适应国民经济和社会发展的高素质人才的目标。
二、实验教学中心建设
1.实验教学体系的改革。环境学院现有的环境工程、给水排水工程、建筑环境与设备工程3个本科专业,由于学科的共通性有许多实验资源应该是可以共享的,各个专业的专业课实验之间也应该是可以互补的。然而,现有的教学实验体系往往随课程设置,零散而不系统,单调而生硬,既浪费了有限的教学资源,又无法激发学生的学习兴趣。实验中心利用学校教学实验建设项目进行教学实验资源的整合。实验中心以实验教学体系改革为先导,以实验教学队伍建设与管理运行体制改革为保障,以加强综合性、设计性、研究创新性实验为重点,将理论教学与实验教学统筹协调,建设环境学科综合实验平台并进行三项重大改革:①实验教学内容的改革。将全院3个专业分散的依附于理论课的专业课实验整合为6门独立实验课(见表1)。
②实验室体制改革。建立实验中心下以实验平台为实验教学单位的新型模式。淡化专业界限,突出共享功能。实验中心下设“水污染控制工程”、“大气污染控制与建筑环境”、“固废污染控制与资源化”三大实验平台。每个平台由教授负责,实验室人员、研究生助管共同管理。实验人员可参与多个实验平台的工作,形成实验教学与理论教学队伍互通,教学科研兼容、结构合理的团队。③理论教学改革。与实验教学改革协调,调整理论教学时数与实验教学时数,加强实验环节。随着社会对学生动手能力的要求越来越高,高等学校的实验教学内容与要求也应不断增加。但是学校的教学总时数又有限,使得实验教学内容与实验教学时数的矛盾越来越突出,解决这个矛盾的有效办法,除适当压缩理论时数以增加实验时数外,就是对实验教学内容、实验教学方法与实验教学体系进行改革。水污染控制实验平台开发出一系列以小型化、集成化、可视化为特点的自制实验教学仪器和设备,部分自制设备实现了数字化。像开设的“废水高级氧化处理实验”对废水水质有较宽范围的适应能力,可对各种工业废水的氧化过程进行模拟研究,并可进行废水氧化机理的深入探讨。同时在处理某一种废水时,力求通过有效地调节寻找最佳的工艺和运行参数,为装置的实际应用提供依据。并且,学生利用这套实验装置还可完成多种氧化的组合与耦合反应等实验项目,如单独的O3氧化实验、紫外(UV)氧化实验、Fenton氧化实验等,以及以上各氧化技术的组合实验,更重要的是激发学生的动手能力,点燃学生的创新欲望。
2.实验教学环境的改善。过去有一种比较夸张的比喻――华工有多大,环境学院实验室就有多大。实验室分布从主校区西七楼四楼、能源学院三楼、高压等离子实验室到东校区力学馆。实验场地分散,人员分散,不好管理,学生做实验也很不方便。经过与学校有关部门的协调,如今将环境学院实验中心集中建在东校区环境楼1~4楼。将本科教学全部集中在环境楼1楼和3楼,4楼专门设立大型仪器室承接对外开放服务。现在,环境楼固废大厅为200m2,组建固废污染控制与资源化实验平台,水污染控制综合实验平台现有8间实验室和1个实验大厅,面积为500m2。环境楼西侧建成大气污染控制综合实验平台,建筑面积700m2。硬件、软件双管齐下搞好建设,确保实验中心建设上一个新台阶。
3.实验教学设备的改善。进一步巩固、完善大型仪器设备管理,实验中心已建立一支由专职技术人员和研究生助教人员组成的大型仪器管理队伍,负责大型仪器的使用、维护。开展研究生、本科生大型仪器设备使用培训,大大提高仪器设备的利用率,对全院教学用房、仪器用房全面规划与分配,改变以前教学、科研、仪器用房混乱和无序的现状。现在经过调整、协调,扩大了大型仪器用房面积,更利于仪器设备的集中管理与使用,方便对学生开放使用。通过对全院的清查、摸底,有针对性的维修一批使用频繁、使用面广的仪器设备,力求做到仪器设备在功能完好的情况下对外开放,提高教学仪器设备的利用率,建立仪器设备共享平台,在学院网上开辟实验中心对外开放仪器设备信息。学生、教师从网上就可以查到仪器设备的型号、规格、购入时间、放置地点、管理者、适用范围等相关信息。
三、特色与成果
通过规划建设,实验中心确立了“开放化管理”的思想,即实验内容的开放,学生可通过网上选课系统,选择实验项目、选择做实验时间、选择参考资料等,自主选择综合性和创新性实验。通过构建自主学习研究性实验使学生了解学科的前沿动态,将教学内容与科研密切联系,逐步将教师的高水平科研成果转化为实验教学内容。同时,建立本科生导师制。实验教学实现了技术与前沿、经典与现代的有机结合。例如针对食品安全问题中普遍关注的农药残留问题,采用我院教师研发的“便携式农药残留检测仪”及其分析和数据处理方法,开设了“酶抑制法快速测定果蔬中的残留农药”实验,极大的提高了学生对前沿科学问题的认识,深受广大学生的欢迎,并取得了显著的成果。本科生已在Chemosphere等SCI期刊上发表了多篇论文。经过几年的努力建设,实验中心成绩斐然。《给水工程》、《排水工程》、《大气污染控制工程》、《固体废物处理与资源化》等多门课程被评为省部级、校级精品及优质课程,先后公开出版各类教材27本,中心承担教改、实验技术研究等项目近40项,其中教学、教改项目《给水排水专业课程体系改革建设的研究与实践》获国家级教学成果二等奖,科研获国家、省部级奖18项,在核心以上刊物上发表科研论文400余篇,在三大索引发表学术论文百余篇,获得发明专利24项,实用新型专利18项。依托于实验教学中心,学生科技创新成绩显著。环境工程专业本科生薛获2004年全国“挑战杯”创业计划大赛金奖;给排水专业陈志峰获2007年全球微软IT大赛第一名。国家级、省级优秀本科生毕业设计论文50余篇,校级优良生产实习队6个。
四、规划
环境实验教学是培养环境科学与工程相关专业本科生实践和创新能力的重要一环。近年来,在实验中心师生员工的共同努力下,环境实验教学中心从早期的基础型和综合型实验,发展到现在的设计型创新实验。对于环境实验教学示范中心的建设,我们深感任重而道远。我们的目标是把华中科技大学环境实验教学中心建设成为高水平国家级的实验教学示范中心,充分发挥我校理、工、医、文、管多学科交叉的优势,在高等学校环境实验教学中发挥示范和辐射作用
参考文献:
[1]张洪奎,朱亚贤,夏海平,等.国家级实验教学示范中心建设与实践[J].高等理科教育,2009,(1):22-26.
Practice teaching reform of engineering major in local universities based on engineering application cultivation model
Xie Dong, Liu Zehua, Chen Gang, Xiong Jun, Li Huimin
University of south China, Hengyang, 421001, China
Abstract: This paper studied current status of practice education for engineering major in local universities, then built a set of practice education teaching system for building environment and equipment engineering major from practice curriculum setting, practice base construction and arrangement, curriculum design and thesis arrangement, etc. around engineering practice ability. The reform results show practical abilities and the engineering quality of the students have significantly improved, and this also can provide new concepts for reforming of engineering application talents training in local universities.
Key words: local universities; building environment and equipment engineering major; practice teaching; reform and practice
1 地方高校工程类专业实践性教学的现状
当前,高等教育已进入大众化教育,应用型人才培养与社会需求的矛盾尤为突出。一方面,在激烈的市场竞争压力下,用人单位对高校工科毕业生的实践能力和操作水平要求越来越高,另一方面,随着高校的扩招,地方高校受地域和教育资源的限制,相当一部分毕业生不能找到合适的岗位。因此,地方高校如何扬长避短,发挥自身办学优势促进就业,便成为解决其生存与发展问题的关键。受教学经费和资源的限制,地方院校工程类专业实践性教学质量和教学效果大打折扣,甚至出现专业实习是参观性的,专业实验是验证性的,专业设计是模版性的等问题,如此造成实践教学失去了综合应用和工程实践的本质功能,扼杀了学生的积极性和创造性,无法培养出社会需要的高素质、具有一定创新能力的工程应用型人才[1]。
2 实践性教学体系的构建与改革内容
针对当代社会对于建环专业人才素质的新要求[2],结合建筑环境与设备工程专业(以下简称建环专业)生源结构特点和在相关学科改革和实践中积累的经验,本课题组建立了使现代工程素质培养贯穿于实践教学全过程的新型教学模式,培养学生的工程素质和实践能力,提高学生在就业和科研中的竞争能力。按照教学的总体要求和学生的知识、能力水平,对目前分散于教学中的“专业实验”“专业实习”和“设计(课程设计和毕业设计)”等实践性教学的子环节进行整合重组,制定新的实践教学计划与大纲,建立一体化的实践教学培养体系,采用模块化设置(实验、实习及设计3个模块)的模式构建教学内容,通过各模块环节的落实来保证实践教学整体目标的实现。
2.1 优化配置实验内容,单独开设实验课程
课题组针对原有实验课程中验证性实验较多,内容单一等缺点,建立以综合性和设计性实验为主,以验证性和演示性实验为辅的突出工程应用能力培养的实验教学体系。将原来依附于理论课程的实验内容进行分类,整合为专业基础性实验和专业实验,设置基础实验课程和专业实验课程,并分别单独设置学分,同时将暖通空调、建筑环境学、建筑环境测试等课程中内容重复的部分实验项目进行整合,增加了综合性和设计性实验,减少了验证性实验,如将建筑环境测试技术和暖通空调中关于温湿度测试部分及建筑环境学和暖通空调中关于室内环境参数测试部分,一并放到室内环境与空气品质测试中。专业实验室面向学生全面开放,结合教师承担的科研课题,通过毕业设计和创新型实验的方式开展各种创新能力训练和实践活动,锻炼学生的工程应用能力和创新实践能力。
2.2 强化校内外实习基地建设,创新实习内容和实习管理
建环专业实习一般包括认识实习、生产实习和毕业实习3个部分,独立开设,各有侧重点。认识实习的特点是实习单位较多、实习时间较少。针对这种情况,我们在与友好实习单位建立长期实习合作的同时,积极寻找一些节能型和环境友好型的企业。除了重点把握通风空调系统和冷源热系统外,还引入一些新的节能型或环保型工程项目,从系统到设备,从中央机房到末端系统,让学生从设备的生产到系统的安装、调试、运行管理都有一个初步认识,建立专业系统轮廓,为专业基础课程的学习做好准备。
生产实习强调“生产过程”和“以动手为主”。2008年建环专业与南华大学三力高科技公司合作建立了“工艺风力与湿能技术”湖南省产、学、研示范基地,并建立了建环专业校内生产实习基地。实习的一半时间安排在校内生产实习基地完成,主要实习内容包括:风管(圆形、方形)制作与连接、水管套丝与连接等,涉及下料、剪切、折方、焊接、铆接、咬口连接、法兰制作等工艺流程。此外,我们与南华大学附二新医院、晶珠广场、电力宾馆、江东冷库等合作建立了5个校外生产实习单位,学生可以去现场进行系统和设备的操作实习,学习系统的运行和管理过程,进一步加深对专业课程的理解。
毕业实习是实习的重头戏。我校建环专业已经与广州凌云置业有限公司、广州鼎泰净化工程有限公司、广州市华德工业有限公司、广东西屋康达空调有限公司等合作5个企业单位签订了长期实习基地合同,每年安排学生到1~2个新开工的建设工地进行实习,既带来了新建项目“新”的效果,同时能达到一定“量”的要求,能够保证毕业实习顺利完成。经过长期实践,我们探索了集中与分散相结合的毕业实习形式,在保障毕业实习教学要求的前提下,一方面采用集中实习,由带队教师集中指导,集中答疑,方便学生集中学习;一方面提倡部分学生分散实习,针对学生个性化的需求,有针对性地扩展学生的兴趣,为这部分学生“学习-就业-创业”的发展之路创造条件。作为对分散实习的补充和延伸,我们还实行了开放性实习,以实习单位负责指导为主,定期向带队教师汇报实习状况,甚至可以与毕业设计融为一体,在毕业实习中进行毕业设计,如此实现了毕业实习、毕业设计和就业的一体化教学,在弹性教学与弹性就业方面不失为一种有益的尝试。
2.3 面向工程设计,注重实践,突出应用能力培养
2.3.1 课程设计
课程设计是工科学生从理论学习向工程应用能力过渡的一个重要综合性实践环节,是培养学生工程素养的重要部分,是毕业设计的预演,要求学生能够综合运用基础理论知识和专业技能解决具体工程实际问题。为了加强对工程应用能力的培养,我们结合专业实际,整合课程设计内容,优化开设方案,紧密结合工程应用型人才培养的需求,体现综合性、系统性和应用性的原则。
针对建环专业水、电、暖紧密结合的特点,课题组提出了水电一体化、冷暖不分家和风系统、水系统并重的课程设计总思路,将相关课程中涉及冷暖、水电、风和水系统等分别综合设置课程设计内容,即提出了空调冷热源课程设计、建筑水电课程设计和暖通空调设计(包括风系统设计和水系统设计)。三大课程设计内容涵盖了冷热源工程、暖通空调、建筑电气、通风工程、建筑消防设备、建筑给排水等多门专业课程,体现了综合性和系统性;同时课程设计内容上紧密结合节能减排和低碳设计的思路,体现了时代性和应用性。
2.3.2毕业设计
毕业设计是本科教育阶段最后也是最重要的一个实践教学环节,是学生综合应用所学的各种理论知识和技能,进行全面、系统、严格的训练及工程能力和工程素养培养的过程,是架起学生从学校走向社会的桥梁,是学生从应试能力走向工程素养的分水岭,是学生从学校步入工作岗位进行的“总决赛”,是4年大学教育的总阅兵。
除了继承课程设计遵循的综合性、系统性和应用性的指导原则外,我们更注重学生工程素养的锻炼。工程素养是对工程概念、范围及应用等所具备的常识和技能。课程设计注重工程应用能力的培养,注重技能的学习。而毕业设计是学生从工程能力向工程素养过渡的过程,是应用型人才培养的升华。
毕业设计的重点是工程方案优化设计、系统的经济性分析和社会效益分析、方案可行性分析、方案的实现方法和手段等,针对当前“系统设计可能节能,但施工和管理都不节能”,一味追求“空调系统就是要冷”的现状,结合自身实践教学特点和实践经验,课题组确定了“节能贯穿系统设计、安装及运行管理全过程”的总方针,提出了“地位突出化、设计综合化、题目多样化、方案个性化、过程立体化”的改革总目标[3],结合教师的科研课题和大学生创新课题,总结出“一题多方案、一方案一人,多方案比较”毕业设计新的指导方法,既体现了“一人一题”总思路,又体现了毕业设计的个性,同时还利用各方案之间的相互比较,确定优化系统方案,以上过程大大提升了工程能力和工程素养。
计算机和网络技术迅速发展的今天,使得毕业设计中融入信息技术和网络技术成为可能。CFD(Computational Fluid Dynamics)技术就是在计算机上做模拟预试验,是计算机技术飞速发展的产物。目前已经应用到我校建环专业通风空调系统方案设计中,通过对风系统的数值模拟,确定最优的气流组织方式、风速、温湿度等参数,为系统方案设计提供参考依据。网络技术为毕业设计指导提供了一个很好的交流平台,目前,我校建环专业的毕业设计部分内容可以在网络上完成(如负荷计算、设备选型等),通过QQ、微博等方式完全实现了毕业设计小组在线答疑,此平台的建设有利于学生和教师、学生和学生之间进行有效的交流。
3 实践教学改革实施效果
经过近三年建环专业(建环2005级、建环2006级、建环2007级)共计6个班210人的实践教学环节改革试验,学生普遍反映实践学习兴趣提高,工程能力和工程素养显著增强。其中有3人次参与导师的科研项目取得了成果,分别发表科研论文并获得国家专利;2010年有2名学生到清华大学进行毕业论文的研究;近三年本科毕业生考取研究生的比例均在20%以上;建环专业毕业生以扎实的理论基础、良好的工程素质和较强的工程实践能力备受用人单位和企业的青睐。从最新的2007级就业信息了解到,98%以上学生已签订就业意向,通过实践教学效果的改善促进了学生就业和考研。与此同时,以工程应用为目标的实践教学改革模式对师资队伍提出了更高的要求,在很大程度上促进了教师的科研能力和教学水平的提高。
参考文献
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2017.04.019
Research on the Trend of Modular Courses for Bachelor Degree
――A Case Study of Building Environment and Energy Engineering
LIU Yang, ZHOU Li
(Wuhan business university, Wuhan, Hubei 430056)
Abstract First, this article introduced the notion and the different categories of modular courses in the degree level in universities. Then, we made a comparison of modular courses of the Building Environment and Energy Engineering in different areas. At last, we made an overall plan of the best way of establishment of modular courses in Wuhan Business University.
Key words applied undergraduate college; modular courses; Building Environment and Energy Engineering
1 概述
武汉商学院是2013年经教育部批准在武汉商业服务学院基础上建立的普通本科院校,是由原先的高职高专教育转变为应用型本科教育的一所学校,是湖北省第一批转型发展试点院校,其培养目标是重点培养服务区域经济社会发展所需要的应用型人才。办学层次的提升要求教师的教学内容和教学方式、手段也必须同步提升,从而才能提升学生的能力。而模块化课程的建设有助于学生的能力培养与应用水平的提升。
模块化课程的建设将模块内的理论与实践知识分门别类,形成不同的知识模块,并按照普通人正常的认知逻辑合理的编排,使模块内的理论与实践知识同时被学生接受和掌握,达到应有的学习目的。
模块化课程的建设还可以提高学生学习的效率。各教学内容以专业方向、能力应用需求为依据构建模块,将相互之间有逻辑关系的部分组合在一起形成不同的学习模块,学生根据需要选择相应模块,这样有利于提升学习效率,并提高学生就业的市场适应性。
将模块化课程的建设应用到我校开设的建筑环境与能源应用工程专业上来,常见的模块化建设的方式为专业设置模块化。专业设置模块化首先要设定本专业不同方向的培养目标,通过对就业市场的研究及自身师资状况的剖析,确立此专业设置不同专业方向的可能性,从而确定不同专业方向的教学重点,开发不同的专业方向相对独立的课程模K,培养学生在不同专业方向上的应用能力。
较为典型的专业设置模块化有香港理工大学楼宇设备工程专业和天津城建大学建筑环境与能源应用工程专业。香港理工大学楼宇设备工程(Building Services Engineering)专业于专业方向上进行模块化设置,将专业分为通风与空调方向、建筑消防安全方向、建筑电气安装方向,不同的专业方向有一组专业课程与其对应。学生可以按照自己的兴趣选取相应的课程模块进行学习。
天津城建大学建筑环境与能源应用工程实施“2+2+1”专业核心课程模块。课程模块包括:两个专业基础课平台模块――以流体力学、工程热力学和传热学构成第一专业基础课平台及以建筑环境学、热质交换原理与设备和流体输配管网构成第二专业基础平台;两个专业方向专业课程模块――暖通空调方向专业课程模块和城市燃气方向专业模块;一组反映建筑环境与能源应用工程专业发展前沿和满足学生需求的特色专业选修课程模块。
2 内地高校与香港高校专业方向模块化课程建设简介
2.1 内地高校专业方向模块化建设简介――以天津城建大学为例
在天津城建大学,建筑环境与能源应用专业分为了两个专业方向:暖通空调方向和燃气工程方向。不同的专业方向的学科基础课、专业基础课基本相同,但是专业课分为了两个模块。两个模块会有不同的专业课程,暖通空调方向偏向于学习供热、通风和空调工程,而燃气工程方向偏向于学习燃气燃烧与燃气输配工程。两个专业方向的学生也要求对对方专业方向的知识也要有所了解。
两个专业方向模块化课程的组成虽然差别较小,但每个课程的侧重点不同,分为A、B两个难度、深度级别,各难度级别对应于各专业方向。如暖通方向所学空调工程课程的难度为A,燃气方向所学空调工程课程的难度为B;与此对应,燃气方向所学燃气输配课程的难度为A,暖通方向所学燃气输配课程的难度为B。
当然,不同的专业方向也会对应于不同的专业选修课模块。天津城建大学在模块化建设中除了专业方向课分为两大模块外,还有一组反映建筑环境与能源应用工程专业发展前沿和满足学生需求的特色专业选修课程模块,通过选修课的学习从而加深对本专业方向的理解和掌握。
2.2 香港高校专业方向模块化建设简介――以香港理工大学为例
香港理工大学在专业方向模块化上的建设情况在香港地区的高校具有代表性。香港理工大学的屋宇设备工程专业(Building Services Engineering)与内地高校的建筑环境与能源应用专业较为相近,都包含了供暖、通风、空调、燃气等专业内容。除了以上内容,香港理工大学的屋宇设备工程专业还包括消防、建筑电气、建筑内运输设备(如电梯)、建筑信息系统。显然香港理工大学的屋宇设备工程专业所包含的内容比内地的建能专业要宽泛得多。虽然作为一名合格的建筑设备工程师,需要较为全面的建筑领域相关知识,但想要将这些(暖通、消防、给排水、通风、空调、燃气、电气)专业知识在一个本科阶段完成是没有必要的,也是不可能的。那么,他们是如何在有限的三年时间里,将如此繁杂的内容讲授给学生呢?答案就是模块化。
给出了香港理工大学屋宇设备工程专业课程的整体框架。在此框架中,所有的课程都分为了两部分:专业技术课程模块和基本素质模块,每个模块中又分为三个等级。其中第一等级为基础课,第二等级为专业基础课,在这一阶段学生将把建筑设备专业各方向所共通的专业基础知识学习完毕。从专业设计(services design)开始,学生可以根据自己的兴趣及市场的发展选择自己的专业方向来进行专业系统设计。每年的专业设计课程除了锻炼了学生的设计能力外,还充当了不同学年、不同层次的联结作用。
学生在最后一年从10种不同的选修课程中,选择4种不同的课程,从而为自己的后期的毕业研究和毕业设计做准备。在学习完相应的选修课后,需要完成两个不同的项目才能毕业。一个是毕业论文(research project),主要是提高学生的研究能力。不同的研究课题(通风、空调、消防、电气),会有不同的老师来指导。研究课题大多是反映了指导老师的近期研究兴趣或行业内的发展方向。第二个项目是毕业设计(design project),主要是整合学生知识,提高学生的设计能力,同样是根据学生的兴趣及市场的发展来共同确定设计内容。
3 高校专业方向模块化课程建设的特点分析
通过内地与香港的建筑环境与能源应用专业模块化的描述,我们可以发现模块化课程的一些特点。内地的高校在建能专业通过模块化的课程将专业分为两个方向,但其更偏向于广度的拓展,虽然分为了两个专业方向,但要求对对方方向的专业课程也要有所了解,但学习的难易程度、学习的内容会有区别。与其相对应的是,香港的高校在第一和第二阶段将基础打牢后,其在专业方向的划分上更偏向于深度区分,方向不同,选修课不同,毕业研究(论文)和毕业设计也不同。广度的拓展更利于学生的就业,扩大学生的就业面;深度的拓展更利于学生对专业的理解,提高学生知识的提炼、掌握及综合运用能力,也利于向就业市场提供多样化的人才。当然深度的拓展也需要相应的本专业不同专业方向的师资的支持。
4 结语
综上所述,作为定位于应用型本科的武汉商学院,我校的模块化建设应博采众长,充分领悟并吸收以上高校在模块化建设方面的优势,并结合实际加以发挥和利用。结合我校本专业的实际情况来看,由于师资有限,而且绝大多数从事的为本专业的暖通方向,从事燃气、消防、电气方向的师资较少,所以在现阶段实施专业方向上的模块化课程尚比较困难。当然,在校领导的关心和鼓励下,在岗教师可以通过培训、学习和挂职锻炼来补充本专业其他方向的专业知识,后期在人才引进时也可引进相关的人才。故本专业目前的模块化建设方面应该在教学深度上加以拓展,使学生提高已有的知识的掌握水平和综合应用能力,以更扎实的基本功来迎接市场的挑战。也相信在不久的将来,在条件允许的情况下,在我校建能专业能实现专业方向模块化课程建设,进一步提高学生的综合素质,实现本专业广度和深度的双重提升,并努力将我校建筑环境与能源应用专业建设成品牌特色专业。
基金支持:2015年武汉商学院校级教学研究项目(2015 Y016)和2015年市属高校教学研究项目(2015098)基金
参考文献
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
中图分类号:TU2文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
一、生态建筑设计的概念
所谓生态建筑设计就是运用生态学的思想,按照以人为本的设计理论,从人、建筑、自然所构成的整体环境为出发,设计出能够实现人、建筑、自然三者和谐统一的最优关系的建筑,使建筑与环境之间成为一个有机的结合体,它既要为人创造一个舒适的空间小环境,同时又要保护周围的大环境。生态建筑是更高层次上的回归自然,它依赖于许多相关技术的最新发展以及根据具体条件面对这些技术的最佳搭配。无论使用何种技术,一定要将建筑作为一个有生命的机体,形成一个与自然生态相平衡的良性循环体系。将建筑视为一个生态系统,通过设计、组织建筑内外空间中的各种物态因素,使物质能源在建筑生态系统内部有序地循环利用,获得一种高效、低耗、少废、少污、生态平衡的建筑环境。
二、我国生态建筑发展中存在的问题
(一)对生态建筑的理念存在误解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力, 并具有节地、节水、节能、减少污染延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面,对生态建筑的理解是不全面的。
(二)生态建筑领域的实践匮乏
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、 设计原则及生态学理论对建筑学的指导、 国外先进生态建筑的经验介绍, 缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
(三)忽视对农村居住环境的关注
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
三、生态建筑设计应把握的原则
(一)以满足人的最高居住要求为前提
首先应明确生态建筑的最终目标是在满足人们更高居住要求的同时注重对环境和生态的保护,离开人的居住这一前提谈生态建筑是没有意义的。“以人为本”这一原则对于生态建筑则应表现为健康舒适的建筑内外生活环境。
(二)生态建筑方案要具有经济上的可行性
作为发展中国家或地区,生态建筑技术方案在经济上的可行性至关重要。发达国家很多项目都是高投资的大型项目,在经济发展水平不高的情况下,投资巨大的高新技术是难以实现的,至少在目前,当生态利益和经济利益间发生矛盾时,经济性就可能成为取舍的最终依据。
根据我国的经济状况,生态建筑的技术战略应当是利用成熟的技术,通过工程设计各专业的密切配合,在规划、设计层次上逐步地实现节约能源、减少污染、环境舒适的基本目标。所以,选择生态建筑技术方案时不能片面强调高新技术而无视对传统技术、材料的再开发、再利用。
(三)因地制宜的原则
由于建筑所处自然环境千差万别,人们的生活习惯也不同,因此因地制宜地对不同的生态建筑技术方案有所取舍。如我国各地气候差异极大,北方冬季采暖多用油、煤做燃料,对环境有严重污染,生态建设应平衡采暖效率和污染问题;而南方夏季炎热、潮湿,自然防热通风,降低空调能耗则是主要问题,需要针对不同问题寻求不同答案。
(四)弹性设计原则
具有足够的弹性,以包容未来科技的应用与发展。可持续的概念是一种动态的思想,体现在生态建筑中就是建筑应具有足够的弹性,以适应未来的发展。如:楼梯的可生长,预留的空间管道,家具系统的可变化性等。
四、生态建筑设计的模式
(一)建筑选址
在建筑设计的第一步—— 选址问题上,应当充分顺应自然特征,自觉运用生态学原理,使建筑符合最理想的自然状态。我国古代的风水之说,阐述了建筑与天候、地域、人事相互协调的哲理,分析了地质、水文、日照、风向、气候、气象、景观等一系列自然地理环境因素,进行评价和选择,以采取相应的规划设计和建筑设计措施,达到趋吉避凶纳福的目的,创造适宜长期居住繁衍生息的良好环境。
(二)最大可能增加绿色面积
生态建筑外部与自然相呼应, 内部空间的设计也应绿色化,即通过精心的室内设计, 将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气,吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计,可以使室内空间室外化,运用绿化、水面等划分空间,这些设计手法在建筑创作上最为常见。
(三)尽可能多地获得自然采光
屋顶是光线进入室内的主要途径,于是各种光线收集、反射构件被应用于屋顶形式。中庭是中高层建筑中光线进入的主要通道,在生态高技建筑中可以看到大量采光中庭。阳光由中庭渗入建筑,通过阳光收集、反射装置达到内部空间。与这个开敞空间相连的房间不仅可以减少一半的热量流失,同时减少制冷需耗。
(四)利用新材料和新技术
Abstract: In the architectural design, ecological concepts into building system, build an ecological construction system well; make the building system in harmony with the overall ecological environment, ecological construction is the development direction of future.
Key words: architectural design; ecology; application
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编码:
1、生态学及生态建筑
生态学是研究生命系统与其周围环境系统之间的全部关系的学科。生态学认为任何大小的空间内的生物和非生物成分通过物质的循环、能量的流动和信息的交换而构成一个开放的具有自我调节功能的有序整体,即生态系统。依据生态学的基本观点,建筑必须考虑人类整体以及自然整体的生存和生活。从这样的观点出发,建筑与其周围的环境是一个有机的整体,是周围整体环境中的一个环节,建筑物对其周围环境的影响应当控制在生态系统的自我调控能力之内,使得整个生态系统处于良性循环的状态,使得建筑物与周围的环境处于和谐状态,一言以蔽之,即实施生态建筑。这样的建筑以整体和谐、高效环保、 灵活性强为其根本特点,因此,生态建筑在设计的时候,必须遵循如下原则:
首先,整体设计。这一原则要求我们在做设计的时候,应当从生态整体的观点出发,使得建筑物与自然环境、社会人文环境以及经济环境之间达到和谐共生, 成为一个有机整体,使得人、建筑、环境构成一个良性循环的系统。
其次, 高效无污染。这一原则是前一原则的延伸。提高能源的利用效率,采用对自然环境以及对人体无害的材料,尽可能减少建筑物对周围环境的破坏,以最少的非再生资源消耗换取最大的使用价值,即舒适健康的人居环境,这是生态建筑最基本的要求,也是生态建筑最为显著的特点,贯穿于建筑的始终。
再次,灵活多适。由于建筑系统在其全寿周期内,与周围环境存在着相互作用的关系,这种相互作用会随着时间的变化而变化,同时建筑物的功能在这个周期之内也会发生变化,为了避免过早废弃,需要建筑师采用 “适应性改变”、“灵活性设计概念”、“长寿多适概念”以及“合理废弃概念”等策略,以使建筑物能够适应未来的变化。
2、生态建筑的基本特征
生态建筑的环境要有洁净的空气、水源与土壤不受到不良自然环境的危害, 也不易遭受自然灾害的侵袭,基本特征如下:
2.1建筑物要尽量保持和开辟绿地。在建筑物周围种植树木防风、遮荫,改善景观,保持生态平衡。重视室内空气质量,保持新风在室内的流动。
2.2建筑物的资源、能源和其他消耗至最低程度。建筑物应该充分有效地使用水、能源、材料和其他资源。尽量利用清洁能源(如地热与太阳能、水能、生物能和风能 ),保护与改善自然环境。在满足人们的健康、舒适、安全使用的情况下降低消耗、节省资源。
2.3建筑物应有合理的朝向布局,以充分利用太阳能。建筑物的形体布置合理, 应减小建筑物的体形系数,以减少采暖与制冷能耗,建筑物的围护结构应该采用高效保温隔热构造,并具有良好的自然采风系统以及充分的自然通风条件; 建筑物内的房间设置、布局恰当,既满足使用舒适度,又节省能源。
2.4回收并重复使用资源。从旧有建筑物中拆除的建筑材料,如砖石、钢材、木料、板材和玻璃等,尽可能保护好,根据不同情况,力求回收利用,做到建筑材料―――建筑―――建筑材料―――新建筑的良性循环。
3、从生态学的角度出发进行建筑设计
一个生态系统,如果结构和功能受到损害,生命维持系统瓦解,就会引发生态危机。城市生态系统亦然。一个优化的城市生态系统除要求功能多样,以提高系统的稳定性和自调节能力,还要求各项功能协调,系统内耗最小,这样才能达到系统整体的功能效率最高。因此一栋建筑的设计, 甚或是一个街区设计就要考虑城市生态系统的各个要素,处理好局部与整体的关系,尽量增加局部的自然生态要素,并且与特定的气候及地理环境相适应,这样才能有利于城市生态系统的能量流动和物质循环,减少城市系统循环的梗阻, 维持城市生态系统的动态平衡。生态学研究问题和解决问题的方式,是把问题的各个要素放入一个整体系统内,并以相互联系的方式来对待,问题的最终解决不是单一地消灭或改变其要素, 而是达到一种系统内的平衡。受这种思维方式的启发, 建筑设计, 也应当把设计放到整个城市生态系统当中,对历史、文化、经济、社会、气候、地形、心理行为等要素加以考虑,把问题与答案、思考过程与设计结果放在整个系统内,动态地研究或探讨它,以寻找最佳设计方案。这就是作为生态学角度进行建筑创作的整体方法论。( 图 1)
图1生态学角度的创作方法论图解
城市生态系统除具有生态系统的某些特征外,又具有人为性、开放性、复杂性等特点。城市的开发建设与建筑活动要兼顾这两方面的特性,使人工系统与自然系统协调,使建筑与城市生态系统协调,城市生态系统与大自然生态系统协调, 从而使建筑环境与城市环境获得可持续发展的前景。
首先,建筑设计中的重要工程处于一定的自然生态系统之内,应注意保护自然景观,特定地段的物种多样性, 创造自然开敞的绿地系统,并与当地的气候和地形相适应, 注意节能。自然景观的破坏是一个无法修复的不可逆过程,有效地利用自然景观资源远比破环它更经济,更容易形成特色。城市物种本已贫乏,保护犹不及,更不应毁坏。创造自然开敞的绿地系统,为生物提供繁衍之地, 增加人类对于自然的可达性和亲密性, 同时也能调节城市的微气候。
其次,建筑设计处于特定的人类文化系统之中,要注重社会、历史、经济、文化、心理行为等要素的继承和创新。这与近年来所探讨的文脉的继承有类似之处,只不过本文是借用生态学的研究方式,从系统论的观点出发,把这些要素放置到一个动态系统之内,来考虑建筑设计在这个系统中的操作过程。建筑设计不应当消灭或改变这些要素而是要进行创新和重组,疏导原系统的梗阻,降低原系统的内耗,达到系统内的新平衡。当代人常会感到环境的混乱不定和无归属感,这是由于建筑与环境设计和文化诸要素割裂所致。
4、生态建筑设计方法
4.1建筑与人和谐共生
在设计中强调以人为本,决不是“人类中心论”。建筑活动的主要目的是为人类生产、生活提供健康、无害、舒适的环境。建筑应满足人与自然的和谐共生,利用自然条件创造优美的外部视觉景观,改善室内环境品质,提高舒适度,降低环境污染。满足人们生理和心理需求,才是绿色生态建筑的基本内涵。
4.2建筑与自然环境共生
在对建筑物进行规划设计时,首先要遵循这一原则,即尽可能尊重和保留有价值的生态要素,尽量少地干扰和破坏自然环境,使建筑环境与自然环境融合和共生。设计时,必须尊重这些自然因素,必须考虑建筑物对这些因素所可能造成的影响,根据这些因素的本质特性,科学地确定建筑面积,因地制宜,设计合理的建筑类型,选用对周围生态环境干扰少的建筑材料,减少对水资源的破坏和污染,全方位考虑建筑绿化,降低能源消耗,以使得设计出的建筑物对这些自然因素的影响降至最小。
4.3建筑与社会环境和谐
建筑物在与自然环境共生的同时,还必须与社会环境和谐,因此,在建筑方案设计之前,必须对当地的风土人情、地域景观、审美品位进行详细的调查,在此基础上,选择恰当的建筑语言,设计恰当的空间形态,使建筑物在其全寿周期内,对当地的地域景观、传统建筑能够起到保护和发展的作用,对居民原有的生活方式能够起到保持作用,对土地、能源、交通不形成压力作用,能够让居民参与建筑设计与街区更新过程,保持地域的恒久魅力与活力等。
5、我国生态建筑发展存在的问题
5.1 缺乏对生态建筑的正确理解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。
5.2 缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、 环境学、 城市规划学、建筑学、农业建筑学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
5.3 缺乏生态建筑的广泛实践
近年来,我国严峻的环境问题已引起了国家、社会和公众对环境保护问题持续高度关注,十提出的现代化建设总体布局五位一体中,新增加了“生态文明建设”[1]。2015年,我国环保行业产值将达到GDP的7%~8%,将成为国民经济的一个支柱产业[2]。环境科学发展日新月异,环境治理需要很强的专业背景,需要环境科学类专门人才做专业的事已成为重要趋势,这对环境科学类人才的培养提出了挑战和机遇。我校是一所特色鲜明的建筑类地方高校,环境与市政工程学院是在1978年天津大学建筑分校时期创办的给水排水工程专业基础上发展起来的天津城市建设学院成立最早的系部之一。现有4个本科专业,分别为给排水科学与工程、环境工程、环境科学和生态学。其中环境科学专业2010年开始招生,2014年院系调整时暂缓招生。为了推进环境与市政工程学院的教学和科研建设,环境与市政工程学院组织教师于2015年4月至6月到北京大学、南开大学、天津大学、天津理工大学等单位开展调研,为理清今后发展思路奠定了基础。
1环境科学专业设置现状
众多高校中,北京大学、南开大学是国内知名高校,开设环境科学专业较早,在全国具有引领作用;天津大学与南开大学同属国家教育部直属、“211工程”和“985工程”重点综合性研究型大学,其一理一文,环境科学专业各有特色;天津理工大学与天津城建大学同属天津市市属院校,开设环境科学专业较早,有很多需要借鉴的地方。为所调研高校开设环境科学专业的基本情况。1.1环境科学是新兴专业北京大学、南开大学的环境科学专业设置较早,其他高校是21世纪初开始设置环境科学专业,这与我国乃至全球的环境问题日趋复杂、对环境科学人才需求越来越多分不开。
1.2具有优势方向才能长期生存
各高校的环境科学专业都具有各自的优势方向。例如,北京大学的大气污染监测和防控优势突出;南开大学在大气污染和环境化学方面有优势;天津大学具有较强的理工科背景,与环工、化工相结合发展优势;天津理工大学的环境科学专业在水文、地质、大气污染治理方面有优势。
1.3招生规模与学校属性有关
从招生规模上,科研教学型高校,如北京大学、南开大学、天津大学,招生人数较少,约30人左右,其中北京大学更少,其按照环境科学与工程大类招生,环境科学、环境工程、环境管理共招生30人;教学研究型大学,如天津理工大学,招生60~70人,立志于培养学科基础人才,还可以为知名大学提供再深造人才。
1.4继续深造才能体现环境科学的优势
一直以来,环境科学专业的本科毕业生就业较难,但是环境科学是一个科学性比较强的专业,到硕士和博士阶段,学生的专业优势能得到充分的发挥。例如,北京大学、南开大学、天津大学近一半以上本科生选择出国或国内深造。天津理工大学也致力于与国外知名高校进行合作办学,提高本校环境科学专业的知名度。
2各单位环境科学专业培养方案特点及分析
众所周知,制订合理的培养方案对专业的发展至关重要,其充分体现各校各学院各专业的办学思想、办学核心、学科优势和特点,包含专业的培养目标、基本要求、标准学制和课程设置等内容。其中,各类课程的设置为主要内容。各调研高校关于环境科学专业课程的设置有共性也各有特点,各调研单位培养方案设置的总体分析如下。
2.1学科基础课:各校都不同程度含有一定学时的化学课
(1)北京大学设有普通化学(管理方向)和物理化学(自然方向)。(2)南开大学的学科基础课里含有无机及分析化学、无机及分析化学实验,将无物理化学、仪器分析有机化学、有机化学实验、生物化学等列在专业选修课里。(3)天津大学将四大化学没有放置在学科基础课里,而是在数学与自然学科类中包含了无机化学与化学分析、无机化学实验、化学分析实验、有机化学、有机化学实验、物理化学、物理化学实验等课程内容。(4)天津理工大学设有无机、有机、物化和分析化学四大化学课程。可见,环境科学专业的学生应当具备一定的化学背景,为今后环境问题的认识和治理打下扎实的基础,这点与环境工程专业的培养要求不谋而合。
2.2专业必修课:环境监测是各校的核心课程
各校都注重环境监测课程的开设,并且设有一定课时的实验课程。南开大学似乎更加注重环境监测的开设,其将环境监测和环境监测实验设为了学科基础课。可见,环境科学问题的认识和解决过程中,大气、水体、固废、土壤环境的质量监测是基础和核心,在此基础上,才能有序地进行环境评价、环境规划、环境管理和环境修复等。
2.3专业选修课:是必修课的有益补充
各校很注重专业选修课的开设,例如,北京大学和南开大学专业选修课设置学分较高,近30学分,可以大致分成生物类、计算统计类、环境伦理类、环境工程类等四大模块。
2.4实践课:各校将与环境监测相关的单位列
为实习单位(1)“985”院校,如北京大学、南开大学、天津大学将实习期放置于夏季小学期进行,省市检测中心是主要的实习单位。(2)除去检测中心等单位,各校还安排了地质地貌有特点的地方的生态地质认识实习,这与环境科学主要认识和解决人文、自然与环境的问题分不开。
2.5毕业环节:各校以安排毕业论文为主体
南开大学和天津理工大学近几年认识到本科毕业生的择业需求主要侧重于设计等环节,开始安排一些学生将进行毕业设计。2.6创新与研究类:部分“985”院校设有创新研究与训练课程南开大学与天津大学设有创新研究与训练课程,主要以专业讲座为主。
3建设与发展思路
经过充分调研,汲取各单位成功的经验,我们建设和发展环境科学专业的思路如下。
3.1培养目标必须明确
我校正处在由教学型向教学科研型转变的进程中,所以我校环境科学专业应以培养应用型人才为主,兼顾研究型人才的培养。其培养目标为培养德、智、体、美全面发展,具备环境科学的基本理论、基本知识、基本技术、专业素养的环境学科高级复合应用型人才,以及继续深造的专业人才,能够在政府、企业、研究院所、高校等部门从事环境监测、环境评价、环境修复、环境咨询及相关领域的工程、研究、教学或管理工作。
3.2突出应用型人才培养模式
环境科学专业毕业生授予的是理学学士学位,相比于工学学士学位,理科生就业难度偏大。基于此考虑,在构建该培养方案时,应充分学习环境学、环境地学、环境生态学、环境化学、环境生物学等课程知识基础上,以环境监测为核心,建立双体系建设,分别为以环境工程学、环境污染修复学等课程为主的环境污染修复课程体系,以环境经济学、环境评价学、环境规划与管理等课程为主的环境评价课程体系,并增加相应地选修课程体系,使环境科学专业的学生将基础理论知识和环境科学技术融合,更能适应现代社会对“应用型”专门人才的需求。
3.3优化课程体系
注重实践环节注重环境科学专业的实践环节,构建环境生物学实验设计、环境监测综合性实验设计、环境工程学课程设计、环境污染修复课程设计、环境影响评价设计性课程设计等实践教学环节,工程实践能力贯穿于整个教学过程,增强学生的动手能力,培养该专业本科生具有较强的社会适应能力与综合竞争力。
3.4建立学科优势方向
调研过程中,发现无论知名大学还是市属院校,具有自己的优势方向才能继续长期生存。我校有许多优势学科,我们可以“借力发力”,并且逐渐培养自己的优势方向。(1)首先借助本院市政工程的优势(市政工程“十五”“十一五”“十二五”期间连续被列入天津市重点学科,有“水质科学与技术”天津市重点实验室),主要发展环境科学专业的水体污染检测和防控,重点进行水体环境的质量评价和生物修复。(2)借助于本校建筑环境与设备工程专业的优势(2010年建筑环境与设备工程专业被评为天津市普通高等学校品牌专业),经过“十三五”投资购买仪器设备,建设和完善室内空气环境的监测体系,积极筹配发展环境科学室内空气环境监控方向。(3)借助于本院市政工程和本校土木工程的优势,积极到房屋建筑工地实习参观,侧重发展建筑扬尘的监控和建筑场地环境的修复治理。(4)借助于本校建筑学院的优势,积极到各类建筑场地环境实习,侧重于建筑噪声的测定和防控。
3.5加强对外合作办学模式
环境科学是一个科学性比较强的专业,到硕士和博士阶段,学生的专业优势才能得到充分的发挥,而且国外多数高校的专业设置与环境科学专业比较相近,学生出国后很多课程可以延续。天津城建大学有很好的城建类学科基础,积极鼓励学生考研的同时,可以大力发展与国外城建类大学的合作办学模式,提高自身知名度的同时,有利于开阔办学思路和视野。
4结束语
随着环境问题的日趋复杂和严峻,环境科学类人才的需求挑战与机遇并存。通过对国内高校的调研,天津城建大学应以自身的建筑类学科优势出发,制订目标明确的培养方案,从实践课程、专业课程模块化和加强对外合作交流出发,办出特色。
参考文献
《黄帝宅经》曰:"地善,苗旺盛;宅吉,人兴隆。"短短十个字就完全道出风水学的精髓。风水从字面上来理解,"风"是流动的空气;"水"是大地的血脉,万物生长的依靠。有风有水的地方就有生命和生气,万物就能生长,人群就能生活。从科学的角度来看,正因为有了空气与水和适宜的温度,地球上才有了生命。所以,"风水"一说也有正确所在,正因如此,"风水"在现代建筑中仍然被人们重视。
1.建筑风水之风
建筑风水之风是指空气的流动,古人看风水要看住宅周围是否有风吹过,眼前豁然开朗,并无高山阻隔,以断风脉,也不宜风力过猛。风宜徐来,最理想的居住环境应有柔和的轻风徐徐吹来,清风送爽,才符合居住之道。优化建筑布局,提高住区的风环境质量,达到夏季通风良好。而在冬季,住区局部最大风速不超过5m/s,建筑物前后压差不大于5Pa,减少冷风渗透。风应该在平流层范围内,而不宜有产生紊流或涡流的大风。应该确定一个风速对人体长期健康影响的标准,也是我们现代人为了自身的健康应该考虑的,因为强旺的风以及携带的灰尘等是可以直接影响人的健康的。
一般来说,新风量越多,对健康越有利。国内外许多实验表明,产生"病态建筑物综合症"的一个重要原因就是新风量不足。新鲜空气可以改善人体新陈代谢、调节室温、除去过量湿气,并可稀释室内污染物。室内新风量根据二氧化碳的含量来确定,这是大多数国家使用的基本方法。二氧化碳与人体的新陈代谢有关,可以作为室内空气新鲜程度的指标。据统计,人每日吸入的空气量约为10m3。一般来说,保证每人每小时有30m3的新鲜空气,则室内二氧化碳的含量可控制在0.1%(体积分数)左右。
躺在椅子上,沐浴着和煦的微风中,把所有的劳累和烦恼的抛开,随风而去,这样的生活应该很惬意了。
2.建筑风水之水
水―宇宙万千生命因它孕育而来。人类因水而有了生命,城镇因水而繁荣。建筑活动中对自然水环境的研究和利用,从古代就已经开始了。仰韶文化时期聚落的选址已经有了很明显的"环境选择"的倾向,其表现主要有:(1)靠近水源,不仅便于生活取水,而且有利于农业生产的发展。(2)位于河流交汇处,交通便利。(3)处于河流阶地上,不仅有肥沃的耕作土壤,而且能避免受洪水侵袭。在古典园林中水作为一种建筑要素被广泛的采用,并得到发长和传播,确立了建筑空间水要素的重要地位。
现代建筑中,由于寸土寸金,所以并不是每家都能有一大片水,更多的是在小区内有一池塘或喷泉。喷泉的活水发出的声音,亲切而自然,也能对人产生积极的影响,"润万物者莫润乎水"。流水至柔而善,可轻易流过路径上各处的障碍,而涓涓细流的汩汩之声很具抚慰性,有助于令住户度过漫长的人生路里的崎岖坎坷。还有不少住宅都配有游泳池,游泳是最好的健身运动之一。在风水上,常与水亲密接触,能为身心注入水的特质舒缓紧张的工作压力和疲惫的身心,有助于提高思维的柔韧性。除了运动的功能外,一大池水可以给干燥的空气带来水分与湿润。国际上的豪宅无不择水而建,中国自古也有择水而居的传统,此外,水景还迎和了人们亲近自然和对健康的追求,水景的生态效益和给人心灵带来的共鸣与愉悦也是不言而喻的。3.建筑风水之阳
中国地处北半球,阳光终年由南照射,自古以来,人们都以坐北朝南之势建房造宅,以求能沐浴在温暖和煦的阳光之中。阳光、空气、水,生命组成重要元素,阳光在现代建筑中占有极其重要的地位,甚至以光为装饰。阳光感在小区环境景观中的体现则更为直接,环境作为小区的重要组成部分越来越受到人们的关注。人们对自然、阳光的渴望都直接反映在对环境景观的要求上,小区中的环境景观有别于自然环境,它是一种抽象化的自然,阳光作为自然要素之一,在这样特定的场所中,与人、建筑发生着关系,通过小区内小环境,让人感受到它的存在。让人能感受阳光,聆听风声、雨声的场所,满足现代人生理、心理乃至精神上的渴望,使人们从日常生活的疲倦中解放出来。让人充分与阳光、自然相交流,达到生理、心理和精神上的和谐统一。
为了使阳光能够照射到家里。房屋日照间距的要求,是使后排房屋在底层窗台高度处,保证冬季能有一定的日照时间。房间日照的长短,是由房间和太阳相对位置的变化关系决定的,这个相对位置以太阳的高度角和方位角表示,它和建筑物所在地理纬度、建筑方位以及季节、时间有关。通常以当地冬至日正午十二时太阳的高度角,作为确定房屋日照间距的依据,日照间距的计算式为:式中L为房屋间距(日照间距),H是前排房屋檐口和后排房屋底层窗台的高差,α为冬至日正午的太阳高度角(当房屋正南向时)。在实际设计工作中,房屋的间距,通常是结合日照间距卫生要求和地区用地情况,做出对房屋间距L和前排房屋的高度H1比值的规定,如L/H1=0.8、1.2、1.5等等。在高纬度地区和农村,日照间距要求可大些,L/H1常取1.5~2.0,即房屋前后的间距是房屋高度的1.5~2倍。低纬度地区在1.2~1.5左右。城市用地很紧张,日照间距往往达不到日照卫生要求,但一般要求不小于1,但实际情况中,许多仅有0.8甚至更少,这种住宅状况是不利于人体健康的。阳光中的可见光谱有各种颜色,在阳光下,能够让人感受到一个色彩缤纷的世界。
4.总结
一个非常良好的生活环境。对于中国常见的背山面水的城市、村落而言,本身就是一个具有生态学意义的典型环境。其科学的价值是:背后的靠山,有利于抵挡冬季北来的寒风;面朝流水,即能接纳夏日南来的凉风,又能享有灌溉、舟楫、养殖之利;朝阳之势,便于得到良好的日照;缓坡阶地,则可避免淹涝之灾;周围植被郁郁,即可涵养水源,保持水土,又能调节小气候,获得一些薪柴。这些不同特征的环境因素综合在一起,便造就了一个有机的生态环境。这个富有生态意象、充满生机活力的城市或村镇,也就是古代建筑风学中始终追求的风水宝地。
参考文献
[1]黄一真.现代住宅风水,陕西旅游出版社.
《黄帝宅经》曰:"地善,苗旺盛;宅吉,人兴隆。"短短十个字就完全道出风水学的精髓。风水从字面上来理解,"风"是流动的空气;"水"是大地的血脉,万物生长的依靠。有风有水的地方就有生命和生气,万物就能生长,人群就能生活。从科学的角度来看,正因为有了空气与水和适宜的温度,地球上才有了生命。所以,"风水"一说也有正确所在,正因如此,"风水"在现代建筑中仍然被人们重视。
1. 建筑风水之风
建筑风水之风是指空气的流动,古人看风水要看住宅周围是否有风吹过,眼前豁然开朗,并无高山阻隔,以断风脉,也不宜风力过猛。风宜徐来,最理想的居住环境应有柔和的轻风徐徐吹来,清风送爽,才符合居住之道。优化建筑布局,提高住区的风环境质量,达到夏季通风良好。而在冬季,住区局部最大风速不超过5m/s,建筑物前后压差不大于5Pa,减少冷风渗透。风应该在平流层范围内,而不宜有产生紊流或涡流的大风。应该确定一个风速对人体长期健康影响的标准,也是我们现代人为了自身的健康应该考虑的,因为强旺的风以及携带的灰尘等是可以直接影响人的健康的。
一般来说,新风量越多,对健康越有利。国内外许多实验表明,产生"病态建筑物综合症"的一个重要原因就是新风量不足。新鲜空气可以改善人体新陈代谢、调节室温、除去过量湿气,并可稀释室内污染物。室内新风量根据二氧化碳的含量来确定,这是大多数国家使用的基本方法。二氧化碳与人体的新陈代谢有关,可以作为室内空气新鲜程度的指标。据统计,人每日吸入的空气量约为10m3。一般来说,保证每人每小时有30m3的新鲜空气,则室内二氧化碳的含量可控制在0.1%(体积分数)左右。
躺在椅子上,沐浴着和煦的微风中,把所有的劳累和烦恼的抛开,随风而去,这样的生活应该很惬意了。
2. 建筑风水之水
水―宇宙万千生命因它孕育而来。人类因水而有了生命,城镇因水而繁荣。建筑活动中对自然水环境的研究和利用,从古代就已经开始了。仰韶文化时期聚落的选址已经有了很明显的"环境选择"的倾向,其表现主要有:(1)靠近水源,不仅便于生活取水,而且有利于农业生产的发展。(2)位于河流交汇处,交通便利。(3)处于河流阶地上,不仅有肥沃的耕作土壤,而且能避免受洪水侵袭。在古典园林中水作为一种建筑要素被广泛的采用,并得到发长和传播,确立了建筑空间水要素的重要地位。
现代建筑中,由于寸土寸金,所以并不是每家都能有一大片水,更多的是在小区内有一池塘或喷泉。喷泉的活水发出的声音,亲切而自然,也能对人产生积极的影响,"润万物者莫润乎水"。流水至柔而善,可轻易流过路径上各处的障碍,而涓涓细流的汩汩之声很具抚慰性,有助于令住户度过漫长的人生路里的崎岖坎坷。还有不少住宅都配有游泳池,游泳是最好的健身运动之一。在风水上,常与水亲密接触,能为身心注入水的特质舒缓紧张的工作压力和疲惫的身心,有助于提高思维的柔韧性。除了运动的功能外,一大池水可以给干燥的空气带来水分与湿润。国际上的豪宅无不择水而建,中国自古也有择水而居的传统,此外,水景还迎和了人们亲近自然和对健康的追求,水景的生态效益和给人心灵带来的共鸣与愉悦也是不言而喻的。
3. 建筑风水之阳
中国地处北半球,阳光终年由南照射,自古以来,人们都以坐北朝南之势建房造宅,以求能沐浴在温暖和煦的阳光之中。阳光、空气、水,生命组成重要元素,阳光在现代建筑中占有极其重要的地位,甚至以光为装饰。阳光感在小区环境景观中的体现则更为直接,环境作为小区的重要组成部分越来越受到人们的关注。人们对自然、阳光的渴望都直接反映在对环境景观的要求上,小区中的环境景观有别于自然环境,它是一种抽象化的自然,阳光作为自然要素之一,在这样特定的场所中,与人、建筑发生着关系,通过小区内小环境,让人感受到它的存在。让人能感受阳光,聆听风声、雨声的场所,满足现代人生理、心理乃至精神上的渴望,使人们从日常生活的疲倦中解放出来。让人充分与阳光、自然相交流,达到生理、心理和精神上的和谐统一。 转贴于
为了使阳光能够照射到家里。房屋日照间距的要求,是使后排房屋在底层窗台高度处,保证冬季能有一定的日照时间。房间日照的长短,是由房间和太阳相对位置的变化关系决定的,这个相对位置以太阳的高度角和方位角表示,它和建筑物所在地理纬度、建筑方位以及季节、时间有关。通常以当地冬至日正午十二时太阳的高度角,作为确定房屋日照间距的依据,日照间距的计算式为:式中L为房屋间距(日照间距),H是前排房屋檐口和后排房屋底层窗台的高差,α为冬至日正午的太阳高度角(当房屋正南向时)。在实际设计工作中,房屋的间距,通常是结合日照间距卫生要求和地区用地情况,做出对房屋间距L和前排房屋的高度H1比值的规定,如L/H1=0.8、1.2、1.5等等。在高纬度地区和农村,日照间距要求可大些,L/H1常取1.5~2.0,即房屋前后的间距是房屋高度的1.5~2倍。低纬度地区在1.2~1.5左右。城市用地很紧张,日照间距往往达不到日照卫生要求,但一般要求不小于1,但实际情况中,许多仅有0.8甚至更少,这种住宅状况是不利于人体健康的。阳光中的可见光谱有各种颜色,在阳光下,能够让人感受到一个色彩缤纷的世界。
4. 总结
一个非常良好的生活环境。对于中国常见的背山面水的城市、村落而言,本身就是一个具有生态学意义的典型环境。其科学的价值是:背后的靠山,有利于抵挡冬季北来的寒风;面朝流水,即能接纳夏日南来的凉风,又能享有灌溉、舟楫、养殖之利;朝阳之势,便于得到良好的日照;缓坡阶地,则可避免淹涝之灾;周围植被郁郁,即可涵养水源,保持水土,又能调节小气候,获得一些薪柴。这些不同特征的环境因素综合在一起,便造就了一个有机的生态环境。这个富有生态意象、充满生机活力的城市或村镇,也就是古代建筑风学中始终追求的风水宝地。
参考文献
[1] 黄一真. 现代住宅风水, 陕西旅游出版社.