清華大學建築學院朱穎心:“專業課慕課建設與翻轉課堂”

教師簡介

清華大學建築學院朱穎心:“專業課慕課建設與翻轉課堂”

朱穎心

博士,教授,研究方向為綠色建築與人體動態熱舒適理論。現任清華大學建築學院副院長、城鄉生態規劃與綠色建築教育部重點實驗室副主任、教育部建築環境與能源應用工程專業教學指導分委員會主任、住建部高等教育建築環境與設備工程專業評估委員會副主任。長期主講清華大學本科生課程“建築環境學”、“暖通空調與冷熱源”、“綠色建築與可持續發展”,參講“暖通空調課程設計”、“土木工程概論”等課程,其中專業基礎課“建築環境學”2004年獲得國家級精品課的稱號,主編教材《建築環境學》為全國每年近萬名本科生學習使用,建成了“暖通空調”、“綠色建築與可持續發展”慕課,並正在建設“建築環境學”慕課。以其為首的清華大學建築環境與設備專業教學團隊獲得了國家級教學團隊、北京市優秀教學團隊等稱號,個人曾獲北京市高等學校教學名師、 北京市優秀教師等稱號。先後主持國家自然基金重點課題、國家重點研發計劃課題等十餘項縱向課題,在國際學術期刊發表學術論文70餘篇,任多個國際學術期刊的副主編和編委。曾獲北京市科學技術一等獎、住建部綠色建築創新一等獎、聯合國教科文組織亞太文化遺產保護創新獎等獎項。2018年被日本“空氣調和·衛生工學學會”授予井上宇市亞洲國際貢獻獎。


課程簡介

“暖通空調”是建築環境與能源應用工程(建環)專業的核心專業課程,是建環教指委主導的課程體系改革中的重點。該課程不僅需要凝練整合多門傳統專業課,突破原有分散的課程教材的制約,高度挖掘與梳理現代科技發展的本質,精煉與更新專業課程內容,減少專業課程的冗餘學時。將多門專業課凝練整合為“暖通空調”是清華建環專業20年來課程體系改革中最重要的一環。


開課初衷


我國是世界暖通空調與製冷設備的生產和消費大國,近年來建築節能與室內環境品質兩大熱點問題均與此相關,成為建築環境與能源應用專業的科研和人才培養面臨的挑戰與機遇。“建環專業具有典型的“通識工科”的特點,其基礎課幾乎覆蓋了全部工科專業要求的基礎課程,包括數理化、三大力學、機械、電工電子、計算機、自動控制、建築學基礎、建築環境學(涉及心理學、生理學和城市氣象學)等,故其基礎課程學時很多。

另一方面,由於現代暖通空調領域技術日新月異,核心專業課程學時卻又不斷地被要求壓縮,因此,保證專業課程教學質量和壓縮學時就成為了一個突出的矛盾。”朱老師談到其拍攝“暖通空調”慕課的初衷,就是作為建環教指委主任的她一直在倡導專業課程體系的濃縮和整合,但是最核心的專業課“暖通空調”在各院校的整合過程並不順利,雖然一些高校編寫了《暖通空調》教材,但普遍存在的問題是把原有幾門課程內容堆砌在一起,沒有很好地重新理順各項技術之間內在的邏輯關聯,這樣在學時縮減的情況下教學質量得不到保證。

其次,但很多學校的青年教師脫離了教材就難以講課,更不可能自己把來自原有幾門專業課教材的內容融會貫通到一起。所以她希望做一個“暖通空調”課程整合的模板,通過清華慕課平臺的影響力來把清華團隊多年的教學改革成果向其他院校介紹和示範,希望能夠在各院校的專業課程體系優化中起到一定的引導作用。

教學內容的表達


大量熱門的慕課課程都是文科課程或者科普課程。而科技內容偏深奧的理工科課程多半看起來比較枯燥。而在線下課程的授課中,最具特色的師生互動、案例分析等已經都做得很好了,以視頻為主的慕課課程如何做才能做到儘可能發揮其優勢,而不會像傳統國家精品資源共享課那樣只是把課堂教學複製成教師+PPT的視頻呢?朱老師及其團隊成員為了解決這個問題,深入分析對比了課堂教學和慕課的區別,發現慕課視頻在專業課傳授方面具有獨到的優勢。

朱老師認為由於暖通空調系統往往不僅龐大,而且是隱蔽工程,在現場參觀也很難看到全貌,學生在課堂上聽課,很難想象真實的對象是怎麼工作的,自然會感到課程內容很抽象難以理解。但是慕課可以利用影視手段把上述對象可視化,取得類似科教片的效果,尤其是涉及工作原理的部分內容,通過視覺和聽覺的雙重衝擊,讓學生理解得更加深刻。

“我們在課程最後一講結束時,製作了一個小視頻,叫做‘好萊塢諜戰片被暖通空調工程師懟’,視頻剪輯了《碟中諜》、《虎膽龍威》等好萊塢諜戰片中特工爬風道進入防守嚴密的機密房間完成特殊任務的片段,加上團隊自己拍攝的助教扮演的暖通設計工程師的表演視頻,我們要求學生結合課程所學內容指出這些好萊塢諜戰片中特工爬風道的橋段違背了哪些基本原理,通過生動幽默的方式讓學生又重溫了一遍所學知識,給其留下深刻印象。”

利用慕課進行翻轉課堂教學實踐


“2017年,我們開始了利用“暖通空調”慕課來進行翻轉課堂教學實踐。當時預計的最大的問題是:以前上課講的東西,學生從慕課視頻中都看到了,那麼課堂上我們做什麼?僅僅是把以前的課外作業在課堂上做嗎?”通過思考和實踐,朱老師已經摸索出一套翻轉課堂的課內內容以及進展方法,並已在建環專業全國專業負責人會議以及多次全國性的建環專業教學研討會上進行了宣傳和交流,取得巨大的反響,尤其是得到了大批青年教師的歡迎。

實際上,翻轉課堂教學對教師提出了更高的要求,因為教師已經不能再依賴書本,需要對專業實踐有更深的瞭解,還需對學生學習過程和認識問題思路有較深的瞭解。朱老師認為教師需要設計生動的教學內容,利用翻轉課堂來提高學生的悟性。“教師必須要準備大量能夠激化學生加深對視頻內容理解的思考題和習題,而且要引導學生們在討論中自主講出正確的思路和答案,幫助學生進行反思性學習、主動性學習,擴展學生“悟”的環節。”朱老師還把自己摸索做出來的翻轉課堂上用的講義、問題等材料都無償分享給了兄弟院校的老師們。

在談到未來課程建設計劃時,朱老師回答道5學分的“暖通空調與冷熱源”的慕課建設分成了“暖通空調”與“建築冷熱源”兩部分,作為先後銜接的課程。目前“暖通空調”部分的慕課已經完成製作,並從2017年秋季學期起在線下翻轉課堂課程中使用。她表示課程團隊會繼續完成“建築冷熱源”慕課的製作並進行翻轉課堂的實踐,創新改革課程教學模式,持續探索“通”、“專”兼備的實用創新型人才的培養方法。


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