清华大学建筑学院朱颖心:“专业课慕课建设与翻转课堂”

教师简介

清华大学建筑学院朱颖心:“专业课慕课建设与翻转课堂”

朱颖心

博士,教授,研究方向为绿色建筑与人体动态热舒适理论。现任清华大学建筑学院副院长、城乡生态规划与绿色建筑教育部重点实验室副主任、教育部建筑环境与能源应用工程专业教学指导分委员会主任、住建部高等教育建筑环境与设备工程专业评估委员会副主任。长期主讲清华大学本科生课程“建筑环境学”、“暖通空调与冷热源”、“绿色建筑与可持续发展”,参讲“暖通空调课程设计”、“土木工程概论”等课程,其中专业基础课“建筑环境学”2004年获得国家级精品课的称号,主编教材《建筑环境学》为全国每年近万名本科生学习使用,建成了“暖通空调”、“绿色建筑与可持续发展”慕课,并正在建设“建筑环境学”慕课。以其为首的清华大学建筑环境与设备专业教学团队获得了国家级教学团队、北京市优秀教学团队等称号,个人曾获北京市高等学校教学名师、 北京市优秀教师等称号。先后主持国家自然基金重点课题、国家重点研发计划课题等十余项纵向课题,在国际学术期刊发表学术论文70余篇,任多个国际学术期刊的副主编和编委。曾获北京市科学技术一等奖、住建部绿色建筑创新一等奖、联合国教科文组织亚太文化遗产保护创新奖等奖项。2018年被日本“空气调和·卫生工学学会”授予井上宇市亚洲国际贡献奖。


课程简介

“暖通空调”是建筑环境与能源应用工程(建环)专业的核心专业课程,是建环教指委主导的课程体系改革中的重点。该课程不仅需要凝练整合多门传统专业课,突破原有分散的课程教材的制约,高度挖掘与梳理现代科技发展的本质,精炼与更新专业课程内容,减少专业课程的冗余学时。将多门专业课凝练整合为“暖通空调”是清华建环专业20年来课程体系改革中最重要的一环。


开课初衷


我国是世界暖通空调与制冷设备的生产和消费大国,近年来建筑节能与室内环境品质两大热点问题均与此相关,成为建筑环境与能源应用专业的科研和人才培养面临的挑战与机遇。“建环专业具有典型的“通识工科”的特点,其基础课几乎覆盖了全部工科专业要求的基础课程,包括数理化、三大力学、机械、电工电子、计算机、自动控制、建筑学基础、建筑环境学(涉及心理学、生理学和城市气象学)等,故其基础课程学时很多。

另一方面,由于现代暖通空调领域技术日新月异,核心专业课程学时却又不断地被要求压缩,因此,保证专业课程教学质量和压缩学时就成为了一个突出的矛盾。”朱老师谈到其拍摄“暖通空调”慕课的初衷,就是作为建环教指委主任的她一直在倡导专业课程体系的浓缩和整合,但是最核心的专业课“暖通空调”在各院校的整合过程并不顺利,虽然一些高校编写了《暖通空调》教材,但普遍存在的问题是把原有几门课程内容堆砌在一起,没有很好地重新理顺各项技术之间内在的逻辑关联,这样在学时缩减的情况下教学质量得不到保证。

其次,但很多学校的青年教师脱离了教材就难以讲课,更不可能自己把来自原有几门专业课教材的内容融会贯通到一起。所以她希望做一个“暖通空调”课程整合的模板,通过清华慕课平台的影响力来把清华团队多年的教学改革成果向其他院校介绍和示范,希望能够在各院校的专业课程体系优化中起到一定的引导作用。

教学内容的表达


大量热门的慕课课程都是文科课程或者科普课程。而科技内容偏深奥的理工科课程多半看起来比较枯燥。而在线下课程的授课中,最具特色的师生互动、案例分析等已经都做得很好了,以视频为主的慕课课程如何做才能做到尽可能发挥其优势,而不会像传统国家精品资源共享课那样只是把课堂教学复制成教师+PPT的视频呢?朱老师及其团队成员为了解决这个问题,深入分析对比了课堂教学和慕课的区别,发现慕课视频在专业课传授方面具有独到的优势。

朱老师认为由于暖通空调系统往往不仅庞大,而且是隐蔽工程,在现场参观也很难看到全貌,学生在课堂上听课,很难想象真实的对象是怎么工作的,自然会感到课程内容很抽象难以理解。但是慕课可以利用影视手段把上述对象可视化,取得类似科教片的效果,尤其是涉及工作原理的部分内容,通过视觉和听觉的双重冲击,让学生理解得更加深刻。

“我们在课程最后一讲结束时,制作了一个小视频,叫做‘好莱坞谍战片被暖通空调工程师怼’,视频剪辑了《碟中谍》、《虎胆龙威》等好莱坞谍战片中特工爬风道进入防守严密的机密房间完成特殊任务的片段,加上团队自己拍摄的助教扮演的暖通设计工程师的表演视频,我们要求学生结合课程所学内容指出这些好莱坞谍战片中特工爬风道的桥段违背了哪些基本原理,通过生动幽默的方式让学生又重温了一遍所学知识,给其留下深刻印象。”

利用慕课进行翻转课堂教学实践


“2017年,我们开始了利用“暖通空调”慕课来进行翻转课堂教学实践。当时预计的最大的问题是:以前上课讲的东西,学生从慕课视频中都看到了,那么课堂上我们做什么?仅仅是把以前的课外作业在课堂上做吗?”通过思考和实践,朱老师已经摸索出一套翻转课堂的课内内容以及进展方法,并已在建环专业全国专业负责人会议以及多次全国性的建环专业教学研讨会上进行了宣传和交流,取得巨大的反响,尤其是得到了大批青年教师的欢迎。

实际上,翻转课堂教学对教师提出了更高的要求,因为教师已经不能再依赖书本,需要对专业实践有更深的了解,还需对学生学习过程和认识问题思路有较深的了解。朱老师认为教师需要设计生动的教学内容,利用翻转课堂来提高学生的悟性。“教师必须要准备大量能够激化学生加深对视频内容理解的思考题和习题,而且要引导学生们在讨论中自主讲出正确的思路和答案,帮助学生进行反思性学习、主动性学习,扩展学生“悟”的环节。”朱老师还把自己摸索做出来的翻转课堂上用的讲义、问题等材料都无偿分享给了兄弟院校的老师们。

在谈到未来课程建设计划时,朱老师回答道5学分的“暖通空调与冷热源”的慕课建设分成了“暖通空调”与“建筑冷热源”两部分,作为先后衔接的课程。目前“暖通空调”部分的慕课已经完成制作,并从2017年秋季学期起在线下翻转课堂课程中使用。她表示课程团队会继续完成“建筑冷热源”慕课的制作并进行翻转课堂的实践,创新改革课程教学模式,持续探索“通”、“专”兼备的实用创新型人才的培养方法。


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