噪声控制类课程教学体系革新

2020-08-13郭天祥陈传敏付东苑春刚

教育教学论坛 2020年29期

郭天祥陈传敏付东苑春刚

[摘要] 为培养具有扎实工程实践能力的环境科学与工程类专业人才，针对华北电力大学噪声控制类课程教学，结合电力行业特色，通过制定、优化、创建与工程实际发展相结合的教学内容，编写新教材，合理使用网络、多媒体等现代教学手段，实践与期末相结合的多样化课程考核等多种举措，调动了学生学习的主动性，取得良好教学改革效果。

[关键词] 噪声控制;课程改革;教学模式;案例教学

[基金项目] 华北电力大学研究生优质课程建设项目（130017030）;华北电力大学优秀青年教师教学支持计划项目;北京市自然科学基金（2184123）

[作者简介] 郭天祥（1982—），男，河南驻马店人，博士，华北电力大学环境科学与工程系副教授，主要从事电力污染控制研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）29-0141-03 [收稿日期] 2019-09-30

一、引言

21世纪以来，声环境污染逐渐与水污染、大气污染、固体废物污染一起成为社会的四大环境污染问题。为了深化我国环境生态文明建设需要，我校环境工程专业在本科生课程“物理性污染”中设置了噪声污染控制工程部分内容，并在研究生的教学培养中作为环境工程专业的重要教学内容和研究方向而专门设置噪声污染治理类课程，目的是让学生经过本课程学习与实践，掌握声学的基本知识体系、噪声允许标准及监测评价方法、噪声治理的基本技术特点，能够针对工业噪声尤其电力噪声给出行之有效的治理方案。

二、目前噪声控制类课程教学存在的问题

1.教学内容编排亟须整合。系统的噪声污染控制类课程涉及的内容繁多，包括声学基础如声的衡量及传播规律、噪声标准及监测与源识别评价、噪声治理理论与技术等。目前在本科生课程“物理性污染控制工程”中开设噪声类内容，在48学时授课时间中占比不会超过40学时，而研究生课程“工业噪声污染控制理论与技术”也仅有40学时。在有限的课时，教师想将如此多的课程内容讲授，难度大。因此，教师授课过程中较难做到面面俱到，学生也未必能够对每个知识点都掌握透彻、灵活运用。首先，本课程教学存在课程内容多与学时较少的矛盾[1]。其次，部分教师的工程背景较浅，可获得、可应用于教学的工程实例较少，知识传授与现实问题结合能力尚浅;此外，本门课程原来没有设置专门的实习、实践环节，学生难以通过全面系统的实践环节来加深对噪声污染控制的理解和认识，致使课堂讲授内容与实际脱节。

2.教学模式单一[2]。噪声控制类课程特点是：噪声治理技术均以实际噪声超标类工程问题为目标而得以建立与发展的;为解决这些与现实联系较为紧密的噪声超标问题，利用数学建模方法得到系统规律的描述表达式均相当复杂与抽象，需要较高的数学与物理学基础。而目前噪声污染控制工程教学仍采用以传统的理论讲授为主。这种传统的灌输式教学模式，学生较少参与对知识点及问题的讨论，更不用提实际噪声治理。而且为解决实际问题得到的那些复杂的表达式，单纯的课堂理论讲解，缺少实验仪器演示与操作环节，学生也难于理解与掌握。现有噪声测量也只是讲监测方法及数据分析，没有相关课程设计相匹配，不能让学生通过工程实践深切体验实际环境噪声，尤其对那些没有相关工程背景的学生来讲，通过复杂数学、物理学知识系统来获取噪声识别与评价等噪声控制规律是不切实际的，更谈不上学生工程意识及职业素养的培养与锻炼，从而也谈不上学生培养的国家接轨问题;学生对噪声控制的认知也仅停留在认识、了解的层次，而无法达到知识应用，工程实践的高度，学生对本课程的重视程度和学习主动性不足。

此外，生源问题也增加了教学难度。不同于清华、北大等著名高校，我校环境工程专业研究生生源中，三本和专业调剂生占比较大，导致学生知识体系及知识接受能力差异较大。甚至部分调剂生在本科阶段因专业不同或者考研，未学习过机械振动或者声学方面的相关课程，以至于研究生阶段学习本课程较为吃力。这种生源导致的学生水平参差不齐问题会在教学过程中暴露出两个问题：第一，那些本科阶段未学习过机械振动或者声学方面相关课程的学生，由于缺乏声学振动、音频声学及噪声治理的基础知识，学习这些抽象概念和过程倍感吃力，容易产生迷茫和畏难情绪，并逐渐对本课程失去了学习积极性。第二，针对本科基础较好学生而言，在教师照顾基础较差学生而讲述基础理论内容时，容易产生厌课情绪而到课率不高。因此，如何在噪声控制类内容教学过程中，调整教学内容与方式，因人施教，也是该课程教学中需要关注的问题。

3.学生学习意识不强。首先，与大气污染、水污染及固体废物污染类课程相比，因学时设置较少，学生对环境噪声控制类课程重要性认识不足，常常被轻视。其次，当前学生人生观、世界观仍处于塑造阶段，对人生规划和未来设想不清晰，易受外界环境的影响而心浮气躁致使学习态度不够端正，如高校学生普遍存在的混学分思想。再次，部分学生还未从管束式教学中转变过来，对于大学及研究生学习方式还不太适应，自主学习意识还没有完全建立起来，又加上对噪声污染控制所需数学、物理学等方面知识的掌握不够，导致部分学生想学但还无法控制自我行为，主动规划时间参与到本课程学习中来。

三、课程教学模式改革

针对该类课程授课中遇到的问题，为提高这门课程的教学效率和学生的学习积极主动性，本课程宜从以下几个方面对传统的教学模式进行变革。

1.更新、完善、升级教学内容，完成自编新教材出版。基于教学内容陈旧、教学手段单调和实践教学较少等方面的不足[3]，笔者在2019年自编《电力噪声控制及利用》校内教材作为本专业本科生、研究生通用教材。该教材分为声学基础、噪声监测标准及源识别、噪声控制技术原理、电力系统噪声、噪声能利用技术五大部分。该自编教材融合声学基础与专业特色，以解决实际电力噪声问题为导向，强调分析和解决实际噪声治理问题所需知识的系统性和完整性，能够使具有不同背景、不同知识储备的学生有针对性地进行选择性学习，以培养学生的学习积极性以及科学精神和创新欲望。同时在教材编写中，我们突出该课程的电力特色，针对电力系统变电站噪声问题进行专门阐述，增强了学生学习的目的性，提高了学生就业深造的学习主动性。另外，在教学过程中尝试为学生适当选用国外参考书、相关原著，让学生了解国外环境噪声控制领域的发展动态，能够比较分析国内外环境噪声控制工程教学内容的差异。基于我校环境工程专业本科生、研究生四級、六级通过率高，基础英语扎实，我们把专业外语的学习逐渐贯穿在专业课程的讲授过程中，并让学生适当选择外文文献作为课后阅读材料，达到拓宽视野、巩固专业知识与技能的目的[4]。

2.革新教学手段，合理利用现代教学手段丰富教学内容。实行多媒体与板书相结合的授课模式。噪声控制类课程是多学科交叉性、理论与实践性均较强的专业课程，涉及的物理、数学公式复杂繁多，晦涩难懂。对理论知识部分（如声学基础概念、声学传播规律及源识别等）比较合适以板书为主，多媒体辅助的授课模式，边写边讲，学生更容易理解。而工程技术案例（如吸声技术、隔声技术等）部分的展示讲授，比较适合以多媒体教学为主，板书为辅的教学模式。利用多媒体教学图文声像并茂，如引入形象生动视频教学[5，6]，补充讲解的呆板，实现使用者与计算机之间的人机交互操作，多角度调动学生学习的主动性、提升课堂的参与度，从而提高授课质量[7]。

其次，充分利用网络大数据共享资源，让学生更多地从生活、工作中切实理解噪声控制的重要性。譬如，利用现代互联网技术和手机App终端，建立涵盖监测数据、降噪原理及方法、操作流程等的App平台，以及课堂派教学平台实现学生与老师在线交流，并使教师能够根据教学中出现的问题及时调整授课内容及方式;同时，还可以让教师通过该平台展示噪声污染控制方面的最新研究成果[8]。

3.开辟、丰富教学方法。（1）主题式教学。针对授课学生水平参差不齐、其他专业调剂生较多的特点，引入主题式教学方法[9]，把课程教授内容大致分为“声学基础”“声传播及源识别”“噪声标准与监测评价”“电力系统噪声”“噪声控制理论与技术”“噪声能利用”及其他前沿性噪声控制方法等主题。首先，将传统学科体系中的知识点和章节转化为若干个教学单元，根据不同主题安排不同的授课方式，让学生根据兴趣自行分组选题，查阅搜集资料，自行整理汇总并适当进行课堂交流讨论，促进学生对外交流能力、团队组织协作能力培养;其次，促使学生对所需知识进行搜集、归纳和总结，培养学生自主学习与终生学习能力，从而实现授之以“鱼”到授之以“渔”的转变。（2）引入案例教学与现场教学。考虑到用人单位比较关注工科专业毕业生的实践能力。因此，本次课程改革将实践训练渗透到教学活动中，注重对学生工程意识与实践能力的培养。如将一些工程设计的录像、设备及工艺的图片以及实物引入噪声控制类课程的教学活动中。通过在每个教学章节引入案例，进行案例分析，引導学生进行讨论与思考来激发学生的学习兴趣。此外，教学中列举周边环境中的吸声设计、吸声材料与吸声结构，把专业知识和实际生活紧密联系起来。组织学生到声学实验室、环保公司、环境科学研究院、变电站去参观实习，真正参与到实际的噪声控制工程中，使学生在真实的声场环境中深切感受声音的变化，深切体验各类噪声污染控制技术效果;并通过现场教学，要求学生质疑问难，整理汇总参观内容与资料，并进行反思，将理性知识升华为实践能力[ 10 ]。（3）重视课外辅导与答疑。课程的课外辅导和答疑是课堂教学的补充和延伸[ 11 ]。学期初我们会利用课堂派等网络平台将课程资料，包括教学日历、教学大纲、教案、多媒体课件与实验等进行发布，使学生明确课程学习目的、提前熟悉教学内容。首先，开课期间组织定期和不定期的答疑辅导，对学生遇到的疑难问题和学习方法及时进行指导，并根据答疑时得到的教学反馈，及时改进和调整教学方法。其次，布置专业性较强的课程大作业，通过分组完成方式，锻炼学生团队合作意识与组织能力，培养职业素养。同时，可以组织学生成立课外小组进行研学，使学生“亲历”探究过程，提高学生自主合作进行科学研究的能力，引导学生建立科学的世界观，通过解决生活中的实际问题来实现自我价值。再次，引导学生利用现有的噪声控制类网络课程资源、习题资源和相关的教学参考资源等在课后进行自主学习，拓宽学生的学习时间和空间，并充分应用网络手段，及时了解学生的学习动态，根据学生个体差异来促进实现差异化教学。

4.实施灵活的考核方式。为鼓励本科生、研究生在平时课堂中积极表现，促进其科研能力与职业素养的培养，对试卷考核为主的单一模式进行改革，建立多元化的考评机制[ 12 ]，以多种形式考查学生掌握知识的全面性和系统性，注重学生综合能力及工程意识的培养。增大成绩考核中平时表现占比，如出勤、课堂表现、课下自学程度、作业提交质量等，增强学生的规则意识和提高其职业素养。

四、结论

针对本科生、研究生在噪声污染控制类课程教学中存在的问题，我们在教学过程中不断转变观念，采取主题式教学、多媒体教学、现场教学、案例教学等多元化的教学方式和教学手段不断对课程教学方法、教学手段等进行探索，提高学生实践能力和职业素养;同时注重利用网络资源取得更好的教学效果，培养学生自主学习能力。另外，注重社会资源利用，加强校企合作，以校外实训基地、联合培养等方式，创造更多的学生接触实践教学场所和具体工程案例的机会，加强学生学习的积极性与自主性。最后，改革考评方式，融入过程考核与实践教学环节，以更好地体现培养合格的环境科学与工程类专业复合型人才的目标。

参考文献

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[11]詹艳慧，林建伟.物理性污染控制工程的教学实践与思考[J].教育教学论坛，2016（48）：117-119.