物理性污染控制工程的教學(xué)實(shí)踐與思考

詹艷慧 林建偉

摘要：“物理性污染控制”課程存在知識體系繁雜、內(nèi)容廣泛、實(shí)踐性強(qiáng)，但理論課時短的問題。通過對課程進(jìn)行改革，科學(xué)設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容，合理應(yīng)用教學(xué)方法手段是解決這些教學(xué)問題的有效途徑之一。本文從教學(xué)改革的必要性和教學(xué)改革兩個方面展開討論，采用多媒體教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)驗(yàn)、案例教學(xué)、習(xí)題集的編制與應(yīng)用和在線答疑輔導(dǎo)等多種方式開展教學(xué)活動，提高“物理性污染控制”的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力。

關(guān)鍵詞：物理性污染控制；教學(xué)實(shí)踐；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）48-0117-03

“物理性污染控制”課程是高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的重要專業(yè)課程之一[1]?！拔锢硇晕廴究刂啤敝饕芯坑嘘P(guān)噪聲、振動、電磁輻射、放射性、熱和光等污染的基礎(chǔ)知識以及有效治理措施和方案。當(dāng)物理運(yùn)動的強(qiáng)度超過了人體的耐受程度時即會形成物理性污染[1]。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國物理環(huán)境（特別是聲環(huán)境）的污染問題愈發(fā)突出，如何經(jīng)濟(jì)有效地控制物理性污染問題是環(huán)境工程專業(yè)人才的主要培養(yǎng)目標(biāo)之一。作為一名計(jì)劃或即將從事環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作的大學(xué)生，有很大一部分將參加注冊環(huán)保工程師考試。注冊環(huán)保工程師專業(yè)考試內(nèi)容明確了物理性污染防治與水污染防治、大氣污染防治、固體廢物處理處置等四個專業(yè)方向?yàn)橹饕己藘?nèi)容[2]，這足以說明物理性污染控制課程的重要性以及物理性污染控制在環(huán)境治理中的必要性。

通常，物理性污染控制課程采用理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等方式開展教學(xué)活動，并以理論教學(xué)為主，學(xué)生的課堂參與程度不高。如何提高學(xué)生對知識的掌握程度和運(yùn)用能力，使學(xué)生能夠適應(yīng)我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，因此有必要對“物理性污染控制”的課程內(nèi)容和實(shí)踐體系進(jìn)行建設(shè)和改革。本文結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐，對該課程進(jìn)行教學(xué)改革的必要性和教學(xué)改革的方法展開討論。

一、物理性污染控制工程教學(xué)改革的必要性

1.課程內(nèi)容選擇?！拔锢硇晕廴究刂啤闭n程囊括了噪聲、振動、電磁輻射、放射性、熱和光等六大物理性污染及其治理措施和方案。噪聲和振動之間存在一定的聯(lián)系外，其他的物理要素間的關(guān)聯(lián)性則較弱，各類物理性污染的治理方法和措施方面存在較大不同。“物理性污染控制”課程的內(nèi)容抽象、結(jié)構(gòu)邏輯性松散、理論計(jì)算公式較多[3，4]，但課程教學(xué)學(xué)時短等問題。如何合理安排各章節(jié)內(nèi)容找準(zhǔn)課程重點(diǎn)，加強(qiáng)學(xué)生對關(guān)聯(lián)性較差知識點(diǎn)的掌握，是課程教學(xué)過程中需要解決的重要問題之一。

2.課程內(nèi)容重疊。根據(jù)教學(xué)大綱，物理性污染控制課程內(nèi)容主要討論噪聲污染控制、振動污染控制、電磁污染及其控制、放射性污染及其控制、熱污染及其控制和光污染及其控制。各章節(jié)在內(nèi)容設(shè)計(jì)中均涉及了污染的監(jiān)測和評價部分，其中污染物監(jiān)測與“環(huán)境監(jiān)測”（第五學(xué)期開課）課程中的監(jiān)測等內(nèi)容重復(fù)，污染物評價內(nèi)容與“環(huán)境影響評價”（第六學(xué)期開課）課程中的評價內(nèi)容有部分重疊。因此，在課程教學(xué)過程中需要協(xié)調(diào)與其它課程的關(guān)系，抓住課程重點(diǎn)展開教學(xué)活動。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱。理論教學(xué)通常是課程教學(xué)的主要手段。純理論教學(xué)雖然可以使學(xué)生學(xué)到物理性污染控制的基本理論，但是對于物理性污染控制工程這樣一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程而言，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對于學(xué)生深入體會課程內(nèi)容則非常重要。目前，學(xué)校在物理性污染控制實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的投入不足，尚沒有可以用于開展物理性污染控制實(shí)驗(yàn)課程的場所。因此，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要以課程設(shè)計(jì)為主，而課程設(shè)計(jì)主要又偏重于理論計(jì)算，對于解決實(shí)際問題方面則有待加強(qiáng)。

二、教學(xué)方法改革與創(chuàng)新

1.課程內(nèi)容的選擇。物理性污染是物理要素引起的環(huán)境污染問題，要解決物理性污染的問題就應(yīng)該從物理學(xué)原理出發(fā)尋找經(jīng)濟(jì)有效的方法和措施。因此在課程教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)中，我們將教學(xué)內(nèi)容分為三個層次，依次為基礎(chǔ)知識、防治和控制技術(shù)原理和防治和控制技術(shù)應(yīng)用。教學(xué)過程中按照物理性要素的基礎(chǔ)知識→測量與評價→控制技術(shù)三個教學(xué)環(huán)節(jié)循序漸進(jìn)的開展教學(xué)（圖1）。在合理安排教學(xué)內(nèi)容的前提下，依據(jù)勘察設(shè)計(jì)環(huán)保工程師資格考試的基本要求，選擇課程教學(xué)的主要內(nèi)容為“噪聲污染控制”、“振動污染及其控制”和“電磁輻射污染與防治”，并以噪聲污染控制的技術(shù)原理、設(shè)計(jì)計(jì)算和案例分析作為課程教學(xué)的重點(diǎn)。將放射性及其防治、熱污染及其防治和光污染及其防治作為學(xué)生課外學(xué)習(xí)的內(nèi)容，課堂學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行簡要的講解。

2.輔助教參的選擇。我們根據(jù)物理性污染控制工程的教學(xué)大綱，選擇了高等教育出版社出版的《物理性污染控制》（陳杰瑢）作為課程教材。為增強(qiáng)教學(xué)效果，提高學(xué)生對課程內(nèi)容難點(diǎn)的理解和掌握程度，我們亦有針對性地選擇了幾本參考書。例如，針對“噪聲污染與防治”和“振動污染與防治”兩個章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，我們選擇了清華大學(xué)出版社出版發(fā)行的《噪聲污染控制工程》作為教參，增強(qiáng)學(xué)生對于噪聲和振動污染防治的理解。此外，在國家實(shí)施注冊環(huán)保工程師的大背景下，我們在教學(xué)環(huán)節(jié)依據(jù)勘察設(shè)計(jì)環(huán)保工程師資格考試專業(yè)的基本要求，亦將《注冊環(huán)保工程師專業(yè)考試應(yīng)試指導(dǎo)叢書：物理污染控制工程技術(shù)與實(shí)踐》作為教參之一。

3.教學(xué)手段的選擇。

（1）多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)是現(xiàn)代化教學(xué)過程中采取較多的一種教學(xué)手段和方法[4，5]。多媒體教學(xué)過程中引入PPT軟件、網(wǎng)絡(luò)資源和社會實(shí)踐等多種素材，使教學(xué)內(nèi)容更為充實(shí)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)生興趣，從而提高了學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和掌握程度。例如，介紹噪聲污染及噪聲污染控制的相關(guān)知識時，利用網(wǎng)絡(luò)上的噪聲污染及其控制等視頻和聲頻資料，以及采用業(yè)余時間拍攝建筑施工噪聲、交通噪聲污染等視頻和課程實(shí)習(xí)過程中拍攝工業(yè)噪聲污染防治、交通噪聲污染防治等視頻，使抽象難懂的理論直觀化和具體化，提高多媒體教學(xué)的生動性，便于學(xué)生的理解記憶。

（2）案例教學(xué)?！拔锢硇晕廴究刂啤笔且婚T理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，課程教學(xué)過程中若局限于理論講授，則不利于教學(xué)活動的開展以及學(xué)生對知識的掌握。將案例教學(xué)方法引入課程教學(xué)環(huán)節(jié)，將抽象化的理論內(nèi)容和枯燥的設(shè)計(jì)計(jì)算公式與工程實(shí)例相接合，改變抽象難懂的知識點(diǎn)為淺顯易懂的知識，利于學(xué)生更好地掌握課程內(nèi)容，從而取得良好的教學(xué)效果。目前課程教學(xué)中采用的案例包括吸聲降噪應(yīng)用實(shí)例、隔聲降噪應(yīng)用實(shí)例、消聲降噪應(yīng)用實(shí)例、隔振應(yīng)用實(shí)例等。通過案例教學(xué)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對知識點(diǎn)特別是難懂知識點(diǎn)的理解和掌握程度得到了較大程度的提升。

（3）課外輔導(dǎo)與答疑。課程的課外輔導(dǎo)和答疑是課堂教學(xué)的補(bǔ)充和延伸[6]，亦是一種成效較好的教學(xué)方法。新知識的掌握需要大量的練習(xí)才能得以實(shí)現(xiàn)，而在這個過程中學(xué)生很有可能會遇到理解困難的知識點(diǎn)，若沒有得到及時的輔導(dǎo)，就可能會出現(xiàn)“拿來主義”的情況。所以在課外答疑輔導(dǎo)環(huán)節(jié)，我們開展的工作包括如下三個方面：①課程材料的發(fā)布。學(xué)期初我們會將有關(guān)課程的材料，包括教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、課件、課程作業(yè)、課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)等信息在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺上進(jìn)行公布，與學(xué)生共享，選課學(xué)生可根據(jù)需求下載相關(guān)教學(xué)材料。②答疑輔導(dǎo)。開課期間組織定期和不定期的答疑輔導(dǎo)，定期答疑輔導(dǎo)時間利用學(xué)生的課余時間，不定期答疑輔導(dǎo)多利用課間休息時間進(jìn)行。輔導(dǎo)的內(nèi)容不僅包括疑難問題，更將學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)作為答疑輔導(dǎo)的重點(diǎn)。同時在答疑輔導(dǎo)時可以得到學(xué)生對教學(xué)情況的反饋，這有助于教學(xué)方法的改進(jìn)和調(diào)整。③網(wǎng)絡(luò)資源的利用。課程教學(xué)過程中，我們還利用微信平臺和QQ平臺等方便快捷的網(wǎng)絡(luò)平臺搭建課后答疑輔導(dǎo)平臺，學(xué)生可直接通過微信和QQ參加課程討論和查閱相關(guān)問題及解答，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

4.教學(xué)實(shí)踐的選擇。教學(xué)實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校教育教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個重要組成[7，8]?！拔锢硇晕廴究刂啤迸c工程實(shí)踐緊密相連，理論教學(xué)不足以提升學(xué)生對工程實(shí)踐活動的認(rèn)識和體會，因此有針對性地開展教學(xué)實(shí)踐活動是非常有必要的。教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)包括實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。前文已經(jīng)提及，我校“物理性污染控制”課程實(shí)踐目前主要以課程設(shè)計(jì)為主，設(shè)計(jì)任務(wù)基本上是依據(jù)教材擬定的題目，與實(shí)際案例的聯(lián)系程度較低，而實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)兩個實(shí)踐環(huán)節(jié)尚沒有很好地開展。因此，根據(jù)“物理性污染控制”課程特點(diǎn)，擬在充實(shí)“物理性污染控制”課程設(shè)計(jì)體系建設(shè)的基礎(chǔ)上，增加2～4學(xué)時的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)定為：①吸聲材料（結(jié)構(gòu)）吸聲系數(shù)的測定，以多種材料（結(jié)構(gòu)）作為研究對象，探討吸聲材料（結(jié)構(gòu)）與吸聲系數(shù)之間的關(guān)系；②隔聲墻隔聲效果評估實(shí)驗(yàn)，探討單層勻質(zhì)墻和雙層墻的隔聲效果，特別是空氣層對隔聲效果的影響。在后期實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備購置計(jì)劃順利完成的前提下，我們將不斷的增加和完善相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增設(shè)一些綜合性和探索性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和分析解決問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新性意識。

5.習(xí)題庫的編制與應(yīng)用。為了增強(qiáng)學(xué)生對“物理性污染控制”課程知識點(diǎn)的掌握，提高他們對所學(xué)內(nèi)容的靈活應(yīng)用能力，我們通常會根據(jù)知識點(diǎn)布置相應(yīng)的課程作業(yè)，而作業(yè)內(nèi)容則通常采用教材中的課后習(xí)題。課后習(xí)題的設(shè)置采用的題型主要為簡答題和計(jì)算題，這不利于學(xué)生對課程基本理論知識的理解。因此，本課程以課程教材為主要依據(jù)，參照《注冊環(huán)保工程師專業(yè)考試應(yīng)試指導(dǎo)叢書》，編制了“物理性污染控制”習(xí)題庫。習(xí)題庫設(shè)置了單選題、多選題和案例分析題。單選題和多選題主要以課程基本理論知識為主，包括基本概念、理論和理論計(jì)算等知識；案例分析題則主要以解決實(shí)際設(shè)計(jì)和工程問題為主。習(xí)題庫在學(xué)期初發(fā)給學(xué)生，學(xué)生根據(jù)課堂理論講解，有針對性選做相應(yīng)的習(xí)題。針對學(xué)生疑問較多的習(xí)題，展開課堂討論和講評，一方面可以提高學(xué)生上課的積極性和參與性，另一方面增強(qiáng)學(xué)生對難點(diǎn)的理解。

三、實(shí)踐效果分析

考試不僅可以檢驗(yàn)學(xué)生對課程知識的掌握程度，而且對整個教學(xué)活動具有導(dǎo)向、評價和反饋等積極作用，還對提升教學(xué)質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)具有重要意義[9]。因此，我們對近三年學(xué)生的考試成績進(jìn)行了分析，結(jié)果見表1。由表1可以看出，2010～2012級的學(xué)業(yè)優(yōu)良率分別為57%、59%和67%，而不及格率則由4%降低為0，這可以說明學(xué)生對課程知識的掌握程度不斷提高。

四、結(jié)論

“物理性污染控制”是環(huán)境工程專業(yè)主修課程，為增強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度和應(yīng)用能力，我們對該課程的教學(xué)方式改革和實(shí)踐進(jìn)行了一定的探索，并在課程教學(xué)過程中不斷得以完善。實(shí)踐表明，教學(xué)改革不僅提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，更重要的是拓展了學(xué)生的知識面，打牢了學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)，取得了教學(xué)相長的效果。

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