噪聲控制類課程教學(xué)體系革新

郭天祥 陳傳敏 付東 苑春剛

[摘 要] 為培養(yǎng)具有扎實工程實踐能力的環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)人才，針對華北電力大學(xué)噪聲控制類課程教學(xué)，結(jié)合電力行業(yè)特色，通過制定、優(yōu)化、創(chuàng)建與工程實際發(fā)展相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，編寫新教材，合理使用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段，實踐與期末相結(jié)合的多樣化課程考核等多種舉措，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，取得良好教學(xué)改革效果。

[關(guān)鍵詞] 噪聲控制;課程改革;教學(xué)模式;案例教學(xué)

[基金項目] 華北電力大學(xué)研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項目（130017030）;華北電力大學(xué)優(yōu)秀青年教師教學(xué)支持計劃項目;北京市自然科學(xué)基金（2184123）

[作者簡介] 郭天祥（1982—），男，河南駐馬店人，博士，華北電力大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系副教授，主要從事電力污染控制研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）29-0141-03 ? ?[收稿日期] 2019-09-30

一、引言

21世紀(jì)以來，聲環(huán)境污染逐漸與水污染、大氣污染、固體廢物污染一起成為社會的四大環(huán)境污染問題。為了深化我國環(huán)境生態(tài)文明建設(shè)需要，我校環(huán)境工程專業(yè)在本科生課程“物理性污染”中設(shè)置了噪聲污染控制工程部分內(nèi)容，并在研究生的教學(xué)培養(yǎng)中作為環(huán)境工程專業(yè)的重要教學(xué)內(nèi)容和研究方向而專門設(shè)置噪聲污染治理類課程，目的是讓學(xué)生經(jīng)過本課程學(xué)習(xí)與實踐，掌握聲學(xué)的基本知識體系、噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測評價方法、噪聲治理的基本技術(shù)特點，能夠針對工業(yè)噪聲尤其電力噪聲給出行之有效的治理方案。

二、目前噪聲控制類課程教學(xué)存在的問題

1.教學(xué)內(nèi)容編排亟須整合。系統(tǒng)的噪聲污染控制類課程涉及的內(nèi)容繁多，包括聲學(xué)基礎(chǔ)如聲的衡量及傳播規(guī)律、噪聲標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測與源識別評價、噪聲治理理論與技術(shù)等。目前在本科生課程“物理性污染控制工程”中開設(shè)噪聲類內(nèi)容，在48學(xué)時授課時間中占比不會超過40學(xué)時，而研究生課程“工業(yè)噪聲污染控制理論與技術(shù)”也僅有40學(xué)時。在有限的課時，教師想將如此多的課程內(nèi)容講授，難度大。因此，教師授課過程中較難做到面面俱到，學(xué)生也未必能夠?qū)γ總€知識點都掌握透徹、靈活運用。首先，本課程教學(xué)存在課程內(nèi)容多與學(xué)時較少的矛盾[1]。其次，部分教師的工程背景較淺，可獲得、可應(yīng)用于教學(xué)的工程實例較少，知識傳授與現(xiàn)實問題結(jié)合能力尚淺;此外，本門課程原來沒有設(shè)置專門的實習(xí)、實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生難以通過全面系統(tǒng)的實踐環(huán)節(jié)來加深對噪聲污染控制的理解和認(rèn)識，致使課堂講授內(nèi)容與實際脫節(jié)。

2.教學(xué)模式單一[2]。噪聲控制類課程特點是：噪聲治理技術(shù)均以實際噪聲超標(biāo)類工程問題為目標(biāo)而得以建立與發(fā)展的;為解決這些與現(xiàn)實聯(lián)系較為緊密的噪聲超標(biāo)問題，利用數(shù)學(xué)建模方法得到系統(tǒng)規(guī)律的描述表達(dá)式均相當(dāng)復(fù)雜與抽象，需要較高的數(shù)學(xué)與物理學(xué)基礎(chǔ)。而目前噪聲污染控制工程教學(xué)仍采用以傳統(tǒng)的理論講授為主。這種傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式，學(xué)生較少參與對知識點及問題的討論，更不用提實際噪聲治理。而且為解決實際問題得到的那些復(fù)雜的表達(dá)式，單純的課堂理論講解，缺少實驗儀器演示與操作環(huán)節(jié)，學(xué)生也難于理解與掌握?，F(xiàn)有噪聲測量也只是講監(jiān)測方法及數(shù)據(jù)分析，沒有相關(guān)課程設(shè)計相匹配，不能讓學(xué)生通過工程實踐深切體驗實際環(huán)境噪聲，尤其對那些沒有相關(guān)工程背景的學(xué)生來講，通過復(fù)雜數(shù)學(xué)、物理學(xué)知識系統(tǒng)來獲取噪聲識別與評價等噪聲控制規(guī)律是不切實際的，更談不上學(xué)生工程意識及職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)與鍛煉，從而也談不上學(xué)生培養(yǎng)的國家接軌問題;學(xué)生對噪聲控制的認(rèn)知也僅停留在認(rèn)識、了解的層次，而無法達(dá)到知識應(yīng)用，工程實踐的高度，學(xué)生對本課程的重視程度和學(xué)習(xí)主動性不足。

此外，生源問題也增加了教學(xué)難度。不同于清華、北大等著名高校，我校環(huán)境工程專業(yè)研究生生源中，三本和專業(yè)調(diào)劑生占比較大，導(dǎo)致學(xué)生知識體系及知識接受能力差異較大。甚至部分調(diào)劑生在本科階段因?qū)I(yè)不同或者考研，未學(xué)習(xí)過機械振動或者聲學(xué)方面的相關(guān)課程，以至于研究生階段學(xué)習(xí)本課程較為吃力。這種生源導(dǎo)致的學(xué)生水平參差不齊問題會在教學(xué)過程中暴露出兩個問題：第一，那些本科階段未學(xué)習(xí)過機械振動或者聲學(xué)方面相關(guān)課程的學(xué)生，由于缺乏聲學(xué)振動、音頻聲學(xué)及噪聲治理的基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)這些抽象概念和過程倍感吃力，容易產(chǎn)生迷茫和畏難情緒，并逐漸對本課程失去了學(xué)習(xí)積極性。第二，針對本科基礎(chǔ)較好學(xué)生而言，在教師照顧基礎(chǔ)較差學(xué)生而講述基礎(chǔ)理論內(nèi)容時，容易產(chǎn)生厭課情緒而到課率不高。因此，如何在噪聲控制類內(nèi)容教學(xué)過程中，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與方式，因人施教，也是該課程教學(xué)中需要關(guān)注的問題。

3.學(xué)生學(xué)習(xí)意識不強。首先，與大氣污染、水污染及固體廢物污染類課程相比，因?qū)W時設(shè)置較少，學(xué)生對環(huán)境噪聲控制類課程重要性認(rèn)識不足，常常被輕視。其次，當(dāng)前學(xué)生人生觀、世界觀仍處于塑造階段，對人生規(guī)劃和未來設(shè)想不清晰，易受外界環(huán)境的影響而心浮氣躁致使學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正，如高校學(xué)生普遍存在的混學(xué)分思想。再次，部分學(xué)生還未從管束式教學(xué)中轉(zhuǎn)變過來，對于大學(xué)及研究生學(xué)習(xí)方式還不太適應(yīng)，自主學(xué)習(xí)意識還沒有完全建立起來，又加上對噪聲污染控制所需數(shù)學(xué)、物理學(xué)等方面知識的掌握不夠，導(dǎo)致部分學(xué)生想學(xué)但還無法控制自我行為，主動規(guī)劃時間參與到本課程學(xué)習(xí)中來。

三、課程教學(xué)模式改革

針對該類課程授課中遇到的問題，為提高這門課程的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性，本課程宜從以下幾個方面對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行變革。

1.更新、完善、升級教學(xué)內(nèi)容，完成自編新教材出版。基于教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)手段單調(diào)和實踐教學(xué)較少等方面的不足[3]，筆者在2019年自編《電力噪聲控制及利用》校內(nèi)教材作為本專業(yè)本科生、研究生通用教材。該教材分為聲學(xué)基礎(chǔ)、噪聲監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)及源識別、噪聲控制技術(shù)原理、電力系統(tǒng)噪聲、噪聲能利用技術(shù)五大部分。該自編教材融合聲學(xué)基礎(chǔ)與專業(yè)特色，以解決實際電力噪聲問題為導(dǎo)向，強調(diào)分析和解決實際噪聲治理問題所需知識的系統(tǒng)性和完整性，能夠使具有不同背景、不同知識儲備的學(xué)生有針對性地進行選擇性學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及科學(xué)精神和創(chuàng)新欲望。同時在教材編寫中，我們突出該課程的電力特色，針對電力系統(tǒng)變電站噪聲問題進行專門闡述，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性，提高了學(xué)生就業(yè)深造的學(xué)習(xí)主動性。另外，在教學(xué)過程中嘗試為學(xué)生適當(dāng)選用國外參考書、相關(guān)原著，讓學(xué)生了解國外環(huán)境噪聲控制領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)，能夠比較分析國內(nèi)外環(huán)境噪聲控制工程教學(xué)內(nèi)容的差異?；谖倚－h(huán)境工程專業(yè)本科生、研究生四級、六級通過率高，基礎(chǔ)英語扎實，我們把專業(yè)外語的學(xué)習(xí)逐漸貫穿在專業(yè)課程的講授過程中，并讓學(xué)生適當(dāng)選擇外文文獻(xiàn)作為課后閱讀材料，達(dá)到拓寬視野、鞏固專業(yè)知識與技能的目的[4]。

2.革新教學(xué)手段，合理利用現(xiàn)代教學(xué)手段豐富教學(xué)內(nèi)容。實行多媒體與板書相結(jié)合的授課模式。噪聲控制類課程是多學(xué)科交叉性、理論與實踐性均較強的專業(yè)課程，涉及的物理、數(shù)學(xué)公式復(fù)雜繁多，晦澀難懂。對理論知識部分（如聲學(xué)基礎(chǔ)概念、聲學(xué)傳播規(guī)律及源識別等）比較合適以板書為主，多媒體輔助的授課模式，邊寫邊講，學(xué)生更容易理解。而工程技術(shù)案例（如吸聲技術(shù)、隔聲技術(shù)等）部分的展示講授，比較適合以多媒體教學(xué)為主，板書為輔的教學(xué)模式。利用多媒體教學(xué)圖文聲像并茂，如引入形象生動視頻教學(xué)[5，6]，補充講解的呆板，實現(xiàn)使用者與計算機之間的人機交互操作，多角度調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、提升課堂的參與度，從而提高授課質(zhì)量[7]。

其次，充分利用網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)共享資源，讓學(xué)生更多地從生活、工作中切實理解噪聲控制的重要性。譬如，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和手機App終端，建立涵蓋監(jiān)測數(shù)據(jù)、降噪原理及方法、操作流程等的App平臺，以及課堂派教學(xué)平臺實現(xiàn)學(xué)生與老師在線交流，并使教師能夠根據(jù)教學(xué)中出現(xiàn)的問題及時調(diào)整授課內(nèi)容及方式;同時，還可以讓教師通過該平臺展示噪聲污染控制方面的最新研究成果[8]。

3.開辟、豐富教學(xué)方法。（1）主題式教學(xué)。針對授課學(xué)生水平參差不齊、其他專業(yè)調(diào)劑生較多的特點，引入主題式教學(xué)方法[9]，把課程教授內(nèi)容大致分為“聲學(xué)基礎(chǔ)”“聲傳播及源識別”“噪聲標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測評價”“電力系統(tǒng)噪聲”“噪聲控制理論與技術(shù)”“噪聲能利用”及其他前沿性噪聲控制方法等主題。首先，將傳統(tǒng)學(xué)科體系中的知識點和章節(jié)轉(zhuǎn)化為若干個教學(xué)單元，根據(jù)不同主題安排不同的授課方式，讓學(xué)生根據(jù)興趣自行分組選題，查閱搜集資料，自行整理匯總并適當(dāng)進行課堂交流討論，促進學(xué)生對外交流能力、團隊組織協(xié)作能力培養(yǎng);其次，促使學(xué)生對所需知識進行搜集、歸納和總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與終生學(xué)習(xí)能力，從而實現(xiàn)授之以“魚”到授之以“漁”的轉(zhuǎn)變。（2）引入案例教學(xué)與現(xiàn)場教學(xué)?？紤]到用人單位比較關(guān)注工科專業(yè)畢業(yè)生的實踐能力。因此，本次課程改革將實踐訓(xùn)練滲透到教學(xué)活動中，注重對學(xué)生工程意識與實踐能力的培養(yǎng)。如將一些工程設(shè)計的錄像、設(shè)備及工藝的圖片以及實物引入噪聲控制類課程的教學(xué)活動中。通過在每個教學(xué)章節(jié)引入案例，進行案例分析，引導(dǎo)學(xué)生進行討論與思考來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，教學(xué)中列舉周邊環(huán)境中的吸聲設(shè)計、吸聲材料與吸聲結(jié)構(gòu)，把專業(yè)知識和實際生活緊密聯(lián)系起來。組織學(xué)生到聲學(xué)實驗室、環(huán)保公司、環(huán)境科學(xué)研究院、變電站去參觀實習(xí)，真正參與到實際的噪聲控制工程中，使學(xué)生在真實的聲場環(huán)境中深切感受聲音的變化，深切體驗各類噪聲污染控制技術(shù)效果;并通過現(xiàn)場教學(xué)，要求學(xué)生質(zhì)疑問難，整理匯總參觀內(nèi)容與資料，并進行反思，將理性知識升華為實踐能力[ 10 ]。（3）重視課外輔導(dǎo)與答疑。課程的課外輔導(dǎo)和答疑是課堂教學(xué)的補充和延伸[ 11 ]。學(xué)期初我們會利用課堂派等網(wǎng)絡(luò)平臺將課程資料，包括教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、教案、多媒體課件與實驗等進行發(fā)布，使學(xué)生明確課程學(xué)習(xí)目的、提前熟悉教學(xué)內(nèi)容。首先，開課期間組織定期和不定期的答疑輔導(dǎo)，對學(xué)生遇到的疑難問題和學(xué)習(xí)方法及時進行指導(dǎo)，并根據(jù)答疑時得到的教學(xué)反饋，及時改進和調(diào)整教學(xué)方法。其次，布置專業(yè)性較強的課程大作業(yè)，通過分組完成方式，鍛煉學(xué)生團隊合作意識與組織能力，培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)。同時，可以組織學(xué)生成立課外小組進行研學(xué)，使學(xué)生“親歷”探究過程，提高學(xué)生自主合作進行科學(xué)研究的能力，引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)的世界觀，通過解決生活中的實際問題來實現(xiàn)自我價值。再次，引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有的噪聲控制類網(wǎng)絡(luò)課程資源、習(xí)題資源和相關(guān)的教學(xué)參考資源等在課后進行自主學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和空間，并充分應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)手段，及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，根據(jù)學(xué)生個體差異來促進實現(xiàn)差異化教學(xué)。

4.實施靈活的考核方式。為鼓勵本科生、研究生在平時課堂中積極表現(xiàn)，促進其科研能力與職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，對試卷考核為主的單一模式進行改革，建立多元化的考評機制[ 12 ]，以多種形式考查學(xué)生掌握知識的全面性和系統(tǒng)性，注重學(xué)生綜合能力及工程意識的培養(yǎng)。增大成績考核中平時表現(xiàn)占比，如出勤、課堂表現(xiàn)、課下自學(xué)程度、作業(yè)提交質(zhì)量等，增強學(xué)生的規(guī)則意識和提高其職業(yè)素養(yǎng)。

四、結(jié)論

針對本科生、研究生在噪聲污染控制類課程教學(xué)中存在的問題，我們在教學(xué)過程中不斷轉(zhuǎn)變觀念，采取主題式教學(xué)、多媒體教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)、案例教學(xué)等多元化的教學(xué)方式和教學(xué)手段不斷對課程教學(xué)方法、教學(xué)手段等進行探索，提高學(xué)生實踐能力和職業(yè)素養(yǎng);同時注重利用網(wǎng)絡(luò)資源取得更好的教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。另外，注重社會資源利用，加強校企合作，以校外實訓(xùn)基地、聯(lián)合培養(yǎng)等方式，創(chuàng)造更多的學(xué)生接觸實踐教學(xué)場所和具體工程案例的機會，加強學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與自主性。最后，改革考評方式，融入過程考核與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以更好地體現(xiàn)培養(yǎng)合格的環(huán)境科學(xué)與工程類專業(yè)復(fù)合型人才的目標(biāo)。

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