物理性污染控制工程的教學實踐與思考

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、內容廣泛、實踐性強，但理論課時短的問題。通過對課程進行改革，科學設計課程教學內容，合理應用教學方法手段是解決這些教學問題的有效途徑之一。本文從教學改革的必要性和教學改革兩個方面展開討論，采用多媒體教學、課程設計、課程實驗、案例教學、習題集的編制與應用和在線答疑輔導等多種方式開展教學活動，提高“物理性污染控制”的教學質量，增強學生的學習興趣和理解能力。

關鍵詞：物理性污染控制；教學實踐；教學方法

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

“物理性污染控制”課程是高等學校環境工程專業的重要專業課程之一[1]?！拔锢硇晕廴究刂啤敝饕芯坑嘘P噪聲、振動、電磁輻射、放射性、熱和光等污染的基礎知識以及有效治理措施和方案。當物理運動的強度超過了人體的耐受程度時即會形成物理性污染[1]。隨著社會經濟的快速發展，我國物理環境（特別是聲環境）的污染問題愈發突出，如何經濟有效地控制物理性污染問題是環境工程專業人才的主要培養目標之一。作為一名計劃或即將從事環境保護相關工作的大學生，有很大一部分將參加注冊環保工程師考試。注冊環保工程師專業考試內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方向為主要考核內容[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、實驗教學和課程設計等方式開展教學活動，并以理論教學為主，學生的課堂參與程度不高。如何提高學生對知識的掌握程度和運用能力，使學生能夠適應我國環保產業的快速發展，因此有必要對“物理性污染控制”的課程內容和實踐體系進行建設和改革。本文結合多年的教學實踐，對該課程進行教學改革的必要性和教學改革的方法展開討論。

一、物理性污染控制工程教學改革的必要性

1.課程內容選擇?！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系外，其他的物理要素間的關聯性則較弱，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”課程的內容抽象、結構邏輯性松散、理論計算公式較多[3，4]，但課程教學學時短等問題。如何合理安排各章節內容找準課程重點，加強學生對關聯性較差知識點的掌握，是課程教學過程中需要解決的重要問題之一。

2.課程內容重疊。根據教學大綱，物理性污染控制課程內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。各章節在內容設計中均涉及了污染的監測和評價部分，其中污染物監測與“環境監測”（第五學期開課）課程中的監測等內容重復，污染物評價內容與“環境影響評價”（第六學期開課）課程中的評價內容有部分重疊。因此，在課程教學過程中需要協調與其它課程的關系，抓住課程重點展開教學活動。

3.實踐環節薄弱。理論教學通常是課程教學的主要手段。純理論教學雖然可以使學生學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踐性較強的課程而言，實踐教學環節對于學生深入體會課程內容則非常重要。目前，學校在物理性污染控制實驗室建設方面的投入不足，尚沒有可以用于開展物理性污染控制實驗課程的場所。因此，在實踐教學環節主要以課程設計為主，而課程設計主要又偏重于理論計算，對于解決實際問題方面則有待加強。

二、教學方法改革與創新

1.課程內容的選擇。物理性污染是物理要素引起的環境污染問題，要解決物理性污染的問題就應該從物理學原理出發尋找經濟有效的方法和措施。因此在課程教學內容的結構體系的設計中，我們將教學內容分為三個層次，依次為基礎知識、防治和控制技術原理和防治和控制技術應用。教學過程中按照物理性要素的基礎知識→測量與評價→控制技術三個教學環節循序漸進的開展教學（圖1）。在合理安排教學內容的前提下，依據勘察設計環保工程師資格考試的基本要求，選擇課程教學的主要內容為“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原理、設計計算和案例分析作為課程教學的重點。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生課外學習的內容，課堂學習過程中進行簡要的講解。

2.輔助教參的選擇。我們根據物理性污染控制工程的教學大綱，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。為增強教學效果，提高學生對課程內容難點的理解和掌握程度，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”兩個章節的教學內容，我們選擇了清華大學出版社出版發行的《噪聲污染控制工程》作為教參，增強學生對于噪聲和振動污染防治的理解。此外，在國家實施注冊環保工程師的大背景下，我們在教學環節依據勘察設計環保工程師資格考試專業的基本要求，亦將《注冊環保工程師專業考試應試指導叢書：物理污染控制工程技術與實踐》作為教參之一。

3.教學手段的選擇。

（1）多媒體教學。多媒體教學是現代化教學過程中采取較多的一種教學手段和方法[4，5]。多媒體教學過程中引入PPT軟件、網絡資源和社會實踐等多種素材，使教學內容更為充實，激發了學生的學生興趣，從而提高了學生對課程內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知識時，利用網絡上的噪聲污染及其控制等視頻和聲頻資料，以及采用業余時間拍攝建筑施工噪聲、交通噪聲污染等視頻和課程實習過程中拍攝工業噪聲污染防治、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，提高多媒體教學的生動性，便于學生的理解記憶。

（2）案例教學?！拔锢硇晕廴究刂啤笔且婚T理論性和實踐性很強的專業課，課程教學過程中若局限于理論講授，則不利于教學活動的開展以及學生對知識的掌握。將案例教學方法引入課程教學環節，將抽象化的理論內容和枯燥的設計計算公式與工程實例相接合，改變抽象難懂的知識點為淺顯易懂的知識，利于學生更好地掌握課程內容，從而取得良好的教學效果。目前課程教學中采用的案例包括吸聲降噪應用實例、隔聲降噪應用實例、消聲降噪應用實例、隔振應用實例等。通過案例教學發現，學生對知識點特別是難懂知識點的理解和掌握程度得到了較大程度的提升。

（3）課外輔導與答疑。課程的課外輔導和答疑是課堂教學的補充和延伸[6]，亦是一種成效較好的教學方法。新知識的掌握需要大量的練習才能得以實現，而在這個過程中學生很有可能會遇到理解困難的知識點，若沒有得到及時的輔導，就可能會出現“拿來主義”的情況。所以在課外答疑輔導環節，我們開展的工作包括如下三個方面：①課程材料的發布。學期初我們會將有關課程的材料，包括教學大綱、教學日歷、課件、課程作業、課程設計和實驗等信息在網絡教學綜合平臺上進行公布，與學生共享，選課學生可根據需求下載相關教學材料。②答疑輔導。開課期間組織定期和不定期的答疑輔導，定期答疑輔導時間利用學生的課余時間，不定期答疑輔導多利用課間休息時間進行。輔導的內容不僅包括疑難問題，更將學習方法的指導作為答疑輔導的重點。同時在答疑輔導時可以得到學生對教學情況的反饋，這有助于教學方法的改進和調整。③網絡資源的利用。課程教學過程中，我們還利用微信平臺和QQ平臺等方便快捷的網絡平臺搭建課后答疑輔導平臺，學生可直接通過微信和QQ參加課程討論和查閱相關問題及解答，從而提高學生的學習效率。

4.教學實踐的選擇。教學實踐教學是高等學校教育教學環節中的一個重要組成[7，8]。“物理性污染控制”與工程實踐緊密相連，理論教學不足以提升學生對工程實踐活動的認識和體會，因此有針對性地開展教學實踐活動是非常有必要的。教學實踐環節包括實驗室實驗、課程設計和實習等環節。前文已經提及，我校“物理性污染控制”課程實踐目前主要以課程設計為主，設計任務基本上是依據教材擬定的題目，與實際案例的聯系程度較低，而實驗室實驗和實習兩個實踐環節尚沒有很好地開展。因此，根據“物理性污染控制”課程特點，擬在充實“物理性污染控制”課程設計體系建設的基礎上，增加2～4學時的實驗室實驗課程。實驗內容設定為：①吸聲材料（結構）吸聲系數的測定，以多種材料（結構）作為研究對象，探討吸聲材料（結構）與吸聲系數之間的關系；②隔聲墻隔聲效果評估實驗，探討單層勻質墻和雙層墻的隔聲效果，特別是空氣層對隔聲效果的影響。在后期實驗儀器設備購置計劃順利完成的前提下，我們將不斷的增加和完善相關實驗項目，增設一些綜合性和探索性的實驗項目，培養學生獨立實驗和分析解決問題的能力，提高學生的創新性意識。

5.習題庫的編制與應用。為了增強學生對“物理性污染控制”課程知識點的掌握，提高他們對所學內容的靈活應用能力，我們通常會根據知識點布置相應的課程作業，而作業內容則通常采用教材中的課后習題。課后習題的設置采用的題型主要為簡答題和計算題，這不利于學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，參照《注冊環保工程師專業考試應試指導叢書》，編制了“物理性污染控制”習題庫。習題庫設置了單選題、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、理論和理論計算等知識；案例分析題則主要以解決實際設計和工程問題為主。習題庫在學期初發給學生，學生根據課堂理論講解，有針對性選做相應的習題。針對學生疑問較多的習題，展開課堂討論和講評，一方面可以提高學生上課的積極性和參與性，另一方面增強學生對難點的理解。

三、實踐效果分析

考試不僅可以檢驗學生對課程知識的掌握程度，而且對整個教學活動具有導向、評價和反饋等積極作用，還對提升教學質量和實現教學目標具有重要意義[9]。因此，我們對近三年學生的考試成績進行了分析，結果見表1。由表1可以看出，2010～2012級的學業優良率分別為57%、59%和67%，而不及格率則由4%降低為0，這可以說明學生對課程知識的掌握程度不斷提高。

四、結論

“物理性污染控制”是環境工程專業主修課程，為增強學生對知識點的掌握程度和應用能力，我們對該課程的教學方式改革和實踐進行了一定的探索，并在課程教學過程中不斷得以完善。實踐表明，教學改革不僅提高了教學質量和教學效果，更重要的是拓展了學生的知識面，打牢了學生的專業基礎，取得了教學相長的效果。

參考文獻：

[1]陳杰瑢.物理性污染控制[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]全國勘察設計注冊工程師環保專業管理委員會，中國環境保護產業協會.2015年注冊環保工程師專業考試復習教材[M].第三版.北京：中國環境科學出版社，2007.

[3]宋衛軍，謝妤.“物理性污染控制”課程教學方法與手段探索[J].赤峰學院學報（自然科學版），2013：236-238.

[4]洪新，唐克.《物理性污染控制工程》教改體會[J].教育教學論壇，2014，（41）：130-132.

[5]張雪喬.“物理性污染控制工程”課程教學改革和探索[J].中國電力教育，2014，（5）：138-139.

[6]杜茂德，王寶玉.輔導答疑教學效果[J].安陽大學學報，2003，（6）：122-123.

[7]盧曼萍，潘曉華，張繼河.體驗：實踐教學的重要內涵——體驗式實踐教學模式解析[J].教育學術月刊，2011，（3）：105-107.

[8]何文廣，李偉，劉桂波，國紹文.高校實踐教學的幾點思考[J].科教文化，2013，（10）：168-169.

[9]楊興坤，王英.高校公共選修課考試改革初探[J].教育與職業，2015，（6）：188-189.