噪聲控制類課程教學體系革新

郭天祥 陳傳敏 付東 苑春剛

[摘 要] 為培養具有扎實工程實踐能力的環境科學與工程類專業人才，針對華北電力大學噪聲控制類課程教學，結合電力行業特色，通過制定、優化、創建與工程實際發展相結合的教學內容，編寫新教材，合理使用網絡、多媒體等現代教學手段，實踐與期末相結合的多樣化課程考核等多種舉措，調動了學生學習的主動性，取得良好教學改革效果。

[關鍵詞] 噪聲控制;課程改革;教學模式;案例教學

[基金項目] 華北電力大學研究生優質課程建設項目（130017030）;華北電力大學優秀青年教師教學支持計劃項目;北京市自然科學基金（2184123）

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

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

一、引言

21世紀以來，聲環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境污染問題。為了深化我國環境生態文明建設需要，我校環境工程專業在本科生課程“物理性污染”中設置了噪聲污染控制工程部分內容，并在研究生的教學培養中作為環境工程專業的重要教學內容和研究方向而專門設置噪聲污染治理類課程，目的是讓學生經過本課程學習與實踐，掌握聲學的基本知識體系、噪聲允許標準及監測評價方法、噪聲治理的基本技術特點，能夠針對工業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存在的問題

1.教學內容編排亟須整合。系統的噪聲污染控制類課程涉及的內容繁多，包括聲學基礎如聲的衡量及傳播規律、噪聲標準及監測與源識別評價、噪聲治理理論與技術等。目前在本科生課程“物理性污染控制工程”中開設噪聲類內容，在48學時授課時間中占比不會超過40學時，而研究生課程“工業噪聲污染控制理論與技術”也僅有40學時。在有限的課時，教師想將如此多的課程內容講授，難度大。因此，教師授課過程中較難做到面面俱到，學生也未必能夠對每個知識點都掌握透徹、靈活運用。首先，本課程教學存在課程內容多與學時較少的矛盾[1]。其次，部分教師的工程背景較淺，可獲得、可應用于教學的工程實例較少，知識傳授與現實問題結合能力尚淺;此外，本門課程原來沒有設置專門的實習、實踐環節，學生難以通過全面系統的實踐環節來加深對噪聲污染控制的理解和認識，致使課堂講授內容與實際脫節。

2.教學模式單一[2]。噪聲控制類課程特點是：噪聲治理技術均以實際噪聲超標類工程問題為目標而得以建立與發展的;為解決這些與現實聯系較為緊密的噪聲超標問題，利用數學建模方法得到系統規律的描述表達式均相當復雜與抽象，需要較高的數學與物理學基礎。而目前噪聲污染控制工程教學仍采用以傳統的理論講授為主。這種傳統的灌輸式教學模式，學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雜的表達式，單純的課堂理論講解，缺少實驗儀器演示與操作環節，學生也難于理解與掌握。現有噪聲測量也只是講監測方法及數據分析，沒有相關課程設計相匹配，不能讓學生通過工程實踐深切體驗實際環境噪聲，尤其對那些沒有相關工程背景的學生來講，通過復雜數學、物理學知識系統來獲取噪聲識別與評價等噪聲控制規律是不切實際的，更談不上學生工程意識及職業素養的培養與鍛煉，從而也談不上學生培養的國家接軌問題;學生對噪聲控制的認知也僅停留在認識、了解的層次，而無法達到知識應用，工程實踐的高度，學生對本課程的重視程度和學習主動性不足。

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

3.學生學習意識不強。首先，與大氣污染、水污染及固體廢物污染類課程相比，因學時設置較少，學生對環境噪聲控制類課程重要性認識不足，常常被輕視。其次，當前學生人生觀、世界觀仍處于塑造階段，對人生規劃和未來設想不清晰，易受外界環境的影響而心浮氣躁致使學習態度不夠端正，如高校學生普遍存在的混學分思想。再次，部分學生還未從管束式教學中轉變過來，對于大學及研究生學習方式還不太適應，自主學習意識還沒有完全建立起來，又加上對噪聲污染控制所需數學、物理學等方面知識的掌握不夠，導致部分學生想學但還無法控制自我行為，主動規劃時間參與到本課程學習中來。

三、課程教學模式改革

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

1.更新、完善、升級教學內容，完成自編新教材出版。基于教學內容陳舊、教學手段單調和實踐教學較少等方面的不足[3]，筆者在2019年自編《電力噪聲控制及利用》校內教材作為本專業本科生、研究生通用教材。該教材分為聲學基礎、噪聲監測標準及源識別、噪聲控制技術原理、電力系統噪聲、噪聲能利用技術五大部分。該自編教材融合聲學基礎與專業特色，以解決實際電力噪聲問題為導向，強調分析和解決實際噪聲治理問題所需知識的系統性和完整性，能夠使具有不同背景、不同知識儲備的學生有針對性地進行選擇性學習，以培養學生的學習積極性以及科學精神和創新欲望。同時在教材編寫中，我們突出該課程的電力特色，針對電力系統變電站噪聲問題進行專門闡述，增強了學生學習的目的性，提高了學生就業深造的學習主動性。另外，在教學過程中嘗試為學生適當選用國外參考書、相關原著，讓學生了解國外環境噪聲控制領域的發展動態，能夠比較分析國內外環境噪聲控制工程教學內容的差異。基于我校環境工程專業本科生、研究生四級、六級通過率高，基礎英語扎實，我們把專業外語的學習逐漸貫穿在專業課程的講授過程中，并讓學生適當選擇外文文獻作為課后閱讀材料，達到拓寬視野、鞏固專業知識與技能的目的[4]。

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

其次，充分利用網絡大數據共享資源，讓學生更多地從生活、工作中切實理解噪聲控制的重要性。譬如，利用現代互聯網技術和手機App終端，建立涵蓋監測數據、降噪原理及方法、操作流程等的App平臺，以及課堂派教學平臺實現學生與老師在線交流，并使教師能夠根據教學中出現的問題及時調整授課內容及方式;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、豐富教學方法。（1）主題式教學。針對授課學生水平參差不齊、其他專業調劑生較多的特點，引入主題式教學方法[9]，把課程教授內容大致分為“聲學基礎”“聲傳播及源識別”“噪聲標準與監測評價”“電力系統噪聲”“噪聲控制理論與技術”“噪聲能利用”及其他前沿性噪聲控制方法等主題。首先，將傳統學科體系中的知識點和章節轉化為若干個教學單元，根據不同主題安排不同的授課方式，讓學生根據興趣自行分組選題，查閱搜集資料，自行整理匯總并適當進行課堂交流討論，促進學生對外交流能力、團隊組織協作能力培養;其次，促使學生對所需知識進行搜集、歸納和總結，培養學生自主學習與終生學習能力，從而實現授之以“魚”到授之以“漁”的轉變。（2）引入案例教學與現場教學。考慮到用人單位比較關注工科專業畢業生的實踐能力。因此，本次課程改革將實踐訓練滲透到教學活動中，注重對學生工程意識與實踐能力的培養。如將一些工程設計的錄像、設備及工藝的圖片以及實物引入噪聲控制類課程的教學活動中。通過在每個教學章節引入案例，進行案例分析，引導學生進行討論與思考來激發學生的學習興趣。此外，教學中列舉周邊環境中的吸聲設計、吸聲材料與吸聲結構，把專業知識和實際生活緊密聯系起來。組織學生到聲學實驗室、環保公司、環境科學研究院、變電站去參觀實習，真正參與到實際的噪聲控制工程中，使學生在真實的聲場環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效果;并通過現場教學，要求學生質疑問難，整理匯總參觀內容與資料，并進行反思，將理性知識升華為實踐能力[ 10 ]。（3）重視課外輔導與答疑。課程的課外輔導和答疑是課堂教學的補充和延伸[ 11 ]。學期初我們會利用課堂派等網絡平臺將課程資料，包括教學日歷、教學大綱、教案、多媒體課件與實驗等進行發布，使學生明確課程學習目的、提前熟悉教學內容。首先，開課期間組織定期和不定期的答疑輔導，對學生遇到的疑難問題和學習方法及時進行指導，并根據答疑時得到的教學反饋，及時改進和調整教學方法。其次，布置專業性較強的課程大作業，通過分組完成方式，鍛煉學生團隊合作意識與組織能力，培養職業素養。同時，可以組織學生成立課外小組進行研學，使學生“親歷”探究過程，提高學生自主合作進行科學研究的能力，引導學生建立科學的世界觀，通過解決生活中的實際問題來實現自我價值。再次，引導學生利用現有的噪聲控制類網絡課程資源、習題資源和相關的教學參考資源等在課后進行自主學習，拓寬學生的學習時間和空間，并充分應用網絡手段，及時了解學生的學習動態，根據學生個體差異來促進實現差異化教學。

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，促進其科研能力與職業素養的培養，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 ]，以多種形式考查學生掌握知識的全面性和系統性，注重學生綜合能力及工程意識的培養。增大成績考核中平時表現占比，如出勤、課堂表現、課下自學程度、作業提交質量等，增強學生的規則意識和提高其職業素養。

四、結論

針對本科生、研究生在噪聲污染控制類課程教學中存在的問題，我們在教學過程中不斷轉變觀念，采取主題式教學、多媒體教學、現場教學、案例教學等多元化的教學方式和教學手段不斷對課程教學方法、教學手段等進行探索，提高學生實踐能力和職業素養;同時注重利用網絡資源取得更好的教學效果，培養學生自主學習能力。另外，注重社會資源利用，加強校企合作，以校外實訓基地、聯合培養等方式，創造更多的學生接觸實踐教學場所和具體工程案例的機會，加強學生學習的積極性與自主性。最后，改革考評方式，融入過程考核與實踐教學環節，以更好地體現培養合格的環境科學與工程類專業復合型人才的目標。

參考文獻

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