新冠肺炎疫情期間噪聲與振動控制課程教學探討

苑春苗 王泠峰 賀曹迪 尚融雪

[摘 要]隨著我國工業現代化進程的加快，以噪聲污染為代表的職業病問題對人們的工作、生活的影響越來越嚴重。使學生熟練掌握噪聲與振動控制相關的知識是提高安全工程本科教學質量必不可少的前提。要想解決新冠肺炎疫情期間，噪聲與振動控制課程如何喚起、提高學生的學習興趣以及提高學生聽課效率的問題，教師必須結合學生興趣形成發展的一般軌跡和作用機理，對噪聲振動與控制課程的教學方法進行分析，增加學時及精選梳理教學內容、改變教學形式、豐富教學手段、合理布置作業時間、豐富作業形式、實現期末試題多元化、發揮學院和班級的管理作用，同時在學生學習自主性、師生互動等方面也有所改變，將學科的知識點和發展應用以多種綜合新穎方式呈現給學生，從而能更好地結合疫情防控形勢的特點培養學生的能力。

[關鍵詞]噪聲與振動控制;教學改革;疫情授課;PBL

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）02-0086-03

噪聲與振動控制課程主要講述了工業生產及社會生活過程中的噪聲危害及控制問題，其主要內容為引言、噪聲控制的聲學基礎、噪聲量度危害及標準、聲波在大氣及管道中的傳播、室內聲學原理（聲波在室內的傳播）、吸聲、隔聲。學生對該課程進行學習需要掌握包括力學、微積分、數學、信號處理等多種基礎學科知識，同時要熟練運用高等數學、大學物理等基本理論知識，了解并掌握噪聲控制的基本原理及量度方法、傳播過程、危害及控制標準、控制措施等?？偟膩碚f，該課程內容繁多，課時偏少，概念復雜，理論抽象，與工程實際聯系密切。

該課程作為安全工程專業必不可少的專業課，具有較強的綜合性和實踐性，是一門直接服務工程實際的課程，要求學生具備解決在實踐中控制噪聲污染以及預防噪聲性耳聾職業病等問題的能力。而受新冠肺炎疫情影響，無法通過實踐使學生對該門課程形成一個直觀印象。

本文結合在新冠肺炎疫情期間噪聲與振動控制課程教學實際中存在的問題，就如何解決問題，提高教學效率和教學效果進行探討、分析。

一、新冠肺炎疫情中本科課程教學現存問題

（一）課程學時較短

以噪聲與振動控制課程為例，本課程共七章，每章涉及的知識點繁多冗雜。在授課時，學生需要回顧并運用多門專業基礎課理論知識，例如第二章噪聲控制的聲學基礎，在講授理想流體媒質的三個基本方程時，涉及高等數學微分方程的理論及流體力學的基本思想，需要授課教師及時補充相關知識，此外還要以經典例題的形式來讓學生掌握基本方程的運用。而由于疫情的影響，學時必然會被壓縮，學生無法對課程有整體的了解，這違背了馬克思主義矛盾觀點中的重點論與兩點論辯證統一的關系，不利于學生對知識的完全理解和掌握，以至于在課程結束時，學生只對最后的結論有粗略了解，而無法運用相同的方法推導出結論。

除此之外，本課程涉及大量概念性問題，由于課程模型是以實際工程問題為基礎建立的，與實際工程問題聯系相當緊密，求解得到的描述系統振動規律的表達式大都十分復雜、抽象。而因新冠肺炎疫情在家學習的學生，由于缺乏工程實踐經驗，往往很難從直觀上形成對該課程的整體印象，這在一定程度上阻礙了其對該課程的進一步學習，直接表現為學生無法深入理解各參數的物理意義。因此在錄播講授該課程時應注意區別概念并適當引入相關運用實例。如第五章中的墻的隔聲量與隔墻的噪聲降低量這兩個概念就很容易混淆，此時引入運用實例與習題來使學生對相關概念有清晰的理解就顯得必不可少。

（二）課程教學內容枯燥，形式單一

本課程的教學內容過分強調完整嚴密的知識體系，導致課程內容枯燥乏味，難以讓學生提起學習興趣。

本來本課程是安排在教室內教學的短期課，但受疫情影響，本課程采用學生自主看錄播視頻的非實時授課方式，自主學習、測試并組織答疑。但是，錄播視頻的內容如不能吸引學生，容易造成學生聽覺和視覺疲勞，進而使學生產生厭倦情緒，進一步打擊學生學習的積極性和主動性。同時，學生需要單純閱讀參考資料，機械記憶專業性的公式，很難真正理解并熟練運用有關知識，嚴重影響教學效果。而教師僅憑學生上交的單元作業，對學生的學習情況也無法全面了解。此外，錄播授課還存在畫面與講述不同步的問題。

（三）作業上交的截止時間設置不合理

新冠肺炎疫情期間，本課程采用每周學習一個章節并上交作業的形式，但是各個章節的內容不一，習題數量不同，導致學生學習壓力大，學習容易囫圇吞棗，對所學內容掌握得不夠徹底。

（四）學生輕視課程學習

大多數學生不重視新冠肺炎疫情期間的課程學習，與正常授課相比，錄播授課中師生無法直接互動，考核也相對簡單，且易于舞弊，因此相當一部分學生將線上課程當作一門“水課”。以噪聲與振動控制課程為例，該課程是一門普通的專業課，需要一定的基礎課知識儲備，有相當一部分學生對高等數學、大學物理等基礎課有抵觸心理，從而對該課程產生厭煩情緒。而在線上授課中，教師無法有效調動學生積極性，尤其是教授一些枯燥和難以理解的內容時，部分學生沒有認識到該課程的重要性，輕視短期課程，不愿花費時間去學習，只求通過考試，并獲得相應的學分，這嚴重影響了該課程的教學效果。許多學生都沒有意識到這門課程對于其所學專業具有無法替代的重要性，學生將來無論是從事設計、施工，還是管理工作，只要是與專業相關的，都會涉及該課程的知識。尤其是第六、七章隔聲和吸聲涉及具體的設計實踐，如果能熟練掌握，可令學生受益匪淺。

（五）考試方式及內容不合理

受新冠肺炎疫情影響，學生無法返校正常上課及參加考試，而線上考試缺乏監考，存在相當大的問題，同時考試試題多為習題，學生傾向于考前突擊，不加思考地死記硬背。學而不思則罔，思而不學則殆。學生雖然拿到了學分，卻學不到知識。

二、新冠肺炎疫情中本科課程新設計及模式變更

（一）適當增加學時及精選教學內容

噪聲與振動控制課程教學知識點繁雜，可適當增加授課課時，還可以精簡教材內容，這樣既可以節省課程授課時間，又不失噪聲與振動控制課程的精髓，讓學生掌握主要的理論知識和設計方法，且不增加學生的負擔和壓力。在教材內容的基礎上，可以及時吸取工程實踐中的先進技術豐富教學內容，例如在隔聲墻的實施過程中遇到的問題和解決方法等，使學生更好地了解現代工程。在選定教學內容后，可以對教學內容進行梳理，找到章節部分與部分之間的區別和聯系，使學生在學到某一處知識時能想到另一處知識，建立一個整體有序的知識框架。例如，講到隔聲要聯想到吸聲，隔聲與吸聲有什么區別和聯系等。對于一些比較難的部分，還可單獨設置專題講解。

（二）知識結構體系改革

教師可以將原本的知識平鋪式結構體系轉化為立體結構體系，在復雜的知識間穿插應用分析與歷史發展，適量穿插一些噪聲學科的發展史、著名人物和經典案例等，讓學生從枯燥中尋找樂趣，從多維度更好地學習繁雜的知識，使學生更加完整全面地了解噪聲與振動控制這門學科，同時增加學生對課程的興趣。建議授課既要遵循教學大綱的要求，又要考慮用人單位的需求，或現在工程的特點。如此一來，在滿足專業培養目標的同時，又可以使教學內容更貼近工程實際需求。

（三）理論知識點的軟件仿真與模擬

受疫情影響，現場授課不得不改成線上授課，因此應該規避網絡授課缺乏實踐的缺陷，充分發揮線上授課便捷、數字化等優點，加深學生對知識點的理解。以噪聲與振動控制課程為例，如講解單自由度無阻尼自由振動時，為了讓學生更好地了解固有頻率，可以通過理論計算和軟件計算兩種不同的方式來處理。通過對同一問題的兩種求解，啟發學生拓寬解題思路，引導學生借助計算機技術從多個角度求解振動問題。這樣既鍛煉了學生的思維能力，又能夠很好地調節課堂教學原本枯燥的氛圍。

對一些工程問題的軟件模擬，能促進學生對相關知識的應用性理解得更為深刻。如講解固有頻率、模態、振型等相關知識時，可以汽車、機床部件、飛機等具體的機械類結構為模型，利用有限元軟件分析其各階頻率和振型，結合分析過程及分析結果闡述相關理論。這樣能夠使學生將課程案例更好地和實際生活聯系在一起，也能使學生更好地接受相關的知識。

（四）改變教學形式，豐富教學手段

1.采用實時直播授課方式

直播授課是師生在一定的時間、使用同樣的網絡教學軟件，集中起來上課，避免了個人單獨聽課的懈怠性。此外，直播會讓學生真正感受到屏幕對面的教師是真實具體可互動的，存在交流可能性，能督促學生學習。在直播教學過程中，可采用案例驅動的主題式教學和基于問題的教學相結合的方式，使枯燥無味的內容變得生動有趣，消除學生的畏難情緒。

2.以目的引導學習，提高學生學習興趣

可以從所學基礎知識的運用、畢業設計需要掌握的本課程的知識、工作后可能面臨的實際工程問題以及考研要求等多個方面明確噪聲與振動控制這門課的具體用途和學習目的，以增強學生學習的目的性，提高學生學習的興趣。

3.加強討論，注重互動

在直播課堂教學中，易于進行課堂互動。在回顧或講授知識時，可以提出問題，與學生互動，對表現良好的學生給予加分獎勵。對于難度比較大的知識點，還可以設置專門的討論課和答疑課。

（五）合理布置作業時間，豐富作業形式

教師根據學生的學習進度來設置作業完成時間，作業可采取開卷考核方式，并要求學生對錯題進行訂正，把正確詳細的步驟寫出來。還可以將學生進行分組，每組設置一個討論題，讓學生上交討論之后的結果，這樣可以鍛煉學生的獨立思考和團隊合作的能力。

（六）發揮學院和班級的管理作用

建立學院和班級督導制度，可邀請輔導員等進入課堂聽課，對于學生的學習態度、平時出勤情況，學院及班級應該隨時跟進關注;對于學習態度不端正、出勤率差的學生應該及時了解原因，并幫助學生轉變意識，使其意識到學習的重要性和本課程的重要性。除此之外，還可增加本課程的學分。

（七）優化考核過程

1. 降低期末成績占比，提高過程成績占比

將期末大比重考核模式轉化為單元過程平均比重模式，會使學生認真對待每一單元內容的學習，學深學透，單元測試留有充足的時間進行模塊化專門化復習，更能提高學習效率。

2.增加多元化考核項，更有效評估成績

將測驗比重減小，增加MOOC學習、報告、實驗、實際問題模型分析等多元化考核項，使學生掌握內容立體化、透徹化，達到“知概念、懂原理、會應用”的目的。

3.期末考試多元化

期末試題中除了選擇題、填空題、問答題、計算題，還要多設置幾道開放性拓展題，以充分提高學生學習的主動性、思辨能力、獨立思考能力。此外，可適當給學生布置與本課程相關的論文作業，對完成出色或認真完成的學生給予加分獎勵，從而在一定程度上提高學生的論文寫作興趣，進而提高該課程的授課質量。

三、結語

在全國疫情防控形勢嚴峻的情況下，線上授課成為一種必然選擇，噪聲與振動控制課程作為一門綜合性和實踐性很強且直接服務工程實際的課程，其教學應該適應疫情防控形勢的發展。為提高其教學質量和教學效果，應適當增加學時及精選教學內容，理論教學與工程實踐相結合，打破以往課堂教學內容枯燥、模式僵化、知識封閉的狀況，培養學生理論聯系實際的工程意識;增強多媒體課件的動態趣味性，激發學生的學習興趣，提高課堂教學效率及教學效果;利用計算模擬將本課程與相關軟件課程進行有機銜接，以豐富學生解決問題的手段，增強學生對課堂知識點的理解;改變教學形式，使枯燥無味的內容變得生動有趣，消除學生的畏難情緒;豐富教學手段，以目的引導學習，提高學生學習興趣;加強討論，注重互動;合理布置作業時間，豐富作業形式;實現期末試題多元化，提高學生學習的能動性，注重學生綜合能力的培養。此外，發揮學院和班級的管理作用也是提高教學質量的重要途徑。

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[收稿時間]2020-08-11

[基金項目]東北大學PBL教學法研究與應用項目（NEUJX04203），東北大學教師發展專項資助項目（DDJF202005），國家重點研發計劃項目（2017YFC0804703）。

[作者簡介]苑春苗（ 1978—），男，河南人，博士，教授，博士生導師，研究方向：粉塵爆炸防護理論與技術。通信作者：王泠峰（1997—），男，河北人，東北大學2021級博士研究生。賀曹迪（1997—），男，湖南人，東北大學2020級碩士研究生。尚融雪（1987—），女，遼寧人，博士，講師，研究方向：工業爆炸機制及防治技術。

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