環(huán)境噪聲控制工程授課深度的實踐加強

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摘要：環(huán)境噪聲控制工程課程是聲學理論與工程學科交叉性課程，是環(huán)境工程專業(yè)專業(yè)必修課之一。針對在教學過程中，存在學生學習深度一般和學科掌握寬度較窄的問題，論文提出在教學中加強可視化教學和拓寬式案例教學等教學方法；通過可視化教學，能夠促進教學內(nèi)容從感官上進一步加深理解；拓寬式案例教學，通過以本課程為核心進行案例講解，同時加強噪聲控制實際中相關學科知識了解和重點掌握，能夠進一步促進課程講解的完善和學生對工程實際的認知面。

關鍵詞：可視化教學；拓寬式案例教學，環(huán)境噪聲控制工程

環(huán)境噪聲控制工程，是高等院校環(huán)境工程專業(yè)一門重要專業(yè)課程，是聲學基礎理論與工程學科的交叉性課程，由于課程涉及物理學科知識，致使授課內(nèi)容的理解需要較強的想象力[1-4]。河北工業(yè)大學開設環(huán)境工程專業(yè)以來，環(huán)境噪聲控制工程主要以洪宗輝等主編的《環(huán)境噪聲控制工程》（北京：高等教育出版社，2002），毛東興等主編的《環(huán)境噪聲控制工程》（北京：高等教育出版社，2010）、賀啟環(huán)等主編《環(huán)境噪聲控制工程》（清華大學出版社，2012）為教學參考教材，結合教學計劃課時，撰寫授課講義；同時，針對聲學基礎理論建議學生參閱杜功煥等著《聲學基礎》（南京大學出版社，2012）。自2003年開始環(huán)境噪聲控制工程課程，河北工業(yè)大學環(huán)境工程專業(yè)至今已經(jīng)近15年的授課歷程。在授課過程中，結合多年的教學經(jīng)驗和實際工程反饋，不斷改善授課方式和方法，從課堂授課的理論性、系統(tǒng)性上逐漸得到完善。隨著環(huán)境保護受到的重視程度越來越高，作為環(huán)境污染因子的噪聲污染，在工程實際和社會生活中受到的重視程度逐漸提升，因此，環(huán)境噪聲控制工程的授課應不斷結合實際，在完善理論授課同時，思考如何使得授課內(nèi)容逐漸與實際結合緊密，同時也使得學生經(jīng)過課程的學習，能夠對噪聲的產(chǎn)生、傳播控制工程等理論進行多學科的理解和把握[5-6]。

一問題原因

環(huán)境噪聲控制工程課程授課完畢后，經(jīng)過對歷課程考試分析及畢業(yè)設計題目選題的分析，發(fā)現(xiàn)學生對于噪聲處理方面工程理解不足，同時針對有關噪聲處理的畢業(yè)設計題目認識深度不夠、興趣不大。授課小組經(jīng)過討論分析，歸納出導致這一現(xiàn)象的主要原因存在三點原因。首先，對于環(huán)境工程涉及到行業(yè)認識存在片面性。二十世紀八十年代，環(huán)境工程專業(yè)發(fā)源于給水排水專業(yè)，隨著環(huán)境污染現(xiàn)象的多層次出現(xiàn)，逐漸對社會中存在的固體廢物、廢氣處理等領域進行了研究，環(huán)境工程專業(yè)涉及的內(nèi)容逐漸變寬。隨著人民生活水平的提升，人民環(huán)保意識進一步增強，對于環(huán)境污染的認識程度進一步深刻。水體污染、大氣污染、固體廢物污染之外，噪聲污染、光學污染等逐漸得到科研工作者的認識和研究。因此，針對環(huán)境噪聲污染控制工程的認識程度應該進一步增強，使得學生的學習深度和廣度進一步加大。其次，環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)學生對于環(huán)境中存在問題及采取工程技術手段處理環(huán)境問題認識局限性較大，普遍將環(huán)境工程認為是進行污水處理和廢氣處理、固體廢物處理的工程學科，僅僅認識到污染物污染性質(zhì)和處理邏輯技術，而對污染產(chǎn)生的原發(fā)性自然現(xiàn)象原因和后發(fā)性工程技術原因掌握不足。因此，對環(huán)境中存在的噪聲、顏色、光學污染認識不足。最后，環(huán)境噪聲控制工程課程，在進行具體工程設計時需要進一步學習聲學基礎理論、材料、力學知識，在一定意義上該課程涉及學科寬，而學生僅僅通過《環(huán)境噪聲控制工程》一門課程學習到的內(nèi)容相對要淺、泛，因此導致針對實際工程或者實際污染現(xiàn)象的理解存在掌握知識的不足和片面?？傊?，環(huán)境噪聲控制工程課程屬于以聲學理論理解為基礎，同時以工程設計為主的課程；因此，要改變學生對于噪聲控制工程課程認識的淺、泛意識，需要從授課方式的角度加強工程實踐和可視化教學方式教學的完善。

二可視化和拓寬式案例教學

（一）可視化教學噪聲控制工程是一門交叉性課程，以物理學為基礎，涉及數(shù)學、聲學、材料學、機械工程學、生理學、心理學等學科，理論性較強，同時又是一門工程實踐性強的專業(yè)課，涉及的物理公式和計算較多[7-8]?？梢暬虒W不僅僅是多媒體教學，更是一種將理論意識或者言語講授難于理解的授課內(nèi)容運用可以看的見、聽的見的感官教學方法，通過可視化教學方式讓學生通過眼觀、耳聽的途徑，使得授課內(nèi)容從單純感官角度進一步進入思維深層次，進行環(huán)境噪聲控制理論和工程的理解。例如，環(huán)境噪聲控制工程課程中，在講授“聲波的基本性質(zhì)和傳播規(guī)律“內(nèi)容時，對于波的分類及對于相、初級相位、波類型等概念的理解。完全可以利用動漫系統(tǒng)做成動畫進行可視化講解。在講解聲波類型和傳播方式時，可以以圖1為例，理解聲波在空氣中傳播，是聲波振動源振動導致傳播介質(zhì)依次發(fā)生在原位發(fā)生振動，根本是振動源存在的動能經(jīng)過振動介質(zhì)進入人耳后，被感官系統(tǒng)感知。而單個振動質(zhì)點的振動模擬，比如初相位、周期的概念可以通過動漫圖2解釋；r指振動質(zhì)點離開振動原點最大位置；振動過程中，彈簧離開原點產(chǎn)生的力可以理解為聲波聲壓。空間，存在很多質(zhì)點，不同質(zhì)點具有統(tǒng)一初相位，就是波振面（圖3）；在理解波振面的前提下，依據(jù)波陣面類型分為不同聲波類型，平面、球面、柱面聲波等。

（二）拓寬式案例教學方法拓寬式案例教學方法是指在授課過程中，結合實際案例，進行以專業(yè)性交叉緊性強的學科進行講解和分析，同時，針對實際案例涉及到的相關學科進行初步的講解和分析，讓學生從宏觀上認識到案例是搬到教室的實際工程，認識到工程案例的復雜和涉及學科的寬度大，從而調(diào)動學習積極性和認識到案例理解理論提升性。環(huán)境噪聲控制工程作為一門交叉性專業(yè)課，對涉及到學科授課內(nèi)容深度和寬度具有層次性和深度不均性要求，理解或者掌握深度具有層次性。環(huán)境噪聲控制工程授課過程中，授課內(nèi)容主要以本專業(yè)為中心，同時涵蓋工程實施及工程運行涉及到相關交叉學科內(nèi)容的普及、理解。這在一定程度上，要求學生對交叉學科進行多方面的學習和理解。在進行噪聲處理工程案例教學過程中，如果僅僅講授所屬專業(yè)的案例內(nèi)容，導致案例教學內(nèi)容逐漸產(chǎn)生單一化，學生學習知識模糊化，可能授課結果導致學生普遍認為自己學習專業(yè)在實際中最重要，最終導致案例教學學習不完善，教學效果達不到實際的案例教學要求，從而導致學生在畢業(yè)后處理實際工程問題具有知識運用的片面性。因此，交叉性工程課程－環(huán)境噪聲控制工程教學，除了對聲學基礎理論講解之外，應該結合實際案例工程，對于涉及到的工程學科其他專業(yè)進行講解，尤其介紹與授課課程交叉性、結合強度較大的學科。例如，環(huán)境噪聲處理工程中關于隔聲、吸聲等噪聲控制技術的講解，比如隔音窗、高速公路隔音板等。進行拓寬式案例教學中，除了講解隔聲、吸聲聲學原理外，更應該對隔聲、吸聲效果有關的材料學科進行初級的講解；同時，對影響隔聲、吸聲效果的工程地質(zhì)和建筑設備方面的相關知識也應該有初步的認識性的講解。拓寬式案例教學會從整體角度認識到講解專業(yè)課程在工程案例中的重要性，同時對工程實際實施和可能會對工程造成影響的相關學科有個宏觀的把握。拓寬式案例教學方式課程授課，學生對涉及到專業(yè)課程學習深度和廣度進一步增大，學習的興趣進一步變寬。

三總結

作為一門聲學基礎和工程學科交叉性課程，《環(huán)境噪聲控制工程》在授課過程中，存在理解難度大，工程理解性差等問題。通過近十五年的教學總結和畢業(yè)生調(diào)研，認為可以從課堂教學可視化和拓寬式案例教學方法角度進一步完善教學內(nèi)容和教學方法，這在一定程度上加重了授課教案的寫作，同時也要求授課人員對交叉學科進行多了解、多學習。

參考文獻

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作者：張威 張長平 齊旭東 王曉歐 王菲 蘇琴 單位：河北工業(yè)大學能源與工程學院