劉亞納+時清亮
摘要:文章分析了噪聲控制工程課程在教學工作中出現(xiàn)的主要問題,并根據(jù)該課程的性質(zhì)和特點,針對這些問題提出了解決方法:引入多媒體和板書相結(jié)合的教學方式和改進教學內(nèi)容,完善實驗教學內(nèi)容和設(shè)置課程設(shè)計內(nèi)容,改革考核方式。
關(guān)鍵詞:噪聲控制工程;多媒體教學;實驗教學;課程設(shè)計
噪聲控制工程是高等學校環(huán)境工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課,該課程主要任務是傳授必要的聲學基本理論、實驗基本技能和環(huán)境噪聲控制基本技術(shù),使學生基本掌握環(huán)境噪聲測試技術(shù)和控制工程的設(shè)計原理與方法。
噪聲控制工程課程是河南科技大學環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中的核心專業(yè)課程,從2003年開始開設(shè),屬于必修課程。使用過的教材有洪宗輝等主編的《環(huán)境噪聲控制工程》(北京:高等教育出版社,2002),現(xiàn)在使用的是毛東興等主編的 《環(huán)境噪聲控制工程》 (北京:高等教育出版社,2010)。本文總結(jié)10多年的教學實踐,對目前教學中出現(xiàn)的主要問題進行探討,并提出相應的解決對策和改革方案。
一、采用多種教學手段,提升教學效果
(一)實施多媒體授課
噪聲控制工程是一門交叉課程,以物理學為基礎(chǔ),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。目前的授課方式是板書的形式,邊寫邊講,進度較慢。對于理論性較強的章節(jié)(如聲波的基本性質(zhì)及傳播規(guī)律等)比較合適,學生更容易理解公式、計算的來龍去脈,便于掌握授課內(nèi)容。但板書的方式過于單一,工程技術(shù)案例(如吸聲技術(shù)、隔聲技術(shù)等)通過板書的形式在課堂上呈現(xiàn),顯得蒼白無力,學生理解起來比較抽象,使課程顯得枯燥乏味。而多媒體教學,能夠綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等信息,把多媒體的各個要素按教學要求進行有機組合,并通過屏幕投影顯示出來,同時按需要加上聲音的配合,以及使用者與計算機之間的人機交互操作,完成教學過程。
本課程的理論教學時間是24學時,學時少、內(nèi)容多,板書教學進度慢,就導致一些知識不能在課堂上詳細的呈現(xiàn)。而利用多媒體手段,信息量大、容量大,節(jié)約空間和時間,提高了教學效率,上述矛盾迎刃而解。且多媒體教學圖文聲像并茂,多角度調(diào)動學生的情緒、注意力和興趣,讓學生有更多參與的機會,學習更為主動,并通過創(chuàng)造反思的環(huán)境,使學生形成新的認知結(jié)構(gòu)。所以改革后的授課方式應以多媒體教學為主,板書為輔的教學模式。通過對國內(nèi)外噪聲控制技術(shù)典型案例的分析,加深知識點的理解和深化,提高學生理論聯(lián)系實際、分析問題和解決問題的能力,從而為學生今后將噪聲控制技術(shù)應用于工程實際打下堅實的基礎(chǔ)。
(二)改進教學內(nèi)容
學?,F(xiàn)在使用的教材是2010年出版,在2002版基礎(chǔ)上修改完成,增加聲屏障、低噪聲路面等內(nèi)容,更符合教學的需要。但縱觀該教材的章節(jié),不難發(fā)現(xiàn)以下幾個問題。
首先,第二章中“聲波的基本性質(zhì)及傳播規(guī)律”屬于噪聲基礎(chǔ)理論知識,但內(nèi)容過于簡單,與舊版對照刪除了“聲波基本類型”“聲波的波動方程”和“相干波和駐波” 等內(nèi)容。沒有這些內(nèi)容提前做鋪墊,后面有些內(nèi)容很難理解。例如,在學習聲波的反射和投射、吸聲降噪技術(shù)等內(nèi)容時,點生源、線聲源和面聲源出現(xiàn)得突兀。由面聲源引入的簡諧振動平面聲波振動方程第二章中沒有講述,對學生學習單層均質(zhì)密實墻的隔聲中質(zhì)量定律造成困難。其次,“相干波和駐波”知識點的缺失造成學習駐波比法垂直入射吸聲系數(shù)測量時困難。所以在講述這一章的內(nèi)容時,補充這些知識,對后面章節(jié)內(nèi)容的學習會起到事半功倍的效果。另外,第五章“聲環(huán)境影響評價”屬于環(huán)境影響評價的一個內(nèi)容,學生在學習環(huán)境影響評價時已經(jīng)系統(tǒng)地學習過。再次,該版教材雖然在環(huán)境噪聲相關(guān)標準、規(guī)范等內(nèi)容上做了相關(guān)的更新,但到目前為止,有些法規(guī)、標準等已經(jīng)過時,所以課程講述過程中,教師還要時時關(guān)注噪聲法規(guī)、標準的更新,讓學生了解最新的知識。
二、完善實驗教學,增加課程設(shè)計
(一)完善實驗教學內(nèi)容
實驗教學體現(xiàn)了學生的自主性,突出學生的主體地位,強調(diào)個性化教學。實驗過程是自主的再發(fā)現(xiàn)過程,有利于培養(yǎng)學生探索未知世界的能力。因此,實驗教學是理論教學的延伸,二者是相輔相成、密不可分的。
目前,噪聲控制工程課程實驗教學內(nèi)容是8學時,主要實驗內(nèi)容是“校園噪聲的測量”和“城市道路噪聲的測量”,兩者用到的儀器均是數(shù)字型聲級計,在連續(xù)時間內(nèi)進行測量。實驗形式和實驗器材簡單,很難體現(xiàn)工程類課程的應用性和實踐性特色。建議在課程中增設(shè)實驗教學內(nèi)容,體現(xiàn)不同聲功能區(qū)噪聲的城市區(qū)域環(huán)境噪聲監(jiān)測、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、機器設(shè)備噪聲的監(jiān)測、噪聲頻譜分析實驗、道路聲屏障插入損失的測量等。
(二)增加課程設(shè)計內(nèi)容
對于我校的環(huán)境工程專業(yè),目前的教學形式下側(cè)重于水污染控制工程和大氣污染控制工程,噪聲控制工程學時少,沒有設(shè)置課程設(shè)計這一環(huán)節(jié)。但課程設(shè)計是工科工程類課程一個極為重要的專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié),其目地就是在理論學習之后,教師根據(jù)課堂授課內(nèi)容擬定一個題目,指導學生進行設(shè)計,培養(yǎng)學生的“工程”思想,理論聯(lián)系實際,提高學生的綜合素質(zhì)。就噪聲控制工程這門課來講,課程設(shè)計能加深學生對噪聲控制工程理論的理解,能夠綜合運用所學理論知識系統(tǒng)地進行方案的設(shè)計、查閱文獻、根據(jù)不同的對象選擇合適的工藝并計算,用所學的CAD進行工程制圖,掌握有關(guān)工程設(shè)計文件的編寫方法等為今后能夠獨立進行某些噪聲控制工程的開發(fā)建設(shè)及工作打下一定的基礎(chǔ)。所以,增設(shè)噪聲控制工程課程設(shè)計已刻不容緩,根據(jù)授課內(nèi)容并參考其他院校的課程設(shè)計內(nèi)容,可以從以下幾個方面著手:聲屏障的設(shè)計,涉及繞射聲衰減的計算,聲屏障材料和形狀的選擇等,是控制交通噪聲污染的一種有效的措施;工廠噪聲的降噪處理,主要考查吸聲技術(shù)中的穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)的應用;離心風機式降噪設(shè)計,主要考查的是消聲器的計算和選擇;隔聲和吸聲技術(shù),或隔聲可消聲技術(shù)的連用。根據(jù)課程時間安排,課程設(shè)計設(shè)置在課程結(jié)束后,時間為1周。
三、改革考評方式
噪聲控制工程課程的考核方式是作業(yè)占10%,實驗占20%,試卷成績占70%。實驗成績根據(jù)平常學生在實驗中的表現(xiàn)和實驗報告而定,沒有具體的量化標準。期末考試是閉卷,考察學生對噪聲理論知識的掌握程度。對于噪聲控制工程來講,這樣的考試方式過于注重理論,不能很好地體現(xiàn)噪聲控制工程教學的目的。
改革后的考核模式中,首先強化考勤,噪聲控制工程如果想要學得好,基本理論知識一定要扎實,所以課堂教學對學生很重要,讓學生走進課堂,認真聽課,對知識的融會貫通十分重要。對于作業(yè),嚴格控制個別學生抄作業(yè)的行為,一經(jīng)發(fā)現(xiàn),嚴肅處理。第二實驗考核更加具體,比如,測定校園噪聲實驗,從測量網(wǎng)格的劃分,測量時注意事項到數(shù)據(jù)的處理和分析等讓學生一一掌握,進行考核。第三課程設(shè)計是噪聲控制工程課程一個極為重要的專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié),考核過程中,一定要考慮這部分的成績。改革后的成績考核方式為:作業(yè)考勤10%+實驗20%+課程設(shè)計20%+試卷成績20%。
四、結(jié)語
噪聲污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)的主干課程,具有較強的工程實踐性。文章分析了該課程教學工作中存在的主要問題并提出了解決方法。引入多媒體和板書相結(jié)合的教學方式,可以揚長避短,達到教學效率事半功倍的效果;改進教學內(nèi)容,使教學內(nèi)容更加有利于學生學習,并能接觸到最新的噪聲法規(guī)和噪聲標準;完善實驗教學內(nèi)容,提高學生動手能力和敏銳的觀察力;設(shè)置課程設(shè)計內(nèi)容,理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。改革考評方式,使考評方式更加體現(xiàn)噪聲課程實踐教學環(huán)節(jié),更好地實現(xiàn)培養(yǎng)合格的環(huán)境工程專業(yè)復合型人才的目標。
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