环境噪声控制工程授课深度的实践加强

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摘要：环境噪声控制工程课程是声学理论与工程学科交叉性课程，是环境工程专业专业必修课之一。针对在教学过程中，存在学生学习深度一般和学科掌握宽度较窄的问题，论文提出在教学中加强可视化教学和拓宽式案例教学等教学方法；通过可视化教学，能够促进教学内容从感官上进一步加深理解；拓宽式案例教学，通过以本课程为核心进行案例讲解，同时加强噪声控制实际中相关学科知识了解和重点掌握，能够进一步促进课程讲解的完善和学生对工程实际的认知面。

关键词：可视化教学；拓宽式案例教学，环境噪声控制工程

环境噪声控制工程，是高等院校环境工程专业一门重要专业课程，是声学基础理论与工程学科的交叉性课程，由于课程涉及物理学科知识，致使授课内容的理解需要较强的想象力[1-4]。河北工业大学开设环境工程专业以来，环境噪声控制工程主要以洪宗辉等主编的《环境噪声控制工程》（北京：高等教育出版社，2002），毛东兴等主编的《环境噪声控制工程》（北京：高等教育出版社，2010）、贺启环等主编《环境噪声控制工程》（清华大学出版社，2012）为教学参考教材，结合教学计划课时，撰写授课讲义；同时，针对声学基础理论建议学生参阅杜功焕等著《声学基础》（南京大学出版社，2012）。自2003年开始环境噪声控制工程课程，河北工业大学环境工程专业至今已经近15年的授课历程。在授课过程中，结合多年的教学经验和实际工程反馈，不断改善授课方式和方法，从课堂授课的理论性、系统性上逐渐得到完善。随着环境保护受到的重视程度越来越高，作为环境污染因子的噪声污染，在工程实际和社会生活中受到的重视程度逐渐提升，因此，环境噪声控制工程的授课应不断结合实际，在完善理论授课同时，思考如何使得授课内容逐渐与实际结合紧密，同时也使得学生经过课程的学习，能够对噪声的产生、传播控制工程等理论进行多学科的理解和把握[5-6]。

一问题原因

环境噪声控制工程课程授课完毕后，经过对历课程考试分析及毕业设计题目选题的分析，发现学生对于噪声处理方面工程理解不足，同时针对有关噪声处理的毕业设计题目认识深度不够、兴趣不大。授课小组经过讨论分析，归纳出导致这一现象的主要原因存在三点原因。首先，对于环境工程涉及到行业认识存在片面性。二十世纪八十年代，环境工程专业发源于给水排水专业，随着环境污染现象的多层次出现，逐渐对社会中存在的固体废物、废气处理等领域进行了研究，环境工程专业涉及的内容逐渐变宽。随着人民生活水平的提升，人民环保意识进一步增强，对于环境污染的认识程度进一步深刻。水体污染、大气污染、固体废物污染之外，噪声污染、光学污染等逐渐得到科研工作者的认识和研究。因此，针对环境噪声污染控制工程的认识程度应该进一步增强，使得学生的学习深度和广度进一步加大。其次，环境工程专业培养学生对于环境中存在问题及采取工程技术手段处理环境问题认识局限性较大，普遍将环境工程认为是进行污水处理和废气处理、固体废物处理的工程学科，仅仅认识到污染物污染性质和处理逻辑技术，而对污染产生的原发性自然现象原因和后发性工程技术原因掌握不足。因此，对环境中存在的噪声、颜色、光学污染认识不足。最后，环境噪声控制工程课程，在进行具体工程设计时需要进一步学习声学基础理论、材料、力学知识，在一定意义上该课程涉及学科宽，而学生仅仅通过《环境噪声控制工程》一门课程学习到的内容相对要浅、泛，因此导致针对实际工程或者实际污染现象的理解存在掌握知识的不足和片面。总之，环境噪声控制工程课程属于以声学理论理解为基础，同时以工程设计为主的课程；因此，要改变学生对于噪声控制工程课程认识的浅、泛意识，需要从授课方式的角度加强工程实践和可视化教学方式教学的完善。

二可视化和拓宽式案例教学

（一）可视化教学噪声控制工程是一门交叉性课程，以物理学为基础，涉及数学、声学、材料学、机械工程学、生理学、心理学等学科，理论性较强，同时又是一门工程实践性强的专业课，涉及的物理公式和计算较多[7-8]。可视化教学不仅仅是多媒体教学，更是一种将理论意识或者言语讲授难于理解的授课内容运用可以看的见、听的见的感官教学方法，通过可视化教学方式让学生通过眼观、耳听的途径，使得授课内容从单纯感官角度进一步进入思维深层次，进行环境噪声控制理论和工程的理解。例如，环境噪声控制工程课程中，在讲授“声波的基本性质和传播规律“内容时，对于波的分类及对于相、初级相位、波类型等概念的理解。完全可以利用动漫系统做成动画进行可视化讲解。在讲解声波类型和传播方式时，可以以图1为例，理解声波在空气中传播，是声波振动源振动导致传播介质依次发生在原位发生振动，根本是振动源存在的动能经过振动介质进入人耳后，被感官系统感知。而单个振动质点的振动模拟，比如初相位、周期的概念可以通过动漫图2解释；r指振动质点离开振动原点最大位置；振动过程中，弹簧离开原点产生的力可以理解为声波声压。空间，存在很多质点，不同质点具有统一初相位，就是波振面（图3）；在理解波振面的前提下，依据波阵面类型分为不同声波类型，平面、球面、柱面声波等。

（二）拓宽式案例教学方法拓宽式案例教学方法是指在授课过程中，结合实际案例，进行以专业性交叉紧性强的学科进行讲解和分析，同时，针对实际案例涉及到的相关学科进行初步的讲解和分析，让学生从宏观上认识到案例是搬到教室的实际工程，认识到工程案例的复杂和涉及学科的宽度大，从而调动学习积极性和认识到案例理解理论提升性。环境噪声控制工程作为一门交叉性专业课，对涉及到学科授课内容深度和宽度具有层次性和深度不均性要求，理解或者掌握深度具有层次性。环境噪声控制工程授课过程中，授课内容主要以本专业为中心，同时涵盖工程实施及工程运行涉及到相关交叉学科内容的普及、理解。这在一定程度上，要求学生对交叉学科进行多方面的学习和理解。在进行噪声处理工程案例教学过程中，如果仅仅讲授所属专业的案例内容，导致案例教学内容逐渐产生单一化，学生学习知识模糊化，可能授课结果导致学生普遍认为自己学习专业在实际中最重要，最终导致案例教学学习不完善，教学效果达不到实际的案例教学要求，从而导致学生在毕业后处理实际工程问题具有知识运用的片面性。因此，交叉性工程课程－环境噪声控制工程教学，除了对声学基础理论讲解之外，应该结合实际案例工程，对于涉及到的工程学科其他专业进行讲解，尤其介绍与授课课程交叉性、结合强度较大的学科。例如，环境噪声处理工程中关于隔声、吸声等噪声控制技术的讲解，比如隔音窗、高速公路隔音板等。进行拓宽式案例教学中，除了讲解隔声、吸声声学原理外，更应该对隔声、吸声效果有关的材料学科进行初级的讲解；同时，对影响隔声、吸声效果的工程地质和建筑设备方面的相关知识也应该有初步的认识性的讲解。拓宽式案例教学会从整体角度认识到讲解专业课程在工程案例中的重要性，同时对工程实际实施和可能会对工程造成影响的相关学科有个宏观的把握。拓宽式案例教学方式课程授课，学生对涉及到专业课程学习深度和广度进一步增大，学习的兴趣进一步变宽。

三总结

作为一门声学基础和工程学科交叉性课程，《环境噪声控制工程》在授课过程中，存在理解难度大，工程理解性差等问题。通过近十五年的教学总结和毕业生调研，认为可以从课堂教学可视化和拓宽式案例教学方法角度进一步完善教学内容和教学方法，这在一定程度上加重了授课教案的写作，同时也要求授课人员对交叉学科进行多了解、多学习。

参考文献

[1]刘亚纳,时清亮.噪声控制工程课程教学探讨[J].黑龙江教育(理论与实践),2016(12):70-71.

[2]林嘉祥.噪声控制工程与节能减排[J].资源节约与环保,2013(11):41.

[3]毛东兴.评《噪声控制工程学》[J].科学通报,2013,58(13):1266.

[4]金漫彤,孙烨.以项目式教学推进人才培养模式改革——噪声污染控制工程教学方法改革[J].教育教学论坛,2013(14):8-10.

[5]段宁.“噪声污染控制工程”课程体系建设初探[J].武汉科技大学学报(社会科学版),2006(03):96-99.

[6]刘占良,潘敦银.噪声控制工程设计中的一些技术问题[J].噪声与振动控制,1998(04):38-40.

[7]张维屏,李连进.噪声控制工程学科发展和现状概述[J].环境保护科学,1987(04):10-14.

[8]王季卿.美国噪声控制工程教学情况[J].噪声与振动控制,1983(01):15-17+36.

[9]尚晓丽,徐景俊,高文智,常汉东,曹广志.听障大学生平面设计课程过程可视化教学方法探索[J].教育现代化,2019,6(29):112-113.

作者：张威 张长平 齐旭东 王晓欧 王菲 苏琴 单位：河北工业大学能源与工程学院