物理性污染控制工程的教学实践与思考

詹艳慧 林建伟

摘要：“物理性污染控制”课程存在知识体系繁杂、内容广泛、实践性强，但理论课时短的问题。通过对课程进行改革，科学设计课程教学内容，合理应用教学方法手段是解决这些教学问题的有效途径之一。本文从教学改革的必要性和教学改革两个方面展开讨论，采用多媒体教学、课程设计、课程实验、案例教学、习题集的编制与应用和在线答疑辅导等多种方式开展教学活动，提高“物理性污染控制”的教学质量，增强学生的学习兴趣和理解能力。

关键词：物理性污染控制；教学实践；教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）48-0117-03

“物理性污染控制”课程是高等学校环境工程专业的重要专业课程之一[1]。“物理性污染控制”主要研究有关噪声、振动、电磁辐射、放射性、热和光等污染的基础知识以及有效治理措施和方案。当物理运动的强度超过了人体的耐受程度时即会形成物理性污染[1]。随着社会经济的快速发展，我国物理环境（特别是声环境）的污染问题愈发突出，如何经济有效地控制物理性污染问题是环境工程专业人才的主要培养目标之一。作为一名计划或即将从事环境保护相关工作的大学生，有很大一部分将参加注册环保工程师考试。注册环保工程师专业考试内容明确了物理性污染防治与水污染防治、大气污染防治、固体废物处理处置等四个专业方向为主要考核内容[2]，这足以说明物理性污染控制课程的重要性以及物理性污染控制在环境治理中的必要性。

通常，物理性污染控制课程采用理论教学、实验教学和课程设计等方式开展教学活动，并以理论教学为主，学生的课堂参与程度不高。如何提高学生对知识的掌握程度和运用能力，使学生能够适应我国环保产业的快速发展，因此有必要对“物理性污染控制”的课程内容和实践体系进行建设和改革。本文结合多年的教学实践，对该课程进行教学改革的必要性和教学改革的方法展开讨论。

一、物理性污染控制工程教学改革的必要性

1.课程内容选择。“物理性污染控制”课程囊括了噪声、振动、电磁辐射、放射性、热和光等六大物理性污染及其治理措施和方案。噪声和振动之间存在一定的联系外，其他的物理要素间的关联性则较弱，各类物理性污染的治理方法和措施方面存在较大不同。“物理性污染控制”课程的内容抽象、结构逻辑性松散、理论计算公式较多[3，4]，但课程教学学时短等问题。如何合理安排各章节内容找准课程重点，加强学生对关联性较差知识点的掌握，是课程教学过程中需要解决的重要问题之一。

2.课程内容重叠。根据教学大纲，物理性污染控制课程内容主要讨论噪声污染控制、振动污染控制、电磁污染及其控制、放射性污染及其控制、热污染及其控制和光污染及其控制。各章节在内容设计中均涉及了污染的监测和评价部分，其中污染物监测与“环境监测”（第五学期开课）课程中的监测等内容重复，污染物评价内容与“环境影响评价”（第六学期开课）课程中的评价内容有部分重叠。因此，在课程教学过程中需要协调与其它课程的关系，抓住课程重点展开教学活动。

3.实践环节薄弱。理论教学通常是课程教学的主要手段。纯理论教学虽然可以使学生学到物理性污染控制的基本理论，但是对于物理性污染控制工程这样一门实践性较强的课程而言，实践教学环节对于学生深入体会课程内容则非常重要。目前，学校在物理性污染控制实验室建设方面的投入不足，尚没有可以用于开展物理性污染控制实验课程的场所。因此，在实践教学环节主要以课程设计为主，而课程设计主要又偏重于理论计算，对于解决实际问题方面则有待加强。

二、教学方法改革与创新

1.课程内容的选择。物理性污染是物理要素引起的环境污染问题，要解决物理性污染的问题就应该从物理学原理出发寻找经济有效的方法和措施。因此在课程教学内容的结构体系的设计中，我们将教学内容分为三个层次，依次为基础知识、防治和控制技术原理和防治和控制技术应用。教学过程中按照物理性要素的基础知识→测量与评价→控制技术三个教学环节循序渐进的开展教学（图1）。在合理安排教学内容的前提下，依据勘察设计环保工程师资格考试的基本要求，选择课程教学的主要内容为“噪声污染控制”、“振动污染及其控制”和“电磁辐射污染与防治”，并以噪声污染控制的技术原理、设计计算和案例分析作为课程教学的重点。将放射性及其防治、热污染及其防治和光污染及其防治作为学生课外学习的内容，课堂学习过程中进行简要的讲解。

2.辅助教参的选择。我们根据物理性污染控制工程的教学大纲，选择了高等教育出版社出版的《物理性污染控制》（陈杰瑢）作为课程教材。为增强教学效果，提高学生对课程内容难点的理解和掌握程度，我们亦有针对性地选择了几本参考书。例如，针对“噪声污染与防治”和“振动污染与防治”两个章节的教学内容，我们选择了清华大学出版社出版发行的《噪声污染控制工程》作为教参，增强学生对于噪声和振动污染防治的理解。此外，在国家实施注册环保工程师的大背景下，我们在教学环节依据勘察设计环保工程师资格考试专业的基本要求，亦将《注册环保工程师专业考试应试指导丛书：物理污染控制工程技术与实践》作为教参之一。

3.教学手段的选择。

（1）多媒体教学。多媒体教学是现代化教学过程中采取较多的一种教学手段和方法[4，5]。多媒体教学过程中引入PPT软件、网络资源和社会实践等多种素材，使教学内容更为充实，激发了学生的学生兴趣，从而提高了学生对课程内容的理解和掌握程度。例如，介绍噪声污染及噪声污染控制的相关知识时，利用网络上的噪声污染及其控制等视频和声频资料，以及采用业余时间拍摄建筑施工噪声、交通噪声污染等视频和课程实习过程中拍摄工业噪声污染防治、交通噪声污染防治等视频，使抽象难懂的理论直观化和具体化，提高多媒体教学的生动性，便于学生的理解记忆。

（2）案例教学。“物理性污染控制”是一门理论性和实践性很强的专业课，课程教学过程中若局限于理论讲授，则不利于教学活动的开展以及学生对知识的掌握。将案例教学方法引入课程教学环节，将抽象化的理论内容和枯燥的设计计算公式与工程实例相接合，改变抽象难懂的知识点为浅显易懂的知识，利于学生更好地掌握课程内容，从而取得良好的教学效果。目前课程教学中采用的案例包括吸声降噪应用实例、隔声降噪应用实例、消声降噪应用实例、隔振应用实例等。通过案例教学发现，学生对知识点特别是难懂知识点的理解和掌握程度得到了较大程度的提升。

（3）课外辅导与答疑。课程的课外辅导和答疑是课堂教学的补充和延伸[6]，亦是一种成效较好的教学方法。新知识的掌握需要大量的练习才能得以实现，而在这个过程中学生很有可能会遇到理解困难的知识点，若没有得到及时的辅导，就可能会出现“拿来主义”的情况。所以在课外答疑辅导环节，我们开展的工作包括如下三个方面：①课程材料的发布。学期初我们会将有关课程的材料，包括教学大纲、教学日历、课件、课程作业、课程设计和实验等信息在网络教学综合平台上进行公布，与学生共享，选课学生可根据需求下载相关教学材料。②答疑辅导。开课期间组织定期和不定期的答疑辅导，定期答疑辅导时间利用学生的课余时间，不定期答疑辅导多利用课间休息时间进行。辅导的内容不仅包括疑难问题，更将学习方法的指导作为答疑辅导的重点。同时在答疑辅导时可以得到学生对教学情况的反馈，这有助于教学方法的改进和调整。③网络资源的利用。课程教学过程中，我们还利用微信平台和QQ平台等方便快捷的网络平台搭建课后答疑辅导平台，学生可直接通过微信和QQ参加课程讨论和查阅相关问题及解答，从而提高学生的学习效率。

4.教学实践的选择。教学实践教学是高等学校教育教学环节中的一个重要组成[7，8]。“物理性污染控制”与工程实践紧密相连，理论教学不足以提升学生对工程实践活动的认识和体会，因此有针对性地开展教学实践活动是非常有必要的。教学实践环节包括实验室实验、课程设计和实习等环节。前文已经提及，我校“物理性污染控制”课程实践目前主要以课程设计为主，设计任务基本上是依据教材拟定的题目，与实际案例的联系程度较低，而实验室实验和实习两个实践环节尚没有很好地开展。因此，根据“物理性污染控制”课程特点，拟在充实“物理性污染控制”课程设计体系建设的基础上，增加2～4学时的实验室实验课程。实验内容设定为：①吸声材料（结构）吸声系数的测定，以多种材料（结构）作为研究对象，探讨吸声材料（结构）与吸声系数之间的关系；②隔声墙隔声效果评估实验，探讨单层匀质墙和双层墙的隔声效果，特别是空气层对隔声效果的影响。在后期实验仪器设备购置计划顺利完成的前提下，我们将不断的增加和完善相关实验项目，增设一些综合性和探索性的实验项目，培养学生独立实验和分析解决问题的能力，提高学生的创新性意识。

5.习题库的编制与应用。为了增强学生对“物理性污染控制”课程知识点的掌握，提高他们对所学内容的灵活应用能力，我们通常会根据知识点布置相应的课程作业，而作业内容则通常采用教材中的课后习题。课后习题的设置采用的题型主要为简答题和计算题，这不利于学生对课程基本理论知识的理解。因此，本课程以课程教材为主要依据，参照《注册环保工程师专业考试应试指导丛书》，编制了“物理性污染控制”习题库。习题库设置了单选题、多选题和案例分析题。单选题和多选题主要以课程基本理论知识为主，包括基本概念、理论和理论计算等知识；案例分析题则主要以解决实际设计和工程问题为主。习题库在学期初发给学生，学生根据课堂理论讲解，有针对性选做相应的习题。针对学生疑问较多的习题，展开课堂讨论和讲评，一方面可以提高学生上课的积极性和参与性，另一方面增强学生对难点的理解。

三、实践效果分析

考试不仅可以检验学生对课程知识的掌握程度，而且对整个教学活动具有导向、评价和反馈等积极作用，还对提升教学质量和实现教学目标具有重要意义[9]。因此，我们对近三年学生的考试成绩进行了分析，结果见表1。由表1可以看出，2010～2012级的学业优良率分别为57%、59%和67%，而不及格率则由4%降低为0，这可以说明学生对课程知识的掌握程度不断提高。

四、结论

“物理性污染控制”是环境工程专业主修课程，为增强学生对知识点的掌握程度和应用能力，我们对该课程的教学方式改革和实践进行了一定的探索，并在课程教学过程中不断得以完善。实践表明，教学改革不仅提高了教学质量和教学效果，更重要的是拓展了学生的知识面，打牢了学生的专业基础，取得了教学相长的效果。

参考文献：

[1]陈杰瑢.物理性污染控制[M].北京：高等教育出版社，2007.

[2]全国勘察设计注册工程师环保专业管理委员会，中国环境保护产业协会.2015年注册环保工程师专业考试复习教材[M].第三版.北京：中国环境科学出版社，2007.

[3]宋卫军，谢妤.“物理性污染控制”课程教学方法与手段探索[J].赤峰学院学报（自然科学版），2013：236-238.

[4]洪新，唐克.《物理性污染控制工程》教改体会[J].教育教学论坛，2014，（41）：130-132.

[5]张雪乔.“物理性污染控制工程”课程教学改革和探索[J].中国电力教育，2014，（5）：138-139.

[6]杜茂德，王宝玉.辅导答疑教学效果[J].安阳大学学报，2003，（6）：122-123.

[7]卢曼萍，潘晓华，张继河.体验：实践教学的重要内涵——体验式实践教学模式解析[J].教育学术月刊，2011，（3）：105-107.

[8]何文广，李伟，刘桂波，国绍文.高校实践教学的几点思考[J].科教文化，2013，（10）：168-169.

[9]杨兴坤，王英.高校公共选修课考试改革初探[J].教育与职业，2015，（6）：188-189.