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声学基础教学中增强互动性和实践性的探索

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声学基础教学中增强互动性和实践性的探索

声学是一门实践性和外延性较强的学科。声学基础课程是一门为学员们从事声学应用和研究工作提供必备知识和能力的专业基础课。我们在教学过程中，依据突出教学互动和理论联系实践的原则，从基础理论、专业技术基础和工程实践三方面完善和优化了教学内容，从扩大课堂交流、增加案例教学、演示实验、综合实验设计、鼓励学员自主学习等方面探索了教学方法的改良，营造了知识内涵丰富、思维活跃的课堂氛围。学员提高了对声学领域的兴趣，对基础知识的理解更加深刻，专业知识结构和技能得到了发展，发现和分析问题的意识与能力得到了较好的锻炼。

一、明确声学基础教学工作的改进方向

本文关注互动性和实践性，这主要来自于对学员通过基础理论考核、进入后续学习阶段的调查和反思。在毕业设计和课题研究中，部分学员存在不善于提出和发现问题、不能很好地独立开展研究工作以及不善于同周边教师和同学交流协作等情况。对此，专业基础课应该承担起针对性训练的责任。

构建主义学习理论认为“课本知识只是关于各种现象的较为可靠的假设和解释，不是问题的最终答案，不是对现实的准确表征。只有在运用书本知识的过程中去把握真理，才能实现课本知识的真正价值”。因此，个体主动建构意义对于知识的学习和价值的体现具有重要意义。从构建主义的主要观点中，不难发现这样一个事实：没有知识的实践应用和教学中的有效交流互动，就不会有真正高效和高质量的课堂。

二、改革教学内容与方法

（一）正确的学习动机

与传统教学强调知识的掌握相比，学员构建知识意义和对所学理论的运用对学员主观能动性的发挥有更高的要求。在传统应试教育的影响下，不少学员对课程学习的关注仍然集中于考试大纲限定的内容，优先目标仍然是在考试中拿高分。如果不纠正这种主观意识，学员很难全身心投入到围绕交流互动和实践应用所设置的教学环节中，教师围绕课程建设所做改进的成效也会大打折扣。因此，改变学习动机的重要性甚至优于对教学内容与途径的改进。

首先，对学员开展学习理念和动机教育。通过对本课程在整个专业课程体系中地位和作用的阐述使学员明确学习的真正目的和意义。通过对先进教学理念和成功实践案例的讨论，提高学员对发展实践、思维、交流等方面能力的重视程度，同时鼓励积极主动的学习和以个性和兴趣为导向的学习方式。

其次，为学员自主性、创造性发展营造较为宽松的外部条件。鼓励和支持学员发表不同的意见。降低学员的传统课业负担，给学员的学习留有余地。适当改进课程评价方式，扩大课堂表现在整个成绩中的比重，将学员关注的重点从期末考试打高分上转移，使学员有意愿、有时间、有机会自主安排学习进程。

（二）教学内容的完善

教学内容是教学理念的重要载体。考虑到声学广泛的外延性，为了结合学科分支特色、开展实践教学和服务学员的后续学习，课程理论部分除一般的共用基础以外，还增加了专业技术基础方面的内容。

声学领域的实践和应用无法以理论的形式单独存在。尽管实验方法和技术的掌握不是理论课程的教学目标，但在课堂教学中增加若干与理论内容密切相关的演示实验（或虚拟实验和数值实验）仍然是必要的。例如麻省理工学院振动与波课程在理论讲授中间插穿了大量的实验演示，将理论和技术的教学与演示实验结合起来。这样可增加学员的感性认识和学习兴趣，通过理论与实验结果的相互对比和验证加深学员的认识和理解，并引发学员关于各部分理论内容之间的联系和整体性思考。一个经典的实验项目通常包含多方面的物理现象。例如驻波管测量材料吸声和隔声系数的实验，与振动理论、平面波的反射和透射、波导中的声传播、吸声和隔声等多个教学单元有关，包含驻波、声阻抗、简正波等多个重要的声学概念，比较适合在理论课中间引用和展示。

（三）课堂专题研讨与评价方式的改进

我们对经典教材和传统教学大纲的内容进行了优化，尽量缩减核心知识和方法以外的理论内容。在课堂教学主体以理论讲授为主的同时，加强了课堂专题研讨环节。在本环节中讨论与授课内容关系密切、具有实际应用背景的专题问题或案例。部分研讨主题与理论内容的对应关系如表1所示。

为了在专题研讨中增强理论与实践的联系，便于学员思考、交流和质疑，专题的设计考虑了多个方面。第一，贴近生活、科研和工程实际。从学员身边的声学现象和问题中取材，便于引起学员自主学习和实践的兴趣。第二，专题讨论的内容从简单到复杂逐步展开，覆盖原理、特性、基本理论、理论局限、设计理论和实践应用等方面。例如为了形象的解释质点振动学的理论和结果，对常见的电动扬声器进行发散讨论。首先讨论典型电动扬声器的基本工作原理。其次，由所学的集中参数系统理论预测电动扬声器的特性。再次，引导学员围绕理论的局限性进行质疑：哪些实际中的因素没有考虑，理论的局限如何