“大氣污染控制技術”課程項目化教學改革與實踐

孫學習，凡廣生，岳福興，孫浩冉

(中州大學化工食品學院，鄭州450044)

“大氣污染控制技術”課程項目化教學改革與實踐

孫學習，凡廣生，岳福興，孫浩冉

(中州大學化工食品學院，鄭州450044)

“大氣污染控制技術”作為高職高專環(huán)境檢測與污染治理專業(yè)的一門主干必修課，學習起來有一定的難度，因此需要教師充分發(fā)揮學生的主觀性，激起學生的學習興趣。本文通過行之有效的教學方法和途徑，進行項目化教學改革與實踐，在教學上突出基礎理論、工程實踐在本課程中的重要作用，讓學生真正學以致用，以達到預期的教學目標。

實踐教學;“互動式”教學;教學方法;項目化教學

大氣污染控制技術是環(huán)境相關專業(yè)的核心課程之一，在環(huán)境保護領域的大氣污染防治過程中占有很重要的地位。我們結合近年來該門課程實際教學改革情況，經(jīng)過對高職高專課程項目教學的思考，認為有效的課程項目教學改革不但可以激發(fā)學生的學習興趣，而且能夠提高教師的教學熱情，極大地增強專業(yè)核心能力的培養(yǎng)，提升畢業(yè)生的就業(yè)率，為社會輸送真正的“實用型”、“技能型”人才。

1.高職高專大氣污染控制技術教學現(xiàn)狀

高職高專大氣污染控制技術課程的教學，普遍存在著老師覺得沒什么可教，學生覺得沒什么可學，老師教得索然寡味，學生學得沒有興趣。我們分析認為:主要是由于學生接觸實際較少，對書中介紹的很多設備和裝置感覺非常陌生;大部分老師也是剛剛研究生畢業(yè)，有企業(yè)的實際工作經(jīng)驗的教師不多，對設備和裝置的了解也是停留在書面上，因此不能對學生做出具體實際的指導;另外現(xiàn)有的教材也不太適合現(xiàn)有的學時教學，很多教材只是在講理論和原理，很少能夠對學生的具體工作有較大的指導作用。教材有的內(nèi)容太深，?？粕斫獠涣?，學的沒興趣;有的內(nèi)容太少太淺，學生又感覺沒有學到知識。

隨著高校五年一次的教學質量評估的進行，學校的教學計劃不斷進行調(diào)整，很多理論課時向實踐課傾斜，理論學時越來越少，現(xiàn)在“大氣污染控制技術”課程的理論學時只有36學時;但是由于環(huán)境檢測與污染治理專業(yè)屬于工科專業(yè)，大部分高職高專院校設置該專業(yè)較晚，存在教學硬件資源跟不上，很多實驗課沒法開展，實踐學時又白白浪費。再加上這幾年各個高校設置環(huán)境相關專業(yè)較多，市場需要高級技術人才，高校畢業(yè)生的就業(yè)受到嚴重的考驗，學生覺得學得再好出去也很難找到像樣的工作。其實這種觀念是錯誤的，環(huán)保相關技術專業(yè)在社會上是無可替代的，但是需要學生理論扎實技術過硬。

2.課程項目教學改革的理論基礎

根據(jù)我國環(huán)保行業(yè)的要求，我國大氣污染治理行業(yè)的職業(yè)崗位的需求有不斷增加的趨勢，高職高?！按髿馕廴究刂萍夹g”課程項目教學改革迫在眉睫。通過課程項目教學改革，使課程更加適合高職高專學生的學習和應用，增強學生畢業(yè)后的崗位快速適應能力［1］。

2.1 什么是項目化教學

“項目化教學”是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學活動［2］。從實驗課題的選擇到資料的收集，從實驗方案的設計與操作測定到任務完成后的數(shù)據(jù)整理，從論文的擬稿到初稿等都由學生參與完成。教師對項目實施過程起咨詢、指導與解答疑難的作用;在項目化教學中學生能夠熟練掌握完成項目每一環(huán)節(jié)的基本要求和實踐技能［3］。

高職高專院校的社會定位是向社會輸送專門應用型人才，因此學生的培養(yǎng)需要充分考慮學生的個性特點、教育背景及今后職業(yè)能力的要求。而“項目化教學”的教育模式以學生為中心，強調(diào)教學過程中的激勵和啟發(fā)效應，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力和獨立工作能力。這種“項目化教學”能夠充分發(fā)揮學生的積極性，讓學生參與到學習和研究中去，是一種典型的研究式學習。例如讓學生進行課前預習，收集素材，讓學生自己參與課堂講解，找出學習重點和難點，通過自學找到解決問題的辦法等。這些過程無一不是培養(yǎng)學生的主觀能動性，無一不是培養(yǎng)學生自行分析問題和解決問題的能力［3］。

2.2 大氣污染控制技術項目化教學的具體劃分

大氣污染控制技術項目化教學總體思路是以污染物從產(chǎn)生到排放的先后順序為主線。其內(nèi)容主要包括污染物的產(chǎn)生，污染物空氣的收集，煙氣或廢氣的凈化處理，并單獨設置在實際工作中運用廣泛的脫硫除塵一體化技術，最后進行煙氣高煙囪排放及大氣污染氣象和環(huán)境影響預測計算。

2.2.1 燃燒

燃燒過程是產(chǎn)生大氣污染的主要原因，因此掌握好與燃燒相關的知識至關重要。其中燃燒后的實際煙氣量的計算尤為重要，是學生學習的重點和難點，在以往的教學過程中，發(fā)現(xiàn)學生很難真正的掌握煙氣的計算實質，而且涉及到實際運用時，感覺無從下手。煙氣是燃料燃燒后的產(chǎn)物，燃料在鍋爐內(nèi)燃燒時，需經(jīng)過一系列的化學變化，燃燒的實質是燃料與氧氣發(fā)生化學反應并生成煙氣。煙氣的主要成分有N2、O2、SO2、CO2、水蒸氣，還有少量的 CO，SO3、H2、CH4和其他碳氫化合物［4］。

以燃煤鍋爐為例，在實際工作經(jīng)常會遇到一些實際的工程問題，如鍋爐的型號、燃煤量、標準煤、煤質分析、鍋爐的蒸發(fā)量與熱功率的換算等知識。學生常常不能把以往所學的知識聯(lián)系起來，因此要在教學過程中以實際案例為載體進行項目化方案的設計，可以引導學生進行主動思考，自己動手進行分析計算。比如經(jīng)驗計算:蒸汽鍋爐耗煤量=鍋爐功率×3600/煤燃燒熱/鍋爐效率;0.7MW(1噸)鍋爐標準煤(29MJ/Kg)耗煤量 =0.7 ×3600/29/0.65=133Kg/h，實際可能更高。

案例:某城市冬季供暖鍋爐75t/h蒸汽鍋爐的耗煤量、實際空氣量、鼓風機風量及功率、煙氣量、產(chǎn)生爐渣量、水蒸汽含量、SO2濃度計算，以及不同高度煙囪的排放速率限值。

2.2.2 集氣通風和通風機的設計選擇

為了控制工業(yè)企業(yè)各類污染源對車間內(nèi)空氣和室外大氣的污染，必須采用各類集氣裝置把逸散到周圍環(huán)境的污染空氣收集起來，輸送到凈化裝置中去，凈化后的空氣再通過抽吸，由排氣筒排到室外。本項目化教學的主要目的是讓學生了解為什么采用集氣裝置，集氣通風的原則，進行通風管道系統(tǒng)的簡單設計計算，通風機的選擇，掌握通風系統(tǒng)在運行過程中容易發(fā)生的故障以及解決問題的方法。

案例:汽車涂裝車間集氣罩的設計和通風機的選擇。

2.2.3 廢氣末端治理措施

大氣污染物按其存在狀態(tài)可分為兩大類。一種是氣溶膠狀態(tài)污染物，另一種是氣體狀態(tài)污染物。氣溶膠狀態(tài)污染物主要有粉塵、煙液滴、霧、降塵、飄塵、懸浮物等。氣體狀態(tài)污染物主要有以二氧化硫為主的硫氧化合物，以二氧化氮為主的氮氧化合物，以二氧化碳為主的碳氧化合物以及碳、氫結合的碳氫化合物。大氣中不僅含無機污染物，而且含有機污染物［4］。

氣態(tài)污染物:氣態(tài)污染物凈化技術部分內(nèi)容與《環(huán)境工程原理》課程中的凈化理論基礎知識有所重復，比如吸收法、吸附法及催化轉化法等。大氣污染控制技術課程應該縮短該部分學時，不做深入講解，而是突出其在實際工作的應用。課程的項目化教學中應盡可能講授適用于我國國情、應用廣泛、相對成熟的大氣污染控制技術，突出其實用性。部分應用范圍較窄的理論內(nèi)容留作學生自學，精簡部分學生不感興趣和能力培養(yǎng)不突出的理論內(nèi)容。通過補充、整合和改進教材內(nèi)容，使學生學習目標明確，學習知識思路清晰;強化對知識的吸收能力，使畢業(yè)生達到“就業(yè)能稱職、發(fā)展有后勁”的要求。

氣溶膠污染物:本部分內(nèi)容除霧、除塵技術是關鍵，除塵技術部分內(nèi)容主要包括各種傳統(tǒng)類型的除塵器除塵原理、設備主要構件、影響除塵效率的因素及運營維護等內(nèi)容。讓學生了解基本原理，適用范圍，合理選擇適宜的除塵設備運用到實際工作中去。

案例:化學工業(yè)廢氣治理，鍋爐消煙除塵。

2.2.4 脫硫除塵一體化

脫硫除塵是很多企業(yè)面臨的主要環(huán)境問題，尤其火力發(fā)電企業(yè)更加突出。國民經(jīng)濟的持續(xù)增長，對電力的需求不斷擴大。我國電力構成主要是煤電，煤炭的消耗量迅速增加，如果不采取切實可行的措施，二氧化硫的排放量也會大大增加。隨著人們對生存環(huán)境的要求越來越高，脫硫除塵技術的發(fā)展是制約電廠發(fā)展的重要因素。單獨的脫硫和單獨的除塵技術已經(jīng)成熟，關鍵是開發(fā)出更加適合本國、本地區(qū)及企業(yè)的脫硫除塵一體化技術，發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，鼓勵學生自己設計組合合理的脫硫除塵工藝。

案例:方案的設計——電廠脫硫除塵方案比較。

2.2.5 大氣環(huán)境影響預測

大氣環(huán)境影響預測主要用于判斷建設項目建成后對環(huán)境影響評價范圍大氣環(huán)境影響的程度和范圍，是環(huán)境影響評價中最重要的部分，也是最難的部分。很多同學學完大氣污染控制技術后不會、也不敢進行大氣環(huán)境影響的預測。常用的大氣環(huán)境影響預測方法是通過建立數(shù)學模型來模擬各種氣象條件、地形條件下的污染物在大氣中輸送、擴散、轉化和清除等物理、化學機制。大氣環(huán)境影響預測的步驟:a)確定預測因子;b)確定預測范圍;c)確定計算點;d)確定污染源計算清單;e)確定氣象條件;f)確定地形數(shù)據(jù);g)確定預測內(nèi)容和設定預測情景;h)選擇預測模式;i)確定模式中的相關參數(shù);j)進行大氣環(huán)境影響預測與評價。在這一系列的過程中會接觸相當多的名詞術語、參數(shù)名稱、氣象資料等繁多的數(shù)據(jù)，讓學生感覺很難，無從下手。因此，讓學生真正的去訓練，克服懼怕心理，樹立自信心非常重要。

案例:大氣濃度預測——環(huán)評報告書中大氣預測計算。

3.項目化教學的措施改進及效果

經(jīng)過近兩年的使用項目化教學，我們從中總結了一些有益的經(jīng)驗，并對采取項目化教學前后的學生進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)采用項目化教學后，學生的目標性較強，知道自己在大氣污染控制技術課程中能學到什么樣的知識，如何去學，并且鍛煉了學生之間的協(xié)作能力，在教學過程中取得了很好的效果。

3.1 講解課程目的及主要知識體系

讓學生真正了解學習本門課程的作用。因此，在學期第一次上課就要必學講清楚大氣污染控制技術課程在本專業(yè)中的課程地位。讓學生自己提出通過該課程想學到什么知識?然后再通過教師講解學生可以學到什么，需要具備什么能力，能夠達到什么樣的水平，將來可以從事什么樣的工作，發(fā)展如何等。

3.2 要求學生提前預習，自己講解基本概念及原理

以前的教學方法是教師上課，課后答疑，學生主動參與較少［5］。我們開展了交互式教學改革嘗試，要求學生進行課前預習，收集素材，讓學生自己在課堂上講解，并提出疑問。對于教材中描述性的或概念性的內(nèi)容，講授比較枯燥，學生完全可以自學。因此我們采用指導－自學式教學法，對學生提出要求，通過練習及課堂提問檢查督促。這樣做可以避免老師講之無趣，學生聽之無味的現(xiàn)象發(fā)生。在開始新的章節(jié)時，應該提前告知學生:通過部分的學習需要解決哪些問題，讓學生帶著問題進行課前預習，課程結束時再進行小結;并進行預習效果的檢查，加強學生對所學內(nèi)容的短時記憶。如在布袋除塵器這一節(jié)，首先，要從顆粒物的危害性提出對顆粒物凈化的要求，設問:使用布袋除塵器為什么能達到排放要求?主要的作用機理是什么?發(fā)展中遇到過什么問題?如何解決的?發(fā)展的方向是什么?如何進行設計計算?［6］

4.結語

高職高專專業(yè)課程教育是高等教育的重要一部分，要求學生既要有理論基礎，又要有實際動手能力。因此，對于理論基礎不是太好的學生來說有一定的難度，但是只要能夠充分調(diào)動學生的積極性，變被動接收為主動學習，采用較好的課堂教學與實踐相結合的教學方法，進行項目化教學，也是能夠收到很好的教學效果，并能夠培養(yǎng)出合格的“實用型”、“技能型”高級人才。

［1］趙秋利，蘇少林，朱海波.高職高?！按髿馕廴究刂萍夹g”課程項目化教學研究［J］.楊凌職業(yè)技術學院學報，2009，8(2):65 －67.

［2］李靖靖，高俊文，黃軍輝.高職院校專業(yè)能力培養(yǎng)的實踐與探討［J］.職業(yè)技術，2006(6).

［3］湯曉，朱建華.“項目化教學”在高職教學改革實踐中的探索［J］.考試周刊，2008，31:11 －13.

［4］郝吉明，馬廣大 .大氣污染控制工程［M］.北京:高等教育出版社，1989.

［5］蔣文舉，尹華強，金燕，等.大氣污染控制工程課程教學改革探索［J］.西南科技大學學報:哲學社會科學版，2004，4(21):52 －53.

［6］汪莉，邢奕.“大氣污染控制工程”課程教學方法探討［J］.中國冶金教育，2006(4):51 －53.

(責任編輯 呂志遠)

Abstract:As a compulsory course for the major of environmental monitoring and pollution control in higher vocational college，Air Pollution Control Technology requires teachers try to arouse students’passion for learning it.This paper explores the effective teaching methods to conduct project teaching reform and practice.

Key words:practice teaching;interactive teaching;teaching method;project teaching

On Reform and Practice of Project Teaching of Air Pollution Control Technology

SUN Xue－xi;FAN Guang－sheng;YUE Fu－xing;SUN Hao－ran
(College of Chemistry and Food Engineering，Zhongzhou University，Zhengzhou，450044，China)

G712

A

1008－3715(2011)01－0126－03

2010－10－25

孫學習(1978—)，男，工學博士，中州大學化工食品學院講師，從事大氣污染控制和環(huán)境檢測方面的教學和研究工作。