基于卓越計劃下的《大氣污染控制工程》教學(xué)改革研究

李飛躍，王　艷，鄒海明，汪建飛（安徽科技學(xué)院　城建與環(huán)境學(xué)院，安徽　鳳陽　233100）

基于卓越計劃下的《大氣污染控制工程》教學(xué)改革研究

李飛躍，王艷，鄒海明，汪建飛
（安徽科技學(xué)院城建與環(huán)境學(xué)院，安徽鳳陽233100）

摘要：依據(jù)我校卓越工程師培養(yǎng)計劃下環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，從課程體系構(gòu)建、理論教學(xué)環(huán)節(jié)改革和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革等方面闡述了《大氣污染控制工程》課程教學(xué)改革的新思路與做法，以期為卓越計劃下環(huán)境類其它相關(guān)課程教學(xué)改革提供參考.

關(guān)鍵詞：卓越計劃；大氣污染；控制工程；環(huán)境工程；教學(xué)改革

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是教育部在新時期貫徹落實國家中長期教育改革發(fā)展及人才發(fā)展規(guī)劃綱要所推出的重大改革項目.旨在培養(yǎng)出一大批具有“三個面向”（工業(yè)界、世界和未來）、創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才.卓越工程師人才的培養(yǎng)已逐漸成為我國高等教育體系中一種新的主要類型和培養(yǎng)目標(biāo)，并且成為當(dāng)前我國高等教育改革的熱點課題之一.

安徽科技學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)2011年獲批省級卓越計劃實施試點專業(yè)，2013年獲批國家卓越工程師教育培養(yǎng)計劃實施試點專業(yè).環(huán)境工程專業(yè)作為一門新興的綜合性學(xué)科，在我校已有10余年的發(fā)展，期間一直在不斷改革傳統(tǒng)的教育模式以適應(yīng)卓越計劃下的人才培養(yǎng)需要.

《大氣污染控制工程》課程是高等院校本科環(huán)境工程專業(yè)一門主干必修的核心課程.它是為社會培養(yǎng)具有解決大氣環(huán)境污染問題的環(huán)境工程專業(yè)卓越工程師人才最主要平臺課程之一.為此，本文通過《大氣污染控制工程》課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和課程實驗教學(xué)幾個方面強化卓越計劃下人才培養(yǎng)的教學(xué)探索，以期為提高環(huán)境工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)質(zhì)量的同時，也為環(huán)境類相關(guān)專業(yè)卓越人才培養(yǎng)模式提供借鑒.

1　課程體系構(gòu)建

圖1《大氣污染控制工程》課程體系

《大氣污染控制工程》課程的建設(shè)目標(biāo)即學(xué)生通過這門課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)掌握大氣污染控制的基本理論知識，重點掌握大氣污染物去除的基本方法、原理及常用的凈化工藝（裝置）的設(shè)計原則、方法和步驟，初步具備解決大氣污染控制工程問題基本能力，達到卓越工程師的要求.為實現(xiàn)上述目標(biāo)，構(gòu)建了《大氣污染控制工程》課程體系，總體上分為理論教學(xué)、實驗教學(xué)和實踐教學(xué)三大部分（圖1）[1].課程體系的構(gòu)建加深了學(xué)生對該門課程知識的理解，強化了實踐能力，提升了創(chuàng)新能力.

2　理論教學(xué)環(huán)節(jié)改革

在上述《大氣污染控制工程》課程體系中，理論教學(xué)是課程體系的前提和基礎(chǔ).然而，這門課程特點是內(nèi)容多、信息量大、涵蓋面廣、學(xué)科綜合性強、理論抽象、設(shè)計及計算量大，此外，為了突出實踐性和工程性，理論課程教學(xué)按人才培養(yǎng)計劃規(guī)定只有36學(xué)時，如何在有限的學(xué)時內(nèi)取得滿意的教學(xué)效果，選擇合理的課程教材、合理安排教學(xué)內(nèi)容及改進教學(xué)方法是關(guān)鍵.

2.1課程教材的選取

“工欲善其事，必先利其器”，《大氣污染控制工程》課程教材的選擇尤為重要，一本合適的教材是教師上好這門課程和學(xué)生學(xué)好這門課程的基礎(chǔ).當(dāng)然，選擇的教材也要體現(xiàn)其權(quán)威性和專業(yè)性.目前，《大氣污染控制工程》教材種類繁多，通過調(diào)研并結(jié)合我校實際情況綜合考慮，最后選用郝吉明、馬廣大和王書肖主編的《大氣污染控制工程》（第三版）作為教材[2]，該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，此外，選擇郝吉明主編的《大氣污染控制工程例題與習(xí)題集》作為輔助學(xué)習(xí)材料[3].

2.2教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

根據(jù)多年的教學(xué)實踐和經(jīng)驗總結(jié)，要全方位、立體化、系統(tǒng)地掌握《大氣污染控制工程》課程結(jié)構(gòu)、理清課程的脈絡(luò)，需要理清大氣污染過程以及各過程與教材中各章節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系（圖2）.全部內(nèi)容按照“基本概念—基本原理—技術(shù)方法—設(shè)備設(shè)計及運行條件”[1]或“污染源排除污染物→污染物在大氣中遷移轉(zhuǎn)化→污染物落地濃度的估算→污染控制技術(shù)→典型污染物控制工藝”[4]這一貫穿全局的主線進行.在教學(xué)學(xué)時安排上，對大氣污染基礎(chǔ)知識簡單介紹，大部分學(xué)時安排在顆粒物污染物控制技術(shù)與設(shè)備和氣態(tài)污染物控制技術(shù)與設(shè)備相關(guān)章節(jié)，做到詳略得當(dāng)，重點突出.

由于教材建設(shè)的滯后性，教師授課時需要及時對課程內(nèi)容進行更新.《大氣污染控制工程》這本教材距今已經(jīng)有近5個年頭，這些年來關(guān)于大氣污染控制的政策、技術(shù)及工藝取得了極大的發(fā)展.教師可以根據(jù)情況，適當(dāng)?shù)难a充到相關(guān)章節(jié)的授課內(nèi)容中.例如在概論部分，增添了《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2012）》內(nèi)容并將其與原標(biāo)準(zhǔn)GB3095-1996進行比較剖析，增添了三項污染物分別是CO、O3和PM2.5，并對PM2.5相關(guān)知識進行了介紹，取得很好的效果.再如講到燃燒與大氣污染章節(jié)，增添了中美關(guān)于碳排放的聯(lián)合聲明，并對相關(guān)背景及未來發(fā)展的方向進行了介紹，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

圖2大氣污染過程與教材中各章節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系

2.3教學(xué)方法的改進

實踐證明上好第一堂課，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵.第一堂課通常是緒論課，主要圍繞著三個問題即為什么上這門課（重要意義）？這么課程主要學(xué)習(xí)哪些內(nèi)容？如何學(xué)好這門課程？其中第一個問題是基礎(chǔ)、關(guān)鍵，圍繞著第一個問題闡述的深刻透徹，其它問題就水到渠成.在教學(xué)中，通過搜集大量的圖片和視頻形象生動的反映大氣污染帶來的危害，從理論角度突出這門課程的重要意義，考慮到學(xué)生更加關(guān)注現(xiàn)實重要性，分別從考研、畢業(yè)設(shè)計、課程考核三個角度來闡明其重要性.

在日常的教學(xué)中，摒棄單一的教師講、學(xué)生聽的那種“滿堂灌”的教學(xué)方法，采用討論式和啟發(fā)式的教學(xué)方法，通常采用“發(fā)現(xiàn)問題—提出問題—分析問題—解決問題—發(fā)現(xiàn)新問題”的教學(xué)模式[5]，課堂上多給學(xué)生提問題，引導(dǎo)學(xué)生去思考，啟發(fā)學(xué)生通過查閱資料及和教師討論獲取知識.例如，圍繞著全球氣候變暖和溫室氣體減排，利用大氣污染控制工程課程相關(guān)知識，提出方案，引導(dǎo)學(xué)生搜集資料、制作PPT演講，教師逐一點評，通過這種討論和啟發(fā)式教學(xué)，取得了較好的效果.

在講授《大氣污染控制工程》課程中的應(yīng)用部分內(nèi)容時，為體現(xiàn)其工程性和卓越性，實施案例教學(xué)法.特別是講授到設(shè)備設(shè)計和運行條件內(nèi)容時，我們引入了真實工程設(shè)計案例，以增強學(xué)生對課堂知識的理解和運用能力.例如對除塵器的設(shè)計、脫硫脫硝的設(shè)計運行等.

3　實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生從理論到實踐再認(rèn)識的過程，是提高學(xué)生動手能力，培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的重要環(huán)節(jié)，抓好這一環(huán)節(jié)將為卓越工程師人才的培養(yǎng)目標(biāo)打下堅實的基礎(chǔ).我校大氣污染控制工程課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括基礎(chǔ)實驗、實習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計4個環(huán)節(jié).科學(xué)合理安排實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、強化實驗室和實習(xí)基地建設(shè)、加強工程性師資隊伍建設(shè)是推行實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革的重點.

3.1合理安排實踐教學(xué)內(nèi)容

實踐教學(xué)4個環(huán)節(jié)內(nèi)容的安排要體現(xiàn)科學(xué)性、合理性和層次性.其中，基礎(chǔ)實驗是最基本的，很多還是最基本的演示實驗，安排在理論課學(xué)時相對應(yīng)的時間短；實習(xí)主要是到工廠企業(yè)現(xiàn)場感知體驗，了解其本情況、發(fā)現(xiàn)問題，安排在課程學(xué)習(xí)結(jié)束；課程設(shè)計，主要是體現(xiàn)學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固和提高，突出體現(xiàn)其受到工程基本技能的訓(xùn)練，包括工程計算、設(shè)備選型、流程設(shè)計、技術(shù)經(jīng)濟分析、繪圖等[5]，安排在課程結(jié)束的下學(xué)期；畢業(yè)設(shè)計是最高階段，考察其分析問題、工程設(shè)計、解決問題、論文撰寫等多方面的能力，安排在第8學(xué)期.在這其中，以不同層次大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃（國家-省級-校級-院級）和教師的科研項目為載體，強化學(xué)生的實踐能力.

3.2強化實驗室和實驗基地建設(shè)

《大氣污染控制工程》是一門實踐性很強的課程，需要加強實驗室建設(shè)和實習(xí)基地建設(shè).目前學(xué)校專門成立了大氣污染控制實驗室，購置了大量中式水平的實驗裝置，包括文丘里濕式除塵器裝置、填料吸收塔處理廢氣實驗裝置、篩板式氣體吸收塔實驗裝置和催化法處理汽車尾氣實驗設(shè)備各一臺.此外，學(xué)校還和當(dāng)?shù)匾恍┢髽I(yè)簽署了合作協(xié)議，加強校外實驗基地建設(shè).未來還學(xué)要添置相關(guān)設(shè)備比如袋式除塵器裝置、吸收法脫硫脫硝裝置等，擴充一批校外實驗基地，包括發(fā)電廠、水泥廠等.

3.3加強工程性師資隊伍建設(shè)

“卓越計劃”是以培養(yǎng)工程師為最終目的的.當(dāng)前，我校環(huán)境工程專業(yè)師資隊伍中具有工程背景的教師匱乏，使得其在實踐環(huán)節(jié)特別是課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)教學(xué)中往往力不從心.政策傾斜加大對工科背景人才引進力度；學(xué)校不定期組織選派專業(yè)教師都深入企業(yè)，掛職鍛煉，增強了教師的工程實踐能力；通過和環(huán)境類相關(guān)企業(yè)簽訂協(xié)議，聘請從事大氣污染控制的工藝和設(shè)備設(shè)計人員、現(xiàn)場項目管理工程師擔(dān)任兼職導(dǎo)師，為學(xué)生上課、做報告，指導(dǎo)學(xué)生進行課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計.

4　結(jié)束語

“卓越計劃”下對《大氣污染控制工程》這門課程教學(xué)改革提出了新的要求，此外，課程教學(xué)改革是一項復(fù)雜系統(tǒng)的工程，特別是對于大氣污染控制工程這一類涉及面廣、內(nèi)容多的專業(yè)課，難度更大、周期更長.筆者就該課程體系的構(gòu)建、理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，提出了可行的見解和主張，并應(yīng)用于教學(xué)實踐，教學(xué)質(zhì)量的得到明顯提高.

參考文獻：

〔1〕趙兵濤.能源與環(huán)境類專業(yè)“大氣污染控制工程”課程建設(shè)與探索[J].中國電力教育，2013(6)：74-75.

〔2〕郝吉明，馬廣大，王書肖.大氣污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，2010.

〔3〕郝吉明.大氣污染控制工程例題與習(xí)題集[M].北京：高等教育出版社，2003.

〔4〕李章良，陳菁，張瑛.大氣污染控制工程課程教學(xué)改革探究[J].中國電力教育，2013(34)：96-97.

〔5〕郝艷紅，邱麗霞.環(huán)境工程專業(yè)《大氣污染控制工程》課程建設(shè)的幾點思考[J].中國電力教育，2006（S2）：374-375.

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-260X（2015）07-0075-02