省屬高校大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

李玉華　盧進(jìn)登　李海波

摘要：本文在分析省屬高?！洞髿馕廴究刂乒こ虒?shí)驗(yàn)》教學(xué)中存在問題的基礎(chǔ)上，分別從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)及教學(xué)形式三個(gè)方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，以期激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，達(dá)到實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置的目的。

關(guān)鍵詞：大氣污染控制；實(shí)驗(yàn)課程；教學(xué)設(shè)計(jì)；人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）50-0272-02

《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》是我國(guó)“十三五”期間教育改革發(fā)展的行動(dòng)綱領(lǐng)和指導(dǎo)性文件。在提高教育質(zhì)量方面，《規(guī)劃》提出要培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力，強(qiáng)化實(shí)踐動(dòng)手能力，創(chuàng)新育人方式，深化課程教學(xué)改革[1]。環(huán)境工程作為工科專業(yè)，應(yīng)以《規(guī)劃》為綱領(lǐng)、以“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”為指導(dǎo)，積極培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實(shí)踐動(dòng)手能力的環(huán)保人才。

《大氣污染控制工程》作為環(huán)境工程專業(yè)的主干課程，講授了大量與大氣相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)及大氣污染控制技術(shù)理論與設(shè)計(jì)，其目的在于讓學(xué)生掌握大氣污染控制專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力?！洞髿馕廴究刂乒こ虒?shí)驗(yàn)》作為《大氣污染控制工程》的配套實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、與工程實(shí)際相銜接的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，更可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力和實(shí)際工作能力[2]?！洞髿馕廴究刂乒こ虒?shí)驗(yàn)》應(yīng)緊跟當(dāng)前大氣污染防治的形勢(shì)，順應(yīng)社會(huì)對(duì)大氣污染控制技術(shù)人才的需求，在滿足基本知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容及結(jié)構(gòu)，積極激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

一、實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀

《大氣污染控制工程》課程涉及燃燒與大氣污染、大氣污染氣象學(xué)、顆粒污染物控制技術(shù)、氣態(tài)污染物控制技術(shù)及凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多部分內(nèi)容。課程內(nèi)容涉及面廣、綜合應(yīng)用性強(qiáng)。在課程學(xué)習(xí)過程中，會(huì)應(yīng)用到諸如化工原理、物理化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，這些課程在學(xué)習(xí)階段學(xué)生的接受度普遍較低；另一方面氣態(tài)污染的不可見性也為課程的學(xué)習(xí)帶來了一定的困難，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)《大氣污染控制工程》課程的學(xué)習(xí)普遍存在畏難心理。實(shí)驗(yàn)課程的加入，有助于學(xué)生對(duì)空氣污染及其治理方式產(chǎn)生比較直觀的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生深入理解理論知識(shí)。

就我校開展的大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)，與許多高校一樣，由于受到經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、師資等條件的限制，還存在著很多的問題有待進(jìn)一步解決[3，4]。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.硬件設(shè)施不完善，設(shè)備配備不齊全。大氣實(shí)驗(yàn)采樣、分析及工程演示設(shè)備普遍價(jià)格偏高。同時(shí)，大氣工程演示設(shè)備占地面積較大?，F(xiàn)有經(jīng)費(fèi)及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地有限，制約了新儀器設(shè)備的購(gòu)置，導(dǎo)致大氣實(shí)驗(yàn)可開設(shè)的內(nèi)容有限。已有設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，致使在實(shí)驗(yàn)過程中，僅有部分同學(xué)可動(dòng)手參與，降低了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容薄弱，教學(xué)形式單一。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)施等條件的限制，現(xiàn)階段所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容相對(duì)較少。實(shí)驗(yàn)課程多為教師講授，學(xué)生對(duì)照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行機(jī)械式操作，實(shí)驗(yàn)缺乏綜合性和創(chuàng)新性，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與度不高，實(shí)驗(yàn)課程難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

3.學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的認(rèn)知程度較低。在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中，雖然學(xué)生需自己動(dòng)手獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但實(shí)驗(yàn)過程的具體操作以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄、分析都是教師講授，學(xué)生簡(jiǎn)單重復(fù)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果思考分析較少，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的認(rèn)知停留在按要求完成任務(wù)的階段。實(shí)驗(yàn)課程對(duì)理論課程的輔助作用，對(duì)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的鍛煉完全無法體現(xiàn)。

二、實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用不僅在于讓學(xué)生進(jìn)一步消化課程講授的內(nèi)容，加深學(xué)生對(duì)基本理論和技術(shù)的理解，而且在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和分析問題、解決問題的能力[5]。針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)課程中出現(xiàn)的問題，我們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室資源的有效整合，將教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合，對(duì)教學(xué)理念、教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行積極的探索，以期促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)與發(fā)展。

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容調(diào)整。將《環(huán)境監(jiān)測(cè)》與《大氣污染控制工程》課程理論相結(jié)合，加深學(xué)生對(duì)大氣污染的認(rèn)識(shí)。在環(huán)境監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生雖進(jìn)行了環(huán)境大氣與工業(yè)大氣污染監(jiān)測(cè)的學(xué)習(xí)，但實(shí)際操作較少，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)空氣污染監(jiān)測(cè)的掌握度較低。大氣污染控制工程理論課程中，介紹了我國(guó)的大氣污染現(xiàn)狀，并給出了我國(guó)空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。通過學(xué)習(xí)，很多同學(xué)對(duì)我國(guó)的空氣質(zhì)量以及工業(yè)大氣污染有了一個(gè)籠統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，但對(duì)我國(guó)空氣污染的具體程度、主要的污染物種類、各類污染物的主要排放源等認(rèn)識(shí)不清。因此，將《環(huán)境監(jiān)測(cè)》中空氣污染監(jiān)測(cè)的內(nèi)容與《大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)》相結(jié)合，有助于學(xué)生更直觀地認(rèn)識(shí)我國(guó)的空氣污染。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采取單個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)定單個(gè)實(shí)驗(yàn)的方式，并且在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中將實(shí)驗(yàn)原理及步驟闡述得非常詳細(xì)。這樣的設(shè)置方式不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，也不利于學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們將各獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)相融合，進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。例如，在環(huán)境空氣質(zhì)量實(shí)驗(yàn)中，以往的實(shí)驗(yàn)單獨(dú)測(cè)定大氣中的顆粒物、SO2和NOx濃度，所有實(shí)驗(yàn)條件都已經(jīng)預(yù)設(shè)，學(xué)生自由發(fā)揮空間小，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過度依賴，實(shí)驗(yàn)完成后不能完全掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。因此，在新的教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們將三個(gè)實(shí)驗(yàn)相融合，布置給學(xué)生“校園空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)”的綜合性實(shí)驗(yàn)題目。指引學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，自行進(jìn)行采樣點(diǎn)布置，選取監(jiān)測(cè)指標(biāo)，查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定分析方法，并根據(jù)自行設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行校園空氣質(zhì)量的實(shí)地監(jiān)測(cè)。通過這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中掌握了監(jiān)測(cè)布點(diǎn)、監(jiān)測(cè)指標(biāo)確定、監(jiān)測(cè)方法的選取，同時(shí)在方案實(shí)施過程中，學(xué)生可以進(jìn)一步掌握不同污染物的監(jiān)測(cè)分析方法。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)有助于學(xué)生在全面掌握知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題，并且培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

3.實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式改革?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)多為教師講授，學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)改革后，相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式也需要進(jìn)一步改革。實(shí)驗(yàn)課程由教師講授變?yōu)橛蓪W(xué)生設(shè)計(jì)并把小組方案介紹給教師，由教師協(xié)助進(jìn)行。這種課程教學(xué)方式，一方面要求教師有較高的專業(yè)理論知識(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生制定正確方案；另一方面也要求教師有扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)技能，能夠指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐過程，并解答實(shí)踐過程中可能出現(xiàn)的各種問題。例如，在除塵裝置的學(xué)習(xí)過程中，選取不同的粉塵作為處理對(duì)象，讓學(xué)生在測(cè)定粉塵特性的基礎(chǔ)上，自主選取處理裝置，測(cè)定處理效率，并對(duì)處理裝置的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，不僅掌握了實(shí)驗(yàn)技能，也鞏固了課堂理論知識(shí)。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方式的改革，把課程教學(xué)由以教師為主轉(zhuǎn)變成為以學(xué)生為主，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，同時(shí)對(duì)任課教師也提出了新的挑戰(zhàn)。

三、結(jié)語

我國(guó)嚴(yán)峻的大氣污染現(xiàn)狀，以及國(guó)家對(duì)空氣污染治理的重視，給予了大氣污染控制人才良好的機(jī)遇，但同時(shí)對(duì)大氣污染治理人才也提出了更高的要求?！洞髿馕廴究刂乒こ虒?shí)驗(yàn)》作為理論課程的輔助課程，應(yīng)根據(jù)其教學(xué)要求充分發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，由學(xué)生自主實(shí)踐，更加全面和完整地掌握各種理論及技能。實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革對(duì)學(xué)生了解和掌握專業(yè)知識(shí)，提高專業(yè)水平有積極的推動(dòng)作用，可進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，有利于對(duì)大氣污染控制專業(yè)復(fù)合創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

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Abstract：In this paper，based on the analysis of provincial colleges and universities in the air pollution control engineering experiment teaching problems，on the basis of，respectively，from the experiment teaching contents，course design and teaching form three aspects has carried on the experimental design and innovation of the course，in order to arouse the students' positive initiative，the experimental study to achieve the purpose of experiment courses.

Key words：air pollution control；experimental courses；teaching design；cultivation of talents