工程應(yīng)用培養(yǎng)模式下《大氣污染控制工程》課程的教學(xué)實(shí)踐

嚴(yán) 剛 王 天 黃思磊

(青海大學(xué)化工學(xué)院，青海 西寧 810016)

工程應(yīng)用培養(yǎng)模式下《大氣污染控制工程》課程的教學(xué)實(shí)踐

嚴(yán) 剛 王 天 黃思磊

(青海大學(xué)化工學(xué)院，青海 西寧 810016)

《大氣污染控制工程》課程是環(huán)境工程專業(yè)的一門主干課程，課程內(nèi)容繁雜涉及學(xué)科多，理論性強(qiáng)，計(jì)算公式參數(shù)變量多，涉及化工工藝設(shè)備較多而且工藝流程操作單元多設(shè)備龐大，空間立體性強(qiáng)，學(xué)生感性認(rèn)識少，是教學(xué)工作一門較難的課程。依據(jù)青海大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，提出了《大氣污染控制工程》課程在教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力、工程理念為主線，改革理論教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。

大氣污染控制工程 工程應(yīng)用 培養(yǎng)模式 教學(xué)改革

《大氣污染控制工程》 課程主要是給學(xué)生傳授大氣污染控制的基本概念、原理、設(shè)備及典型工藝設(shè)計(jì)計(jì)算等知識，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決大氣污染問題的能力。課程內(nèi)容主要包括大氣污染的基礎(chǔ)知識、大氣污染物排放量的計(jì)算與污染物擴(kuò)散濃度的估算、煙氣除塵原理、技術(shù)與工藝設(shè)備和氣態(tài)污染物凈化技術(shù)與典型氣態(tài)污染物控制工藝技術(shù)等[1～3]。因而，課程作為環(huán)境工程專業(yè)核心課程的地位也日益凸現(xiàn)。 但是，傳統(tǒng)環(huán)境工程專業(yè)中《大氣污染控制工程》課程的教學(xué)嚴(yán)重跟不上大氣環(huán)境治理的要求。比如青海大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)《水污染控制工程》課程，多次立項(xiàng)，完成了三類、二類校級重點(diǎn)課程建設(shè)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的實(shí)習(xí)基地都是污水處理廠等與水污染治理有關(guān)，相比較而言， 《大氣污染控制工程》 課程給予的重視程度不高。青海大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)《大氣污染控制工程》 課程本科教材及考研參考書均為郝吉明、 馬廣大和王書肖主編、 高教出版社出版的《大氣污染控制工程》(第三版)，講授48學(xué)時，講授教師1名，沒有開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是以《環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)》課程為依托，講述3個演示性實(shí)驗(yàn)。沒有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，沒有認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，實(shí)踐教學(xué)方面，只有1周的課程設(shè)計(jì)。因此，教學(xué)效果較差，從2002級到2011級10屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的選題沒有一名同學(xué)選題大氣污染控制工程方向，畢業(yè)生就業(yè)也沒有1名學(xué)生從事大氣污染控制工程方向。一方面，企業(yè)、監(jiān)測部門、設(shè)計(jì)管理運(yùn)行部門需要大氣污染控制工程方向的畢業(yè)生，另一方面，學(xué)生不去從事大氣污染控制工程方向的工作，那么大氣污染控制工程的技術(shù)創(chuàng)新就不足，學(xué)校與企業(yè)互動減弱，影響了大氣污染控制工程課程的教學(xué)工作，體現(xiàn)不了專業(yè)設(shè)置大氣污染控制工程課程的目標(biāo)，也影響了環(huán)境工程專業(yè)的就業(yè)率。有趣的是，我校化工學(xué)院過程與設(shè)備專業(yè)的畢業(yè)生卻對工業(yè)煙囪的設(shè)計(jì)計(jì)算很感興趣，多次詢問有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算方法，這說明環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生沒有意識到自己的社會責(zé)任，就業(yè)方向。

為了解決以上問題，青海大學(xué)2015年10月，將大氣污染控制工程課程立項(xiàng)教學(xué)改革，從青海大學(xué)學(xué)生生源以及專業(yè)設(shè)置目標(biāo)，提出了《大氣污染控制工程》課程在教學(xué)中以培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力、工程理念為主線，從教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、與企業(yè)互動等方面，改革理論教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。

1大氣污染控制工程課程教學(xué)改革目標(biāo)

青海大學(xué)《大氣污染控制工程》課程定位是“工程性”和“應(yīng)用性”。在教學(xué)理念、課程體系、教材建設(shè)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、教學(xué)方法和教學(xué)手段等環(huán)節(jié)進(jìn)行徹底的“改革”，使學(xué)生更好地掌握大氣污染控制工程的基本理論和基本技術(shù)，掌握各項(xiàng)控制技術(shù)的內(nèi)在聯(lián)系，通過這些理論分析各種污染物控制過程，優(yōu)化各種控制方法，使學(xué)生具備大氣污染控制工程工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型、運(yùn)行管理的工程應(yīng)用能力，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)大氣污染控制理論原理對實(shí)踐中典型氣態(tài)污染物控制工藝以及煙氣除塵工藝技術(shù)進(jìn)行分析、消化、創(chuàng)新的能力，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用的綜合能力和創(chuàng)新意識，給企業(yè)輸送基礎(chǔ)扎實(shí)、有創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力的適應(yīng)企業(yè)要求學(xué)生已畢業(yè)就能上崗頂班的大氣污染控制高級工程技術(shù)人才。

2大氣污染控制工程課程教學(xué)改革的主要內(nèi)容及對策

2.1 改革理論教學(xué)環(huán)節(jié)

密切聯(lián)系實(shí)踐，整合教材內(nèi)容。結(jié)合實(shí)踐，將煙氣除塵、治理與現(xiàn)行大氣污染控制工程教材作對照，把教材內(nèi)容歸納為要解決四個方面的實(shí)際內(nèi)容，如表一所示，并按這四方面刪減和增加教授內(nèi)容，優(yōu)化課程體系，突出工程應(yīng)用培養(yǎng)模式。將課程的知識體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，精煉教學(xué)內(nèi)容，避免和減少課程間的重復(fù)，壓縮刪減與環(huán)境工程專業(yè)《環(huán)境化學(xué)》課程重復(fù)的“大氣污染氣象學(xué)”、“氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)”和“大氣污染和全球變暖”3章；壓縮理論性較強(qiáng)的“燃燒與空氣污染”和“大氣擴(kuò)散濃度估算模式”內(nèi)容，凸出污染源源強(qiáng)的計(jì)算和利用帕斯奎爾-吉福德模式、國標(biāo)模式估算污染物擴(kuò)散濃度；將“顆粒污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)”1章的內(nèi)容分散到除塵裝置各自相關(guān)的除塵器章節(jié)講授等。經(jīng)過課程內(nèi)容改革，教學(xué)內(nèi)容大大瘦身，重點(diǎn)、難點(diǎn)突出，既符合大綱教學(xué)要求，又凸顯工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)了課程的應(yīng)用性與實(shí)踐性。

2.2 改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

2.2.1改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[4,5]

《大氣污染控制工程》課程沒有獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，而是將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散在《環(huán)境監(jiān)測》課程、《專業(yè)實(shí)驗(yàn)》課程中，根據(jù)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器和條件，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了改革整合，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革見表2，體現(xiàn)了實(shí)際工程應(yīng)用能力的訓(xùn)練。現(xiàn)有的條件基本滿足大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，增加了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重，如“袋式除塵器的性能實(shí)驗(yàn)”、“旋風(fēng)除塵器性能實(shí)驗(yàn)”、“大氣中顆粒物濃度的測定”和“大氣中SO2的測定及吸收設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等。改革后實(shí)驗(yàn)也是緊緊圍繞培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力，涵蓋了大氣采樣、煙氣除塵設(shè)備性能測試、污染氣體的控制，另外在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，加強(qiáng)了測試數(shù)據(jù)的分析能力。不同實(shí)驗(yàn)在安排上有所側(cè)重地體現(xiàn)了驗(yàn)證性、綜合性及創(chuàng)新性等內(nèi)容，加強(qiáng)大氣污染控制的實(shí)踐與理論教學(xué)的銜接，使學(xué)生能夠?qū)⒄n堂講授內(nèi)容與實(shí)際結(jié)合。這樣，一方面增強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，同時也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

表1 大氣污染控制工程課程理論教學(xué)內(nèi)容的改革

2.2.2改革課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生的工程感性認(rèn)識

課程設(shè)計(jì)是學(xué)生綜合運(yùn)用大氣污染控制原理和有關(guān)先修課程所學(xué)知識，以單元操作設(shè)備及其主要輔助設(shè)備為主，進(jìn)行大氣污染控制工藝設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是解決學(xué)生工程感性認(rèn)識貧乏的必要手段。針對青海大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)《大氣污染控制工程》課程沒有認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，只有1周的課程設(shè)計(jì)。因此，我們充分抓住這一周時間，指導(dǎo)教師根據(jù)青海省產(chǎn)業(yè)布局，通過深入企業(yè)，主要聯(lián)系火法冶煉廠煙氣除塵、燃煤鍋爐煙氣治理企業(yè)，白天與企業(yè)聯(lián)系，自費(fèi)乘車去工廠車間，實(shí)地體驗(yàn)工業(yè)除塵、煙氣治理的工程工藝設(shè)備，對于同一除塵設(shè)備，我們又聯(lián)系了不同的行業(yè)，讓學(xué)生感受同一工藝在不同行業(yè)的應(yīng)用。這樣學(xué)生不僅具備了一定的專業(yè)理論知識同時還具有實(shí)際的工程工藝感性認(rèn)識，讓學(xué)生實(shí)地觀看除塵裝置及煙氣治理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)及運(yùn)行案例，感受除塵裝置在實(shí)際工程中的運(yùn)用。改革課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，如表3所示。這樣課程設(shè)計(jì)就有很強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用性。同時也豐富了課程設(shè)計(jì)題目，往年課程設(shè)計(jì)題目只是除塵管道系統(tǒng)的壓力計(jì)算，設(shè)計(jì)題目單一，陳舊，體現(xiàn)不出大氣除塵的主要內(nèi)容。收集各種設(shè)計(jì)資料，建立設(shè)計(jì)資料庫，使設(shè)計(jì)題目更接近于工程實(shí)際。

表2 大氣污染控制工程課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

表3 大氣污染控制工程課程課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容的改革

2.2.3以培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力為主線，加強(qiáng)校企聯(lián)動

改革后，大氣污染控制工程教學(xué)思想確立了在遵循環(huán)境工程專業(yè)統(tǒng)一培養(yǎng)規(guī)格和基本要求的前提下，立足青海地區(qū)大氣污染的特點(diǎn)，從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)著手，體現(xiàn)大氣污染控制工程為地區(qū)特色明顯的冶金行業(yè)和火電行業(yè)培養(yǎng)環(huán)保人才的課程特色。要完成大氣污染控制工程課程的教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)符合地區(qū)特點(diǎn)的合格工程技術(shù)人才，我們先后前往青海省西寧市甘河工業(yè)園區(qū)、青海省西寧市生物科技園區(qū)、青海省西寧市城東工業(yè)經(jīng)濟(jì)園區(qū)、青海省西寧市城南工業(yè)園區(qū)，先后參觀了青海省水泥廠、青海百通高純材料開發(fā)有限公司、青海珠峰鋅業(yè)有限公司、青海樂都爍華鐵合金有限公司等，結(jié)合青海省工業(yè)布局，冶煉、機(jī)械制造、硅制造、鐵合金、建材供熱等，

全面提升大氣污染控制工程課程的教學(xué)質(zhì)量，積極進(jìn)行教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)的改革與實(shí)踐具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3改革效果評價(jià)

通過教學(xué)改革與實(shí)踐，大氣污染控制工程課程教學(xué)取得了一定的成效。

(1)、學(xué)生的學(xué)習(xí)由改革前的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，曠課率大大降低，做作業(yè)的主動性大大增強(qiáng)，補(bǔ)考人數(shù)也大大減少。

(2)、學(xué)生的動手能力和解決實(shí)際問題的能力得到了明顯提高。通過教學(xué)改革，學(xué)生能熟練掌握大氣中的常規(guī)污染物檢測過程和方法，理解和掌握煙氣除塵脫硫脫硝原理和工藝過程，為學(xué)生走向工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)生也敢勇于向大氣污染控制工程的企業(yè)投簡歷，有8名畢業(yè)生從事大氣污染治理、監(jiān)察及監(jiān)測等工作，有4名同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)選大氣污染控制工程方向，并有5名學(xué)生考取了大氣污染控制工程方向的研究生。

(3)通過教學(xué)改革，加強(qiáng)了校企互動，通過設(shè)計(jì)資料的收集與整理，現(xiàn)場的交流與實(shí)踐等過程，使教師不斷吸取新知識，理論基礎(chǔ)得到及時的更新和完善，教師的工程實(shí)踐能力不斷得到提高和加強(qiáng)。

[1] 李友平，高成.以學(xué)生為主體的大氣污染控制工程教學(xué)實(shí)踐[J].化工高等教育，2012，(3)：103～105.

[2] 朱玲，陳家慶，王建宏 等.以加強(qiáng)工程實(shí)踐能力為導(dǎo)向大氣污染控制工程課程建設(shè)改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011，(1)：131～133

[3] 葉菊娣.大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].化工時刊，2012，26(9)：62～63.

[4] 唐小玲，倪金龍.大氣污染控制工程課堂教學(xué)改革與優(yōu)化[J].化工高等教育，2013，(1)：78～80.

[5] 閔敏，孫新華，丁成.《大氣污染控制工程》課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革與實(shí)踐 [J].科技教育創(chuàng)新，2012，(17)：128～129

10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2017.05.015

2017-03-30

青海大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目(JY151623)

嚴(yán)剛(1969～)，男，碩士,副教授。研究方向：工業(yè)煙氣污染治理工藝與設(shè)備研究。E-mail：yangang20012000@163.com。