談大氣污染控制工程課程教學(xué)實踐
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摘要：指出了隨著大氣污染防治行動的實施，對大氣污染控制工程的教學(xué)提出了更高的要求。為適應(yīng)新形勢的要求，對課程內(nèi)容的設(shè)置、教學(xué)方法、教學(xué)形式的開展等方面進(jìn)行了探討，以實現(xiàn)成果導(dǎo)向的教育理念，培養(yǎng)合格的專業(yè)人才。
關(guān)鍵詞：大氣污染控制工程；成果導(dǎo)向教育；教學(xué)實踐
1引言
隨著各地持續(xù)實施大氣污染防治行動、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的深入開展，人們對大氣污染問題日益重視，大氣污染控制工程也顯示了其在環(huán)境保護(hù)中的重要地位。高校是培養(yǎng)人才的地方，社會有需要，學(xué)校就要響應(yīng)需求，為社會培養(yǎng)更多的合格的人才。大氣污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)本科課程的一門核心課程，課程涉及的知識面廣，課程的教學(xué)改革一直是相關(guān)專業(yè)教師關(guān)注的重點。王金龍［1］針對教材內(nèi)容滯后于學(xué)科發(fā)展的問題，提出了在本科教學(xué)中引入學(xué)科前沿研究內(nèi)容，開闊學(xué)生視野。馬宏卿［2，3］基于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)理念，從強(qiáng)化實踐環(huán)節(jié)，完善考評體系等環(huán)節(jié)進(jìn)行了課程改革實踐。丁建東等也對課堂教學(xué)實踐進(jìn)行了探索［4］。趙兵濤［5］分析了如何利用成果導(dǎo)向的教育理念，制定教學(xué)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)等，以突出學(xué)習(xí)能力和實踐能力的培養(yǎng)。基于OBE理念的大氣污染控制工程課程教學(xué)實踐，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體，通過教學(xué)實踐，探索適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，具有積極意義。探討課程教學(xué)實踐的一些舉措，以期對進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量有所幫助。
2順應(yīng)形勢，完善課程結(jié)構(gòu)
2013年，我國了“大氣十條”，通過各級政府的引導(dǎo)，企業(yè)的投入，到2017年，“大氣十條”所確定的目標(biāo)如期實現(xiàn)，空氣質(zhì)量總體得到改善。但大氣污染的形勢仍不容樂觀，特別是當(dāng)前光化學(xué)污染的加劇。為此，2018年國務(wù)院又了《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》，要求大幅減少主要大氣污染物排放總量，特別是降低PM2．5的濃度，使空氣質(zhì)量明顯改善，增強(qiáng)人民大眾的藍(lán)天幸福感。揮發(fā)性有機(jī)物作為PM2．5和O3的前驅(qū)物，需要加大管控力度［6］。隨著《揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》的實施，我國的大氣污染治理將進(jìn)入對揮發(fā)性有機(jī)物的管控階段。順應(yīng)發(fā)展潮流，在原先的《大氣污染控制工程》的教學(xué)大綱中加入揮發(fā)性有機(jī)物的治理內(nèi)容。介紹揮發(fā)性有機(jī)物污染控制的常用方法、原理；介紹主要行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物污染排放特征，主要治理路線。使得課程內(nèi)容由主要講述煤煙型污染控制，轉(zhuǎn)向煤煙型污染和光化學(xué)污染并重的內(nèi)容體系。使學(xué)生掌握的內(nèi)容更加全面充實。使學(xué)生能夠掌握大氣污染控制的基本知識，掌握大氣污染物控制的基本方法、原理及其典型的凈化工藝，具有解決“大氣污染控制工程”問題的基本能力。在學(xué)時不變的情況下，增加內(nèi)容，需要進(jìn)一步完善課程結(jié)構(gòu)，精簡課程內(nèi)容，提升講課技巧，保證課堂效率。這對講課教師提出了更高的要求。
3精心設(shè)計，強(qiáng)化實踐能力
在學(xué)時不增加，內(nèi)容增加的情況下，需要教師采取多種教學(xué)手段，更加有效地利用好教學(xué)技巧，提高教學(xué)質(zhì)量。在課堂上貫徹OBE理念，以學(xué)生為主體，在教師的啟發(fā)下積極思考，掌握課堂知識。例如在講述顆粒物重力沉降末速度時，由于顆粒粒徑不同，雷諾準(zhǔn)數(shù)不同，流態(tài)不同，所適用的公式不同，這就導(dǎo)致了學(xué)生的困惑，不知如何選擇所需的計算公式。通常的做法是先假設(shè)一個流態(tài)，計算出末速度，然后再驗算確定假設(shè)是否合理，這樣計算的工作量就很大。基于OBE的導(dǎo)向能力培養(yǎng)中要求對現(xiàn)代工具的使用，要求學(xué)生應(yīng)用Excel軟件，采取單元格調(diào)用函數(shù)的方式，對一系列顆粒物粒徑計算其雷諾準(zhǔn)數(shù)，確定其流態(tài)，從而在計算重力沉降末速度時，采用合適的計算公式。通過實際計算對比，對公式適用的范圍有了明確的認(rèn)識。另外在講述除塵效率時，沉降室除塵效率的三種模型也讓同學(xué)們用Excel軟件進(jìn)行對比分析，可以更好地理解模型的特點。進(jìn)一步啟發(fā)同學(xué)們對于旋風(fēng)除塵效率的轉(zhuǎn)圈模型進(jìn)行對比，從而進(jìn)一步理解旋風(fēng)除塵器的效率比重力沉降室高的原因，更容易掌握除塵器的適用范圍，并對除塵機(jī)理有了更好的理解。對后面的電除塵機(jī)理也直到了觸類旁通的作用，這部分的學(xué)時就可以減少一些。也對現(xiàn)代工具在課程學(xué)習(xí)中的作用有了更深的認(rèn)識，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對于除塵、脫硫和脫硝章節(jié)的內(nèi)容學(xué)習(xí)完成后，設(shè)計計算600MW火電機(jī)組的每天耗煤量、污染物排放量、脫硫石灰石用量、石膏產(chǎn)量、脫硝尿素用量等的綜合題，要求學(xué)生通過查閱相關(guān)資料，獲得原始數(shù)據(jù)，然后通過一系列計算獲得最終結(jié)果。通過練習(xí)達(dá)到工程認(rèn)證要求的通過文獻(xiàn)研究，提出復(fù)雜環(huán)境工程問題的解決方案，并獲得有效結(jié)論的能力。通過查閱資料，同學(xué)們獲得的原始數(shù)據(jù)會有不同，通過各種假設(shè)，最后的結(jié)果也是不唯一，這培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的能力。在集中講解時，通過同學(xué)們的能耗數(shù)據(jù)比較，來進(jìn)一步說明節(jié)能減排的重要性，加深對生產(chǎn)實際的了解，對大氣污染現(xiàn)狀的理解，加強(qiáng)樹立環(huán)境保護(hù)意識。
4教學(xué)模式，線上線下融合
2020年上半學(xué)期采用了線上教學(xué)，做到了停課不停學(xué)。因為不能直接面對學(xué)生，擔(dān)心學(xué)情不能及時了解，影響教學(xué)效果。但通過實踐，通過教學(xué)過程中采取恰當(dāng)?shù)姆绞剑€上教學(xué)并沒有影響學(xué)習(xí)效果。并且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了線上教學(xué)的優(yōu)點，與線下教學(xué)相結(jié)合，一定能取得更好的教學(xué)效果。上課點名可以通過線上完成，這樣節(jié)約較多的上課時間，使課堂教學(xué)更加緊湊。在講課過程中的提問也可以通過線上解決，這可以避免教師自問自答的尷尬，又可以讓全體學(xué)生積極參與，課堂效果也是立馬反饋，教師能及時掌握學(xué)情，突出重點，充分利用好課堂教學(xué)的寶貴時間。課堂測驗和課后習(xí)題也是檢驗課堂學(xué)習(xí)效果的最直接的方法，教師可以根據(jù)測試和作業(yè)結(jié)果，在下次上課時用較短的時間對上節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，鞏固已學(xué)知識。通過線上教學(xué)實踐，教學(xué)效果特別明顯。線上點名、問答、測驗、課后作業(yè)等的結(jié)果正好用于課程的過程考核，通過設(shè)置一定的權(quán)重比例，可以作為平日成績。通過對數(shù)據(jù)的分析，及時掌握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以有針對性地督促學(xué)生的學(xué)習(xí)。線上講課資料保留著，也便于學(xué)生復(fù)習(xí)。線上答疑也比以往多，可能不是面對面，避免了某種尷尬，學(xué)生更愿意線上提問，這樣師生的互動就多了，更利于知識的掌握。線下課堂剖析知識點，介紹原理，分析例題，精講課程內(nèi)容；線上測試、答疑解惑，多維度的教學(xué)和學(xué)習(xí)，更有利于知識的掌握吸收。
5課題匯報，加強(qiáng)教學(xué)參與
按照OBE理念，在大氣污染控制工程課程教學(xué)中，明確貫徹以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，積極引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的主動性。在教學(xué)設(shè)計中設(shè)計部分要求學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)來完成的內(nèi)容，激勵他們主動查閱資料，整理總結(jié)，匯報交流，增強(qiáng)教學(xué)學(xué)習(xí)的參與程度。在學(xué)習(xí)第一章第五節(jié)環(huán)境空氣質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)時，要求學(xué)生課后查閱資料，對大氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系中的部分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行匯報。由于對污染控制要求的提升，相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常進(jìn)行修改完善，這就要求同學(xué)們查閱最新的標(biāo)準(zhǔn)，并解釋修改的目的，和舊版的主要區(qū)別。通過分組匯報，同學(xué)們對標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展有了清晰的了解，對我國在大氣污染治理方面的工作有了較全面的認(rèn)識。在學(xué)塵、脫硫和脫硝工藝時，也要求學(xué)生對常見的工藝進(jìn)行講解，通過多次訓(xùn)練，提升了同學(xué)們查閱資料、自主學(xué)習(xí)、交流匯報的能力，對培養(yǎng)目標(biāo)形成了有力的支撐。同學(xué)們根據(jù)PPT質(zhì)量、匯報情況、團(tuán)隊合作等環(huán)節(jié)進(jìn)行相互評分，促進(jìn)了交流學(xué)習(xí)，掌握了主要工藝特點，相互取長補(bǔ)短，活躍了學(xué)習(xí)氣氛。
6結(jié)語
大氣污染控制工程課程的內(nèi)容要隨著時代的進(jìn)步，不斷更新，教學(xué)方法也要不斷探索，以適應(yīng)時代和形勢發(fā)展的需要。OBE理念是以人為本的，這就要求教師要努力提升業(yè)務(wù)素質(zhì)，精心設(shè)計教案，適應(yīng)以學(xué)生為主的教與學(xué)的方式，使學(xué)生參與到學(xué)習(xí)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，成為學(xué)習(xí)的主人。從而把學(xué)生培養(yǎng)成具有環(huán)境工程專業(yè)所具有的專業(yè)素養(yǎng)，達(dá)成專業(yè)的最終培養(yǎng)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
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［4］丁建東，邵曠慧．《大氣污染控制工程》課堂教學(xué)實踐探索［J］．綠色科技，2019（19）：294～295．
［5］趙兵濤，崔國民，武軍．新工科背景下基于OBE理念的課程教學(xué)改革：以“大氣污染控制工程”課程為例［J］．上海理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2019，41（4）：376～379，385．
［6］生態(tài)環(huán)境部．關(guān)于印發(fā)《重點行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》的通知［R］．北京：生態(tài)環(huán)境部，2019：26．
作者：丁建東 黃佩琳 單位：南通大學(xué)