“大氣污染控制技術(shù)”課程項(xiàng)目化教學(xué)改革與實(shí)踐

孫學(xué)習(xí)，凡廣生，岳福興，孫浩冉

(中州大學(xué)化工食品學(xué)院，鄭州450044)

“大氣污染控制技術(shù)”課程項(xiàng)目化教學(xué)改革與實(shí)踐

孫學(xué)習(xí)，凡廣生，岳福興，孫浩冉

(中州大學(xué)化工食品學(xué)院，鄭州450044)

“大氣污染控制技術(shù)”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(xué)習(xí)起來有一定的難度，因此需要教師充分發(fā)揮學(xué)生的主觀性，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本文通過行之有效的教學(xué)方法和途徑，進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革與實(shí)踐，在教學(xué)上突出基礎(chǔ)理論、工程實(shí)踐在本課程中的重要作用，讓學(xué)生真正學(xué)以致用，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

實(shí)踐教學(xué);“互動式”教學(xué);教學(xué)方法;項(xiàng)目化教學(xué)

大氣污染控制技術(shù)是環(huán)境相關(guān)專業(yè)的核心課程之一，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的大氣污染防治過程中占有很重要的地位。我們結(jié)合近年來該門課程實(shí)際教學(xué)改革情況，經(jīng)過對高職高專課程項(xiàng)目教學(xué)的思考，認(rèn)為有效的課程項(xiàng)目教學(xué)改革不但可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠提高教師的教學(xué)熱情，極大地增強(qiáng)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(shí)用型”、“技能型”人才。

1.高職高專大氣污染控制技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀

高職高專大氣污染控制技術(shù)課程的教學(xué)，普遍存在著老師覺得沒什么可教，學(xué)生覺得沒什么可學(xué)，老師教得索然寡味，學(xué)生學(xué)得沒有興趣。我們分析認(rèn)為:主要是由于學(xué)生接觸實(shí)際較少，對書中介紹的很多設(shè)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(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的教師不多，對設(shè)備和裝置的了解也是停留在書面上，因此不能對學(xué)生做出具體實(shí)際的指導(dǎo);另外現(xiàn)有的教材也不太適合現(xiàn)有的學(xué)時教學(xué)，很多教材只是在講理論和原理，很少能夠?qū)W(xué)生的具體工作有較大的指導(dǎo)作用。教材有的內(nèi)容太深，?？粕斫獠涣?，學(xué)的沒興趣;有的內(nèi)容太少太淺，學(xué)生又感覺沒有學(xué)到知識。

隨著高校五年一次的教學(xué)質(zhì)量評估的進(jìn)行，學(xué)校的教學(xué)計(jì)劃不斷進(jìn)行調(diào)整，很多理論課時向?qū)嵺`課傾斜，理論學(xué)時越來越少，現(xiàn)在“大氣污染控制技術(shù)”課程的理論學(xué)時只有36學(xué)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(shè)置該專業(yè)較晚，存在教學(xué)硬件資源跟不上，很多實(shí)驗(yàn)課沒法開展，實(shí)踐學(xué)時又白白浪費(fèi)。再加上這幾年各個高校設(shè)置環(huán)境相關(guān)專業(yè)較多，市場需要高級技術(shù)人才，高校畢業(yè)生的就業(yè)受到嚴(yán)重的考驗(yàn)，學(xué)生覺得學(xué)得再好出去也很難找到像樣的工作。其實(shí)這種觀念是錯誤的，環(huán)保相關(guān)技術(shù)專業(yè)在社會上是無可替代的，但是需要學(xué)生理論扎實(shí)技術(shù)過硬。

2.課程項(xiàng)目教學(xué)改革的理論基礎(chǔ)

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(shù)”課程項(xiàng)目教學(xué)改革迫在眉睫。通過課程項(xiàng)目教學(xué)改革，使課程更加適合高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生畢業(yè)后的崗位快速適應(yīng)能力［1］。

2.1 什么是項(xiàng)目化教學(xué)

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

高職高專院校的社會定位是向社會輸送專門應(yīng)用型人才，因此學(xué)生的培養(yǎng)需要充分考慮學(xué)生的個性特點(diǎn)、教育背景及今后職業(yè)能力的要求。而“項(xiàng)目化教學(xué)”的教育模式以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程中的激勵和啟發(fā)效應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和獨(dú)立工作能力。這種“項(xiàng)目化教學(xué)”能夠充分發(fā)揮學(xué)生的積極性，讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)和研究中去，是一種典型的研究式學(xué)習(xí)。例如讓學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，收集素材，讓學(xué)生自己參與課堂講解，找出學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過自學(xué)找到解決問題的辦法等。這些過程無一不是培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動性，無一不是培養(yǎng)學(xué)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(shù)項(xiàng)目化教學(xué)的具體劃分

大氣污染控制技術(shù)項(xiàng)目化教學(xué)總體思路是以污染物從產(chǎn)生到排放的先后順序?yàn)橹骶€。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(dú)設(shè)置在實(shí)際工作中運(yùn)用廣泛的脫硫除塵一體化技術(shù)，最后進(jìn)行煙氣高煙囪排放及大氣污染氣象和環(huán)境影響預(yù)測計(jì)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(guān)的知識至關(guān)重要。其中燃燒后的實(shí)際煙氣量的計(jì)算尤為重要，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在以往的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難真正的掌握煙氣的計(jì)算實(shí)質(zhì)，而且涉及到實(shí)際運(yùn)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(xué)變化，燃燒的實(shí)質(zhì)是燃料與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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?xì)浠衔铮?］。

以燃煤鍋爐為例，在實(shí)際工作經(jīng)常會遇到一些實(shí)際的工程問題，如鍋爐的型號、燃煤量、標(biāo)準(zhǔn)煤、煤質(zhì)分析、鍋爐的蒸發(fā)量與熱功率的換算等知識。學(xué)生常常不能把以往所學(xué)的知識聯(lián)系起來，因此要在教學(xué)過程中以實(shí)際案例為載體進(jìn)行項(xiàng)目化方案的設(shè)計(jì)，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動思考，自己動手進(jìn)行分析計(jì)算。比如經(jīng)驗(yàn)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)煤(29MJ/Kg)耗煤量 =0.7 ×3600/29/0.65=133Kg/h，實(shí)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(shí)際空氣量、鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量及功率、煙氣量、產(chǎn)生爐渣量、水蒸汽含量、SO2濃度計(jì)算，以及不同高度煙囪的排放速率限值。

2.2.2 集氣通風(fēng)和通風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)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(xiàng)目化教學(xué)的主要目的是讓學(xué)生了解為什么采用集氣裝置，集氣通風(fēng)的原則，進(jìn)行通風(fēng)管道系統(tǒng)的簡單設(shè)計(jì)計(jì)算，通風(fēng)機(jī)的選擇，掌握通風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)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(shè)計(jì)和通風(fēng)機(jī)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?yàn)橹鞯牧蜓趸衔?，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(jié)合的碳?xì)浠衔?。大氣中不僅含無機(jī)污染物，而且含有機(jī)污染物［4］。

氣態(tài)污染物:氣態(tài)污染物凈化技術(shù)部分內(nèi)容與《環(huán)境工程原理》課程中的凈化理論基礎(chǔ)知識有所重復(fù)，比如吸收法、吸附法及催化轉(zhuǎn)化法等。大氣污染控制技術(shù)課程應(yīng)該縮短該部分學(xué)時，不做深入講解，而是突出其在實(shí)際工作的應(yīng)用。課程的項(xiàng)目化教學(xué)中應(yīng)盡可能講授適用于我國國情、應(yīng)用廣泛、相對成熟的大氣污染控制技術(shù)，突出其實(shí)用性。部分應(yīng)用范圍較窄的理論內(nèi)容留作學(xué)生自學(xué)，精簡部分學(xué)生不感興趣和能力培養(yǎng)不突出的理論內(nèi)容。通過補(bǔ)充、整合和改進(jìn)教材內(nèi)容，使學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，學(xué)習(xí)知識思路清晰;強(qiáng)化對知識的吸收能力，使畢業(yè)生達(dá)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(shù)是關(guān)鍵，除塵技術(shù)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(shè)備主要構(gòu)件、影響除塵效率的因素及運(yùn)營維護(hù)等內(nèi)容。讓學(xué)生了解基本原理，適用范圍，合理選擇適宜的除塵設(shè)備運(yùn)用到實(shí)際工作中去。

案例:化學(xué)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(jì)的持續(xù)增長，對電力的需求不斷擴(kuò)大。我國電力構(gòu)成主要是煤電，煤炭的消耗量迅速增加，如果不采取切實(shí)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(shù)的發(fā)展是制約電廠發(fā)展的重要因素。單獨(dú)的脫硫和單獨(dú)的除塵技術(shù)已經(jīng)成熟，關(guān)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(shù)，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，鼓勵學(xué)生自己設(shè)計(jì)組合合理的脫硫除塵工藝。

案例:方案的設(shè)計(jì)——電廠脫硫除塵方案比較。

2.2.5 大氣環(huán)境影響預(yù)測

大氣環(huán)境影響預(yù)測主要用于判斷建設(shè)項(xiàng)目建成后對環(huán)境影響評價(jià)范圍大氣環(huán)境影響的程度和范圍，是環(huán)境影響評價(jià)中最重要的部分，也是最難的部分。很多同學(xué)學(xué)完大氣污染控制技術(shù)后不會、也不敢進(jìn)行大氣環(huán)境影響的預(yù)測。常用的大氣環(huán)境影響預(yù)測方法是通過建立數(shù)學(xué)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(kuò)散、轉(zhuǎn)化和清除等物理、化學(xué)機(jī)制。大氣環(huán)境影響預(yù)測的步驟:a)確定預(yù)測因子;b)確定預(yù)測范圍;c)確定計(jì)算點(diǎn);d)確定污染源計(jì)算清單;e)確定氣象條件;f)確定地形數(shù)據(jù);g)確定預(yù)測內(nèi)容和設(shè)定預(yù)測情景;h)選擇預(yù)測模式;i)確定模式中的相關(guān)參數(shù);j)進(jìn)行大氣環(huán)境影響預(yù)測與評價(jià)。在這一系列的過程中會接觸相當(dāng)多的名詞術(shù)語、參數(shù)名稱、氣象資料等繁多的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生感覺很難，無從下手。因此，讓學(xué)生真正的去訓(xùn)練，克服懼怕心理，樹立自信心非常重要。

案例:大氣濃度預(yù)測——環(huán)評報(bào)告書中大氣預(yù)測計(jì)算。

3.項(xiàng)目化教學(xué)的措施改進(jìn)及效果

經(jīng)過近兩年的使用項(xiàng)目化教學(xué)，我們從中總結(jié)了一些有益的經(jīng)驗(yàn)，并對采取項(xiàng)目化教學(xué)前后的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)采用項(xiàng)目化教學(xué)后，學(xué)生的目標(biāo)性較強(qiáng)，知道自己在大氣污染控制技術(shù)課程中能學(xué)到什么樣的知識，如何去學(xué)，并且鍛煉了學(xué)生之間的協(xié)作能力，在教學(xué)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(xué)生真正了解學(xué)習(xí)本門課程的作用。因此，在學(xué)期第一次上課就要必學(xué)講清楚大氣污染控制技術(shù)課程在本專業(yè)中的課程地位。讓學(xué)生自己提出通過該課程想學(xué)到什么知識?然后再通過教師講解學(xué)生可以學(xué)到什么，需要具備什么能力，能夠達(dá)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(xué)生提前預(yù)習(xí)，自己講解基本概念及原理

以前的教學(xué)方法是教師上課，課后答疑，學(xué)生主動參與較少［5］。我們開展了交互式教學(xué)改革嘗試，要求學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，收集素材，讓學(xué)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(xué)生完全可以自學(xué)。因此我們采用指導(dǎo)－自學(xué)式教學(xué)法，對學(xué)生提出要求，通過練習(xí)及課堂提問檢查督促。這樣做可以避免老師講之無趣，學(xué)生聽之無味的現(xiàn)象發(fā)生。在開始新的章節(jié)時，應(yīng)該提前告知學(xué)生:通過部分的學(xué)習(xí)需要解決哪些問題，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，課程結(jié)束時再進(jìn)行小結(jié);并進(jìn)行預(yù)習(xí)效果的檢查，加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)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(shè)問:使用布袋除塵器為什么能達(dá)到排放要求?主要的作用機(jī)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(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算?［6］

4.結(jié)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(xué)生既要有理論基礎(chǔ)，又要有實(shí)際動手能力。因此，對于理論基礎(chǔ)不是太好的學(xué)生來說有一定的難度，但是只要能夠充分調(diào)動學(xué)生的積極性，變被動接收為主動學(xué)習(xí)，采用較好的課堂教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)，也是能夠收到很好的教學(xué)效果，并能夠培養(yǎng)出合格的“實(shí)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(shù)”課程項(xiàng)目化教學(xué)研究［J］.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，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(shí)踐與探討［J］.職業(yè)技術(shù)，2006(6).

［3］湯曉，朱建華.“項(xiàng)目化教學(xué)”在高職教學(xué)改革實(shí)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(qiáng)，金燕，等.大氣污染控制工程課程教學(xué)改革探索［J］.西南科技大學(xué)學(xué)報(bào):哲學(xué)社會科學(xué)版，2004，4(21):52 －53.

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

(責(zé)任編輯 呂志遠(yuǎn))

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