大氣污染控制工程創新性實驗的探索與思考

朱 玲 王建宏 陳家慶 初慶東 梁存珍

北京石油化工學院 北京 102617

大氣污染控制工程創新性實驗的探索與思考

朱 玲 王建宏 陳家慶 初慶東 梁存珍

北京石油化工學院 北京 102617

結合本校“培養高級應用型人才”的辦學宗旨和環境工程專業的辦學理念，從提高學生素質和創新能力出發，就大氣污染控制工程課程創新性實驗的經驗和體會進行了總結。

大氣污染控制工程；專業特色；創新性實驗

北京石油化工學院在不斷改革發展過程中確立了“培養高級應用型人才”的辦學宗旨，擁有北京地區首個“全國產學研合作教育實驗基地”，是具有鮮明工程實踐特色的普通高等學校。學校環境工程系目前是國家級特色專業，環境工程教學與實驗中心為北京市級實驗教學示范中心，專業在開辦之初即確立了“在常規環境工程專業共性培養的基礎上突出環保設備特色，鞏固石油石化行業優勢”的專業辦學理念。因此，在遵循環境工程專業統一培養規格和基本要求的前提下，更要注重學生實踐能力和創新能力培養，才能體現辦學思想和專業特色。

環境工程是集理論性、技術性、實踐性為一體的專業，大氣污染控制工程是其中一門主干課程，其專業實驗課教學是理論教學的重要輔助部分，是培養學生過程中的一個重要環節。通過實驗教學不僅可以使學生加深理論知識的學習，更可以培養學生的動手能力、分析問題、解決問題的能力和實際工作能力。我們在開設大氣污染控制工程實驗時，確定了“重基礎、抓綜合、謀創新”的實驗教學體系。

1 創新實驗的研究與實踐

1.1 創新性實驗的指導思想

以培養學生的科研能力和創新意識為目標，以教師的科研成果向教學實驗轉化開設創新性實驗，同時以承擔大學生研究訓練（URT）項目為平臺，成立課外科技活動小組。對學生從選題、文獻查閱、實驗設計、實驗操作、結果分析、圖片和數據整理、論文撰寫、報告與答辯等環節進行全面訓練，實施實驗教學的個性化培養；并養成良好的科學素養和科學研究的協作精神，為培養具有創新精神的環境工程專業復合型人才打下良好基礎。

1.2 實驗題目和內容的設計

課程組教師根據自己研究方向以及已有的科研成果，開設實驗項目，避免出現實驗過程失控的現象；題目應體現內容新、難度適中和可操作性強；內容難度適中體現在適合本科生的實際水平，控制在使學生努力之后可以完成的程度，使學生有信心、有能力完成，并得到相應的鍛煉；目前固定開設3個創新性實驗，分別是機動車尾氣凈化實驗、氣態污染物的光催化凈化實驗和膜的制備與性能表征實驗；同時還會根據學生URT項目開設一些新的實驗。

創新實驗要合理，要有一定的理論支撐，還要盡可能的涵蓋多個相關學科的知識。如氣態污染物的光催化凈化實驗的開設，可使學生了解到納米技術在環境領域尤其大氣保護領域的實際應用潛力。使學生了解空氣污染物催化轉化和凈化的原理及主要影響參數等因素，深入了解納米材料組成結構特點、催化性質，有效提高學生素質、深化知識和擴展知識面，并提升創新研究與能力；同時引入光催化劑的表征分析，讓學生了解常用納米材料表征技術和手段，極大豐富教學內容深度和廣度，對學生研究能力創新能力培養的好處不言而喻。

創新性實驗的開設還可以讓學生了解到大氣污染控制技術領域的新技術和前沿動態。如大氣污染控制技術中吸收與膜分離回收等內容由于課時限制無法安排，但是和學生的培養計劃中的畢業論文、學生創新性訓練項目有結合可能，能讓有興趣和精力的學生深入開展創新性實驗研究，這也為學生以后在研究生階段的實驗研究奠定基礎。

1.3 創新性實驗教學過程

1.3.1 選題，查閱資料，擬定和確定實驗方案

根據自愿的原則，學生自己成立實驗小組，自主選題。為保證質量，每個創新實驗項目限定參加人數為3～5人；教師可根據分組情況適當調整，以保證每組能按完成預定要求。

例如，我們在光催化凈化VOCs的創新型實驗中首先把實驗目的、流程和所用到的檢測儀器等給學生做簡要講解，然后列出此次實驗所包含的內容，如光催化劑的制備和表征分析實驗、光催化劑的改性實驗、實驗條件對光催化凈化VOCs效率的影響等方面。學生根據所選內容查閱文獻，了解和掌握與課題有關的國內外技術狀況、發展動態，并在此基礎上，根據實驗課題要求和實驗室條件，提出具體的書面實驗方案設計，包括提出實驗工藝技術路線與實驗裝置、實驗條件要求、測試項目和測試方法、實驗計劃進度等。

通過學生和指導教師進行實驗方案討論，一方面可對實驗方案進行修訂；另一方面，討論的過程也是對學生發現問題、分析問題和創新能力的重要培養鍛煉過程。

1.3.2 實驗階段

指導教師集中學生學習所需檢測器的使用，如氣相色譜、便攜式氣體檢測器等；相關設備和氣路連接的注意事項；如何檢漏和調試系統。隨后按確定的實驗方案，由學生自己動手準備必要的實驗材料，完成實驗裝置的搭建和調試，開展具體的試驗和測試工作。指導教師負責現場指導，解答學生實驗中遇到的難題，啟發學生深入思考。

1.3.3 實驗總結階段

在此過程中要求學生學習和初步掌握對實驗數據的科學分析，學會使用常用的數據處理軟件，掌握依據實驗結果推演到結論的思維過程，鞏固所學的基礎知識和相關專業知識，培養和提高科學研究能力。學生通過自主對實驗結果數據進行分析、總結，分析問題的能力得到鍛煉和提高，并最終按要求完成試驗研究報告。實驗報告撰寫的過程，不僅是數據和圖表的總結，更包括對實驗結果和現象的分析。創新實驗希望成功，但也允許失敗，可用數據說明原因。

此外，根據自愿的原則，讓部分學生把多組的實驗結果綜合起來進行分析，最后上交科技論文形式的實驗報告，從而提高學生分析問題和解決問題的能力。

曾有許多同行論及環境工程專業人才培養和創新性實驗教學，并對如何拓寬實驗設計或研究創新內容，提出了很好的建議，說明各大院校對創新型人才的培養有一致的共識和行動。

2 結束語

大氣污染控制工程科技創新實驗的運作方式，將科研資源轉化為教學資源,實現了指導教師、科研項目和先進儀器設備成為培養和提高大學生創新能力的搖籃和載體,結合實踐教學環節,以培養“高級應用型人才”為目標,提供學生的工程實踐能力。

[1] 柳麗芬,全燮,楊鳳林.大氣污染控制實驗與環境工程高素質創新人才培養[J].中國科教創新導刊,2007,476：91

[2] 柴立元,王云燕.環境工程專業實驗教學的創新與改革[J].實驗室研究與探索,2005,24（5）：60～62

[3] 徐竟成,黃翔峰,朱毓秀,等.環境學科創新實驗模式的研究與實踐[J].實驗室研究與探索,2007,26（7）：95～97

[4] 張春丹,蘇秀榕,樊艷鳳. 生物工程專業創新實驗教學模式初探[J].高校實驗室工作研究,2010,104（2）：17～19

[5] 宋志偉,董平,劉彥飛,等.環境工程專業培養學生創新能力的教學新模式[J].理工高教研究,2007,26（5）：124～126

Exploring and thinking of creative experiment for the course of air pollution control engineering

Zhu Ling, Wang Jianhong, Chen Jiaqing, Chu Qingdong, Liang Cunzhen
Beijing institute of petrochemical technology, Beijing, 102617, China

In this paper, based on the purpose and philosophy of school and major of cultivating high-level, versatile and practical management talents, we summarized the experience on carting on the creative experiments for the course of air pollution control engineering,which was in the interest of enhancing the qualities and innovation abilities of students.

air pollution control engineering; major characteristics; creative experiment

2010-11-23 稿件編號：1011115

朱玲，博士，副教授。

2007年度北京市高等學校教育教學改革立項項目 (編號：京教函[2007]451號)。