大氣污染控制工程課程教學改革探究

摘要：結合莆田學院環境工程專業省級“專業綜合改革試點”項目，針對大氣污染控制工程的課程特點和教學實踐，從培養學生自主創新能力和自學能力、提高教學效果出發，就教學內容課程體系、教學方法和手段、課程考核方式以及如何上好第一堂課等方面提出了可行性的見解，并應用于教學實踐，教學質量得到明顯提高。

關鍵詞：專業綜合改革；大氣污染控制工程；教學改革；教學質量；教學效果

作者簡介：李章良（1975-），男，福建仙游人，莆田學院環境與生物工程學院，副教授；陳菁（1971-），女，福建莆田人，莆田學院環境與生物工程學院，教授。（福建 莆田 351100）

基金項目：本文系福建省2012年省級專業綜合改革試點項目、莆田學院校級教改項目（項目編號：JG2012014）的研究成果。

中圖分類號：G642.421 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0096-02

大氣污染控制工程是高等學校環境工程專業的一門核心課程，其內容涉及燃燒與大氣污染的關系、污染物在大氣中的遷移轉化、污染物落地濃度估算、氣態污染物和顆粒污染物的去除機制以及硫氧化物、氮氧化物、揮發性有機污染物的控制技術等。在以往教學中，由于授課學時的限制，不能對所有內容進行詳解，有些抽象內容學生理解起來有些困難。因此，如何在規定學時內深入淺出地闡明問題，全面調動學生的學習積極性，把課堂教學延伸到課前和課后，并建立起合理的考核方式，就成為大氣污染控制工程教學成功與否的關鍵。[1]

莆田學院（以下簡稱“我校”）將大氣污染控制工程定位為“工程性”和“應用性”，結合我校環境工程專業省級“專業綜合改革試點”項目為契機，就教學內容課程體系、教學方法和手段、課程考核方式以及如何上好第一堂課等方面的改革進行了探究，進一步完善該課程的教學，為學生的學習和就業打下良好基礎。

一、創意性地授好第一堂課，是激發學生興趣的關鍵

根據多年的教學經驗，充分利用多媒體的教學優勢，在第一堂課先通過三張PPT，以聲音、照片、動畫等形式，緊緊抓住學生的注意力，在給學生形成強烈視覺、聽覺沖擊的同時，引發其內心的思索。

第一張PPT以醒目的黑體字打出幾個數據：五天、五周、五分鐘。學生對其表現出極大的興趣，教師借機提問：關于生命的極限，同學們了解多少？以上幾個數字代表了什么？學生熱烈討論，紛紛發言，最后教師做總結點評：一個人可以五天不吃飯，五周不喝水，尚可存活；而一個人如果五分鐘不呼吸到新鮮空氣，就會窒息死亡。學生紛紛點頭，興趣大增，清潔空氣是不可或缺的自然資源概念就在學生腦海中初步形成。

以上用數據說明問題是屬于理性思維范疇。接下來第二張PPT給學生展示一組具有強烈視覺沖擊效果的圖片，以人文學者的形象思維方式來說明問題：酸雨使得水pH值降低，損壞魚的脊椎和骨骼，使魚畸形，成駝背甚至死亡；大氣污染嚴重腐蝕建筑物，人文古跡遭到慘重破壞；全球氣候變暖所帶來氣溫升高、海平面上升、極端氣候現象變多、各種疾病增加及生物多樣性減少等嚴重后果。這些圖片具有強烈的視覺沖擊效果，學生感到震驚。教師此時做進一步地深入引導，闡明世界范圍內都在遭受大氣污染的嚴重影響，由此造成難以估計的經濟文化損失，中國故宮和天壇的大理石欄桿也未能幸免于難。這樣，就像一個長鏡頭，由遠及近，大氣污染的嚴重局面由單純的理論拉近到眼前，每個人都有了一種生存的危機感和緊迫感。

為了進一步闡明大氣污染可能帶來的嚴重后果，第三張PPT展示一個CCTV公益廣告：未來某個時代（被污染的地球很難見到綠色的生態環境）的一個拍賣會，拍賣師舉起地球上最后一株沒有被污染的植物，許多人紛紛起價競拍。之后，拍賣師又舉起地球上最后一瓶沒有被污染過的水，拍賣價超過千萬。而當拍賣師拿出地球上最后一瓶未受污染的空氣時，買家們都激動了，這次看到的不是高高舉起的搶拍牌，而是無數只伸向這瓶空氣的手。雖然這只是一則公益廣告，但是片子做得很有想象力，看后讓人很受震動，深遠的寓意讓人陷入沉思。

這樣通過上述醒目數據的視覺刺激、聲音的聽覺刺激和動畫的震撼效果，當第一堂課結束時，學生頭腦中已形成了清晰的概念體系：清潔空氣是不可替代的自然資源，是無價之寶；大氣污染現狀嚴峻，污染的后果觸目驚心，治理大氣污染的任務刻不容緩，環境工程師任重道遠。

二、合理安排教學內容體系，是保證教學效果的基礎

針對大氣污染控制工程的課程特點：內容多、理論抽象、工程設計及計算量大，如何在有限的學時內條理清楚、重點突出地闡明問題，取得滿意的教學效果，選擇合適的課程教材，合理安排教學內容體系是關鍵。

1.課程教材選擇

大氣污染控制工程的教材種類繁多，在總結每本教材特點的基礎上，并考慮到學生所學專業基礎課程內容的情況，最后選用郝吉明等主編的《大氣污染控制工程》（第三版）作為教材，并配套增訂郝吉明主編的《大氣污染控制工程例題與習題集》作為輔助學習教材。

2.教學內容體系

根據多年的教學實踐和經驗總結，以“兩個系統、一條主線”貫穿整個教學環節。“兩個系統”分別為空氣污染系統和控制系統。“一條主線”：污染源排出污染物→污染物在大氣中遷移轉化→污染物落地濃度估算→污染控制技術→典型污染物控制工藝。即污染源排放的污染物，要經過一系列的大氣傳輸轉換過程才能最終沉降到地面，對受體造成危害，這是空氣污染系統。在大氣污染源章節中主要介紹燃煤與大氣污染的關系。污染源排出的污染物，在最終沉降到地面對受體造成危害之前，要經歷一系列的大氣遷移、轉化和沉積過程。不同氣象條件下，同一污染源造成的危害是大相徑庭的，因此大氣污染氣象學章節中重點講述各種氣象條件對污染物傳輸擴散的影響。接下來是污染物落地濃度估算重點介紹高斯模式，這也是在環評中經常用到的模式，由于其內容抽象，將其作為難點、重點給予講述。

至于控制系統，按照污染物存在形態的不同，分為氣態污染物控制和顆粒污染物控制兩大類，氣態污染物控制技術主要有吸收、吸附和催化轉化，顆粒污染物控制技術就是常說的除塵技術，涉及各種除塵器的工作原理及其設計計算，當前應用最廣的袋式除塵器和靜電除塵器是授課的重點。課程最后是典型大氣污染物控制工藝，聯系當前大氣污染控制的熱點問題——火電廠煙氣中硫氧化物污染和氮氧化物污染以及越來越引起關注的汽車尾氣污染，將授課重點是以上幾種大氣污染物的單獨控制工藝和聯合去除工藝，并將工程實例引入課堂，與理論教學相結合，使學生對所學理論知識的實際應用情況有更明確的認識。

三、教學方法和手段的改革，是保證教學效果的靈魂

1.將互動式教學引入課堂

互動式教學是教與學雙方通過理性說服甚至辯論，達到不同觀點碰撞交融，激發教學雙方的主動性，拓展創造性思維，以達到提高教學效果的一種教學方式。[2]以大氣污染氣象學章節為例，講述基本理論之后，教師可有意設置問題，例如“下列哪個氣象條件下大氣處于最不穩定的狀態”，鼓勵學生積極思考、討論。之后教師對學生的發言進行點評，做有針對性的補充和總結，這樣對于抽象理論問題的理解就由短時記憶（死記硬背）轉化為長期記憶（理解記憶）。

2.板書、多媒體教學和網絡教學相結合的授課模式

針對大氣污染控制工程的工藝流程、設備外觀及內部結構等，通過多媒體的形象和直觀展示可很好吸引學生的注意力，且多媒體教學信息量大，能盡量地多傳授科技前沿知識。但不足之處是授課節奏偏快，對于難點問題學生思路往往跟不上教師的授課節奏；傳統板書正好彌補了多媒體授課的弊端，如對于一些難點問題及公式推導，授課節奏可以根據課堂反饋及時調整。[3]板書教學與多媒體教學的緊密結合，相得益彰，可以達到良好的教學效果。另外，學生可充分利用莆田學院課程建設平臺——天空教室對“大氣污染控制工程”精品課程的網絡資源隨時學習，自由下載，提前預習并復習，師生還可利用其中的助學模塊進行溝通和交流。

3.借鑒CDIO工程教育理念，理論教學與實踐教學有機結合

大氣污染控制工程是一門實踐性極強的課程，實踐教學直接影響到整個課程的教學效果和教學質量。為此，借鑒“CDIO”（構思Conceive、設計Design、實施Implement和運作Operate）教學方法，采用“做中學”的方式，[4]通過課程綜合實驗、設計實驗、課程設計鍛煉學生的綜合能力；利用大氣污染控制實驗室、校內外實習基地，將課堂知識與工程實際應用有機結合起來，讓學生時刻感受到所學知識在工程實際中的應用。

四、多元化考核指標的改革，是保證教學效果的手段

考核是檢驗教學效果的重要手段。為克服現行考核指標單一化弊端，實行考核指標多元化改革，具體措施如下：

第一，理論教學環節考核方式從單純筆試向多元化考核形式轉換，包括上課提問、平時作業、平時小測、期中考試和期末考試等，期末成績僅占總評成績60%。

第二，理論考核的題型從客觀題為主轉向創新能力和綜合判斷分析能力檢驗，這有利于對學生發散性思維和創新能力的培養。

第三，實踐教學環節考核，采取過程與結果并重的考核方式，根據實施能力、實驗現象分析及實驗報告等方面考核，并綜合考慮團結協作、競爭意識與最終效果等，實現考核指標多元化，力爭從多角度、多方位全面、科學地評價學生動手實踐能力。

第四，學期結束教師要對試卷做全面分析，包括學生得失分情況，試卷中反映出來的共性問題，同時要認真總結教與學中存在的問題及改進的方向，不斷總結教學經驗，適應新形勢下應用型高級人才培養的需要。

五、結束語

以環境工程專業省級“專業綜合改革試點”項目為契機，結合我校大氣污染控制工程的課程特點和教學實踐，筆者就該課程的教學內容課程體系、教學方法和手段、課程考核方式以及如何上好第一堂課等方面的改革提出了可行的見解和主張，并應用于教學實踐，教學質量得到明顯提高。

參考文獻：

[1]曹鵬，徐小琳.《大氣污染控制工程》教學改革探討[J].石子河大學學報（哲學社會科學版），2011，25（S1）：69-70.

[2]任曉莉，郝瑞剛.大氣污染控制工程課堂教學改革探索與實踐[J].化工高等教育，2009，（3）：68-70.

[3]蔣茹，朱華躍.具有醫化特色的《大氣污染控制工程》課程教學改革與實踐[J].廣東化工，2012，39（5）：258-259.

[4]陳勝文，倪芳，馬長文.基于CDIO理念下“大氣污染控制工程”課程教學模式探討[J].中國電力教育，2011，（32）：123-124.

（責任編輯：王意琴）