污染控制類課程體系集成化建設

張學楊

[摘 要]污染控制類課程是環(huán)境工程學科的重要專業(yè)課程，主要包括水、大氣、物理性污染控制工程以及固體廢棄物處理與處置。該類課程體系的集成化的建設，有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。以大氣污染控制工程為例，圍繞污染控制工程課程體系的集成化建設，按課程不斷深入的順序，從課堂理論教學入手，深入探討了實踐教學中的實驗、認識實習以及課程設計等教學環(huán)節(jié)的改革。

[關鍵詞]環(huán)境工程 污染控制 課程體系 集成化

[中圖分類號] G642.0；G423 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）05-0140-02

我國2012年《中國環(huán)境狀況公報》顯示：全國二氧化硫排放量為2117.6萬噸，氮氧化物排放量為2337.8萬噸，以上數據進一步說明，我國污染總體情況十分嚴峻，亟須進行科學有效的治理。作為培養(yǎng)環(huán)境類專業(yè)人才的高等學校，如何造就一批能夠滿足國家重大需求的高素質的環(huán)境治理專業(yè)人才隊伍已成當務之急，而作為實現素質教育的課程體系建設無疑是任重道遠。

污染控制類課程是環(huán)境專業(yè)學生重點專業(yè)課，主要包括大氣污染控制工程、水污染控制工程、物理性污染控制工程以及固體廢棄物處理與處置這四門課程，其中大氣污染控制工程是關于大氣污染防治技術與理論的核心課程，該課程系統(tǒng)地介紹了大氣污染防治的基本概念、基本原理以及典型工藝和主要設備。通過對該課程的系統(tǒng)學習，可以培養(yǎng)學生運用環(huán)境科學、工程學及其他相關學科的理論與方法，分析和解決大氣污染問題的能力。因此，該課程對于環(huán)境專業(yè)人才的培養(yǎng)有著舉足輕重的地位。本文介紹了筆者對大氣污染控制工程集成化教學改革的一點構想，希望有助于環(huán)境工程加快推行素質教育的步伐。

一、理論教學

（一）多媒體教學

隨著社會的發(fā)展，科技的進步，多媒體設備在教學中的使用越來越普及。多媒體可視化是理解抽象理論問題和解釋復雜現象的重要工具，在自然科學領域得到了廣泛應用。自多媒體可視化概念提出以來，該技術的研究已經取得了長足進步。目前，可視化教學已經引起教育界的關注。國外，許多研究者已經肯定了可視化在教學方面的作用和地位，近年來國內研究者也開始了在可視化教學方面的研究。

在課堂的理論教學過程中，教師可借助多媒體手段，利用PPT課件全程實施多媒體教學，對于課程部分內容利用可視化教學軟件以動畫形式進行演示，以促進學生對復雜問題的理解。在大氣污染控制工程課程教學中，學生在吸附法去除氣態(tài)污染物的學習中對于穿透曲線、破點等概念理解不清，在此可充分利用可視化教學的優(yōu)點，進行動畫演示，向學生展示吸附凈化法的工作過程，促進學生對抽象概念的理解和掌握。

（二）拓展學習內容

為激發(fā)學生對大氣污染控制工程的學習興趣，促進自主學習，向學生推薦一些與本課程相關的參考書目、國內外期刊等擴充性資料，以便更多的獲取與本課程相關的知識信息，使學生在學習專業(yè)基礎知識的同時，了解本專業(yè)的國內外前沿發(fā)展動態(tài)。可推薦的代表性參考書目與期刊有《環(huán)境化學進展》《環(huán)境與工業(yè)氣體凈化技術》《大氣環(huán)境化學》《環(huán)境科學》《中國環(huán)境科學》《環(huán)境科學學報》《Atmospheric Environment》《Applied Catalysis B：Environmental》《Environmental Science & Technology》《Chemosphere》等。

（三）課堂互動提高學習效率

互動討論可以有效的提高學生學習積極性，加深學生對理論知識的理解，培養(yǎng)學生對所學知識的靈活運用。教學中就課堂所講述的內容設立題目并提出問題，學生間相互討論并由老師當場給予解答。例如，在煙氣脫硫章節(jié)講述完畢后，以我國西部某電場的煙氣脫硫為題目，讓學生選擇合適的脫硫工藝。脫硫工藝種類繁多，特點及適用范圍也各不相同，若要選擇最佳工藝，這就要求學生們對各種技術的優(yōu)缺點和適用條件進行充分比較，工藝比較的過程加深了學生對各種脫硫技術的理解和認識。學生在討論過程中暢所欲言他們的觀點以及理由，充分調動了學生的學習積極性，活躍了思維，激發(fā)了創(chuàng)造性，同時也培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力。討論完畢，由教師對學生們的各種答案進行點評，并說明布由于西部缺水，因此在煙氣脫硫技術的選擇上要優(yōu)先考慮不消耗水的固體吸收法。互動討論是為了加深對知識的理解和靈活運用，有些答案并不是唯一，因此教師應鼓勵學生有不同的新穎見解。

二、實驗教學

（一）基礎實驗

基礎實驗是大氣污染控制工程課程實踐教學的重要環(huán)節(jié)。人們認識事物的普遍規(guī)律是由感性認識逐漸發(fā)展為理性認識，而課堂教學中對事物往往注重原理本質的講解，而忽略了感性認識的作用。基礎實驗為學生提供了感性認識事物的機會，是培養(yǎng)學生動手能力的核心環(huán)節(jié)，是實現素質教育不可或缺的一部分。大氣污染控制工程課程的基礎實驗內容主要包括：旋風除塵器性能測定、袋式除塵器性能測定、電除塵器伏安特性測定、堿液吸收氣體中的SO2、活性炭吸附氣體中的SO2及NOx、柴油車煙度測量、粉塵真密度、分散度及比電阻測定等。

（二）設計型實驗

隨著教學改革的深化，設計型實驗已受到了各高校的普遍重視。大氣污染控制工程實驗建設時就應考慮設計型實驗的實施。例如：給定某煙氣的組分及濃度，讓學生自行選擇處理工藝設計煙氣處理流程，使出口煙氣實現達標排放且技術經濟合理，設計完后通過實驗進行效果驗證。設計型實驗一方面提高了學生的學習興趣，另一方面也增強了學生解決實際問題的能力，并激發(fā)了學生的創(chuàng)造力。

（三）開放性實驗

由于課程大綱規(guī)定實驗均由教師統(tǒng)一規(guī)定內容，統(tǒng)一實驗要求，統(tǒng)一實驗時間，在有限的實驗課時和統(tǒng)一的實驗時間管理中，難以滿足學生探索性、創(chuàng)新性的發(fā)展，在培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力上沒有重視學生的能力差異，缺乏個性能力培養(yǎng)，于是開放性實驗在該背景下應運而生。開放性實驗所選內容為常規(guī)實驗教學內容以外的實驗項目，需要使用大型或精密實驗設備，內容新穎、實用，且與工程實際和科學研究密切相關。可選擇的內容例如：“PM2.5的防控技術”、“煙道氣脫硫脫硝”、“貧燃狀態(tài)下汽車發(fā)動機尾氣脫硝”、“溫室氣體二氧化碳回收利用”等社會熱點問題。通過開放實驗室和開放實驗的方式，采用多種形式的開放式教學手段，給學生選擇實驗的主動權，從而達到尊重學生的個性發(fā)展、調動學生的實驗積極性、培養(yǎng)學生實驗意識和科研意識的目的，進而實現學生實驗能力、設計能力和創(chuàng)新能力的全面提高。

三、實踐教學

實踐教學是學生將理論知識進行實踐運用的一個過程，實踐教學的目的是能夠培養(yǎng)學生主動正確地運用理論知識解決實際問題的能力。實習是重要的實踐教學的形式，是培養(yǎng)學生的專業(yè)認同感的有效環(huán)節(jié)。通過實習，學生能夠明確專業(yè)培養(yǎng)方向、服務行業(yè)狀況，但應防止實習流于形式，在進入實習場地之前，對實習場地的相關情況，涉及本課程內容的基本原理、設備、系統(tǒng)、流程做概括性的講解，使學生進入實習場地后做到有的放矢，從而提高認識實習的效率。

以學生進行電廠的認識實習為例。在學生進入基地前，應將該廠整體運行概況給學生做簡單介紹，并將本次實習的重點內容給學生做概括性講解。關于電廠的除塵技術部分，要為學生大體講解除塵裝置的布置位置、型式、基本原理、除塵效率、運行概況等。關于煙氣脫硫技術部分，則要對該電廠所采用的煙氣脫硫工藝做概括性的講解，并把相關脫硫技術也做一個概括。上述前期準備對學生的認識實習會起到事半功倍的效果。

四、課程設計

課程設計是學生對所學知識進行鞏固、提高、靈活運用的綜合性環(huán)節(jié)，通過課程設計，要使學生受到工程基本技能的訓練，包括工程計算、設備選型、流程設計、技術經濟分析、繪圖等。設計題目的選取應來源于大氣污染防治生產實際或具有一定應用價值的模擬題目，盡量做到貼近現實。《課程設計任務書》、《課程設計指導書》應科學合理編寫，對設計工作量的安排也要做到科學合理，避免出現因工作量過大，導致學生思考時間過少或對設計細節(jié)問題上關注不夠的現象。設計過程中教師加強啟發(fā)指導，并及時糾正學生設計中出現的錯誤，但不能過多干預，否則會導致學生設計中創(chuàng)新性不夠。設計考核中，教師既要考查學生是否掌握了正確的設計思想，也要注意設計細節(jié)是否正確與合理，同時鼓勵學生創(chuàng)作不同的設計方案。

五、結語

課程建設是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及領域廣、內容多的污染控制類課程的集成化建設，具有更大的難度。隨著科技的不斷進步，污染控制領域必將有大量的新技術及新工藝不斷出現，因此污染控制類課程體系集成化建設是一個不斷完善、不斷發(fā)展的過程，教育者應本著科學發(fā)展觀的態(tài)度，不斷的探索課程建設的新內容。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] Yale Center for Environmental Law and Policy Yale University & Center for International Earth Science Information Network Columbia University.Air Quality[E / B]http：//epi.yale.edu / epi / country-rankings，2014-3-8.

[2] 曾麗紅.我國環(huán)境規(guī)制的失靈及期治理[J].吉首大學學報（社會科學版），2013（4）：73-78.

[3] 環(huán)境保護部.2012年中國環(huán)境狀況公報[R].北京：中國環(huán)境出版社，2012.

[4] 邢文利，李梁.思維可視化技術下的教學目標建構[J].教育科學，2013（2）：30-33.

[5] 胡海巖.系統(tǒng)科學視角下的中國大學發(fā)展[J].高等教育研究，2012（5）：1-7.

[責任編輯：鐘 嵐]