工程應用培養模式下《大氣污染控制工程》課程的教學實踐

嚴 剛 王 天 黃思磊

(青海大學化工學院，青海 西寧 810016)

工程應用培養模式下《大氣污染控制工程》課程的教學實踐

嚴 剛 王 天 黃思磊

(青海大學化工學院，青海 西寧 810016)

《大氣污染控制工程》課程是環境工程專業的一門主干課程，課程內容繁雜涉及學科多，理論性強，計算公式參數變量多，涉及化工工藝設備較多而且工藝流程操作單元多設備龐大，空間立體性強，學生感性認識少，是教學工作一門較難的課程。依據青海大學環境工程專業的培養目標，提出了《大氣污染控制工程》課程在教學中以培養學生工程應用能力、工程理念為主線，改革理論教學及實踐教學，取得了較好的教學效果。

大氣污染控制工程 工程應用 培養模式 教學改革

《大氣污染控制工程》 課程主要是給學生傳授大氣污染控制的基本概念、原理、設備及典型工藝設計計算等知識，培養學生分析和解決大氣污染問題的能力。課程內容主要包括大氣污染的基礎知識、大氣污染物排放量的計算與污染物擴散濃度的估算、煙氣除塵原理、技術與工藝設備和氣態污染物凈化技術與典型氣態污染物控制工藝技術等[1～3]。因而，課程作為環境工程專業核心課程的地位也日益凸現。 但是，傳統環境工程專業中《大氣污染控制工程》課程的教學嚴重跟不上大氣環境治理的要求。比如青海大學環境工程專業《水污染控制工程》課程，多次立項，完成了三類、二類校級重點課程建設，生產實習、畢業實習的實習基地都是污水處理廠等與水污染治理有關，相比較而言， 《大氣污染控制工程》 課程給予的重視程度不高。青海大學環境工程專業《大氣污染控制工程》 課程本科教材及考研參考書均為郝吉明、 馬廣大和王書肖主編、 高教出版社出版的《大氣污染控制工程》(第三版)，講授48學時，講授教師1名，沒有開設實驗課，實驗內容是以《環境工程實驗》課程為依托，講述3個演示性實驗。沒有獨立的實驗室建設，沒有認識實習、生產實習、畢業實習基地的建設，實踐教學方面，只有1周的課程設計。因此，教學效果較差，從2002級到2011級10屆畢業生畢業設計(論文)的選題沒有一名同學選題大氣污染控制工程方向，畢業生就業也沒有1名學生從事大氣污染控制工程方向。一方面，企業、監測部門、設計管理運行部門需要大氣污染控制工程方向的畢業生，另一方面，學生不去從事大氣污染控制工程方向的工作，那么大氣污染控制工程的技術創新就不足，學校與企業互動減弱，影響了大氣污染控制工程課程的教學工作，體現不了專業設置大氣污染控制工程課程的目標，也影響了環境工程專業的就業率。有趣的是，我校化工學院過程與設備專業的畢業生卻對工業煙囪的設計計算很感興趣，多次詢問有關設計計算方法，這說明環境工程專業的學生沒有意識到自己的社會責任，就業方向。

為了解決以上問題，青海大學2015年10月，將大氣污染控制工程課程立項教學改革，從青海大學學生生源以及專業設置目標，提出了《大氣污染控制工程》課程在教學中以培養學生工程應用能力、工程理念為主線，從教學內容、實驗內容、課程設計、畢業設計(論文)、與企業互動等方面，改革理論教學及實踐教學，取得了較好的教學效果。

1大氣污染控制工程課程教學改革目標

青海大學《大氣污染控制工程》課程定位是“工程性”和“應用性”。在教學理念、課程體系、教材建設、實踐環節、教學方法和教學手段等環節進行徹底的“改革”，使學生更好地掌握大氣污染控制工程的基本理論和基本技術，掌握各項控制技術的內在聯系，通過這些理論分析各種污染物控制過程，優化各種控制方法，使學生具備大氣污染控制工程工藝設計和設備選型、運行管理的工程應用能力，提高學生運用所學大氣污染控制理論原理對實踐中典型氣態污染物控制工藝以及煙氣除塵工藝技術進行分析、消化、創新的能力，培養學生工程應用的綜合能力和創新意識，給企業輸送基礎扎實、有創新能力和應用能力的適應企業要求學生已畢業就能上崗頂班的大氣污染控制高級工程技術人才。

2大氣污染控制工程課程教學改革的主要內容及對策

2.1 改革理論教學環節

密切聯系實踐，整合教材內容。結合實踐，將煙氣除塵、治理與現行大氣污染控制工程教材作對照，把教材內容歸納為要解決四個方面的實際內容，如表一所示，并按這四方面刪減和增加教授內容，優化課程體系，突出工程應用培養模式。將課程的知識體系進行結構調整，精煉教學內容，避免和減少課程間的重復，壓縮刪減與環境工程專業《環境化學》課程重復的“大氣污染氣象學”、“氣態污染物控制技術基礎”和“大氣污染和全球變暖”3章；壓縮理論性較強的“燃燒與空氣污染”和“大氣擴散濃度估算模式”內容，凸出污染源源強的計算和利用帕斯奎爾-吉福德模式、國標模式估算污染物擴散濃度；將“顆粒污染物控制技術基礎”1章的內容分散到除塵裝置各自相關的除塵器章節講授等。經過課程內容改革，教學內容大大瘦身，重點、難點突出，既符合大綱教學要求，又凸顯工程應用能力的培養，體現了課程的應用性與實踐性。

2.2 改革實踐教學環節

2.2.1改革實驗內容[4,5]

《大氣污染控制工程》課程沒有獨立開設實驗課，而是將實驗內容分散在《環境監測》課程、《專業實驗》課程中，根據環境工程實驗室現有實驗儀器和條件，對實驗內容進行了改革整合，實驗內容的改革見表2，體現了實際工程應用能力的訓練。現有的條件基本滿足大氣污染控制工程實驗教學的要求，增加了綜合性和設計性實驗的比重，如“袋式除塵器的性能實驗”、“旋風除塵器性能實驗”、“大氣中顆粒物濃度的測定”和“大氣中SO2的測定及吸收設計實驗”等。改革后實驗也是緊緊圍繞培養學生工程應用能力，涵蓋了大氣采樣、煙氣除塵設備性能測試、污染氣體的控制，另外在實驗報告中，加強了測試數據的分析能力。不同實驗在安排上有所側重地體現了驗證性、綜合性及創新性等內容，加強大氣污染控制的實踐與理論教學的銜接，使學生能夠將課堂講授內容與實際結合。這樣，一方面增強了學生解決實際問題的能力，培養了學生的創新能力，同時也提高了學生的學習興趣。

表1 大氣污染控制工程課程理論教學內容的改革

2.2.2改革課程設計環節，加強學生的工程感性認識

課程設計是學生綜合運用大氣污染控制原理和有關先修課程所學知識，以單元操作設備及其主要輔助設備為主，進行大氣污染控制工藝設計的實踐環節，是解決學生工程感性認識貧乏的必要手段。針對青海大學環境工程專業《大氣污染控制工程》課程沒有認識實習、生產實習，只有1周的課程設計。因此，我們充分抓住這一周時間，指導教師根據青海省產業布局，通過深入企業，主要聯系火法冶煉廠煙氣除塵、燃煤鍋爐煙氣治理企業，白天與企業聯系，自費乘車去工廠車間，實地體驗工業除塵、煙氣治理的工程工藝設備，對于同一除塵設備，我們又聯系了不同的行業，讓學生感受同一工藝在不同行業的應用。這樣學生不僅具備了一定的專業理論知識同時還具有實際的工程工藝感性認識，讓學生實地觀看除塵裝置及煙氣治理系統的結構、性能特點及運行案例，感受除塵裝置在實際工程中的運用。改革課程設計內容，如表3所示。這樣課程設計就有很強實際應用性。同時也豐富了課程設計題目，往年課程設計題目只是除塵管道系統的壓力計算，設計題目單一，陳舊，體現不出大氣除塵的主要內容。收集各種設計資料，建立設計資料庫，使設計題目更接近于工程實際。

表2 大氣污染控制工程課程實驗教學內容的改革

表3 大氣污染控制工程課程課程設計教學內容的改革

2.2.3以培養學生工程應用能力為主線，加強校企聯動

改革后，大氣污染控制工程教學思想確立了在遵循環境工程專業統一培養規格和基本要求的前提下，立足青海地區大氣污染的特點，從理論教學和實踐教學著手，體現大氣污染控制工程為地區特色明顯的冶金行業和火電行業培養環保人才的課程特色。要完成大氣污染控制工程課程的教學任務，培養符合地區特點的合格工程技術人才，我們先后前往青海省西寧市甘河工業園區、青海省西寧市生物科技園區、青海省西寧市城東工業經濟園區、青海省西寧市城南工業園區，先后參觀了青海省水泥廠、青海百通高純材料開發有限公司、青海珠峰鋅業有限公司、青海樂都爍華鐵合金有限公司等，結合青海省工業布局，冶煉、機械制造、硅制造、鐵合金、建材供熱等，

全面提升大氣污染控制工程課程的教學質量，積極進行教學體系、教學內容、教學方法和實踐教學的改革與實踐具有重要的現實意義。

3改革效果評價

通過教學改革與實踐，大氣污染控制工程課程教學取得了一定的成效。

(1)、學生的學習由改革前的被動學習轉變為主動學習，曠課率大大降低，做作業的主動性大大增強，補考人數也大大減少。

(2)、學生的動手能力和解決實際問題的能力得到了明顯提高。通過教學改革，學生能熟練掌握大氣中的常規污染物檢測過程和方法，理解和掌握煙氣除塵脫硫脫硝原理和工藝過程，為學生走向工作崗位奠定了堅實的基礎。學生也敢勇于向大氣污染控制工程的企業投簡歷，有8名畢業生從事大氣污染治理、監察及監測等工作，有4名同學畢業設計選大氣污染控制工程方向，并有5名學生考取了大氣污染控制工程方向的研究生。

(3)通過教學改革，加強了校企互動，通過設計資料的收集與整理，現場的交流與實踐等過程，使教師不斷吸取新知識，理論基礎得到及時的更新和完善，教師的工程實踐能力不斷得到提高和加強。

[1] 李友平，高成.以學生為主體的大氣污染控制工程教學實踐[J].化工高等教育，2012，(3)：103～105.

[2] 朱玲，陳家慶，王建宏 等.以加強工程實踐能力為導向大氣污染控制工程課程建設改革[J].中國現代教育裝備，2011，(1)：131～133

[3] 葉菊娣.大氣污染控制工程實驗教學研究[J].化工時刊，2012，26(9)：62～63.

[4] 唐小玲，倪金龍.大氣污染控制工程課堂教學改革與優化[J].化工高等教育，2013，(1)：78～80.

[5] 閔敏，孫新華，丁成.《大氣污染控制工程》課程設計教學改革與實踐 [J].科技教育創新，2012，(17)：128～129

10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2017.05.015

2017-03-30

青海大學教育教學研究項目(JY151623)

嚴剛(1969～)，男，碩士,副教授。研究方向：工業煙氣污染治理工藝與設備研究。E-mail：yangang20012000@163.com。