基于案例教學的大氣污染控制工程課程改革

盛重義 何晴 楊柳

[摘 要] 大氣污染控制工程作為高等學校環境工程專業的主干課程，在培養學生大氣科學素養方面起著重要作用。基于此，提出在課程教學中采用案例教學法，通過弱化書本中章節的分界，選擇合適的工程案例進行教學培養學生解決復雜工程問題的能力。在案例中有機結合基礎理論應用及工程系統分析，闡明解決復雜工程問題的方法與思路，實現全面提高學生的綜合競爭力，為國家培養具備全面技能的環境工程專業人才的目標。

[關鍵詞] 大氣污染控制工程;案例教學;課程改革

[基金項目] 2019年度南京師范大學教育教學改革項目“《大氣污染控制工程》案例教學法實踐與探索——以解決復雜工程問題為培養目標”（181220004652）;2019年度國家自然科學基金項目“燃煤電廠排放CPM相變機理研究及其衍生物對大氣PM2.5貢獻的環境風洞模擬”（41877469）;2018年度國家自然科學基金項目“燃煤電廠煙道內及近源強處可凝結顆粒物生成特征與轉化機理研究”（41771498）

[作者簡介] 盛重義（1984—），男，江蘇靖江人，工學博士，南京師范大學環境學院副教授，研究方向為環境催化、燃煤煙氣治理以及有機廢氣控制技術;何 晴（1995—），女，安徽安慶人，南京師范大學環境學院2018級環境工程專業碩士研究生，研究方向為大氣污染控制理論與技術;楊 柳（1969—），男，江蘇泰興人，工學博士，南京師范大學環境學院教授，研究方向為大氣污染控制理論與技術。

[中圖分類號] G642.0? ? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）31-0174-03? ? [收稿日期] 2020-01-17

一、前言

近年來大氣污染問題日益突出，嚴重威脅了公眾健康，也成為人類面臨的共同挑戰。大氣污染控制工程課程的授課內容一直緊密結合大氣污染控制工程理論、實踐和學科發展前沿，重點加強學生的大氣科學素養，培養學生分析和解決與大氣污染相關問題的能力。

大氣污染控制工程是環境工程專業的主干課程。本課程旨在向學生重點介紹大氣污染控制的基本內容和原理、主要大氣污染物的控制技術和特點、典型工藝的基本計算方法和應用范圍以及相關技術的國內外最新研究進展等。本課程不僅關注課堂教學，更重要的是結合課程實驗和課程設計等主要教學環節，為學生畢業后從事大氣污染控制工程設計、工程應用以及相關的技術管理等工作打下堅實的基礎。

目前大氣污染控制工程課程教學中存在的主要問題是學生缺乏獨立解決復雜工程問題的能力。由于教師在課堂上主要介紹基本理論知識，忽略了這些理論知識的實際應用，難以提高學生的綜合素質。此外，教學內容不能做到與時俱進，與現代環境工程專業人才的必備素養與要求有一定的差距，為此不少學者根據自己多年的教學經驗，提出了很多教學改進方案。

趙芝清[1]采用以學生為中心的“對分課堂”教學模式，建立基于過程管理的考核模式;黃遠東[2]等對大氣污染控制工程課程的理論教學、實驗教學、課程設計教學等主要方面提出很多改進看法，以期提高課程教學效果;劉忻[3]等提出將成果導向理念應用到課程教學當中去;單鳳君[4]等首次提出了“課程組”的教學模式，可以優化教學資源、豐富教學形式，進一步提高教學效果;王金龍[5]等認為要在教學過程中多介紹相關的前沿知識，做到教學的與時俱進。

大氣污染控制工程課程的改革勢在必行。本文將案例教學法與大氣污染控制工程課程相結合，相信基于實際的工程案例、課堂教學能讓學生能更加直觀且形象地了解不同的工藝路線、工程設計，并從中學習解決復雜工程問題的思路，從而能順利應用到以后的實際工作中。

二、案例教學法

案例教學法[6]是一種新型的課堂教學模式。教師根據教學目標和內容要求，以教材為根本出發點，通過收集并設計相關的實際案例，讓學生置于特定情景并且能更加直觀且形象地了解工程實例。這種互動式的教學方法可以在教學過程中充分引導學生對實際案例進行深入分析、廣泛討論和多方面交流，并借以提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

已有部分學者在課程改革中提出了關于案例教學的想法。如王麗平[7]等對傳統的教學模式進行改革，提出案例式研討教學研究，包括建立案例庫、課堂案例式研討教學和評價體系;鄒美玲[8]等采用情境、案例等要素，外加互動、討論等一系列課堂活動進行課程改革;李娜[9]等提出對課程進行諸如實踐教學、案例教學、互動式教學等一系列改革，并嘗試評估和優化教學結果。

案例教學法雖有應用，但這種教學方法仍不是大學本科課堂教學的主流方法。換言之，現在的案例教學法還停留在口頭，并未落到實處[10]。本文將案例教學應用在大氣污染控制工程課程中，就是要打破教材中原有章節的界限，通過篩選、講授典型的實際工程案例，達到在案例講解中實現知識融會貫通的效果。

三、案例教學改革方案

本文以南京師范大學環境工程專業課程安排為例，對案例教學改革方案進行設計。

（一）案例素材搜索及設計

圍繞實際工程應用，搜索并設計有較高使用價值的經典工程案例，包含復雜工程問題，如廢氣收集、廢氣輸送、廢氣體積隨溫度在系統內的變化、核心治理設備的工藝設計、設備選型、系統控制、投資及運行成本分析等。

例如，煙氣脫硫部分在《大氣污染控制工程（第三版）》[11]教材中占據了較大的比重，可以將煙氣脫硫作為一個單獨的版塊并展開介紹。

（二）案例教學法試行并篩選調整

結合課程重點章節內容，以“石灰石-石膏法濕法脫硫工藝”為例進行實踐，檢驗新教學方法的效果。在講授案例時，穿插介紹相關的理論知識。這樣不僅可以將知識貫通起來，也可以避免課堂上的枯燥，讓學生更有興趣接受，并做到融會貫通。