大氣污染控制工程課程教學實踐

丁建東，黃佩琳

(南通大學 化學化工學院，江蘇 南通 226019)

1 引言

隨著各地持續實施大氣污染防治行動、打贏藍天保衛戰的深入開展，人們對大氣污染問題日益重視，大氣污染控制工程也顯示了其在環境保護中的重要地位。高校是培養人才的地方，社會有需要，學校就要響應需求，為社會培養更多的合格的人才。大氣污染控制工程是環境工程專業本科課程的一門核心課程，課程涉及的知識面廣，課程的教學改革一直是相關專業教師關注的重點。王金龍[1]針對教材內容滯后于學科發展的問題，提出了在本科教學中引入學科前沿研究內容，開闊學生視野。馬宏卿[2,3]基于創新人才的培養理念，從強化實踐環節，完善考評體系等環節進行了課程改革實踐。丁建東等也對課堂教學實踐進行了探索[4]。趙兵濤[5]分析了如何利用成果導向的教育理念，制定教學內容、結構等，以突出學習能力和實踐能力的培養。

基于OBE理念的大氣污染控制工程課程教學實踐，強調以學生為主體，通過教學實踐，探索適應應用型人才培養的目標，具有積極意義。探討課程教學實踐的一些舉措，以期對進一步提高教學質量有所幫助。

2 順應形勢，完善課程結構

2013年，我國發布了“大氣十條”，通過各級政府的引導，企業的投入，到2017年，“大氣十條”所確定的目標如期實現，空氣質量總體得到改善。但大氣污染的形勢仍不容樂觀，特別是當前光化學污染的加劇。為此，2018年國務院又發布了《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，要求大幅減少主要大氣污染物排放總量，特別是降低PM2.5的濃度，使空氣質量明顯改善，增強人民大眾的藍天幸福感。揮發性有機物作為PM2.5和O3的前驅物，需要加大管控力度[6]。隨著《揮發性有機物無組織排放控制標準》的實施，我國的大氣污染治理將進入對揮發性有機物的管控階段。順應發展潮流，在原先的《大氣污染控制工程》的教學大綱中加入揮發性有機物的治理內容。介紹揮發性有機物污染控制的常用方法、原理；介紹主要行業揮發性有機物污染排放特征，主要治理路線。使得課程內容由主要講述煤煙型污染控制，轉向煤煙型污染和光化學污染并重的內容體系。使學生掌握的內容更加全面充實。使學生能夠掌握大氣污染控制的基本知識，掌握大氣污染物控制的基本方法、原理及其典型的凈化工藝，具有解決“大氣污染控制工程”問題的基本能力。在學時不變的情況下，增加內容，需要進一步完善課程結構，精簡課程內容，提升講課技巧，保證課堂效率。這對講課教師提出了更高的要求。

3 精心設計，強化實踐能力

在學時不增加，內容增加的情況下，需要教師采取多種教學手段，更加有效地利用好教學技巧，提高教學質量。在課堂上貫徹OBE理念，以學生為主體，在教師的啟發下積極思考，掌握課堂知識。例如在講述顆粒物重力沉降末速度時，由于顆粒粒徑不同，雷諾準數不同，流態不同，所適用的公式不同，這就導致了學生的困惑，不知如何選擇所需的計算公式。通常的做法是先假設一個流態，計算出末速度，然后再驗算確定假設是否合理，這樣計算的工作量就很大。

基于OBE的導向能力培養中要求對現代工具的使用，要求學生應用Excel軟件，采取單元格調用函數的方式，對一系列顆粒物粒徑計算其雷諾準數，確定其流態，從而在計算重力沉降末速度時，采用合適的計算公式。通過實際計算對比，對公式適用的范圍有了明確的認識。另外在講述除塵效率時，沉降室除塵效率的三種模型也讓同學們用Excel軟件進行對比分析，可以更好地理解模型的特點。進一步啟發同學們對于旋風除塵效率的轉圈模型進行對比，從而進一步理解旋風除塵器的效率比重力沉降室高的原因，更容易掌握除塵器的適用范圍，并對除塵機理有了更好的理解。對后面的電除塵機理也直到了觸類旁通的作用，這部分的學時就可以減少一些。也對現代工具在課程學習中的作用有了更深的認識，激發了學生的學習興趣。

對于除塵、脫硫和脫硝章節的內容學習完成后，設計計算600 MW火電機組的每天耗煤量、污染物排放量、脫硫石灰石用量、石膏產量、脫硝尿素用量等的綜合題，要求學生通過查閱相關資料，獲得原始數據，然后通過一系列計算獲得最終結果。通過練習達到工程認證要求的通過文獻研究，提出復雜環境工程問題的解決方案，并獲得有效結論的能力。通過查閱資料，同學們獲得的原始數據會有不同，通過各種假設，最后的結果也是不唯一，這培養了學生獨立思考的能力。在集中講解時，通過同學們的能耗數據比較，來進一步說明節能減排的重要性，加深對生產實際的了解，對大氣污染現狀的理解，加強樹立環境保護意識。

4 教學模式，線上線下融合

2020年上半學期采用了線上教學，做到了停課不停學。因為不能直接面對學生，擔心學情不能及時了解，影響教學效果。但通過實踐，通過教學過程中采取恰當的方式，線上教學并沒有影響學習效果。并且進一步發現了線上教學的優點，與線下教學相結合，一定能取得更好的教學效果。

上課點名可以通過線上完成，這樣節約較多的上課時間，使課堂教學更加緊湊。在講課過程中的提問也可以通過線上解決，這可以避免教師自問自答的尷尬，又可以讓全體學生積極參與，課堂效果也是立馬反饋，教師能及時掌握學情，突出重點，充分利用好課堂教學的寶貴時間。

課堂測驗和課后習題也是檢驗課堂學習效果的最直接的方法，教師可以根據測試和作業結果，在下次上課時用較短的時間對上節課內容進行復習，鞏固已學知識。通過線上教學實踐，教學效果特別明顯。

線上點名、問答、測驗、課后作業等的結果正好用于課程的過程考核，通過設置一定的權重比例，可以作為平日成績。通過對數據的分析，及時掌握每位學生的學習情況，可以有針對性地督促學生的學習。線上講課資料保留著，也便于學生復習。

線上答疑也比以往多，可能不是面對面，避免了某種尷尬，學生更愿意線上提問，這樣師生的互動就多了，更利于知識的掌握。

線下課堂剖析知識點，介紹原理，分析例題，精講課程內容；線上測試、答疑解惑，多維度的教學和學習，更有利于知識的掌握吸收。

5 課題匯報，加強教學參與

按照OBE理念，在大氣污染控制工程課程教學中，明確貫徹以學生為學習主體，積極引導學生參與學習，提高學習的主動性。在教學設計中設計部分要求學生通過自主學習來完成的內容，激勵他們主動查閱資料，整理總結，匯報交流，增強教學學習的參與程度。在學習第一章第五節環境空氣質量控制標準時，要求學生課后查閱資料，對大氣環境標準體系中的部分標準內容進行匯報。由于對污染控制要求的提升，相應標準經常進行修改完善，這就要求同學們查閱最新的標準，并解釋修改的目的，和舊版的主要區別。通過分組匯報，同學們對標準的發展有了清晰的了解，對我國在大氣污染治理方面的工作有了較全面的認識。在學習除塵、脫硫和脫硝工藝時，也要求學生對常見的工藝進行講解，通過多次訓練，提升了同學們查閱資料、自主學習、交流匯報的能力，對培養目標形成了有力的支撐。同學們根據PPT質量、匯報情況、團隊合作等環節進行相互評分，促進了交流學習，掌握了主要工藝特點，相互取長補短，活躍了學習氣氛。

6 結語

大氣污染控制工程課程的內容要隨著時代的進步，不斷更新，教學方法也要不斷探索，以適應時代和形勢發展的需要。OBE理念是以人為本的，這就要求教師要努力提升業務素質，精心設計教案，適應以學生為主的教與學的方式，使學生參與到學習教學的各個環節，成為學習的主人。從而把學生培養成具有環境工程專業所具有的專業素養，達成專業的最終培養目標。