《大氣污染控制工程》教學(xué)優(yōu)化探究*

尚江偉，馮 丹，聶 靜，祁寶川，張 萌，尹稚禎

(伊犁師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 伊寧 835000)

《大氣污染控制工程》是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)所必修的一門重要的專業(yè)課程，該課程的基本任務(wù)就是使學(xué)生能方便有效地掌握先進(jìn)的大氣污染控制技術(shù)與理論，并學(xué)會(huì)運(yùn)用全球、區(qū)域和局地的不同尺度認(rèn)識(shí)污染物排放、減排與大氣污染問題，分析解決中國(guó)城市面臨的空氣污染問題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和研究能力。并能夠掌握環(huán)境專業(yè)知識(shí)將其用于解決復(fù)雜環(huán)境工程問題方案的比較、優(yōu)化、改進(jìn)及工程管理和項(xiàng)目咨詢。課程內(nèi)容綜合性強(qiáng)、涉及面廣，主要介紹了大氣污染及其控制的基本理論和相應(yīng)措施，特別是大氣污染與污染物的基本概念、污染氣象學(xué)的基本概念，大氣擴(kuò)散的基本理論、燃燒的基本理論、顆粒與氣態(tài)污染物控制的基本理論、全球性大氣污染基本問題以及顆粒物、氮/硫氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)等主要大氣污染物的控制技術(shù)和設(shè)備的原理及特點(diǎn)，同時(shí)還要具備進(jìn)行大氣污染控制系統(tǒng)、設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的能力。因此，《大氣環(huán)境污染控制系統(tǒng)工程》這門課的教學(xué)體系和內(nèi)容的合理性，教學(xué)工作質(zhì)量與教學(xué)發(fā)展水平的好與壞，對(duì)畢業(yè)生的就業(yè)和升學(xué)都有著較為關(guān)鍵的作用[1]。然而，伊犁師范大學(xué)的環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科是一個(gè)較為年輕的新學(xué)科，尤其是其二級(jí)學(xué)科環(huán)境工程專業(yè)處于剛起步的階段，該學(xué)科的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)較少，師資力量相對(duì)較弱。《大氣污染控制工程》的課程體系的構(gòu)建和教學(xué)方法的優(yōu)化目前仍處于摸索的時(shí)期，因而在教學(xué)方法與課程體系等方面有必要進(jìn)行更深入探究。

1 《大氣污染控制工程》在教學(xué)過程中存在的問題

1.1 晦澀的教學(xué)內(nèi)容和傳統(tǒng)的教學(xué)方法

由于課程知識(shí)點(diǎn)瑣碎繁多、抽象，課程總學(xué)時(shí)比較少，因此會(huì)出現(xiàn)難以引起學(xué)生的興趣以及難以消化知識(shí)點(diǎn)等問題。此外，現(xiàn)階段對(duì)《大氣污染控制工程》理論知識(shí)方面的講解占了絕大多數(shù)的課時(shí)量。因此，這導(dǎo)致學(xué)生對(duì)大氣污染類型與污染物種類的基礎(chǔ)概念以及諸多大氣污染物的治理技術(shù)原理比較了解，但是對(duì)大多數(shù)的裝置設(shè)計(jì)、凈化系統(tǒng)以及運(yùn)行維護(hù)等方面不清楚。如今盡管多媒體技術(shù)在快速的發(fā)展，但目前我們所采用的教學(xué)手段僅僅是用簡(jiǎn)單的幻燈片白幕布代替了傳統(tǒng)的黑板，目前來看所采用的教學(xué)手段無異于傳統(tǒng)的黑板教學(xué)，同樣也無法使得學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生較為濃厚的興趣[1]。教學(xué)模式一直以來都是典型的把教師作為主體的教學(xué)模式[2]。

1.2 理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)

教學(xué)講授的側(cè)重點(diǎn)一直都是課本里的理論知識(shí)的，沒能與另外的專業(yè)課構(gòu)建聯(lián)系，這導(dǎo)致同學(xué)們不懂如何變通運(yùn)用，像是在紙上談兵一般死板不靈活。特別是對(duì)于部分空間想象力不好的同學(xué)，對(duì)老師講解的大多數(shù)儀器或者是設(shè)備無法完全的理解，也更難以想象出一些設(shè)備或者是儀器的構(gòu)造和使用方法。并且作為工科類的專業(yè)課程，應(yīng)注重于與諸多的工程設(shè)計(jì)以及相關(guān)實(shí)習(xí)實(shí)踐相結(jié)合，否則會(huì)導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用有脫節(jié)的現(xiàn)象。上述的問題最后都會(huì)使得《大氣污染控制工程》課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量不是很理想[3]。因而，我們?cè)谂囵B(yǎng)對(duì)接市場(chǎng)需求和生產(chǎn)前線的應(yīng)用型人才的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)手段及方法，加大相關(guān)工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)用能力的培養(yǎng)等，這對(duì)工程應(yīng)用和實(shí)踐能力的提高有著較為關(guān)鍵作用[4]。

2 教學(xué)優(yōu)化思路

2.1 課程內(nèi)容優(yōu)化

為了豐富教學(xué)內(nèi)容，教研室教師基于符合教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容上，通過自己制作新的教學(xué)課件，同時(shí)對(duì)落后、過時(shí)的技術(shù)進(jìn)行適宜的刪除或者是壓縮。此外，因?yàn)楫?dāng)前課程的安排中知識(shí)體系聯(lián)系不夠緊密，同時(shí)也有一些重復(fù)，而且所使用的教科書明顯比現(xiàn)今學(xué)科發(fā)展落后。因此，我們需要把教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行刪減簡(jiǎn)化，有機(jī)整合在一起，把教學(xué)內(nèi)容細(xì)化。將相關(guān)技術(shù)或者是工藝最新的研究現(xiàn)狀以及成果有機(jī)的融合到教學(xué)中，以知識(shí)體系為基礎(chǔ)，從整體出發(fā)設(shè)計(jì)全新的教學(xué)內(nèi)容，從而達(dá)到教學(xué)上的創(chuàng)新[5]。而且該課程有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，這要以完全掌握該課程的特點(diǎn)以及徹底了解學(xué)科核心地位為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行一個(gè)全新準(zhǔn)確的客觀定位，并對(duì)教學(xué)工作內(nèi)容可以進(jìn)行不斷深入探討與研究，做好教學(xué)規(guī)劃的安排，積極和另外的專業(yè)互相聯(lián)系，將實(shí)踐也重視起來。

2.2 教學(xué)模式創(chuàng)新

打破“學(xué)生聽，老師講”的傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)模式，開發(fā)啟發(fā)性的互動(dòng)式教學(xué)模式。根據(jù)《大氣污染控制工程》教學(xué)的內(nèi)容，在教學(xué)優(yōu)化過程中，將“互動(dòng)式”教學(xué)模式應(yīng)用到教學(xué)中。即以學(xué)生為中心，教師為輔助，在教師引導(dǎo)下讓學(xué)生積極參與到教學(xué)中來并認(rèn)真思考找出問題，師生關(guān)系之間存在密切的相關(guān)配合，達(dá)到教與學(xué)的同步進(jìn)行。同時(shí)，在教學(xué)中將知識(shí)講授與專題討論有機(jī)結(jié)合的教學(xué)方法，以隨堂提問、課堂討論和專題報(bào)告等方式，提供給學(xué)生積極思考和主動(dòng)討論的空間，使之有興趣的參與到課堂學(xué)習(xí)中。

在教學(xué)過程中，靈活應(yīng)用多媒體教學(xué)工具，讓多媒體教學(xué)展現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。在多媒體中多采用CAD制圖和Flash動(dòng)畫展示設(shè)備儀器和工藝流程，以此來增強(qiáng)教學(xué)的直觀生動(dòng)性，使學(xué)生加深對(duì)抽象設(shè)備和儀器的理解，由此激起學(xué)生對(duì)大氣污染控制行業(yè)的求知欲及創(chuàng)新性[6]。此外，鼓勵(lì)學(xué)生多使用CAD制圖，CAD使用過程會(huì)不斷提高學(xué)生的CAD制圖與應(yīng)用能力，為將來的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，還應(yīng)將學(xué)校的一些電子教學(xué)平臺(tái)(在線課程等)充分利用，以此來跟學(xué)生做日常的溝通與交流，帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.3 注重實(shí)踐教學(xué)

《大氣污染控制工程》課程分為課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分，其基本任務(wù)是通過課堂教學(xué)使學(xué)生掌握大氣污染物及其來源、燃燒與污染控制、大氣污染物遷移擴(kuò)散、大氣污染控制工程(除塵、脫硫、脫硝、VOCs治理等)的基本知識(shí)和分析設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用課程知識(shí)的能力和大氣污染控制復(fù)雜系統(tǒng)方案分析設(shè)計(jì)的基本能力。本課程的重點(diǎn)是污染物產(chǎn)生及控制領(lǐng)域所涉及的基本理論、基本原理和基本控制技術(shù)。本課程難點(diǎn)在于涉及的學(xué)科領(lǐng)域多、所需專業(yè)知識(shí)廣、知識(shí)更新速度快、實(shí)踐中對(duì)學(xué)生的能力要求高。另一個(gè)基本任務(wù)是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生掌握常規(guī)大氣污染物監(jiān)測(cè)技術(shù)和顆粒物、廢氣治理技術(shù)工藝；培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力、動(dòng)手能力、發(fā)現(xiàn)與解決問題能力、書面表達(dá)能力。

由以上可知實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課程中占有很重要的地位，因此應(yīng)該在最后的考核測(cè)評(píng)中加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比重，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)引起足夠的重視。此外，課程設(shè)計(jì)在《大氣污染控制工程》課程教學(xué)中占有重要的地位。學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，不僅可以學(xué)會(huì)如何查閱相關(guān)的文獻(xiàn)和資料，也能把所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，充分的將理論與實(shí)踐。同時(shí)也能把課本上所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)一步的復(fù)習(xí)和鞏固，并能把所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)串成系統(tǒng)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用學(xué)到的理論知識(shí)進(jìn)行除塵設(shè)備和凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。

2.4 相關(guān)知識(shí)拓展

《大氣污染控制工程》是一門具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性的專業(yè)課程。由于總的課時(shí)量比較少、課程內(nèi)容繁多等缺點(diǎn)，應(yīng)該對(duì)教材里的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣故呛苡斜匾摹Ｊ紫龋梢葬槍?duì)現(xiàn)今實(shí)際大氣污染與相關(guān)治理的熱點(diǎn)問題，以大氣污染治理工程為案例在課前5分鐘分小組展開專題討論，從而引導(dǎo)學(xué)生有興趣的參與工程實(shí)際開發(fā)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的討論，不僅使學(xué)生查閱相關(guān)專業(yè)資料的能力得到了提升，而且還讓教材以外的知識(shí)面有了進(jìn)一步的拓寬。與此同時(shí)，還應(yīng)該多鼓勵(lì)學(xué)生去參與大氣污染治理相關(guān)領(lǐng)域的課外實(shí)踐設(shè)計(jì)活動(dòng)，這樣能為學(xué)生深造與就業(yè)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)[7]。應(yīng)為學(xué)生尋找合適的教學(xué)實(shí)習(xí)基地，將課堂教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)見習(xí)緊密的結(jié)合，以此使學(xué)生的實(shí)踐能力得到很好的提升。此外，為了讓學(xué)生能及時(shí)了解大氣污染控制技術(shù)的發(fā)展最新現(xiàn)狀，較全面較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)大氣相關(guān)領(lǐng)域的真實(shí)情況，每學(xué)年應(yīng)該聘請(qǐng)大氣污染治理行業(yè)相關(guān)專家開展有關(guān)講座1～2次，使學(xué)生的視野得到開闊，相關(guān)知識(shí)有所豐富，以此可以提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

2.5 課內(nèi)外作業(yè)布置

在課后布置作業(yè)題可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)加以復(fù)習(xí)與鞏固，課后作業(yè)應(yīng)涉及教材以內(nèi)和教材以外的內(nèi)容，題型應(yīng)包括基礎(chǔ)的理論題和相關(guān)設(shè)備和裝置的設(shè)計(jì)題以及開放性的討論題。與此同時(shí)，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)來布置作業(yè)，對(duì)于做作業(yè)過程中遇到的一些問題可以通過電子郵件和釘釘?shù)冗M(jìn)行詢問。運(yùn)用以上的方法，不僅能讓養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)及獨(dú)立思考的習(xí)慣，也能使教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)的同時(shí)也能增進(jìn)與學(xué)生之間的互動(dòng)和交流。

3 結(jié) 語

針對(duì)我校《大氣污染控制工程》傳統(tǒng)教學(xué)模式中的問題，教學(xué)優(yōu)化已變得刻不容緩。現(xiàn)在仍在初步探索階段，將在以下幾個(gè)方面持續(xù)進(jìn)行大力度的改革：首先，在理論的教學(xué)方面，為適應(yīng)學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展應(yīng)當(dāng)對(duì)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容刪繁就簡(jiǎn)，調(diào)整為更合理的教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)模式方面，通過增加一些學(xué)術(shù)方面的講座和課外見習(xí)來豐富教學(xué)手段。在教學(xué)工具上，與其他對(duì)口支援高校加強(qiáng)合作，同時(shí)注重計(jì)算機(jī)仿真模擬軟件的開發(fā)與應(yīng)用，建立更多的交互式教學(xué)平臺(tái)。在教學(xué)實(shí)踐方面，豐富教研室的組內(nèi)活動(dòng)的同時(shí)，應(yīng)與一些大小型企業(yè)、研究所/院建立長(zhǎng)期有效的合作關(guān)系，這樣可以為學(xué)生的實(shí)習(xí)及畢業(yè)選擇好的單位。同時(shí)會(huì)進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好大氣污染控制工程這一課程，培育出大量的優(yōu)秀環(huán)保技術(shù)人才。