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谈大气污染控制工程课程教学实践

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谈大气污染控制工程课程教学实践

摘要:指出了随着大气污染防治行动的实施,对大气污染控制工程的教学提出了更高的要求。为适应新形势的要求,对课程内容的设置、教学方法、教学形式的开展等方面进行了探讨,以实现成果导向的教育理念,培养合格的专业人才。

关键词:大气污染控制工程;成果导向教育;教学实践

1引言

随着各地持续实施大气污染防治行动、打赢蓝天保卫战的深入开展,人们对大气污染问题日益重视,大气污染控制工程也显示了其在环境保护中的重要地位。高校是培养人才的地方,社会有需要,学校就要响应需求,为社会培养更多的合格的人才。大气污染控制工程是环境工程专业本科课程的一门核心课程,课程涉及的知识面广,课程的教学改革一直是相关专业教师关注的重点。王金龙[1]针对教材内容滞后于学科发展的问题,提出了在本科教学中引入学科前沿研究内容,开阔学生视野。马宏卿[2,3]基于创新人才的培养理念,从强化实践环节,完善考评体系等环节进行了课程改革实践。丁建东等也对课堂教学实践进行了探索[4]。赵兵涛[5]分析了如何利用成果导向的教育理念,制定教学内容、结构等,以突出学习能力和实践能力的培养。基于OBE理念的大气污染控制工程课程教学实践,强调以学生为主体,通过教学实践,探索适应应用型人才培养的目标,具有积极意义。探讨课程教学实践的一些举措,以期对进一步提高教学质量有所帮助。

2顺应形势,完善课程结构

2013年,我国了“大气十条”,通过各级政府的引导,企业的投入,到2017年,“大气十条”所确定的目标如期实现,空气质量总体得到改善。但大气污染的形势仍不容乐观,特别是当前光化学污染的加剧。为此,2018年国务院又了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,要求大幅减少主要大气污染物排放总量,特别是降低PM2.5的浓度,使空气质量明显改善,增强人民大众的蓝天幸福感。挥发性有机物作为PM2.5和O3的前驱物,需要加大管控力度[6]。随着《挥发性有机物无组织排放控制标准》的实施,我国的大气污染治理将进入对挥发性有机物的管控阶段。顺应发展潮流,在原先的《大气污染控制工程》的教学大纲中加入挥发性有机物的治理内容。介绍挥发性有机物污染控制的常用方法、原理;介绍主要行业挥发性有机物污染排放特征,主要治理路线。使得课程内容由主要讲述煤烟型污染控制,转向煤烟型污染和光化学污染并重的内容体系。使学生掌握的内容更加全面充实。使学生能够掌握大气污染控制的基本知识,掌握大气污染物控制的基本方法、原理及其典型的净化工艺,具有解决“大气污染控制工程”问题的基本能力。在学时不变的情况下,增加内容,需要进一步完善课程结构,精简课程内容,提升讲课技巧,保证课堂效率。这对讲课教师提出了更高的要求。

3精心设计,强化实践能力

在学时不增加,内容增加的情况下,需要教师采取多种教学手段,更加有效地利用好教学技巧,提高教学质量。在课堂上贯彻OBE理念,以学生为主体,在教师的启发下积极思考,掌握课堂知识。例如在讲述颗粒物重力沉降末速度时,由于颗粒粒径不同,雷诺准数不同,流态不同,所适用的公式不同,这就导致了学生的困惑,不知如何选择所需的计算公式。通常的做法是先假设一个流态,计算出末速度,然后再验算确定假设是否合理,这样计算的工作量就很大。基于OBE的导向能力培养中要求对现代工具的使用,要求学生应用Excel软件,采取单元格调用函数的方式,对一系列颗粒物粒径计算其雷诺准数,确定其流态,从而在计算重力沉降末速度时,采用合适的计算公式。通过实际计算对比,对公式适用的范围有了明确的认识。另外在讲述除尘效率时,沉降室除尘效率的三种模型也让同学们用Excel软件进行对比分析,可以更好地理解模型的特点。进一步启发同学们对于旋风除尘效率的转圈模型进行对比,从而进一步理解旋风除尘器的效率比重力沉降室高的原因,更容易掌握除尘器的适用范围,并对除尘机理有了更好的理解。对后面的电除尘机理也直到了触类旁通的作用,这部分的学时就可以减少一些。也对现代工具在课程学习中的作用有了更深的认识,激发了学生的学习兴趣。对于除尘、脱硫和脱硝章节的内容学习完成后,设计计算600MW火电机组的每天耗煤量、污染物排放量、脱硫石灰石用量、石膏产量、脱硝尿素用量等的综合题,要求学生通过查阅相关资料,获得原始数据,然后通过一系列计算获得最终结果。通过练习达到工程认证要求的通过文献研究,提出复杂环境工程问题的解决方案,并获得有效结论的能力。通过查阅资料,同学们获得的原始数据会有不同,通过各种假设,最后的结果也是不唯一,这培养了学生独立思考的能力。在集中讲解时,通过同学们的能耗数据比较,来进一步说明节能减排的重要性,加深对生产实际的了解,对大气污染现状的理解,加强树立环境保护意识。

4教学模式,线上线下融合

2020年上半学期采用了线上教学,做到了停课不停学。因为不能直接面对学生,担心学情不能及时了解,影响教学效果。但通过实践,通过教学过程中采取恰当的方式,线上教学并没有影响学习效果。并且进一步发现了线上教学的优点,与线下教学相结合,一定能取得更好的教学效果。上课点名可以通过线上完成,这样节约较多的上课时间,使课堂教学更加紧凑。在讲课过程中的提问也可以通过线上解决,这可以避免教师自问自答的尴尬,又可以让全体学生积极参与,课堂效果也是立马反馈,教师能及时掌握学情,突出重点,充分利用好课堂教学的宝贵时间。课堂测验和课后习题也是检验课堂学习效果的最直接的方法,教师可以根据测试和作业结果,在下次上课时用较短的时间对上节课内容进行复习,巩固已学知识。通过线上教学实践,教学效果特别明显。线上点名、问答、测验、课后作业等的结果正好用于课程的过程考核,通过设置一定的权重比例,可以作为平日成绩。通过对数据的分析,及时掌握每位学生的学习情况,可以有针对性地督促学生的学习。线上讲课资料保留着,也便于学生复习。线上答疑也比以往多,可能不是面对面,避免了某种尴尬,学生更愿意线上提问,这样师生的互动就多了,更利于知识的掌握。线下课堂剖析知识点,介绍原理,分析例题,精讲课程内容;线上测试、答疑解惑,多维度的教学和学习,更有利于知识的掌握吸收。

5课题汇报,加强教学参与

按照OBE理念,在大气污染控制工程课程教学中,明确贯彻以学生为学习主体,积极引导学生参与学习,提高学习的主动性。在教学设计中设计部分要求学生通过自主学习来完成的内容,激励他们主动查阅资料,整理总结,汇报交流,增强教学学习的参与程度。在学习第一章第五节环境空气质量控制标准时,要求学生课后查阅资料,对大气环境标准体系中的部分标准内容进行汇报。由于对污染控制要求的提升,相应标准经常进行修改完善,这就要求同学们查阅最新的标准,并解释修改的目的,和旧版的主要区别。通过分组汇报,同学们对标准的发展有了清晰的了解,对我国在大气污染治理方面的工作有了较全面的认识。在学尘、脱硫和脱硝工艺时,也要求学生对常见的工艺进行讲解,通过多次训练,提升了同学们查阅资料、自主学习、交流汇报的能力,对培养目标形成了有力的支撑。同学们根据PPT质量、汇报情况、团队合作等环节进行相互评分,促进了交流学习,掌握了主要工艺特点,相互取长补短,活跃了学习气氛。

6结语

大气污染控制工程课程的内容要随着时代的进步,不断更新,教学方法也要不断探索,以适应时代和形势发展的需要。OBE理念是以人为本的,这就要求教师要努力提升业务素质,精心设计教案,适应以学生为主的教与学的方式,使学生参与到学习教学的各个环节,成为学习的主人。从而把学生培养成具有环境工程专业所具有的专业素养,达成专业的最终培养目标。

参考文献:

[1]王金龙,苗蕾.前沿研究加入《大气污染控制工程》本科教学的启示[J].广东化工,2019,46(5):233~234.

[2]马宏卿,李宝.地方高校工科专业课程教学模式改革研究:以临沂大学《大气污染控制工程》为例[J].高教学刊,2019(9):132~134.

[3]王国英,陈学福,贾晓宁.环境工程专业复合型人才的培养:《大气污染控制工程》课程实践与反思[J].教育教学论坛,2019,24(6):121~123.

[4]丁建东,邵旷慧.《大气污染控制工程》课堂教学实践探索[J].绿色科技,2019(19):294~295.

[5]赵兵涛,崔国民,武军.新工科背景下基于OBE理念的课程教学改革:以“大气污染控制工程”课程为例[J].上海理工大学学报(社会科学版),2019,41(4):376~379,385.

[6]生态环境部.关于印发《重点行业挥发性有机物综合治理方案》的通知[R].北京:生态环境部,2019:26.

作者:丁建东 黄佩琳 单位:南通大学