大氣污染控制工程課程教學(xué)改革探究

摘要：結(jié)合莆田學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)省級(jí)“專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”項(xiàng)目，針對(duì)大氣污染控制工程的課程特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)踐，從培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力和自學(xué)能力、提高教學(xué)效果出發(fā)，就教學(xué)內(nèi)容課程體系、教學(xué)方法和手段、課程考核方式以及如何上好第一堂課等方面提出了可行性的見(jiàn)解，并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高。

關(guān)鍵詞：專業(yè)綜合改革；大氣污染控制工程；教學(xué)改革；教學(xué)質(zhì)量；教學(xué)效果

作者簡(jiǎn)介：李章良（1975-），男，福建仙游人，莆田學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，副教授；陳菁（1971-），女，福建莆田人，莆田學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院，教授。（福建 莆田 351100）

基金項(xiàng)目：本文系福建省2012年省級(jí)專業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目、莆田學(xué)院校級(jí)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG2012014）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）34-0096-02

大氣污染控制工程是高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的一門核心課程，其內(nèi)容涉及燃燒與大氣污染的關(guān)系、污染物在大氣中的遷移轉(zhuǎn)化、污染物落地濃度估算、氣態(tài)污染物和顆粒污染物的去除機(jī)制以及硫氧化物、氮氧化物、揮發(fā)性有機(jī)污染物的控制技術(shù)等。在以往教學(xué)中，由于授課學(xué)時(shí)的限制，不能對(duì)所有內(nèi)容進(jìn)行詳解，有些抽象內(nèi)容學(xué)生理解起來(lái)有些困難。因此，如何在規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)深入淺出地闡明問(wèn)題，全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，把課堂教學(xué)延伸到課前和課后，并建立起合理的考核方式，就成為大氣污染控制工程教學(xué)成功與否的關(guān)鍵。[1]

莆田學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保⒋髿馕廴究刂乒こ潭ㄎ粸椤肮こ绦浴焙汀皯?yīng)用性”，結(jié)合我校環(huán)境工程專業(yè)省級(jí)“專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”項(xiàng)目為契機(jī)，就教學(xué)內(nèi)容課程體系、教學(xué)方法和手段、課程考核方式以及如何上好第一堂課等方面的改革進(jìn)行了探究，進(jìn)一步完善該課程的教學(xué)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下良好基礎(chǔ)。

一、創(chuàng)意性地授好第一堂課，是激發(fā)學(xué)生興趣的關(guān)鍵

根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，充分利用多媒體的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，在第一堂課先通過(guò)三張PPT，以聲音、照片、動(dòng)畫等形式，緊緊抓住學(xué)生的注意力，在給學(xué)生形成強(qiáng)烈視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)沖擊的同時(shí)，引發(fā)其內(nèi)心的思索。

第一張PPT以醒目的黑體字打出幾個(gè)數(shù)據(jù)：五天、五周、五分鐘。學(xué)生對(duì)其表現(xiàn)出極大的興趣，教師借機(jī)提問(wèn)：關(guān)于生命的極限，同學(xué)們了解多少？以上幾個(gè)數(shù)字代表了什么？學(xué)生熱烈討論，紛紛發(fā)言，最后教師做總結(jié)點(diǎn)評(píng)：一個(gè)人可以五天不吃飯，五周不喝水，尚可存活；而一個(gè)人如果五分鐘不呼吸到新鮮空氣，就會(huì)窒息死亡。學(xué)生紛紛點(diǎn)頭，興趣大增，清潔空氣是不可或缺的自然資源概念就在學(xué)生腦海中初步形成。

以上用數(shù)據(jù)說(shuō)明問(wèn)題是屬于理性思維范疇。接下來(lái)第二張PPT給學(xué)生展示一組具有強(qiáng)烈視覺(jué)沖擊效果的圖片，以人文學(xué)者的形象思維方式來(lái)說(shuō)明問(wèn)題：酸雨使得水pH值降低，損壞魚的脊椎和骨骼，使魚畸形，成駝背甚至死亡；大氣污染嚴(yán)重腐蝕建筑物，人文古跡遭到慘重破壞；全球氣候變暖所帶來(lái)氣溫升高、海平面上升、極端氣候現(xiàn)象變多、各種疾病增加及生物多樣性減少等嚴(yán)重后果。這些圖片具有強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊效果，學(xué)生感到震驚。教師此時(shí)做進(jìn)一步地深入引導(dǎo)，闡明世界范圍內(nèi)都在遭受大氣污染的嚴(yán)重影響，由此造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)文化損失，中國(guó)故宮和天壇的大理石欄桿也未能幸免于難。這樣，就像一個(gè)長(zhǎng)鏡頭，由遠(yuǎn)及近，大氣污染的嚴(yán)重局面由單純的理論拉近到眼前，每個(gè)人都有了一種生存的危機(jī)感和緊迫感。

為了進(jìn)一步闡明大氣污染可能帶來(lái)的嚴(yán)重后果，第三張PPT展示一個(gè)CCTV公益廣告：未來(lái)某個(gè)時(shí)代（被污染的地球很難見(jiàn)到綠色的生態(tài)環(huán)境）的一個(gè)拍賣會(huì)，拍賣師舉起地球上最后一株沒(méi)有被污染的植物，許多人紛紛起價(jià)競(jìng)拍。之后，拍賣師又舉起地球上最后一瓶沒(méi)有被污染過(guò)的水，拍賣價(jià)超過(guò)千萬(wàn)。而當(dāng)拍賣師拿出地球上最后一瓶未受污染的空氣時(shí)，買家們都激動(dòng)了，這次看到的不是高高舉起的搶拍牌，而是無(wú)數(shù)只伸向這瓶空氣的手。雖然這只是一則公益廣告，但是片子做得很有想象力，看后讓人很受震動(dòng)，深遠(yuǎn)的寓意讓人陷入沉思。

這樣通過(guò)上述醒目數(shù)據(jù)的視覺(jué)刺激、聲音的聽(tīng)覺(jué)刺激和動(dòng)畫的震撼效果，當(dāng)?shù)谝惶谜n結(jié)束時(shí)，學(xué)生頭腦中已形成了清晰的概念體系：清潔空氣是不可替代的自然資源，是無(wú)價(jià)之寶；大氣污染現(xiàn)狀嚴(yán)峻，污染的后果觸目驚心，治理大氣污染的任務(wù)刻不容緩，環(huán)境工程師任重道遠(yuǎn)。

二、合理安排教學(xué)內(nèi)容體系，是保證教學(xué)效果的基礎(chǔ)

針對(duì)大氣污染控制工程的課程特點(diǎn)：內(nèi)容多、理論抽象、工程設(shè)計(jì)及計(jì)算量大，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)條理清楚、重點(diǎn)突出地闡明問(wèn)題，取得滿意的教學(xué)效果，選擇合適的課程教材，合理安排教學(xué)內(nèi)容體系是關(guān)鍵。

1.課程教材選擇

大氣污染控制工程的教材種類繁多，在總結(jié)每本教材特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，并考慮到學(xué)生所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的情況，最后選用郝吉明等主編的《大氣污染控制工程》（第三版）作為教材，并配套增訂郝吉明主編的《大氣污染控制工程例題與習(xí)題集》作為輔助學(xué)習(xí)教材。

2.教學(xué)內(nèi)容體系

根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，以“兩個(gè)系統(tǒng)、一條主線”貫穿整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)?！皟蓚€(gè)系統(tǒng)”分別為空氣污染系統(tǒng)和控制系統(tǒng)?！耙粭l主線”：污染源排出污染物→污染物在大氣中遷移轉(zhuǎn)化→污染物落地濃度估算→污染控制技術(shù)→典型污染物控制工藝。即污染源排放的污染物，要經(jīng)過(guò)一系列的大氣傳輸轉(zhuǎn)換過(guò)程才能最終沉降到地面，對(duì)受體造成危害，這是空氣污染系統(tǒng)。在大氣污染源章節(jié)中主要介紹燃煤與大氣污染的關(guān)系。污染源排出的污染物，在最終沉降到地面對(duì)受體造成危害之前，要經(jīng)歷一系列的大氣遷移、轉(zhuǎn)化和沉積過(guò)程。不同氣象條件下，同一污染源造成的危害是大相徑庭的，因此大氣污染氣象學(xué)章節(jié)中重點(diǎn)講述各種氣象條件對(duì)污染物傳輸擴(kuò)散的影響。接下來(lái)是污染物落地濃度估算重點(diǎn)介紹高斯模式，這也是在環(huán)評(píng)中經(jīng)常用到的模式，由于其內(nèi)容抽象，將其作為難點(diǎn)、重點(diǎn)給予講述。

至于控制系統(tǒng)，按照污染物存在形態(tài)的不同，分為氣態(tài)污染物控制和顆粒污染物控制兩大類，氣態(tài)污染物控制技術(shù)主要有吸收、吸附和催化轉(zhuǎn)化，顆粒污染物控制技術(shù)就是常說(shuō)的除塵技術(shù)，涉及各種除塵器的工作原理及其設(shè)計(jì)計(jì)算，當(dāng)前應(yīng)用最廣的袋式除塵器和靜電除塵器是授課的重點(diǎn)。課程最后是典型大氣污染物控制工藝，聯(lián)系當(dāng)前大氣污染控制的熱點(diǎn)問(wèn)題——火電廠煙氣中硫氧化物污染和氮氧化物污染以及越來(lái)越引起關(guān)注的汽車尾氣污染，將授課重點(diǎn)是以上幾種大氣污染物的單獨(dú)控制工藝和聯(lián)合去除工藝，并將工程實(shí)例引入課堂，與理論教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用情況有更明確的認(rèn)識(shí)。

三、教學(xué)方法和手段的改革，是保證教學(xué)效果的靈魂

1.將互動(dòng)式教學(xué)引入課堂

互動(dòng)式教學(xué)是教與學(xué)雙方通過(guò)理性說(shuō)服甚至辯論，達(dá)到不同觀點(diǎn)碰撞交融，激發(fā)教學(xué)雙方的主動(dòng)性，拓展創(chuàng)造性思維，以達(dá)到提高教學(xué)效果的一種教學(xué)方式。[2]以大氣污染氣象學(xué)章節(jié)為例，講述基本理論之后，教師可有意設(shè)置問(wèn)題，例如“下列哪個(gè)氣象條件下大氣處于最不穩(wěn)定的狀態(tài)”，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、討論。之后教師對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，做有針對(duì)性的補(bǔ)充和總結(jié)，這樣對(duì)于抽象理論問(wèn)題的理解就由短時(shí)記憶（死記硬背）轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)期記憶（理解記憶）。

2.板書、多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的授課模式

針對(duì)大氣污染控制工程的工藝流程、設(shè)備外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，通過(guò)多媒體的形象和直觀展示可很好吸引學(xué)生的注意力，且多媒體教學(xué)信息量大，能盡量地多傳授科技前沿知識(shí)。但不足之處是授課節(jié)奏偏快，對(duì)于難點(diǎn)問(wèn)題學(xué)生思路往往跟不上教師的授課節(jié)奏；傳統(tǒng)板書正好彌補(bǔ)了多媒體授課的弊端，如對(duì)于一些難點(diǎn)問(wèn)題及公式推導(dǎo)，授課節(jié)奏可以根據(jù)課堂反饋及時(shí)調(diào)整。[3]板書教學(xué)與多媒體教學(xué)的緊密結(jié)合，相得益彰，可以達(dá)到良好的教學(xué)效果。另外，學(xué)生可充分利用莆田學(xué)院課程建設(shè)平臺(tái)——天空教室對(duì)“大氣污染控制工程”精品課程的網(wǎng)絡(luò)資源隨時(shí)學(xué)習(xí)，自由下載，提前預(yù)習(xí)并復(fù)習(xí)，師生還可利用其中的助學(xué)模塊進(jìn)行溝通和交流。

3.借鑒CDIO工程教育理念，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合

大氣污染控制工程是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，實(shí)踐教學(xué)直接影響到整個(gè)課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。為此，借鑒“CDIO”（構(gòu)思Conceive、設(shè)計(jì)Design、實(shí)施Implement和運(yùn)作Operate）教學(xué)方法，采用“做中學(xué)”的方式，[4]通過(guò)課程綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)鍛煉學(xué)生的綜合能力；利用大氣污染控制實(shí)驗(yàn)室、校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地，將課堂知識(shí)與工程實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生時(shí)刻感受到所學(xué)知識(shí)在工程實(shí)際中的應(yīng)用。

四、多元化考核指標(biāo)的改革，是保證教學(xué)效果的手段

考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果的重要手段。為克服現(xiàn)行考核指標(biāo)單一化弊端，實(shí)行考核指標(biāo)多元化改革，具體措施如下：

第一，理論教學(xué)環(huán)節(jié)考核方式從單純筆試向多元化考核形式轉(zhuǎn)換，包括上課提問(wèn)、平時(shí)作業(yè)、平時(shí)小測(cè)、期中考試和期末考試等，期末成績(jī)僅占總評(píng)成績(jī)60%。

第二，理論考核的題型從客觀題為主轉(zhuǎn)向創(chuàng)新能力和綜合判斷分析能力檢驗(yàn)，這有利于對(duì)學(xué)生發(fā)散性思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

第三，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)考核，采取過(guò)程與結(jié)果并重的考核方式，根據(jù)實(shí)施能力、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面考核，并綜合考慮團(tuán)結(jié)協(xié)作、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)與最終效果等，實(shí)現(xiàn)考核指標(biāo)多元化，力爭(zhēng)從多角度、多方位全面、科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。

第四，學(xué)期結(jié)束教師要對(duì)試卷做全面分析，包括學(xué)生得失分情況，試卷中反映出來(lái)的共性問(wèn)題，同時(shí)要認(rèn)真總結(jié)教與學(xué)中存在的問(wèn)題及改進(jìn)的方向，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，適應(yīng)新形勢(shì)下應(yīng)用型高級(jí)人才培養(yǎng)的需要。

五、結(jié)束語(yǔ)

以環(huán)境工程專業(yè)省級(jí)“專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”項(xiàng)目為契機(jī)，結(jié)合我校大氣污染控制工程的課程特點(diǎn)和教學(xué)實(shí)踐，筆者就該課程的教學(xué)內(nèi)容課程體系、教學(xué)方法和手段、課程考核方式以及如何上好第一堂課等方面的改革提出了可行的見(jiàn)解和主張，并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)質(zhì)量得到明顯提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹鵬，徐小琳.《大氣污染控制工程》教學(xué)改革探討[J].石子河大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2011，25（S1）：69-70.

[2]任曉莉，郝瑞剛.大氣污染控制工程課堂教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].化工高等教育，2009，（3）：68-70.

[3]蔣茹，朱華躍.具有醫(yī)化特色的《大氣污染控制工程》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].廣東化工，2012，39（5）：258-259.

[4]陳勝文，倪芳，馬長(zhǎng)文.基于CDIO理念下“大氣污染控制工程”課程教學(xué)模式探討[J].中國(guó)電力教育，2011，（32）：123-124.

（責(zé)任編輯：王意琴）