劉彥飛,鐘子楠,楊秀敏
(黑龍江科技大學,黑龍江哈爾濱150022)
大氣污染控制工程校企實踐教學的探索與研究
劉彥飛,鐘子楠,楊秀敏
(黑龍江科技大學,黑龍江哈爾濱150022)
大氣污染控制工程是環境工程本科專業主干課之一。為了提高學生的工程實踐能力,解決以往重理論輕實踐的問題,通過解決實踐性教學環節的建設和改革,實現校企課程實踐新模式;理論教學環節的改革,把理論教學和校企實際工程案例結合起來;重新構建課程框架,完善教學大綱;把學生帶入企業,自學成才。通過調整授課內容,加強校企實踐教學,改變傳統教、學、背、考模式,提高學生學習興趣。實踐證明,教學質量顯著提高。
大氣污染控制工程;校企合作;實踐教學
大氣污染控制工程是高等院校環境工程專業的一門主干必修專業課。通過學習本課程使學生系統地了解并掌握大氣污染控制工程的基礎知識與專業知識,如顆粒污染物和氣態污染物的防治原理、過程和方法、主要除塵與脫硫設備和典型工藝等。通過這門課程的學習,培養學生分析和解決日益嚴重的大氣污染問題,結合課程實驗、課程設計與課程實習等教學環節,為學生畢業后從事大氣污染控制工程設計、技術管理等工作奠定必要的基礎。
與環境工程專業其他專業課程相比,大氣污染控制工程涉及的內容很多,總的來看分為3部分:第一部分為基礎知識,如燃燒與大氣污染、大氣污染氣象學、大氣擴散濃度估算模式;第二部分為專業基礎知識,如顆粒污染物控制技術基礎、氣態污染物控制基礎等;第三部分為專業知識,如除塵技術原理、設計與設備,硫氧化物與氮氧化物的原理、設計與設備等。該門課程需要記憶的概念、公式、圖表多,涉及的基本原理也較抽象,應用傳統的教學方法,直觀性差,大量的公式推導也較抽象、枯燥,有時學生和教師的思維不能保持同步,造成部分學生厭學、逃課等現象,影響了教學質量和教學效果[1]。由于條件有限,該門課程在教學內容、教學方式、教學手段等方面存在一些問題。
教材選用清華大學郝吉明主編的《大氣污染控制工程》(第三版),本課程共70學時,3.5學分。課程實驗由于條件有限,只能開設兩門。
教學方式為注入式教學,學生被動地學習,對于學習的積極性和主動性調動欠佳。致使教學效果差,學生綜合設計能力得不到提高。教學手段上用多媒體和黑板板書交替進行。多媒體增加了課程信息量,但課程重點難點不突出[2]。
本世紀,人才需求表現為從知識型向技能與應用型轉變,對于環境工程專業的主干課程之一的《大氣污染控制工程》,如何面對社會新變化與新需求就變得尤為重要。本門課程通過校企實踐教學新模式的改革,解決了日益加劇的競爭壓力和就業挑戰。因此,如何篩選優質實踐教學基地,如何加強校企合作模式的培養,如何針對性地開展對學生的實踐技能和工程能力訓練,對于本科生工程實踐能力的加強與教學質量的提高有著重要的意義。
(一)理論教學環節的改革,把理論教學和校企實際工程案例結合起來
在氣態污染物控制技術基礎這一章中,對吸收與吸附的內容講解上,調整授課內容,這部分知識已在先導課程環境工程原理中進行了詳細講解,只須要在上課時對該部分內容進行快速復習即可,同時在課堂復習的基礎上要求學生通過課后習題的練習學會應用。
在大氣擴散濃度估算模式這章中,淡化書本內容的講解,一些擴散模式已經不符合實際應用,教材中使用的國家標準已經廢止。我們教學中根據國家新制定的標準,通過案例,讓學生們在課下自己查找,以作業報告的形式上交上來,通過實踐,發現學生很感興趣,教學效果較好。
在大氣污染氣象學這章,第一節大氣圈結構及氣象要素中,我們改變以往教學中老師枯燥的講解,改為播放英國BBC的記錄片《地球的力量——大氣》,學生既記住了相關的專業知識,同時又提高了學習興趣。
在全球污染與全球氣候這章的學習中,我們通過學生的課程論文來呈現,根據同學們感興趣的問題,讓他們在期刊網上查找相關的外文文獻,然后讓他們將這篇外文文獻通篇地翻譯過來,論文的最后一部分為讀后感,通過這樣的學習既加強了這章內容的學習,又提高了學生文獻檢索能力,同時鍛煉了專業英語的翻譯能力,一舉三得。
在其他章節的講解中,我們始終貫穿把具體的工程實例引入課堂中,通過從設計到土建、設備安裝、調試、運行和管理整個過程的講解分析,使學生對整個工程設計有了更加深入地了解。如本門課程的課程設計為多管除塵器的設計,在以往的教學中只是理論計算,學生只知道計算出來的結果,很多時候不知道在工程上的實際意義。針對上述情況,我們與黑龍江科大科技開發有限公司合作,在課程設計計算結束后,帶領同學們參觀了多管除塵器實際加工、制造過程,讓同學明白了許多設計的細節與設計理念,從而理論聯系實際,極大地激發了學生的設計興趣。此外,通過看見了實際的例子,許多同學知道可以通過這樣的方式讓自己的設計變成產品,讓學生們對今后的就業也增添了更多的信心。
(二)實踐性教學環節的建設和改革,實現校企課程實踐新模式
本門課程在注重理論學習的同時,強化實驗、課程設計和實習等教學環節。本課程實習與企業合作的單位有雞西礦業集團矸石電廠、雞西城海水泥有限責任公司、雞西礦業集團城子河礦、雞西礦業集團雙河礦等。在學生進入廠區前,邀請該單位工程技術人員對實習過程中涉及的除塵、脫硫和脫硝裝置的基本原理和流程、設備布置、處理量、凈化效率和能耗等運行概況先作一番講解;實習過程中,一方面由教師和現場工程師進一步講解工藝的流程和運行參數,另一方面讓學生比較不同實習單位工藝流程和設備的異同,把書本的理論知識和工程實踐結合起來,使實踐教學工作達到事半功倍的效果。
(三)把學生帶入企業,自學成才
通過“壓迫法”,促使學生在企業中自己翻閱資料、圖書進行自我學習,我們都有這樣的體會,通過自我學習、自我理解可加深學習印象,形成的記憶較深。同時通過在企業邊學邊看,這樣不僅可從書本中知道,而是真正意義地弄懂。舉個最簡單的例子,平時上課時講法蘭,老師形容了半天,學生依然不是十分清楚。通過PPT演示,學生一下就知道這是干什么的,而通過現場可能有的學生就會好奇法蘭上的螺母是幾號的,在實際設計中就不用老師再講。通過實際工程,學生就會潛移默化地學到很多課本中沒有的細節。這對以后參加工作,特別是設計工作的學生會有莫大的好處。
此外,我們在企業內學習期間布置了相關的任務,讓同學分組記錄鍋爐型號、運行參數,除塵管道長度,管徑,除塵器類型、尺寸、高度、參數,引風機型號、參數和除塵間布置等,通過詳細的記錄,學生能夠體會到一些設計關鍵問題,同時根據這些記錄結果,要求學生把該企業的除塵脫硫設備與布置通過CAD圖紙表達出來,通過這樣的方式,學生可以發現許多原來忽視的設計問題,增強了學生實際設計能力。
(四)建立完善考核體系,以考促學
大氣污染控制工程課程考試分為3部分。一是基礎知識考試,采用閉卷紙質答題模式,在這部分考試中我們主要考查學生的基礎知識的分析及記憶能力,在題型上除了傳統的名詞解釋、單選、多選、簡答、計算等,增加了設計題的題型,更加注重實際地應用。第二部分為課程設計考試,通過每個學生不同的設計任務的完成情況,教師依據課程設計說明書與設計圖紙,采用答辯的形式,問學生3~4個問題,依據回答情況與說明書和圖紙質量綜合評判學生課程設計能力。第三部分為實踐教學考核,實踐教學考核體系的建立首先就是要注重過程考核。在實踐過程中,學生只有通過教師的認可后,方可進入實踐環節。如雞西礦業集團矸石電廠實習中,學生須了解工業除塵脫硫的基本工藝過程、設備構造,并已完成相關的資料整理后,通過相關考核過程(如可以組織簡單的答辯),才能取得進入該實習項目的資格。
大氣污染控制工程校企實踐教學新模式的研究與實踐培養了學生較強的實踐與工程操作能力、較強的項目開發與自主設計能力、較強的創新能力。通過實踐教學模式,讓學生體驗到書中理論是如何應用到工程實踐中去的,從而達到提高學生工程能力和工程素質的應用型人才培養的目標。
[1]廖雷,王敦球,游少鴻.“大氣污染控制工程”精品課程建設與改革實踐[J].當代教育理論與實踐,2012(11).
[2]李友平,高成.以學生為主體的大氣污染控制工程教學實踐[J].化工高等教育,2012(3).
編輯/呂秀妍
劉彥飛(1968-),男,黑龍江哈爾濱人,教授,主要從事大氣污染控制工程的教學和研究工作。