《大氣污染控制工程》課程思政教學設計的探索與實踐

王美艷 黃超 張長平 孫優善

【摘要】為培養具有科技報國的家國情懷、無私奉獻的職業精神、堅定不移的專業使命感的環境工程專業工程技術人才，本文以《大氣污染控制工程》課程中的一個教學節段為例，開展了課程思政教學設計與實施。挖掘多個課程思政元素，利用混合式教學模式，以學生為中心設計教學目標，以成果為導向設計評價指標引導學生自評學習目標的達成，并以學生反饋作為持續改進的依據。

【關鍵詞】《大氣污染控制工程》;課程思政;教學設計

以《高等學校課程思政建設綱要》為指導，結合環境工程專業育人目標，采用新穎的教學思路和混合式教學模式，將課程思政有機融入《大氣污染控制工程》課堂教學。

一、案例簡介

《大氣污染控制工程》是面向環境工程專業大三學生的專業必修課，系統介紹了大氣污染預防和治理技術的基本原理、主要設備和典型工藝，培養學生認識、分析和解決大氣污染復雜工程問題的能力。采用的教材是郝吉明院士主編的《大氣污染控制工程》第三版。

本文選取課程中的一個教學節段“燃燒產物與大氣污染”作為案例，進行課程思政教學設計實施。案例選自課程知識模塊——燃燒與大氣污染第四節。授課采用混合式教學手段，利用雨課堂進行課堂互動，引用學堂在線國家精品課作為課程資源，并通過問卷星進行教學評價。

案例教學內容包括：典型大氣污染事件、燃燒污染物的形成、污染物與大氣質量、燃燒煙氣凈化新方向。教學重點為污染物的形成機理，教學難點為空氣質量指數的計算。知識能力目標為理解污染物形成機理，能夠計算空氣質量指數。授課主要思路是采用故事串聯的方式組織教學內容，以“我和我的藍天”為故事主線，將教學內容轉變為 “藍天之殤”“藍天之敵”“藍天之約”三個篇章，激發學生學習興趣，同時為課程思政的實施做鋪墊。

二、案例課程思政教學實施

課程教學開始之初，以序幕的形式開篇給學生講藍天的故事。

第一篇章：藍天之“殤”——典型的大氣污染事件，以時間為線，以圖片、視頻等形式講三個案例，英國倫敦煙霧、美國洛杉磯光化學煙霧和我國京津冀霧霾。通過雨課堂發起提問，結合學生回答情況，引出實際數據分析三種煙霧中對應的燃燒污染物。

第二篇章：藍天之“敵”——燃燒污染物的形成，結合化學反應方程式和形成機理示意圖剖析二氧化硫、氮氧化物、煙塵、有機物和重金屬等污染物在燃燒過程中的形成機理。

第三篇章：藍天之“約”——污染物與大氣質量，煙氣凈化新方向。動態演示1996和2012版環境空氣質量標準中關于燃燒污染物濃度控制的變化，給出空氣質量指數的概念及計算方法。

引入思政案例1，結合中國統計局、生態環境部相關數據，給出我國40年來經濟發展、能源消耗和大氣環境污染的關系。GDP呈指數增長，能源消耗不斷加劇，二氧化硫、氮氧化物和煙塵分別在2005、2010、2015年呈現拐點，其后逐年降低。其原因在于我國先后頒布的“十一五”“十二五”“十三五”計劃中逐步將三種污染物或其前驅體作為減排的主要指標，制定減排計劃，從而引領減排技術的不斷完善、企業減排措施的不斷提升。此后，我國繼續頒布了大氣污染防治行動計劃、藍天保衛戰三年行動計劃，進一步保障空氣質量的改善。以數據和政策增強學生大氣污染治理的決心信心，使其樹立專業志向，同時也增強制度自信。

結合2013—2019年中國生態環境狀況公報，給出我國酸雨面積顯著下降和各污染物年均濃度逐年下降的數據。這些數據是大氣走航監測與衛星反演的結果。以圖片形式引入思政案例2，在武漢新冠肺炎疫情最為嚴重的時期，劉文清院士帶領團隊采用自主研制的走航車，獲得疫情期間大氣環境質量的第一手數據。以無私奉獻的職業精神感染學生，引導其思考環保工作者在特殊時期所作出的行業貢獻。

給出煙氣治理的各項技術措施，引出煙氣凈化新方向——超低排放流程，并給出治理流程的虛擬仿真視頻。引入思政案例3，以兩個我國自主研制的大型化和超高溫的高效除塵設備，體現我國大氣污染治理技術日新月異的發展，使學生樹立科技報國的家國情懷。

課后環節，基于煤改氣的新政，各方有不同的言論，讓學生基于污染物的產生機理討論煤改氣的利與弊，提高其辯證思維能力。

三、課程思政教學設計反思

（一） 課程思政案例剖析

主線是“我和我的藍天”，而主題則是習近平生態文明思想在中國大地的生動實踐。

通過問卷調查結果分析，學生自評達成度均在95%以上，學生的主觀感受中“國家”“科技”“發展”等詞頻較高，說明本次課達到了預期的課程思政效果。

（二）關于大數據課程思政教學設計的多維延伸

工科學生思維嚴謹、對數據非常敏感，課程思政也要用數據說話。污染排放數據可進行多維度的延伸。

從時間維度，可以向前延伸至第二次工業革命之前，向后延伸至對未來數據的預測。

從空間維度，可以由中國延伸至世界，尤其是中國治理霧霾與英國、美國治理大氣污染的速度相比，更能突出社會主義制度的優越性。

從主體維度，由教師呈現數據延伸到教會學生獲取數據使其自行檢索總結規律。

從課程載體維度，由《大氣污染控制工程》一門課延伸到《水污染控制工程》《固體廢棄物處理技術》多門環境工程專業主干課，由講好藍天白云的故事，到講好綠水蔚洋和青山沃土的故事。三大核心主干課并行，講好“美麗中國”的故事。由專業教育延伸至專業育人，更進一步由專業教育延伸到通識教育，拓展課程思政案例的普適性。

（三）關于學生自評/互評

自評和互評的目的一方面反映實時學情，另一方面使學生對學習內容、學習目標有更明確的理解。評價指標的設計應結合專業頂層設計，由單純的課程目標達成上升到畢業要求指標點的達成，以提高學生的實踐能力為導向。

參考文獻：

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[5]郝吉明，馬廣大，王書肖.大氣污染控制工程（第三版）[M].北京：高等教育出版社， 2010.

【本文系河北工業大學本科教育教學改革研究項目“新工科及工程教育認證背景下環境類通識課程教學改革探索與實踐”（201903011）、河北工業大學研究生示范課程建設項目“高等傳熱傳質學示范課程建設”（121031）的階段性成果】

（作者單位：河北工業大學能源與環境工程學院）