污染控制类课程体系集成化建设

张学杨

[摘 要]污染控制类课程是环境工程学科的重要专业课程，主要包括水、大气、物理性污染控制工程以及固体废弃物处理与处置。该类课程体系的集成化的建设，有利于创新型人才的培养。以大气污染控制工程为例，围绕污染控制工程课程体系的集成化建设，按课程不断深入的顺序，从课堂理论教学入手，深入探讨了实践教学中的实验、认识实习以及课程设计等教学环节的改革。

[关键词]环境工程 污染控制 课程体系 集成化

[中图分类号] G642.0；G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）05-0140-02

我国2012年《中国环境状况公报》显示：全国二氧化硫排放量为2117.6万吨，氮氧化物排放量为2337.8万吨，以上数据进一步说明，我国污染总体情况十分严峻，亟须进行科学有效的治理。作为培养环境类专业人才的高等学校，如何造就一批能够满足国家重大需求的高素质的环境治理专业人才队伍已成当务之急，而作为实现素质教育的课程体系建设无疑是任重道远。

污染控制类课程是环境专业学生重点专业课，主要包括大气污染控制工程、水污染控制工程、物理性污染控制工程以及固体废弃物处理与处置这四门课程，其中大气污染控制工程是关于大气污染防治技术与理论的核心课程，该课程系统地介绍了大气污染防治的基本概念、基本原理以及典型工艺和主要设备。通过对该课程的系统学习，可以培养学生运用环境科学、工程学及其他相关学科的理论与方法，分析和解决大气污染问题的能力。因此，该课程对于环境专业人才的培养有着举足轻重的地位。本文介绍了笔者对大气污染控制工程集成化教学改革的一点构想，希望有助于环境工程加快推行素质教育的步伐。

一、理论教学

（一）多媒体教学

随着社会的发展，科技的进步，多媒体设备在教学中的使用越来越普及。多媒体可视化是理解抽象理论问题和解释复杂现象的重要工具，在自然科学领域得到了广泛应用。自多媒体可视化概念提出以来，该技术的研究已经取得了长足进步。目前，可视化教学已经引起教育界的关注。国外，许多研究者已经肯定了可视化在教学方面的作用和地位，近年来国内研究者也开始了在可视化教学方面的研究。

在课堂的理论教学过程中，教师可借助多媒体手段，利用PPT课件全程实施多媒体教学，对于课程部分内容利用可视化教学软件以动画形式进行演示，以促进学生对复杂问题的理解。在大气污染控制工程课程教学中，学生在吸附法去除气态污染物的学习中对于穿透曲线、破点等概念理解不清，在此可充分利用可视化教学的优点，进行动画演示，向学生展示吸附净化法的工作过程，促进学生对抽象概念的理解和掌握。

（二）拓展学习内容

为激发学生对大气污染控制工程的学习兴趣，促进自主学习，向学生推荐一些与本课程相关的参考书目、国内外期刊等扩充性资料，以便更多的获取与本课程相关的知识信息，使学生在学习专业基础知识的同时，了解本专业的国内外前沿发展动态。可推荐的代表性参考书目与期刊有《环境化学进展》《环境与工业气体净化技术》《大气环境化学》《环境科学》《中国环境科学》《环境科学学报》《Atmospheric Environment》《Applied Catalysis B：Environmental》《Environmental Science & Technology》《Chemosphere》等。

（三）课堂互动提高学习效率

互动讨论可以有效的提高学生学习积极性，加深学生对理论知识的理解，培养学生对所学知识的灵活运用。教学中就课堂所讲述的内容设立题目并提出问题，学生间相互讨论并由老师当场给予解答。例如，在烟气脱硫章节讲述完毕后，以我国西部某电场的烟气脱硫为题目，让学生选择合适的脱硫工艺。脱硫工艺种类繁多，特点及适用范围也各不相同，若要选择最佳工艺，这就要求学生们对各种技术的优缺点和适用条件进行充分比较，工艺比较的过程加深了学生对各种脱硫技术的理解和认识。学生在讨论过程中畅所欲言他们的观点以及理由，充分调动了学生的学习积极性，活跃了思维，激发了创造性，同时也培养了学生解决实际问题的能力。讨论完毕，由教师对学生们的各种答案进行点评，并说明布由于西部缺水，因此在烟气脱硫技术的选择上要优先考虑不消耗水的固体吸收法。互动讨论是为了加深对知识的理解和灵活运用，有些答案并不是唯一，因此教师应鼓励学生有不同的新颖见解。

二、实验教学

（一）基础实验

基础实验是大气污染控制工程课程实践教学的重要环节。人们认识事物的普遍规律是由感性认识逐渐发展为理性认识，而课堂教学中对事物往往注重原理本质的讲解，而忽略了感性认识的作用。基础实验为学生提供了感性认识事物的机会，是培养学生动手能力的核心环节，是实现素质教育不可或缺的一部分。大气污染控制工程课程的基础实验内容主要包括：旋风除尘器性能测定、袋式除尘器性能测定、电除尘器伏安特性测定、碱液吸收气体中的SO2、活性炭吸附气体中的SO2及NOx、柴油车烟度测量、粉尘真密度、分散度及比电阻测定等。

（二）设计型实验

随着教学改革的深化，设计型实验已受到了各高校的普遍重视。大气污染控制工程实验建设时就应考虑设计型实验的实施。例如：给定某烟气的组分及浓度，让学生自行选择处理工艺设计烟气处理流程，使出口烟气实现达标排放且技术经济合理，设计完后通过实验进行效果验证。设计型实验一方面提高了学生的学习兴趣，另一方面也增强了学生解决实际问题的能力，并激发了学生的创造力。

（三）开放性实验

由于课程大纲规定实验均由教师统一规定内容，统一实验要求，统一实验时间，在有限的实验课时和统一的实验时间管理中，难以满足学生探索性、创新性的发展，在培养学生的动手能力和创新能力上没有重视学生的能力差异，缺乏个性能力培养，于是开放性实验在该背景下应运而生。开放性实验所选内容为常规实验教学内容以外的实验项目，需要使用大型或精密实验设备，内容新颖、实用，且与工程实际和科学研究密切相关。可选择的内容例如：“PM2.5的防控技术”、“烟道气脱硫脱硝”、“贫燃状态下汽车发动机尾气脱硝”、“温室气体二氧化碳回收利用”等社会热点问题。通过开放实验室和开放实验的方式，采用多种形式的开放式教学手段，给学生选择实验的主动权，从而达到尊重学生的个性发展、调动学生的实验积极性、培养学生实验意识和科研意识的目的，进而实现学生实验能力、设计能力和创新能力的全面提高。

三、实践教学

实践教学是学生将理论知识进行实践运用的一个过程，实践教学的目的是能够培养学生主动正确地运用理论知识解决实际问题的能力。实习是重要的实践教学的形式，是培养学生的专业认同感的有效环节。通过实习，学生能够明确专业培养方向、服务行业状况，但应防止实习流于形式，在进入实习场地之前，对实习场地的相关情况，涉及本课程内容的基本原理、设备、系统、流程做概括性的讲解，使学生进入实习场地后做到有的放矢，从而提高认识实习的效率。

以学生进行电厂的认识实习为例。在学生进入基地前，应将该厂整体运行概况给学生做简单介绍，并将本次实习的重点内容给学生做概括性讲解。关于电厂的除尘技术部分，要为学生大体讲解除尘装置的布置位置、型式、基本原理、除尘效率、运行概况等。关于烟气脱硫技术部分，则要对该电厂所采用的烟气脱硫工艺做概括性的讲解，并把相关脱硫技术也做一个概括。上述前期准备对学生的认识实习会起到事半功倍的效果。

四、课程设计

课程设计是学生对所学知识进行巩固、提高、灵活运用的综合性环节，通过课程设计，要使学生受到工程基本技能的训练，包括工程计算、设备选型、流程设计、技术经济分析、绘图等。设计题目的选取应来源于大气污染防治生产实际或具有一定应用价值的模拟题目，尽量做到贴近现实。《课程设计任务书》、《课程设计指导书》应科学合理编写，对设计工作量的安排也要做到科学合理，避免出现因工作量过大，导致学生思考时间过少或对设计细节问题上关注不够的现象。设计过程中教师加强启发指导，并及时纠正学生设计中出现的错误，但不能过多干预，否则会导致学生设计中创新性不够。设计考核中，教师既要考查学生是否掌握了正确的设计思想，也要注意设计细节是否正确与合理，同时鼓励学生创作不同的设计方案。

五、结语

课程建设是一项复杂的系统工程，涉及领域广、内容多的污染控制类课程的集成化建设，具有更大的难度。随着科技的不断进步，污染控制领域必将有大量的新技术及新工艺不断出现，因此污染控制类课程体系集成化建设是一个不断完善、不断发展的过程，教育者应本着科学发展观的态度，不断的探索课程建设的新内容。

[ 参 考 文 献 ]

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[责任编辑：钟 岚]