省属高校大气污染控制工程实验课程的设计与创新

李玉华　卢进登　李海波

摘要：本文在分析省属高校《大气污染控制工程实验》教学中存在问题的基础上，分别从实验教学内容、实验课程设计及教学形式三个方面进行了实验课程的设计与创新，以期激发学生实验学习的积极主动性，达到实验课程设置的目的。

关键词：大气污染控制；实验课程；教学设计；人才培养

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）50-0272-02

《国家教育事业发展“十三五”规划》是我国“十三五”期间教育改革发展的行动纲领和指导性文件。在提高教育质量方面，《规划》提出要培养创新创业精神与能力，强化实践动手能力，创新育人方式，深化课程教学改革[1]。环境工程作为工科专业，应以《规划》为纲领、以“卓越工程师教育培养计划”为指导，积极培养具有创新精神与实践动手能力的环保人才。

《大气污染控制工程》作为环境工程专业的主干课程，讲授了大量与大气相关的基础知识及大气污染控制技术理论与设计，其目的在于让学生掌握大气污染控制专业知识的同时，进一步培养学生分析和解决问题的能力。《大气污染控制工程实验》作为《大气污染控制工程》的配套实验课程是培养学生动手能力、与工程实际相衔接的一个重要环节。通过实验教学不仅可以使学生加深对理论知识的理解，更可以培养学生分析问题、解决问题的能力和实际工作能力[2]。《大气污染控制工程实验》应紧跟当前大气污染防治的形势，顺应社会对大气污染控制技术人才的需求，在满足基本知识教学的基础上，优化课程教学内容及结构，积极激发学生的创新意识，培养学生的实践动手能力。

一、实验课程现状

《大气污染控制工程》课程涉及燃烧与大气污染、大气污染气象学、颗粒污染物控制技术、气态污染物控制技术及净化系统设计等多部分内容。课程内容涉及面广、综合应用性强。在课程学习过程中，会应用到诸如化工原理、物理化学等专业基础课程的基础理论知识，这些课程在学习阶段学生的接受度普遍较低；另一方面气态污染的不可见性也为课程的学习带来了一定的困难，导致学生对《大气污染控制工程》课程的学习普遍存在畏难心理。实验课程的加入，有助于学生对空气污染及其治理方式产生比较直观的认识，帮助学生深入理解理论知识。

就我校开展的大气污染控制工程实验，与许多高校一样，由于受到经费、场地、师资等条件的限制，还存在着很多的问题有待进一步解决[3，4]。主要表现在以下几个方面：

1.硬件设施不完善，设备配备不齐全。大气实验采样、分析及工程演示设备普遍价格偏高。同时，大气工程演示设备占地面积较大。现有经费及实验场地有限，制约了新仪器设备的购置，导致大气实验可开设的内容有限。已有设备台数较少，致使在实验过程中，仅有部分同学可动手参与，降低了学生参与实验的积极性。

2.实验教学内容薄弱，教学形式单一。由于实验设施等条件的限制，现阶段所开设的实验课程内容相对较少。实验课程多为教师讲授，学生对照实验指导进行机械式操作，实验缺乏综合性和创新性，导致学生对实验的参与度不高，实验课程难以达到预期目标。

3.学生对实验课程的认知程度较低。在实验课程教学过程中，虽然学生需自己动手获得实验结果，但实验过程的具体操作以及实验数据的记录、分析都是教师讲授，学生简单重复，学生对实验原理、实验过程及实验结果思考分析较少，导致学生对实验课程的认知停留在按要求完成任务的阶段。实验课程对理论课程的辅助作用，对学生实践动手能力的锻炼完全无法体现。

二、实验课程的设计与创新

实验教学的作用不仅在于让学生进一步消化课程讲授的内容，加深学生对基本理论和技术的理解，而且在于培养学生的实际操作能力和分析问题、解决问题的能力[5]。针对上述实验课程中出现的问题，我们进行了实验室资源的有效整合，将教学与科研有机结合，对教学理念、教学体系和教学内容等方面进行积极的探索，以期促进实验教学的建设与发展。

1.实验教学内容调整。将《环境监测》与《大气污染控制工程》课程理论相结合，加深学生对大气污染的认识。在环境监测学习过程中，学生虽进行了环境大气与工业大气污染监测的学习，但实际操作较少，导致学生对空气污染监测的掌握度较低。大气污染控制工程理论课程中，介绍了我国的大气污染现状，并给出了我国空气质量的标准。通过学习，很多同学对我国的空气质量以及工业大气污染有了一个笼统的认识，但对我国空气污染的具体程度、主要的污染物种类、各类污染物的主要排放源等认识不清。因此，将《环境监测》中空气污染监测的内容与《大气污染控制工程实验》相结合，有助于学生更直观地认识我国的空气污染。

2.实验教学设计。现有实验教学多采取单个知识点设定单个实验的方式，并且在实验指导中将实验原理及步骤阐述得非常详细。这样的设置方式不利于激发学生学习的积极性和主动性，也不利于学生将所学知识融会贯通。因此，在实验教学设计中，我们将各独立的知识点相融合，进行综合实验设计。例如，在环境空气质量实验中，以往的实验单独测定大气中的颗粒物、SO2和NOx浓度，所有实验条件都已经预设，学生自由发挥空间小，导致学生对实验指导过度依赖，实验完成后不能完全掌握实验内容。因此，在新的教学设计中，我们将三个实验相融合，布置给学生“校园空气质量监测”的综合性实验题目。指引学生应用所学知识，自行进行采样点布置，选取监测指标，查阅国家标准确定分析方法，并根据自行设计的方案进行校园空气质量的实地监测。通过这样的实验设计，充分调动了学生学习的积极性，也使学生在实验的过程中掌握了监测布点、监测指标确定、监测方法的选取，同时在方案实施过程中，学生可以进一步掌握不同污染物的监测分析方法。这样的实验教学设计有助于学生在全面掌握知識点的基础上，综合应用所学知识分析和解决问题，并且培养学生的实践动手能力。

3.实验课程教学方式改革。现有实验教学多为教师讲授，学生按实验指导完成实验。实验教学设计改革后，相对应的实验课程教学方式也需要进一步改革。实验课程由教师讲授变为由学生设计并把小组方案介绍给教师，由教师协助进行。这种课程教学方式，一方面要求教师有较高的专业理论知识，可引导学生制定正确方案；另一方面也要求教师有扎实的专业技术技能，能够指导学生的实践过程，并解答实践过程中可能出现的各种问题。例如，在除尘装置的学习过程中，选取不同的粉尘作为处理对象，让学生在测定粉尘特性的基础上，自主选取处理装置，测定处理效率，并对处理装置的结构和优缺点进行总结。学生在实验过程中，不仅掌握了实验技能，也巩固了课堂理论知识。实验课程教学方式的改革，把课程教学由以教师为主转变成为以学生为主，可充分调动学生的积极性，同时对任课教师也提出了新的挑战。

三、結语

我国严峻的大气污染现状，以及国家对空气污染治理的重视，给予了大气污染控制人才良好的机遇，但同时对大气污染治理人才也提出了更高的要求。《大气污染控制工程实验》作为理论课程的辅助课程，应根据其教学要求充分发挥学生的积极主动性，由学生自主实践，更加全面和完整地掌握各种理论及技能。实验课程的教学改革对学生了解和掌握专业知识，提高专业水平有积极的推动作用，可进一步激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力和创新能力，有利于对大气污染控制专业复合创新型人才的培养。

参考文献：

[1]中华人民共和国人力资源和社会保障部.国务院印发《国家教育事业发展“十三五”规划》.2017.http：//www.mohrss.gov.cn

[2]叶菊娣.大气污染控制工程实验教学研究[J].化工时刊，2012，26（9）：62-63.

[3]段凤魁，郝吉明，王书肖，段雷，贺克斌，马永亮.大气污染控制工程实验课程建设探讨[J].实验技术与管理，2015，32（9）：6-8.

[4]詹旭，邹路易，张一波.大气污染控制工程实验课程教学改革研究[J].科技教育，2012，7：207.

[5]彭永臻，曾薇，王淑莹.环境工程实验教学基地建设的研究与实践[J].实验技术与管理，2006，23（7）：5-7，20.

Abstract：In this paper，based on the analysis of provincial colleges and universities in the air pollution control engineering experiment teaching problems，on the basis of，respectively，from the experiment teaching contents，course design and teaching form three aspects has carried on the experimental design and innovation of the course，in order to arouse the students' positive initiative，the experimental study to achieve the purpose of experiment courses.

Key words：air pollution control；experimental courses；teaching design；cultivation of talents