“大气污染控制工程”激发式教学改革

楚英豪 兰中仁 王晖 刘勇军 孙维义

[摘 要]大气污染控制工程是高等院校环境科学与工程专业的一门核心课程。该文根据环境类专业的培养目标和方案，针对当前的教学现状，用激发式教学构建一种新型教学方案。激发式教学可以提高学生对新时期生态文明思想的高度认识，有助于培养学生对大气污染控制工程课程体系的持续兴趣，也能提高学生的环境责任感和解决复杂环境问题的能力。

[关键词]大气污染控制工程;激发式教学;教学改革

[中图分类号] G642.0[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）44-0-03[收稿日期] 2020-04-17

改革开放40年来，我国工业化进展和城镇化进程不断加快，人民生活水平不断提升，伴随而来的大气污染形式却不容乐观，尤其近年来冬季灰霾、夏季臭氧等大气污染事件的频繁发生，引发了社会焦虑和各界的广泛关注。习近平生态文明思想的伟大提出，为我国推动高质量发展、环境持续改善和坚决打好打胜污染防治攻坚战，提供了思想指引和实践指南。2013年，中国发布《大气污染防治行动计划》即“大气十条”，2018年，国务院发布《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，这些举措都表明了我国政府治理大气污染的坚强决心[1]。这种形势，既给环保领域创造了良好的发展前景，同时也对环保类人才在培养、专业综合能力提出更高要求。教育部已明确要求：进一步加强实践教学，注重学生创新精神和实践能力的培养，表面培养学生的实践创新能力是当前教育改革的重要组成部分（《关于进一步加强高等本科教学工作的若干意见》，教高〔2015〕1号）[2]。

大气污染控制工程作为高等学校环境工程专业的一门重要专业课，是环境工程知识体系的重要组成部分，其教学改革直接关系到环境工程专业学生的理论知识水平和工程技能[1]。因此，探索如何调整该专业课程教学方法，提高教学效果，对培养学生多方面能力以适应社会发展和市场的需要具有十分重要的意义。本文通过分析当前大气污染控制学科教学现状，结合国家政策、人才培养目标和课程特点，探索激发式教学在大气污染控制课程教学内容、教学方法和成绩考核评价体系等环节的应用，为大气污染控制工程课程建设和教学改革提供参考。

一、激發式教学概述

激发式教学法是在课程教学中以学生为中心，“激”指教师为激励学生思考的教学行为，“发”则指教师这种教学给学生带来的启发[3]，采用“激励+启发”的教学方式，倡导激活学生的创造性思维，由师生共同完成授课过程。充分调动学生对知识学习的渴望、引发学习的主动性和自信心、产生对学习的兴趣、求知和探索，从而达到提高课程教学质量的目的[4]。

激发式教学秉承“发挥学生教学主体角色”这一核心理念，教师通过改进教学形式创造良好的学习情景，从而培养学生的创新精神和实践能力，使学生能更快适应社会对环保类复合型人才的需求，提升教学成果。

激发式教学形式多样，可以通过在课堂中引入“案例教学”、加入前沿研究、开展互动式教学和专题式教学、结合多媒体教学充分调动学生的学习积极性。林香凤等[5]在大气课程教学内容安排上，针对学科热点和控制技术前沿部分采用专题式教学方法，教师和同学负责各自的专题，互相交流，双向输入，学生的主体性得到充分发挥。对于大气污染控制前沿研究的选择，王金龙等[6]给出了选取原则，同时也针对不同情况，提出前沿研究与大气污染控制教学的结合方式。

二、教学现状

经过对本专业该门课程开课以来的教学实践发现主要存在的问题：（1）学时不足，教材更新慢。大气污染控制工程作为环境专业的主干课程，普遍存在学时短的问题，与教材要求的学时相差较大。同时，大气污染处理技术不断进步，教材更新难以跟上最新的国际前沿技术的发展[7]。（2）多公式、重理论的被动教学[8]。例如，大气污染控制工程教材中地面污染物浓度计算涉及公式多，对学生高等数学基础要求较高，不易掌握;此外，大气污染控制工程课程基础理论内容冗杂。若仍采用“教师讲课、学生听课”的传统式教学方法授课，会使得学生感觉该课程枯燥乏味，无法激发起学生的学习兴趣，从而导致课堂教学效果较差。（3）实践环节薄弱，理论与实际脱轨[9]。经过对本专业该课程开课以来的教学实践调查发现，由于课时限制，传统式教学将大气污染控制工程课程重心放在课堂教学，该教材基础理论知识繁杂，学生难以理解，无法将知识与实际结合。

三、激发式教学的优势

（一）打破时空局限

教师在上课之前将课程内容提前整理成学习资料（纸质资料、视频、电子资料等）并提出相关问题，安排给学生学习，调动学生主动性，引发学生思考。学生可自行在教室、图书馆、寝室或者其他地方学习，提前掌握重点知识。自学后还有不懂的知识点可安排时间请教教师或者同学。因此激发式教学不再受到教学时间和空间的严格限制。

（二）改变教学方式，补充教学内容

由于传统授课方式的限制，教师只能完成大气污染控制工程课本中的一些大气污染防治与控制原理和技术的讲授，课本内容过于抽象，学生理解起来比较困难。激发式教学改变传统教学法，教师可以营造积极良好的课堂氛围，利用生动有趣的资料（如音像资料或模型）帮助学生理解。教师从学生个体情况出发，对学生的个性化思考加以鼓励和正确的引导。学生在教师的引导下，以积极主动的激发状态，与教师同学交流学习，既提高了学习效率，又能探索课外知识，进而丰富了课程内容。

（三）提升兴趣和自主性

上课前学生按照自己的时间主动学习教师提前安排的教学资料，反复学习后仍不理解的内容可以留到课堂上学习掌握。在课堂上，教师遵循“激励+启发”原则引导学生多角度思考，鼓励学生重点提出自己感兴趣或者有疑惑的内容。老师和同学一起在课堂上展开多种形式的教学活动，通过互动的形式培养学生的思考和解决问题的能力。

（四）提高学生的实践能力

布置开放性作业（例如归纳总结，自主设计，团队作业等）能够很好地激发学生多角度思考，进行创新。学生基于课本内容查阅文献资料拓展专业知识，在完成设计作业过程中，回顾课本知识，联系课本知识，将理论与实际相结合。开放性作业为提高学生解决问题的能力，提高学生动手实践能力创造条件。

四、基于激发式教学的大气污染控制工程的教学改革

四川大学大气污染控制工程课选用教材为蒋文举主编、高等教育出版社出版的《大气污染控制工程》，该教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，该书系统地阐明了大气污染控制的原理、方法和设计计算问题。

本课程在改革过程中加强了课程设计，全过程采用小班制激发式教学方法，以课堂讲授、实际环境问题提出及课下准备、课堂讨论分享为主线，形成了问题为导向—课堂为核心—课下学习为保障—课堂分享为出口的模式。在激发式教学中，老师更加注重在一个融洽互动的环境里培养学生主动思考，主动学习和探究的能力。通过各种现代信息技术，采用激发式教学模式对大气污染控制工程课程进行教学改革。主要从以下几个方面展开。

（一）课前准备

首先教师除了要掌握教材上的知识外，还要阅读和大气污染控制工程相关的教材（例如郝吉明主编的《大气污染控制工程》、丛晓春编著的《空气污染控制工程》、沈恒根编著的《大气污染控制原理与技术》、李连山编著的《大气污染控制技术》等[9]），随时关注大气污染控制领域的前沿动态，及时更新完善讲稿和教学课件。以便在传递知识的时候能拓展思路，让学生能更好理解知识[8]。

由于大气污染控制工程内容比较多，需要在一个学期学习完所有内容，在有限的课时里无法学习完全部课程。因此课前必须结合环境工程专业的培养目标和培养方案，筛选出重点内容，例如大气污染来源—防治—法规、燃烧与大气污染、大气污染控制的基础知识、颗粒污染物的去除、大气扩散模式、吸收法—吸附法—催化法—生物法等净化气态污染物、挥发性有机物污染控制等内容。

在此基础上，教师准备部分学习资料和课件，安排学生课前学习并分配教学任务和课后作业。教学任务主要是针对重点内容让学生提前查阅相关的资料文献如最新的环保法律法规、质量标准、排放标准、大气污染历史、环境质量改善路径、大气污染联防联控、主要污染物的处置技术等，进行课前自主学习并列出无法解决的问题，组织学生以小组形式分工并制作PPT，不同小组分配不同的教学任务，然后在课堂上和同学们进行分享和讨论。

（二）课堂设计

1.学生提出疑问。用大概5—10分钟时间让本次分享小组的每位同学提出在课前自学过程中仍然无法解决的疑问，老师对学生提出的问题进行总结和梳理，将问题归纳分类。

2.教师讲解。首先第一节课教师用45分钟左右的时间对教学内容的重点知识点进行讲解，可结合相关视频对机理进行详细分析，也可结合相关专利进行讲解，或者采用具体工程案例进行讲解。然后第二节课用20分钟左右的时间针对学生提出的疑问，分类进行解答，争取做到每个学生都理解透彻不再有疑惑。

3.学生讲解。接下来让小组同学（提前分配好该次课题由哪几个小组制作PPT，每个小组派出一名代表）汇报和讲解他们在课前制作的PPT介绍相关重点内容。此外，根据实际情况，学生完成的课后作业成果也可以放在该时段进行汇报讲解，此阶段大概用40分钟。第三节课汇报完后再用20分钟让同学们自由讨论发言，提出对汇报内容存在的疑问或看法，再由老师进行答疑，最后教师对课堂内容进行总结。相比传统教学方式而言，这种方式效果更好，能提高学生的主动性，主动去学习和分析，完成课前教学任务和课后作业。对学生的课堂表现进行考核并计入大气污染控制工程课程的平时成绩。此外将所有小组的PPT和课后作业纸质版和电子版都交给教师用于评定成绩。

4.课后作业。布置具有开放性的课后作业。教师应从宏观层面设计作业，而不只是局限于书本课后习题的训练。作业参照以下几个方面设计：（1）归纳作业。学生搜集整理相关的资料，从中发现问题，寻找问题的共性，找到问题的突破口。不仅能督促学生学习专业知识，还能在整合知识的过程中有所思考，有所发现。（2）自主设计作业。《大气污染控制工程》属于工科教材，依据应用型人才的培养目标，提升学生的自主设计能力是非常有必要的。学生可以根据教材中的常规技术，参考相关前沿技术，想象策划大气污染防治新方式。（3）开展团队作业。针对实地调查、大型设计作业，学生可以选择团队合作的形式。在开展作业之前，教师应鼓励学生构思多种方案，最终确定切实可行的方案并向教师汇报。最大发挥学生的主观能动性，培养学生的设计能力和团队协作意识。作业成果可以通过整理成档—学生授课—随堂讨论—教师评价的形式进行。

（三）成绩考核

大气污染控制工程教学的评分采用全过程评分模式。根据教师布置的课前学习任务完成情况、课堂教学活动中的表现、小组制作PPT的成果以及同学们课后作业的完成情况都作为过程性评分的一部分。此外，学生出勤和期末测试成绩都作为评定最终成绩的重要依据。总的来说，过程考核和期末成绩按照不同的权重构成了总成绩。具体权重与评分要求选取可以参照下表：

五、结语

近几年，各大院校的课堂都在积极尝试和探索“学生是教学主体”的激发式教學。本文所提的教学改革措施应用在四川大学环境工程专业大气污染控制工程课程的改革与探索中，不但提高了大气污染控制工程课程教学质量，也增强了学生的创新能力、问题解决能力和团结合作的能力。但是时代在进步，课程改革需要教师与时俱进，不断地学习进步，掌握最新的大气污染控制技术和更多的教学技能，以提高大气污染控制工程课程的教学质量和教学效果。

参考文献

[1]王琼，廖剑宇，谭晓波，等.“大气污染控制工程”课程教学改革探讨[J].科教导刊（中旬刊），2019（08）：102-103.

[2]唐小玲，倪金龙.“大气污染控制工程”课堂教学模式优化探索[J].教育现代化，2019，6（70）：224-225.

[3]吴长俊.激发式教学法探讨[J].现代商贸工业，2009，21（17）： 233-235.

[4]郑彬，王霞.浅谈在课程教学中应用激发式教学法[J].科教导刊，2009（19）：39+41.

[5]林香凤，宿程远，陈孟林，等.大气污染控制工程课程教学改革探讨[J].广东化工，2017，44（04）：130+137.

[6]王金龙，苗蕾.前沿研究加入“大气污染控制工程”本科教学的启示[J].广东化工，2019，46（05）：233-234.

[7]胡霞，刘宝军，邓秋静，等.基于“翻转课堂”理念的“大气污染控制工程”教学改革与实践[J].山东化工，2019，48（15）：187-188.

[8]林静雯，冯治宇，王英刚，等.基于应用型人才培养的“大气污染控制工程”教学改革[J].沈阳大学学报（社会科学版），2014， 16（04）：510-513.

[9]盛重义.有关大气污染控制工程教学问题的探讨[J].广东化工，2017，44（20）：173-174.