大气污染控制工程课程教学实践

丁建东，黄佩琳

(南通大学 化学化工学院，江苏 南通 226019)

1 引言

随着各地持续实施大气污染防治行动、打赢蓝天保卫战的深入开展，人们对大气污染问题日益重视，大气污染控制工程也显示了其在环境保护中的重要地位。高校是培养人才的地方，社会有需要，学校就要响应需求，为社会培养更多的合格的人才。大气污染控制工程是环境工程专业本科课程的一门核心课程，课程涉及的知识面广，课程的教学改革一直是相关专业教师关注的重点。王金龙[1]针对教材内容滞后于学科发展的问题，提出了在本科教学中引入学科前沿研究内容，开阔学生视野。马宏卿[2,3]基于创新人才的培养理念，从强化实践环节，完善考评体系等环节进行了课程改革实践。丁建东等也对课堂教学实践进行了探索[4]。赵兵涛[5]分析了如何利用成果导向的教育理念，制定教学内容、结构等，以突出学习能力和实践能力的培养。

基于OBE理念的大气污染控制工程课程教学实践，强调以学生为主体，通过教学实践，探索适应应用型人才培养的目标，具有积极意义。探讨课程教学实践的一些举措，以期对进一步提高教学质量有所帮助。

2 顺应形势，完善课程结构

2013年，我国发布了“大气十条”，通过各级政府的引导，企业的投入，到2017年，“大气十条”所确定的目标如期实现，空气质量总体得到改善。但大气污染的形势仍不容乐观，特别是当前光化学污染的加剧。为此，2018年国务院又发布了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，要求大幅减少主要大气污染物排放总量，特别是降低PM2.5的浓度，使空气质量明显改善，增强人民大众的蓝天幸福感。挥发性有机物作为PM2.5和O3的前驱物，需要加大管控力度[6]。随着《挥发性有机物无组织排放控制标准》的实施，我国的大气污染治理将进入对挥发性有机物的管控阶段。顺应发展潮流，在原先的《大气污染控制工程》的教学大纲中加入挥发性有机物的治理内容。介绍挥发性有机物污染控制的常用方法、原理；介绍主要行业挥发性有机物污染排放特征，主要治理路线。使得课程内容由主要讲述煤烟型污染控制，转向煤烟型污染和光化学污染并重的内容体系。使学生掌握的内容更加全面充实。使学生能够掌握大气污染控制的基本知识，掌握大气污染物控制的基本方法、原理及其典型的净化工艺，具有解决“大气污染控制工程”问题的基本能力。在学时不变的情况下，增加内容，需要进一步完善课程结构，精简课程内容，提升讲课技巧，保证课堂效率。这对讲课教师提出了更高的要求。

3 精心设计，强化实践能力

在学时不增加，内容增加的情况下，需要教师采取多种教学手段，更加有效地利用好教学技巧，提高教学质量。在课堂上贯彻OBE理念，以学生为主体，在教师的启发下积极思考，掌握课堂知识。例如在讲述颗粒物重力沉降末速度时，由于颗粒粒径不同，雷诺准数不同，流态不同，所适用的公式不同，这就导致了学生的困惑，不知如何选择所需的计算公式。通常的做法是先假设一个流态，计算出末速度，然后再验算确定假设是否合理，这样计算的工作量就很大。

基于OBE的导向能力培养中要求对现代工具的使用，要求学生应用Excel软件，采取单元格调用函数的方式，对一系列颗粒物粒径计算其雷诺准数，确定其流态，从而在计算重力沉降末速度时，采用合适的计算公式。通过实际计算对比，对公式适用的范围有了明确的认识。另外在讲述除尘效率时，沉降室除尘效率的三种模型也让同学们用Excel软件进行对比分析，可以更好地理解模型的特点。进一步启发同学们对于旋风除尘效率的转圈模型进行对比，从而进一步理解旋风除尘器的效率比重力沉降室高的原因，更容易掌握除尘器的适用范围，并对除尘机理有了更好的理解。对后面的电除尘机理也直到了触类旁通的作用，这部分的学时就可以减少一些。也对现代工具在课程学习中的作用有了更深的认识，激发了学生的学习兴趣。

对于除尘、脱硫和脱硝章节的内容学习完成后，设计计算600 MW火电机组的每天耗煤量、污染物排放量、脱硫石灰石用量、石膏产量、脱硝尿素用量等的综合题，要求学生通过查阅相关资料，获得原始数据，然后通过一系列计算获得最终结果。通过练习达到工程认证要求的通过文献研究，提出复杂环境工程问题的解决方案，并获得有效结论的能力。通过查阅资料，同学们获得的原始数据会有不同，通过各种假设，最后的结果也是不唯一，这培养了学生独立思考的能力。在集中讲解时，通过同学们的能耗数据比较，来进一步说明节能减排的重要性，加深对生产实际的了解，对大气污染现状的理解，加强树立环境保护意识。

4 教学模式，线上线下融合

2020年上半学期采用了线上教学，做到了停课不停学。因为不能直接面对学生，担心学情不能及时了解，影响教学效果。但通过实践，通过教学过程中采取恰当的方式，线上教学并没有影响学习效果。并且进一步发现了线上教学的优点，与线下教学相结合，一定能取得更好的教学效果。

上课点名可以通过线上完成，这样节约较多的上课时间，使课堂教学更加紧凑。在讲课过程中的提问也可以通过线上解决，这可以避免教师自问自答的尴尬，又可以让全体学生积极参与，课堂效果也是立马反馈，教师能及时掌握学情，突出重点，充分利用好课堂教学的宝贵时间。

课堂测验和课后习题也是检验课堂学习效果的最直接的方法，教师可以根据测试和作业结果，在下次上课时用较短的时间对上节课内容进行复习，巩固已学知识。通过线上教学实践，教学效果特别明显。

线上点名、问答、测验、课后作业等的结果正好用于课程的过程考核，通过设置一定的权重比例，可以作为平日成绩。通过对数据的分析，及时掌握每位学生的学习情况，可以有针对性地督促学生的学习。线上讲课资料保留着，也便于学生复习。

线上答疑也比以往多，可能不是面对面，避免了某种尴尬，学生更愿意线上提问，这样师生的互动就多了，更利于知识的掌握。

线下课堂剖析知识点，介绍原理，分析例题，精讲课程内容；线上测试、答疑解惑，多维度的教学和学习，更有利于知识的掌握吸收。

5 课题汇报，加强教学参与

按照OBE理念，在大气污染控制工程课程教学中，明确贯彻以学生为学习主体，积极引导学生参与学习，提高学习的主动性。在教学设计中设计部分要求学生通过自主学习来完成的内容，激励他们主动查阅资料，整理总结，汇报交流，增强教学学习的参与程度。在学习第一章第五节环境空气质量控制标准时，要求学生课后查阅资料，对大气环境标准体系中的部分标准内容进行汇报。由于对污染控制要求的提升，相应标准经常进行修改完善，这就要求同学们查阅最新的标准，并解释修改的目的，和旧版的主要区别。通过分组汇报，同学们对标准的发展有了清晰的了解，对我国在大气污染治理方面的工作有了较全面的认识。在学习除尘、脱硫和脱硝工艺时，也要求学生对常见的工艺进行讲解，通过多次训练，提升了同学们查阅资料、自主学习、交流汇报的能力，对培养目标形成了有力的支撑。同学们根据PPT质量、汇报情况、团队合作等环节进行相互评分，促进了交流学习，掌握了主要工艺特点，相互取长补短，活跃了学习气氛。

6 结语

大气污染控制工程课程的内容要随着时代的进步，不断更新，教学方法也要不断探索，以适应时代和形势发展的需要。OBE理念是以人为本的，这就要求教师要努力提升业务素质，精心设计教案，适应以学生为主的教与学的方式，使学生参与到学习教学的各个环节，成为学习的主人。从而把学生培养成具有环境工程专业所具有的专业素养，达成专业的最终培养目标。