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《大气污染控制技术》课程优化及教学方法探究

2022-11-11南小平

山西青年 2022年19期
关键词:教材内容控制技术净化

南小平

庆阳职业技术学院,甘肃 庆阳 745000

《大气污染控制技术》是高校环境工程专业的一门核心专业课,该课程的教学目的是使学生掌握大气污染产生的原因、危害、典型净化设备原理等,能够设计大气污染控制净化工艺,具备解决大气污染控制问题的基本能力。为了让学生适应环境工程类职业岗位的要求,需要加强学生综合能力的培养。然而《大气污染控制技术》课程内容涵盖知识面宽、知识点抽象、净化工艺复杂,综合性强。在教学过程中发现,仅凭传统的教学方法,学生很难将抽象的净化原理、工艺参数内容等理解和掌握,这样不利于学生分析问题和解决问题能力的培养。久而久之,学生产生厌课、厌学等现象。因而,为了培养环境保护类岗位所需的应用型、技能型、创新型人才,亟需分析大气污染控制技术课程教学中存在的问题,提出可行的解决方法。

一、大气污染控制技术内容设置

庆阳职业技术学院《大气污染控制技术》开设在大二第四学期,本课程内容主要涉及大气污染基本知识、大气污染物的来源、大气污染物的控制对象及综合防治措施,烟气的扩散,颗粒污染物控制技术,气态污染物控制技术,废气净化系统与工业通风技术及典型工艺设备的计算等。系统介绍了大气污染产生的原因、危害、净化工艺原理,重点培养学生分析环境污染问题、设计工程工艺的能力,能够针对生活中的环境污染问题提出可行的解决措施,本教材选用的是李广超、李国会主编的《大气污染控制技术》(第三版)。

二、大气污染控制技术教学中存在的问题

(一)教学目标不明确

《大气污染控制技术》课程理论性强,净化工艺设备复杂、原理抽象,加之任课教师大部位为青年教师,企业锻炼机会少,在教学中一味地讲解理论知识,缺乏生活实践教学案例,在教学过程中教师感觉无法拓展,学生觉得也没有什么兴趣。大部分高校课堂教学理念依然以教师为主体,学生是被动者、服从者,重视学生理论知识的传授而轻视学生实践能力、情感价值观的培养,重视认知目标的实现轻学生个性的发展。从素质教育提出至今,课堂教学效果并没有发生根本性的转变,仍以应试教育为主,这违背了现代社会对人才培养的要求。因此,我们要转变传统的教学模式,进行课堂教学改革,重视学生的个性化发展。

(二)教学方法单一

《大气污染控制技术》课堂教学方法和教学手段比较单一,课堂教学效果不佳。传统教学方法以讲授法、演示法、阅读指导法、讨论法等为主,教学过程以PPT为载体,课堂仍以教师的“满堂灌”“放羊式”为主,学生只是学习的被动者、听从者,导致学生学习兴趣和积极性不高,在课堂中容易出现“学中睡,睡中学”的现象。教学设计是教师围绕“教什么”“怎么教”而展开,忽略了学生“学什么”“如何学”,教师和学生的关系是:教师讲,学生听;教师问,学生答;教师布置任务,学生完成任务,这样忽略了学生间的个体差异,扼杀了学生的想象力、创造力和实践能力的培养,致使课堂教学成为教师一个人的“独角戏”,课堂教学变得死气沉沉,缺乏活力和朝气。

(三)轻实践重理论教学

目前,高校承担该课程的教师多为青年教师,基本上没有企业锻炼经验,缺乏实践工作经验,对企业人才需求了解甚少。庆阳职业技术学院承担《大气污染控制技术》的教师无企业实际工作经验,且专业不对口,虽在教学过程中依据教材内容、企业发展前景以及对人才需求情况,认真钻研教材,但还是对典型行业设备构造、净化原理、控制方法研究不深,导致教学内容与工程案例无法衔接。此外,庆阳职业技术学院没有开设环境类专业实训室,没有实验教学设备。实践教学环节薄弱,教师只能在课堂上演示、讲解净化设备、除尘技术原理,由于实习基地的限制,学生对相关仪器设备构造和工艺流程(如烟气尾气的排放净化设备、喷漆行业废气处理设备、催化燃烧系列设备)认识不足,甚至无法想象各仪器的构造、原理及其使用方法。该课程作为环境工程类专业的一门核心课之一,应重视培养学生的工程设计能力及实践、实习教学环节,否则导致学生所学的理论知识无法与实践相结合,学生学习兴趣不高。因此,高校教师要重视并改革课程的实践教学,加强学生思想教育,让学生认识到实践的重要性,培养学生实习的积极性。为培养学生具有一定的科学文化水平、良好的职业道德和创新意识、精益求精的大工匠精神,适应企业对技能型、应用型人才的需求,迫切需要高校重视和加强课程实践教学。

(四)教材内容更新慢

随着近年来机动车的不断增加,我国环境污染问题由煤烟型向混合型污染为主,加重了雾霾天气的频发,增加了大气污染控制与治理的难度。此外,依据我国不同地区大气污染程度的不同,国家对大气污染控制方面的法律法规、排放标准及大气污染控制行动指南不断更新和完善。教材内容更新速度慢,导致教材内容比较陈旧,无法体现与时俱进,不利于学生对新知识的掌握和自身的发展。

高校教师要根据学科发展、企业需求,严格删减教材内容,细化教学任务,及时更新讲义,将科研成果、大气污染净化方案、工程案例等与课程教学有效融合,提升课堂教学效果。

三、大气污染控制技术教学改革策略

(一)明确教学目标

《大气污染控制技术》是高校环境工程专业的重要课程之一,使学生通过课程理论与实践学习,掌握大气污染的基本知识(包括概念、来源、危害等)、大气污染控制的措施及简单净化工艺的设计;同时,还需要掌握污染物排放控制标准、法律法规及大气污染控制前景。高校教师在学生掌握理论知识、技巧的同时,更重要的是要培养学生工程设计能力和研究能力,解决大气污染问题的措施。为使学生更好地胜任工作岗位,高校教师要根据企业发展需求,加强校企合作,变革人才培养方案,培养企业所需要的高素质人才。

(二)整合课程内容,突出职业教育特点

根据环境类职业岗位对人才的需求及职业教育的特色,突出知识理论“必须够”的原则,笔者在教学过程中,对李广超主编的《大气污染控制技术》(第三版)教材内容进行适当删减,使教材内容难易适当,形成了以大气污染控制基本知识—大气污染控制工程技术原理—工程工艺设计—学科前沿为主线的课程体系。章节内容具体整合如下:

第一章绪论部分补充全国大气污染事件、室内空气污染事件,让学生明白环境污染对人类、生物带来的危害,认识到自然与人类和谐的关系。

第二章燃料与洁净燃烧技术,主要让学生认识燃料的类型,了解污染物形成机理,增加内容为“我国与世界能源分布概况”(以图片形式讲解),让学生认识到我国能源分布特点:富煤、贫油、少气,而天然气作为一种清洁能源,可减少煤和石油的使用量,大大减少环境污染问题,加深学生对“节能减排”的认识。本章重点讲解燃料燃烧过程中理论空气量、烟气体积及工业生产废气和污染物排放量的估算,这在一定程度上培养学生精益求精、严谨的科学态度,这对毕业后从事环境保护工作具有一定的指导意义。

第三章烟气的扩散,这部分内容压缩烟窗有效高度及污染物浓度的估算,因为这部分内容与《环境影响评价》内容重复。

第四章、第五章颗粒污染物控制和气态污染物控制中重点介绍除尘效率高、应用比较广泛的袋式除尘器和静电除尘器及烟气脱硫技术(特别是湿法烟气脱硫),其余内容进行简单介绍,减少与《环境工程原理》和《环境设备》课程内容重复。

第六章废气净化系统与工业通风技术,重点讲解通风管道、通风机的设计及净化系统的保护(如防爆、防腐、防震),其次还要加强防尘设备、净化装置的安装、运行与维护及不正常现象的原因分析与处理等实践性很强的内容,培养学生分析与解决问题的能力及工程实践能力。此外,通过文献、案例等介绍我国大气污染特点及大气污染治理进展,培养学生学习积极性,拓宽学生知识面。

(三)优化教学方法

结合《大气污染控制技术》课程内容特点,采用多种教学方式,激发学生学习兴趣。例如关于静电除尘、袋式除尘器、湿式烟气脱硫工艺等净化设备工作原理,利用MOOC视频教学、计算机仿真动画演示、网络资源等进行交互式教学改革,优化多媒体课件,给学生呈现一种灵活的教学方法,在本课程教学中,笔者尝试了以下的教学方法来提高课堂教学效果。

1.读书指导法。在课前通过智慧树、QQ等平台布置学习任务,推送学习资源,学生可根据任务要求,提前预习教材内容、收集资料,在课堂中以小组形式讨论抢答,考查每组学生准备情况,对知识的掌握程度。如在讲解大气污染物危害时,利用智慧树平台发布全国大气污染事件、大气污染视频动画,课前观看学习,课堂中讨论归纳出大气污染的危害,教师加以评价总结,提高学生自主学习能力和分析问题的能力。

2.案例教学法。案例教学法是以案例为基础的教学方法,在教学过程中教师创设问题情景,学生互相讨论,其特点是鼓励学生独立思考,引导学生注重知识和注重能力同向同行,重视教师学生双向交流。如在讲解大气污染综合防治时,《中华人民共和国大气污染防治法》中明确规定了我国对燃煤、工业生产、机动车污染防治措施,但教师一味讲解条款并不能让学生理解,通过引入案例教学,使抽象的知识具体化、形象化、生动化,加深学生对知识的理解,使学生综合素质得到进一步提升。

3.现代化教学工具的使用。随着信息技术的发展,推进信息技术与课堂教学深度融合是不断提升自身的信息化素养,实现对教育信息化的认识。目前教育教学工具仍以多媒体为主,教师在课件制作过程中不能将教材内容照搬到PPT中,适当加入一些工艺流程图、净化设备的仿真动画、网络教学视频等资料,这样将抽象、复杂的知识、原理直接化、具体化,增加了学生的可视性,激发学生学习大气污染控制技术的积极性和主动性。相比传统的PPT而言,Focusky多媒体动画软件打破常规,能够模仿视频的转场特效,加入生动的3D镜头,可实现整体到局部,无限放大和缩小。多媒体动画大师能够引起学生课堂注意力,产生对新事物的好奇心,让他们的状态处于兴奋状态,集中课堂注意力,从而提升学生学习乐趣。

(四)加强实践教学,提高学生综合素质

由于庆阳职业技术学院实验场地、设备等硬件不足,对于工程设计实验,学生只能听教师讲、自主阅读教材,缺乏实验教学环节,这样不利于学生动手操作能力的提升,因此,在《大气污染控制技术》课程教学中重视学生实践能力的培养,提高学生综合素养。

1.加强教师企业锻炼,提高教师实践能力

对于刚入职的大学教师,虽然理论知识扎实,但缺乏实践经验。为了更好地服务好学生,让学生在将来能尽快适应就业岗位,教师需下企业锻炼,深入到企业生产一线,熟悉净化工艺设备、流程,了解净化工艺问题处置方案,参与企业工程课题研究,成为实践能力过硬的“双师型”教师。此外,加强校企合作,聘请企业客座教授,为学生、教师开展工程实践、工程案例等讲座。

2.加强学生企业实习,提高企业认知水平

为了提高学生实践教学水平,培养社会所需的复合型人才,要重视学生实践教学环节。学生可以到校企合作单位实习学习,实习指导教师引导学生深入了解大气污染控制的对象,控制工程技术原理,内化理论知识,学生可在实习期间将相关大气污染控制流程、工程案例等录成微视频,用于实践教学,从而实现理论与实践教学相结合,为学生创造实践锻炼及创新能力的机会,培养社会所需的全能型人才。

(五)课程思政融入课程教学

近年来,随着经济社会的日益发展,大中型城市的高楼大厦、各种厂矿企业的发展,在带来经济效益的同时,也不同程度造成环境污染,危害人类健康和破坏生态。高校环境工程专业的教师要引导学生树立环境保护、生态文明思想等理念,增强学生环境保护的责任感和使命感,厚植爱国情怀,而这些思想的教育都需要在《大气污染控制技术》教学中开展“课程思政”来达到成效。

四、结语

近年来,随着国家污染物排放标准的更新、净化新工艺的不断涌现,教材内容陈旧或不适宜。为了使教材内容能充分体现当前我国大气污染治理的现状及控制措施,高校教师要顺应教材改革的要求,不断优化、整合教学内容,采取信息化教学手段、方法,做到理论与实践并重,让学生认识到环境保护的重要性,增强学生环保责任感和民族自豪感,树立正确的人生观、价值观,培养社会所需的创新型、技能型人才。

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