大气污染控制工程及其设备“金课”教学建设研究

贾 慧 ， 杜彦生 ， 依成武

(江苏大学 环境与安全工程学院 ， 江苏 镇江 212013)

1 教学现状与存在问题

大气污染控制工程及其设备是高校环保设备专业的主干课之一，也是环保设备专业本科阶段关于大气污染方面的唯一课程，是污染防治和环境规划与资源保护等方面的基础组成部分。该课程由理论知识-实验操作-课程设计“三位一体”的设计体系，旨在培养学生具备工程设计、科学研究与实际操作，最终提高大气污染问题的能力。

针对大气污染控制工程及其设备教学知识点较多、学分少，理论与实践内容结合度较低等特点。从丰富教学手段、创新实验教学、采样多种手段演示、 “反客为主”加强互动与讨论，培养学生的兴趣与创新能力，最终提高了教学质量。此外，大气环境区域之间相互影响，其现实性、动态性与发展性的特点决定在教学中除了教授课程的基础理论知识外，还需实时更新专业内容，扩充前沿知识及相关建设案例，使之匹配大气污染处理的时代性和前沿性。

在传统专业课评分机制中，比较重视学生理论课与期末考试的成绩，一般给分都比较高，但是一些环保公司反馈，在工作中学生的动手能力太差，实践创新能力比较弱，在大气污染实时监测中，特别是解决污染实际问题时，表现为动手能力较差、实施能力弱等缺点。深层原因是大学生的主动性较差、当前人才培养实践流于形式、重理论、轻实践的问题，导致授课与社会实际需求与应用相脱节。另外，越来越多的环境类本科毕业生选择继续深造，接着考取资源与环境类专业硕士研究生，为了考录研究生，学生越发的重视理论学习，更加的少应用。但是，专业学位研究生是培养高层次应用型专门人才的主渠道，重视专业实践和应用，培养在专业和相关技术上的高层次人才。到了研究生从事相关的课题也是无从下手、难以实施，无法满足硕士研究生的需求，这样就会形成恶性循环。

2 服务需求的“金”课

为颠覆传统的人才培养方式，扭转重学术、轻专业的观念，迎合为国家培养应用型高层次人才的需求，江苏大学环保设备工程专业在2021年上报国家工程教育专业认证的材料，并通过第一轮初审。在认证期间，对相应的课程、实践和课程设计等都做了相应的调整，不但增加了实践课程的比重，而且极大地丰富了教学的形式[1]。比如，大气污染控制工程及其设备既包括大气污染控制工程相关的燃煤和机动车污染控制、气态污染物控制、大气扩散浓度估算模式等，又增加了相关的吸附净化技术及其典型的设备，具有较强的理论性、实践性、综合性和应用性。

大气污染控制工程及其设备是一门融合多学科、多技术的核心课，实践性与应用型极强，这也对授课教师是个挑战，要求也相应提高。目前环保类企事业单位对毕业生招聘要求也相应提高，除了掌握理论方法知识，更重要的是具备工程分析能力，构建设计图纸和方案等能力，还有相应环保设备的设计与制造、维护与管理、设备功能的改进与完善的能力。但很多环境类毕业生理论强于实践，这也反映了教学过程、教学方法、教学手段与考核方式等存在一定的不足，教授方式与社会需求不匹配。大气污染控制及其设备课程与实践改革迫在眉睫，两者相结合密切程度也成为人才培养的重点。

3 “金”课不同模式的探索

3.1 课程思政的融入

以往的教学中思政课程插入往往都是临场发挥或者突如其来，逻辑性和适合度较低。思政教学有效地融入课程内容中要提前构思，在合适的位置引入适当的思政元素，会起到事半功倍的作用。在介绍气态和颗粒污染物控制技术等领域时，展示我国科学家所取得的辉煌进展，强调他们锐意进取和越挫越勇精神，有助于提高学生的爱国情怀和文化自信，激励学生深悟为了“美丽中国”，我们能做什么？引导学生理解其中的哲学道理与政治哲理[2]。还可通过国家大事培养学生民族自豪感，例如，在学习大气扩散浓度估算等知识时，结合2008年北京夏季奥运会和2022年北京冬季奥运会大气扩散模式案例(见表1)，强调国家在北京奥运会期间所做的应急准备，及其采取四大措施改善空气质量，加强学生知识的综合应用能力。通过简述二次大气污染物的形成以分组讨论模式，课后让学生展开辩论，课上每组推出一名学生作为主讲，各小组对某种一次污染物分别就不同的转化机制进行深入的资料调研，明晰常见的一次污染物在限定因素下如何转化为二次污染物。以新时代生态文明建设思想为指引，组织学生就大工匠精神展开思考和讨论。

表1 大气污染气象学课程教学设计

3.2 课堂教学与实践教学

目前环境问题依旧严重，在大气污染控制工程中，更多的是大气处理方法和一些工艺的介绍，考试相关内容也是考察学生的记忆力。很少把最新设计案例及相关新设备融入，与专业重点不匹配。而且大气污染控制工程学科研究方向也在拓展，新设备、新工艺发展越来越快。因此，在大气课程“金课”实施中，教师要经常查找最新大气处理相关知识，只有教师及时更新知识，掌握行业发展最新动态，才能把知识传授给学生，这也是让学生接收最前沿知识的最直接途径，也是提高学生培养质量的重要手段。为了使学生学习的理论知识能真正指导实践，课程设置教学环节要有“课前导入+大气污染大事记列举+分解知识点融入大事记+小组互动+相互提问”等环节，每一教学环节融入不同的思政元素，实现全过程培养。此外，还可以线上线下结合加翻转课堂，设置2学时的课堂翻转加2学时的除尘及脱硫脱硝虚拟仿真上机学习，由教师初定主题，学生选择自己较为感兴趣的课题，6～8人为一个小组查找案例，阅读文献，制作PPT，小组研讨，其他组向学生提问，提交研究报告等环节。这些都是为了让学生以“润物细无声”的方式真正的学以致用，充分融入实践知识。

3.3 线上与线下混合教学

大气污染控制工程及设备、线上线下混合式模式教学对象为江苏大学环境与安全工程学院大三环保设备工程本科生，共48学时(见表2)，目前已完成一轮混合式教学实践。线上教学利用MOOC平台(慕课)和学习通等，建立服务需求的内容和教学模式。以线上学习为主的知识点，每章内容以视频、短文、微课、课件等形式，并伴随教学目标、教学要求、任务点、重点和难点等一起上传到慕课，给学生一个明确的目标，对应目标完成线上学习。

表2 线上线下混合式教学计划

此外，还应加大案例实例，丰富教学形式，不仅要给出相关领域经典案例，还要查找文献给出最新案例，根据大气污染技术的最新研究成果，更新了重点行业相关进展，强调源头管控和全生命周期控制。并通过发“弹幕”“抢答”“举手”等互动环节调动学生的积极性。学生按照要求完成课后作业，上传到慕课或者学习通的作业库。线上教学遇到的问题与疑难等，找出共性问题，利用线下课程(见表2)，面对面及时交流，并将共性问题整理放入学习通，供学生日后参考。

4 结语

保护生态环境是中华民族可持续发展的重要基石，环境类教师责任尤其重大，不仅要传授课本知识，还要为国家培养高层次的具有坚定政治素养和扎实理论知识的高层次人才。让学生听懂课不是目的，最终是让学生爱上课，从而从课中积累知识，水滴穿石。为此将持续改进课程建设，通过调查问卷及电话、走访等形式，及时跟学生与用人单位沟通，并请学生对教师进行考核，以此激励教师和学生共同进步，最终提高学生的实践创新能力。