大氣污染控制工程教學的思考范文

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1大氣污染控制工程教學改革的背景及存在的問題

1．1課程體系內容全面，但與其他課程內容存在重疊現象根據教學大綱，大氣污染控制工程課程內容主要討論大氣污染氣象學、大氣擴散模式、顆粒污染物和SO2、NOX及揮發性有機氣體等氣態污染物控制技術基本理論、工藝與設備等．現行環境工程課程安排上存在部分知識體系重復現象，如該課程中氣態污染物凈化技術部分內容與《環境工程原理》中的凈化理論基礎知識包括除塵技術基礎理論、吸收法、吸附法的氣液傳質基本原理部分重復，其次與《環境工程設備》中的除塵裝置等內容也有交叉．此外，《環境影響評價學》中污染物擴散模型與本課程中的擴散模型原理一樣．因此，在教學中如何協調與其他課程的關系尤為重要．

1．2教材的內容滯后于學科發展隨著城市機動車的快速增長，我國城市大氣污染已由煤煙型污染向煤煙—機動車復合型污染轉變，增加了控制與治理的難度．《國家“十二五”環境保護規劃》將氮氧化物列入污染物減排的重要指標之一，新修訂的《環境空氣質量標準》增加了細顆粒物（PM2．5）和臭氧（O3）8小時濃度限值監測指標．實踐中，大氣污染控制的熱點在不斷轉換，應用技術更新更快，但相應教材卻未能及時反映一些新的環保技術，不利于學生對新知識的學習和適應社會發展的需要．

1．3課程以理論教學為主，實踐教學環節薄弱實踐教學環節薄弱是我國高校大氣污染控制工程教學的主要問題之一．由于受到實驗場所限制，部分實驗設備得不到及時更新，課程設計較多停留在理論上的計算，實際應用性有待加強．此外，我校環境工程在水污染控制、環境化學污染控制研究技術方面具有較強的科研實力和優勢，大氣污染治理科研項目數量遠少于廢水、土壤和固體廢物污染治理項目，科研實力相對薄弱，這也在一定程度上制約了大氣污染控制工程的科研教學實踐．為培養學生利用所學理論分析和解決實際工程中大氣污染防治問題的能力，迫切需要加強和改革大氣污染控制工程課程教學實踐環節．

2教學改革探索與方法創新

2．1整合教學內容，用活教材針對大氣污染控制工程與化學、物理、流體力學等基礎課程聯系密切的特點，注重教學內容安排上與這些基礎課程相關內容進行協調、整合．比如對傳質系數、傳質單元等一些重要數學公式內容的講授，依據“弱化推導，強調應用”原則，與基礎理論課程融會貫通，在課堂講解的基礎上，注重學生通過課后習題練習學會應用．為避免部分內容在原理上與《環境工程原理》、《環境影響評價學》等其他專業課程重復的現象，在充分理解這些課程的教學大綱基礎上，注重協調相關教學內容和重點．如環境影響評價學中涉及到的大氣污染擴散模式內容，略講解其原理和公式，著重其應用要點和范圍，詳略得當，充分發揮好課時短的教學效果．好的教材參考書能對教學效果起到事半功倍的作用．據對大氣污染控制工程的國內教材與國外教材（Noel•de•Nevers編著的《AirPollutionControlEngineering（SecondEdition）》）比較，國外教材在內容闡述、新穎性與生動性方面，尤其是在思考性、具體例證的真實性和學術性方面表現優異．在教學過程中，我們引進了上述英語原版教材《AirPollutionControlEngineering》的中譯本（2005年）作為主要教學參考書，制作教學課件，讓教材互通有無、揚長避短．

2．2優化課程內容結構體系，理清教學脈絡根據《大氣污染控制工程》教材特點，將教學內容結構體系分為原理性內容（基本知識）、應用性內容（技術原理）、工程性內容（工程工藝）和學科前沿四大部分，并將其優化成一個完整的體系進行教學（圖1）．時間順序上，按照“大氣的基本概況———全球與我國大氣污染的主要污染特征與發展形勢———主要大氣污染問題的控制技術”循序漸進方式開展教學；技術內容上，按照“大氣污染物來源———凈化控制技術———最新前沿技術與設備、原理及應用”主線講授；結構層次上，按照“凈化原理———凈化設備選型與設計———凈化工藝流程與優化”進行描述；學習目標上，強調有色行業廢氣污染物的控制與資源化利用，完善環境污染末端治理技術的同時積極發展清潔生產工藝，實現大氣污染物排放最大減量化．該教學結構體系既銜接了基礎知識，又將清潔生產與發展循環經濟的新理念引入教學中，引導學生掌握一些大氣污染控制新原理、新知識及相關新工藝，使學生能夠按照可持續發展原則解決生產中所遇到的大氣污染問題，學以致用．通過梳理課程內容結構體系，讓學生理解和把握教學脈絡，學習知識思路更清晰．

2．3豐富課堂教學方法和手段，提高教學實效采用多種教學手段和教學方法，激發學生學習興趣．對于較難講明白的污染凈化設備工作原理和設備組成部分，利用網絡資源、PPT軟件以及生產實習、企業調研的素材制作課程多媒體課件，并借助錄像和計算機仿真動畫演示，提高教學實效．積極開展交互式教學改革，嘗試采用指導———自學式教學法，要求學生課前預習，收集素材，讓他們自己在課堂上講解，通過展開討論及課堂提問檢查督促．在對各種控制技術進行講解時，以理論為基礎，鼓勵學生提出污染物控制的可能方法，教師加以評論，并指出這些方法的優缺點，提高學生的創新意識．此外，還讓學生參與多媒體課件的制作，培養學生對《大氣污染控制工程》知識點的歸納和加工能力．這樣極大地激發了學生的學習主動性，完善了教與學的互動體系，達到相應的教學效果．案例教學模式是一種深受學生歡迎的教學方法．在教學過程中對相關的應用實例，如大氣污染綜合防治模型、除塵技術應用實例、脫硫技術應用實例、氮氧化物的控制實例、工業氣體凈化實例等加以陳述，圖文結合，使學生的抽象思維與形象思維相結合，更容易理解．通過案例分析，也加強了各章節間的內在聯系和交叉滲透，取得了良好的教學效果．

2．4創新實踐教學培養環節，學以致用實踐教學主要包括實驗教學、生產實習和畢業論文設計等內容．針對教學實驗以驗證型和基本操作型實驗為主的現狀，我們將基本操作型實驗和驗證型實驗與綜合型實驗整合、優化，組成一個大的綜合型“三性實驗”（綜合性、設計性、研究探索性），具體包括給定試驗目的和內容，學生自己查閱文獻、制訂相應的試驗方案，提出解決方法，最終通過實驗來驗證自己的設計和預期效果．如將原來開設的單純利用市售TiO2納米材料光催化凈化揮發性有機污染物（VOCs）試驗，結合教師的科研成果，改為自制納米TiO2材料光催化凈化VOCs的創新型實驗，要求學生在查找文獻的基礎上，自行設計實驗、制備材料，再對TiO2材料進行表征及其凈化VOCs等全過程開展工作．該綜合型實驗使學生既認識到納米技術在大氣保護領域的實際應用潛力，又深入了解納米材料組成結構特點及催化性質，以及大氣污染物催化凈化原理及其主要影響參數．同時引入光催化劑的表征分析，讓學生接觸常用納米材料表征技術和手段．通過“三性試驗”實踐，極大豐富了實踐教學內容的深度和廣度，對培養學生研究能力、創新能力的好處不言而喻．大氣污染控制工程是一門工程技術課程，加強學生的工程訓練十分重要．在教學過程中，注重通過工程范例圖像資料教學，培養學生工程應用能力．邀請校外工程技術專家參與教學，應用實踐案例對大氣污染控制工藝設計、運營等關鍵問題進行針對性講解．另外，請有實踐經驗的工程師進行指導，帶領學生參觀相關企業脫硫、脫硝和除塵的相關工藝流程和設備，了解設備內部結構．我校環境工程專業的定點實習單位株洲有色冶煉集團既有較全面的電除塵、袋式除塵及旋風除塵系統，也具備二氧化硫制酸等工藝，大氣污染治理技術及設備全面，引導學生充分利用實習機會，深入了解大氣污染控制工藝的工作原理和流程，深化理解與掌握理論知識．畢業設計時，以有色冶煉煙氣治理為主線，讓學生設計煙氣除塵脫硫系統．從理論到實踐，最后到工藝設計，構建一個理論教學和實踐教學相輔相成的互動體系，為學生提供學習理論知識、鍛煉實踐能力和創新能力的機會，從而培養出具有較高理論水平和較強實踐能力的應用型工程技術創新人才．

2．5加強學科熱點與控制技術前沿介紹，拓展視野關注學科發展的前沿技術知識和信息，介紹當前學術和技術發展動向尤為重要．大氣污染控制技術已由末端控制為主發展為以清潔生產為中心的全過程控制，是一門發展迅速的學科．在課程教學內容安排上，收集學科發展的前沿技術知識和信息，及時吸納最新研究成果和報告，更新教學內容，拓展學生知識視野；在實際教學過程中，不斷收集國內外較新的、先進的大氣污染控制技術和設備信息等，及時補充最新出臺的燃煤、有色行業相關的行業大氣污染物排放標準如《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223－2003）、《鉛鋅工業污染物排放標準》（GB25466－2010）及大氣環境質量標準的內容．增加履行京都議定書的拓展清潔發展機制的大氣污染熱點問題，及時跟蹤火電廠燃煤、冶煉煙氣脫硫，同時去除砷、鉛、汞等金屬廢氣治理先進技術以及煤炭洗選和轉化技術，強化其他污染物控制方面的內容，如垃圾焚燒、再生金屬冶煉產生的二惡英特性及其去除方法．針對我國“十二五”期間將對氮氧化物進行總量控制，加強建立細顆粒物（PM2．5）監測體系以及污染控制技術研究現狀，及時整理相關學科前沿內容融入到教學中，通過更新補充教學內容，讓學生了解大氣污染物控制的發展趨勢及前沿技術知識，在未來的學習研究和工作中更容易找準方向．通過上述的大氣污染控制工程教學改革的探索與實踐，該課程的教學質量和學生的綜合素質都有了較大提高，教學效果明顯改善，學生知識系統性明顯增強．學生在試驗中能夠根據自己掌握的課堂知識參與實驗設計與思考，在生產實習和畢業設計中能進行相關處理技術的開發、新工藝設計和改進，科研創新能力等綜合素質都得到明顯提升．

3結語

大氣污染控制工程知識點多，具有多學科集成、內容更新快等特點，社會的發展對教學方法和教學手段提出了更高要求．面對新形勢和新要求，我們積極探索和改革創新，對教學內容進行刪繁就簡、凝練調整，理清知識結構體系，拓展學科當前熱點與前沿知識內容，采用交互式教學方法，豐富課堂教學方法與手段和創新實踐教學培養環節．實踐表明，教學改革不僅提高了教學質量和教學實效，更有助于培養學生成為基礎扎實、知識面寬、有創新能力的高級工程技術人才，對提高環境工程專業學生在有色環保領域的業務素質和就業競爭能力，促進高等教育的多層次全面發展具有重要意義．

作者：肖細元單位：中南大學冶金與環境學院