大氣污染控制工程教學(xué)的思考范文
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1．1課程體系內(nèi)容全面，但與其他課程內(nèi)容存在重疊現(xiàn)象根據(jù)教學(xué)大綱，大氣污染控制工程課程內(nèi)容主要討論大氣污染氣象學(xué)、大氣擴散模式、顆粒污染物和SO2、NOX及揮發(fā)性有機氣體等氣態(tài)污染物控制技術(shù)基本理論、工藝與設(shè)備等．現(xiàn)行環(huán)境工程課程安排上存在部分知識體系重復(fù)現(xiàn)象，如該課程中氣態(tài)污染物凈化技術(shù)部分內(nèi)容與《環(huán)境工程原理》中的凈化理論基礎(chǔ)知識包括除塵技術(shù)基礎(chǔ)理論、吸收法、吸附法的氣液傳質(zhì)基本原理部分重復(fù)，其次與《環(huán)境工程設(shè)備》中的除塵裝置等內(nèi)容也有交叉．此外，《環(huán)境影響評價學(xué)》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(xué)中如何協(xié)調(diào)與其他課程的關(guān)系尤為重要．
1．2教材的內(nèi)容滯后于學(xué)科發(fā)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(fù)合型污染轉(zhuǎn)變，增加了控制與治理的難度．《國家“十二五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》將氮氧化物列入污染物減排的重要指標(biāo)之一，新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》增加了細(xì)顆粒物（PM2．5）和臭氧（O3）8小時濃度限值監(jiān)測指標(biāo)．實踐中，大氣污染控制的熱點在不斷轉(zhuǎn)換，應(yīng)用技術(shù)更新更快，但相應(yīng)教材卻未能及時反映一些新的環(huán)保技術(shù)，不利于學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)和適應(yīng)社會發(fā)展的需要．
1．3課程以理論教學(xué)為主，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱是我國高校大氣污染控制工程教學(xué)的主要問題之一．由于受到實驗場所限制，部分實驗設(shè)備得不到及時更新，課程設(shè)計較多停留在理論上的計算，實際應(yīng)用性有待加強．此外，我校環(huán)境工程在水污染控制、環(huán)境化學(xué)污染控制研究技術(shù)方面具有較強的科研實力和優(yōu)勢，大氣污染治理科研項目數(shù)量遠(yuǎn)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(xué)實踐．為培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)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(xué)實踐環(huán)節(jié)．
2教學(xué)改革探索與方法創(chuàng)新
2．1整合教學(xué)內(nèi)容，用活教材針對大氣污染控制工程與化學(xué)、物理、流體力學(xué)等基礎(chǔ)課程聯(lián)系密切的特點，注重教學(xué)內(nèi)容安排上與這些基礎(chǔ)課程相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)、整合．比如對傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)單元等一些重要數(shù)學(xué)公式內(nèi)容的講授，依據(jù)“弱化推導(dǎo)，強調(diào)應(yīng)用”原則，與基礎(chǔ)理論課程融會貫通，在課堂講解的基礎(chǔ)上，注重學(xué)生通過課后習(xí)題練習(xí)學(xué)會應(yīng)用．為避免部分內(nèi)容在原理上與《環(huán)境工程原理》、《環(huán)境影響評價學(xué)》等其他專業(yè)課程重復(fù)的現(xiàn)象，在充分理解這些課程的教學(xué)大綱基礎(chǔ)上，注重協(xié)調(diào)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和重點．如環(huán)境影響評價學(xué)中涉及到的大氣污染擴散模式內(nèi)容，略講解其原理和公式，著重其應(yīng)用要點和范圍，詳略得當(dāng)，充分發(fā)揮好課時短的教學(xué)效果．好的教材參考書能對教學(xué)效果起到事半功倍的作用．據(jù)對大氣污染控制工程的國內(nèi)教材與國外教材（Noel•de•Nevers編著的《AirPollutionControlEngineering（SecondEdition）》）比較，國外教材在內(nèi)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(xué)術(shù)性方面表現(xiàn)優(yōu)異．在教學(xué)過程中，我們引進(jìn)了上述英語原版教材《AirPollutionControlEngineering》的中譯本（2005年）作為主要教學(xué)參考書，制作教學(xué)課件，讓教材互通有無、揚長避短．
2．2優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，理清教學(xué)脈絡(luò)根據(jù)《大氣污染控制工程》教材特點，將教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系分為原理性內(nèi)容（基本知識）、應(yīng)用性內(nèi)容（技術(shù)原理）、工程性內(nèi)容（工程工藝）和學(xué)科前沿四大部分，并將其優(yōu)化成一個完整的體系進(jìn)行教學(xué)（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(fā)展形勢———主要大氣污染問題的控制技術(shù)”循序漸進(jìn)方式開展教學(xué)；技術(shù)內(nèi)容上，按照“大氣污染物來源———凈化控制技術(shù)———最新前沿技術(shù)與設(shè)備、原理及應(yīng)用”主線講授；結(jié)構(gòu)層次上，按照“凈化原理———凈化設(shè)備選型與設(shè)計———凈化工藝流程與優(yōu)化”進(jìn)行描述；學(xué)習(xí)目標(biāo)上，強調(diào)有色行業(yè)廢氣污染物的控制與資源化利用，完善環(huán)境污染末端治理技術(shù)的同時積極發(fā)展清潔生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)大氣污染物排放最大減量化．該教學(xué)結(jié)構(gòu)體系既銜接了基礎(chǔ)知識，又將清潔生產(chǎn)與發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新理念引入教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生掌握一些大氣污染控制新原理、新知識及相關(guān)新工藝，使學(xué)生能夠按照可持續(xù)發(fā)展原則解決生產(chǎn)中所遇到的大氣污染問題，學(xué)以致用．通過梳理課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系，讓學(xué)生理解和把握教學(xué)脈絡(luò)，學(xué)習(xí)知識思路更清晰．
2．3豐富課堂教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)實效采用多種教學(xué)手段和教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣．對于較難講明白的污染凈化設(shè)備工作原理和設(shè)備組成部分，利用網(wǎng)絡(luò)資源、PPT軟件以及生產(chǎn)實習(xí)、企業(yè)調(diào)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(xué)實效．積極開展交互式教學(xué)改革，嘗試采用指導(dǎo)———自學(xué)式教學(xué)法，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，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(shù)進(jìn)行講解時，以理論為基礎(chǔ)，鼓勵學(xué)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(yōu)缺點，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識．此外，還讓學(xué)生參與多媒體課件的制作，培養(yǎng)學(xué)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(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，完善了教與學(xué)的互動體系，達(dá)到相應(yīng)的教學(xué)效果．案例教學(xué)模式是一種深受學(xué)生歡迎的教學(xué)方法．在教學(xué)過程中對相關(guān)的應(yīng)用實例，如大氣污染綜合防治模型、除塵技術(shù)應(yīng)用實例、脫硫技術(shù)應(yīng)用實例、氮氧化物的控制實例、工業(yè)氣體凈化實例等加以陳述，圖文結(jié)合，使學(xué)生的抽象思維與形象思維相結(jié)合，更容易理解．通過案例分析，也加強了各章節(jié)間的內(nèi)在聯(lián)系和交叉滲透，取得了良好的教學(xué)效果．
2．4創(chuàng)新實踐教學(xué)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，學(xué)以致用實踐教學(xué)主要包括實驗教學(xué)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)論文設(shè)計等內(nèi)容．針對教學(xué)實驗以驗證型和基本操作型實驗為主的現(xiàn)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(yōu)化，組成一個大的綜合型“三性實驗”（綜合性、設(shè)計性、研究探索性），具體包括給定試驗?zāi)康暮蛢?nèi)容，學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)、制訂相應(yīng)的試驗方案，提出解決方法，最終通過實驗來驗證自己的設(shè)計和預(yù)期效果．如將原來開設(shè)的單純利用市售TiO2納米材料光催化凈化揮發(fā)性有機污染物（VOCs）試驗，結(jié)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(chuàng)新型實驗，要求學(xué)生在查找文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計實驗、制備材料，再對TiO2材料進(jìn)行表征及其凈化VOCs等全過程開展工作．該綜合型實驗使學(xué)生既認(rèn)識到納米技術(shù)在大氣保護(hù)領(lǐng)域的實際應(yīng)用潛力，又深入了解納米材料組成結(jié)構(gòu)特點及催化性質(zhì)，以及大氣污染物催化凈化原理及其主要影響參數(shù)．同時引入光催化劑的表征分析，讓學(xué)生接觸常用納米材料表征技術(shù)和手段．通過“三性試驗”實踐，極大豐富了實踐教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，對培養(yǎng)學(xué)生研究能力、創(chuàng)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(shù)課程，加強學(xué)生的工程訓(xùn)練十分重要．在教學(xué)過程中，注重通過工程范例圖像資料教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力．邀請校外工程技術(shù)專家參與教學(xué)，應(yīng)用實踐案例對大氣污染控制工藝設(shè)計、運營等關(guān)鍵問題進(jìn)行針對性講解．另外，請有實踐經(jīng)驗的工程師進(jìn)行指導(dǎo)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)企業(yè)脫硫、脫硝和除塵的相關(guān)工藝流程和設(shè)備，了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)．我校環(huán)境工程專業(yè)的定點實習(xí)單位株洲有色冶煉集團(tuán)既有較全面的電除塵、袋式除塵及旋風(fēng)除塵系統(tǒng)，也具備二氧化硫制酸等工藝，大氣污染治理技術(shù)及設(shè)備全面，引導(dǎo)學(xué)生充分利用實習(xí)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(yè)設(shè)計時，以有色冶煉煙氣治理為主線，讓學(xué)生設(shè)計煙氣除塵脫硫系統(tǒng)．從理論到實踐，最后到工藝設(shè)計，構(gòu)建一個理論教學(xué)和實踐教學(xué)相輔相成的互動體系，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)理論知識、鍛煉實踐能力和創(chuàng)新能力的機會，從而培養(yǎng)出具有較高理論水平和較強實踐能力的應(yīng)用型工程技術(shù)創(chuàng)新人才．
2．5加強學(xué)科熱點與控制技術(shù)前沿介紹，拓展視野關(guān)注學(xué)科發(fā)展的前沿技術(shù)知識和信息，介紹當(dāng)前學(xué)術(shù)和技術(shù)發(fā)展動向尤為重要．大氣污染控制技術(shù)已由末端控制為主發(fā)展為以清潔生產(chǎn)為中心的全過程控制，是一門發(fā)展迅速的學(xué)科．在課程教學(xué)內(nèi)容安排上，收集學(xué)科發(fā)展的前沿技術(shù)知識和信息，及時吸納最新研究成果和報告，更新教學(xué)內(nèi)容，拓展學(xué)生知識視野；在實際教學(xué)過程中，不斷收集國內(nèi)外較新的、先進(jìn)的大氣污染控制技術(shù)和設(shè)備信息等，及時補充最新出臺的燃煤、有色行業(yè)相關(guān)的行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)如《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223－2003）、《鉛鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25466－2010）及大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容．增加履行京都議定書的拓展清潔發(fā)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(jìn)技術(shù)以及煤炭洗選和轉(zhuǎn)化技術(shù)，強化其他污染物控制方面的內(nèi)容，如垃圾焚燒、再生金屬冶煉產(chǎn)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(jìn)行總量控制，加強建立細(xì)顆粒物（PM2．5）監(jiān)測體系以及污染控制技術(shù)研究現(xiàn)狀，及時整理相關(guān)學(xué)科前沿內(nèi)容融入到教學(xué)中，通過更新補充教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解大氣污染物控制的發(fā)展趨勢及前沿技術(shù)知識，在未來的學(xué)習(xí)研究和工作中更容易找準(zhǔn)方向．通過上述的大氣污染控制工程教學(xué)改革的探索與實踐，該課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)都有了較大提高，教學(xué)效果明顯改善，學(xué)生知識系統(tǒng)性明顯增強．學(xué)生在試驗中能夠根據(jù)自己掌握的課堂知識參與實驗設(shè)計與思考，在生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計中能進(jìn)行相關(guān)處理技術(shù)的開發(fā)、新工藝設(shè)計和改進(jìn)，科研創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)都得到明顯提升．
3結(jié)語
大氣污染控制工程知識點多，具有多學(xué)科集成、內(nèi)容更新快等特點，社會的發(fā)展對教學(xué)方法和教學(xué)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(chuàng)新，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行刪繁就簡、凝練調(diào)整，理清知識結(jié)構(gòu)體系，拓展學(xué)科當(dāng)前熱點與前沿知識內(nèi)容，采用交互式教學(xué)方法，豐富課堂教學(xué)方法與手段和創(chuàng)新實踐教學(xué)培養(yǎng)環(huán)節(jié)．實踐表明，教學(xué)改革不僅提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)實效，更有助于培養(yǎng)學(xué)生成為基礎(chǔ)扎實、知識面寬、有創(chuàng)新能力的高級工程技術(shù)人才，對提高環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生在有色環(huán)保領(lǐng)域的業(yè)務(wù)素質(zhì)和就業(yè)競爭能力，促進(jìn)高等教育的多層次全面發(fā)展具有重要意義．
作者：肖細(xì)元單位：中南大學(xué)冶金與環(huán)境學(xué)院