情境案例相结合的大气污染控制工程

摘要:本研究依据地方院校环境工程专业的培养目标，采用通过情境、案例等要素外加互动、讨论等一系列课堂活动，让学生能够理论联系实际，使理论教学与实践教学等教学环节互相促进、融合，促进整个课程体系的完善，并提出大气污染控制工程建设基于情境与案例教学相结合的课程研究内容。教师需在常规教学的基础上突出情境及案例教学的特色，提高学生学习的兴趣，发挥学生学习的主观能动性。

关键词:情境教学;案例教学;大气污染控制工程

滨州学院是一所地方本科院校，学校发展定位为培养适合社会需求的应用型人才。大气污染控制工程是环境工程专业的一门核心课程，该课程的主要特点是以研究大气相关理论为前提，以控制大气污染应用为目的的污染治理工程。目前我国的大气污染仍是以燃煤占主导地位的大气污染，整个课程的主线是从分析燃料产生的污染物包括颗粒物、气态及气溶胶态污染物为基础，贯穿污染物的形态特征以及分别对应的工艺，除尘、脱硫和脱硝工艺原理及应用。课程涉及众多烟气净化工艺技术，如何将知识更好地被学生接纳是本次课程研究的重点内容［1］。情境法教学讲究把学习情境融入到课程知识体系中，注重教学质量，提升教学质量。《大气污染控制课程》这门工科类专业核心课程，如单纯将理论内容再现。在课堂上，学生很难一些抽象性的知识领会到位，结果会因为知识点的难理解影响到整门课程的学习。只有通过有效的设置创造一些设置情境，将教学场地多样化，将实践、实习、课程设计等内容有效的穿插在课程之中，通过实地考察、专业人员的讲解，可以让学生产生感性认识，带着这种认识进行知识的全面贯通，可以促进学生高效的针对问解来学习理论解决问题［2］。为体现我校环境工程专业应用型人才培养的要求，使学生能够充分的利用丰富的学习资源，发挥学生学习的主观能动性，本课程研究采用通过情境、案例等要素外加互动、讨论等一系列课堂活动，让学生能够理论联系实际，使理论教学与实践教学等教学环节互相促进、融合，促进整个课程体系的完善，该课程研究具体从以下几个方面进行课程研究。

1实验中情境教学方法运用

近年来，对课程实验的要求往往是以提高学生综合实力为主的实验项目改革，针对工程上的工程实例作为考核学生应用能力的一种手段。例如，可依据教师的科研成果对大气中PM2.5的研究来开展实验。首先设置实验目的、实验流程及最终所需的分析结果，如要分析滨州地区冬季大气中PM2.5的浓度及影响因素，学生根据小组划分任务，这时学生首先要对PM2.5的概念、来源进行理论知识的掌握，然后根据监测仪器所得数据，同时考虑到大气污染的主要影响因素，包括各种气象条件，比如大气稳定度、风速、逆温层、地形等主要气象因素，最后针对这一实验项目就可将课程前几章节的燃料的燃烧及大气污染和大气污染气象学讲解清晰明了。

2实践与实习中情景法的运用

对于工科课程，实践与实习环节作用非常大，能够全面培养学生的认知能力，同时需要在现有教材的基础上对教学内容进行优化与调整，具体应涵盖以下几个方面:一是内容的模块化。尝试采用知识主线与模块化教学的方式并结合具体内容将其模块化，主要包括基础概念模块、污染扩散模块、颗粒污染物控制理论技术及装备模块、气态污染物控制理论技术及装备模块、污染控制系统设计模块、全球环境气候背景知识模块，具体包括了燃料与燃烧、污染气象学及扩散理论设计、颗粒物理化特性、吸收吸附催化转化控制技术及设备。二是内容的倾向性与前沿性。即是在教学过程中，努力结合专业特点，关注课程内容。燃烧过程所需的实际空气量或实际烟道气体体积的理论计算方法或理论，主要集中在空气污染气象学等燃料上;简化基础，强化高斯模型及其推论，在特殊天气条件下，提高连续点源扩散和应用;关注粒子的动力学和粒子的大小分布。加深除尘机理、静电除尘器和袋式除尘器的应用和设计;简化的移动源污染控制、VOC和全球温室效应;并让学生在国家环境保护部登录网站登录后，学习环境保护栏目的标准。粒子污染控制部分，在国内外关于PM、汞形成机理和过程、现有的知识形态、控制方法等方面进行了补充;在气体污染控制部分，更新了二次燃烧和催化还原烟气脱硝的最新进展;补充介绍了汞污染汞的最新技术，美国的排放标准和汞的吸收，烟气的吸附，从而达到拓宽视野、增强兴趣的目的［3］。三是基本和应用程序的内容。课程的重点和主线从大气污染的基本概念到基本理论，再到基本的技术和设备设计。为了在工程设计的目的和教学过程的实际操作条件下，实现在工程设计的前提下，实现专业特色的应用，以提高学生对课堂知识和应用能力的理解。例如:电/袋除尘器的设计、脱硫设备的设计和运行等。我们的实习基地为燃煤发电除尘脱硫公司，在学生进入企业车间之前，先让学生查阅除尘机理及脱硫工艺，对整体有个简单的认识，再由车间技术人员讲解本企业所运用到的除尘装置与脱硫脱硝装置及其工艺流程、设备布置图以及处理效率等，参观过程中进一步把工艺讲解清晰，让学生面对面的感受设备及处理过程。回到课堂教师再根据实习前的预习，实习中的讲解及面对面授课就能让学生对工业上如何脱硫、如何除尘等工艺有了深刻的认识，而不是浮于纸面上的简单了解。通过这种学习方式能把各单元分散的知识点融入到整个系统中，让学生对整个工艺流程有更加深入的了解，把学生从书本知识引入到工程实践之中。大气环境问题都是非常复杂的问题，既包含颗粒物等污染物，又包含生态污染物及污染物综合排放的综合性问题，只有通过案例情境的有效结合，才能让学生对各独立章节的知识融会贯通。

3课程设计中情景法的运用

课程设计是学生将所学知识进行实际应用的重要环节，能够将所学知识进行巩固与提高，并且能对学生进行基本技能的训练。首先，课程设计任务应与理论教学内容密切相关，采取灵活自愿的选择。除传统内容，如任务背景、设计内容、基本参数和成绩要求外，学生提供的信息包应包括教学录像和重要参考资料。其中，教学录像应着眼于大气总体过程的课程设计和基本方法，并结合工程实例提出具体对象的设计，帮助学生形成清晰的设计思路。设计任务可以分解成多个目标，以提醒学生进行工作进度评估。其次，课程设计是工程素质培养的核心单元，也是比理论课和实验课更高层次的学习。在日常教学中，应鼓励学生阅读相关的设计手册和规范，注意引导学生观察实验设备的基本结构和工作原理，从客观上拓宽工程训练的时间跨度［4］。第三，更有针对性的视频教学取代了课堂上的集中教学，以任务为中心的小组讨论取代了传统的“不懂就问老师”的教学模式。然而，应该指出，提倡团队合作应该减少“抄袭”的可能性，前提是“任务背景相似，设计主题显著不同”。作为师生互动的重要手段，在布置设计任务中，设计计算和绘制过程阶段应设置问卷，以充分了解学生的工作进度和难度，调整辅导内容和方法。第四、为了保证客观性和公正性，等级，应引导学生使用辅助软件(如Excel、CAD等)完成设计计算、工程图纸、报告和大气同时课程设计结束前的问答。学生必须以幻灯片的形式展示过程材料和最终结果，鼓励他们介绍自己的不合理设计和可能的解决方案。在此期间，教师和其他学生有权提出问题，随机选择学生代表参加绩效评估。通过公开的分析和讨论，可以有效地提高学生的参与能力，发挥潜移默化的教学作用。对于大气污染控制工程这门学科，尤其是除尘装置及气体污染物污染控制装置的发展，都是在基础理论的基础上，进行不断地重组、改装。比如电除尘与袋式除尘的结合生成电袋除尘装置，再比如普通袋式除尘器发展到脉冲袋式除尘器等，从这些发展上就可以看出来学生对基础理论的掌握有多重要，没有基础理论的融会贯通如何认识新型的设备。为了提高学生对大气污染控制的进一步掌握，我们设置了实际工艺条件下对工艺的设计。比如运用某热电厂的燃煤数据，给该热电厂设计符合国家排放标准的除尘脱硫脱氮工艺，包括设备的设计计算，绘制工艺图与设备剖面图，为今后工作中设计做好准备。

4结语

对于大气污染控制工程这种内容的涉及面广的专业课程，想将课程研究好、学生掌握透是一项复杂的系统工程。希望通过这种情境与案例教学相结合的课程研究能够提高学生的工程素养，培养学生的创新和实践能力。

参考文献

［1］郝吉明，马广大，王书肖.大气污染控制工程.3版［M］.北京:高等教育出版社，2010:1－568.

［2］孙楠，郝艳红，王嘉伟.建构主义教学理念在大气污染控制工程课程教学中的应用［J］.教育理论与实践，2016，36(3):53－55.

［3］李琛，宋凤敏，刘智峰，等.基于应用型人才培养的《大气污染控制工程》教学改革［J］.教育教学改革，2016(2):12－14.

［4］肖细元.《大气污染控制工程》课程教学的思考与方法创新［J］.西南师范大学学报(自然科学版)，2014，39(2):163－167.

作者:邹美玲 李甲亮 苏秀茹 单位:滨州学院生物与环境工程学院