大气污染控制工程课堂教学的改革范文

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[摘要]

文章以大气污染控制工程课程教学内容为例，介绍目前科学进步和大气污染问题突出在教学内容的调整上的改革方式，提出了该课程内容改革的设想，并进行了初步的实践，取得了教学效果。

[关键词]

大气污染控制工程；教学内容；课程改革

大气污染控制工程课程是环境工程专业的专业主干课，其教学内容和教学改革直接关系到环境工程专业学生的理论知识水平和工程技能[1]。该课程重点讲述大气污染控制的基本理论、典型工艺以及主要控制设备的结构特征，以培养学生分析和解决大气污染工程问题的能力[2]，其课程主要内容自上世纪80年代以来基本保持不变，主要包括大气污染控制工程的基本知识，大气污染气象学基础知识及污染物扩散的基础理论，大气污染防治的基本概念、基本原理、主要控制设备和典型工艺。本文根据近年来大气污染事件频发的特点，结合目前大气污染控制的教学大纲的内容，对大气污染控制工程的课堂教学内容进行改革。

1中国大气环境现状

2015年6月4日，中华人民共和国环保部通报了《2014中国环境状况公报》。公报显示，全国开展空气质量新标准监测的161个城市中，有145个城市空气质量超标，占90.1%。其中，PM2.5年均浓度范围为19~130µg/m3，平均为62µg/m3；超标城市比例为88.8%[3]。2015年初，纪录片《穹顶之下》，在社会上引起了轩然大波，城市大气污染的现状又一次摆在了公众视线之内，“雾霾”成为当前社会舆论的主要话题及环境工程的主要研究对象。雾霾是发生在大气近地面层中的一种灾害天气，由雾霾天气发生时大气能见度降低，可以对社会经济以及人民生活产生重要的影响；同时，雾霾天气发生时大气气溶胶聚集在大气近地层，使得大气污染增强，空气重量下降，会对人体健康造成重要危害[4]。

2大气污染控制现状与课程内容的联系

目前，绝大多数高校大气污染控制工程课程采取郝吉明院士主编的“十一五”国家级规划教材《大气污染控制工程》，此教材经过多年累积目前已经出版了第三版，通常课程教学根据目前大气污染控制现状和本教材的特点，课程内容设置如下：

2.1严格控制污染源污染源作为大气污染的源头，是大气污染控制的重点，大气污染源主要有生活源、工业源和交通污染源，因此本课程内容设置有颗粒物污染控制的设备及工艺，氮氧化物、硫氧化物控制的设备及工艺，全面介绍了生活源、工业源的污染控制方法及工艺设备。同时，课程设置了一个章节为城市机动车污染控制，概略的介绍了机动车污染控制的方法。

2.2合理分布污染企业大气污染与其他污染不同，最大限度的利用大气环境容量是最经济有效的污染控制方法。理想的布局污染企业，降低大气污染现象的发生是十分有效的控制方法。因此本课程设置了大气污染气象学、大气扩散浓度估算模式，全面介绍了如何利用大气扩散减少对地面保护目标的影响。2.3建立健全大气污染控制法规目前，中国对于大气污染控制的法律还不健全，不能够形成系统，但是，改革的力度很大，每年都会有相应的法律法规出台，因此本课程设置了大气污染综合防治，环境空气质量控制标准等相应的内容，及时更新课程内容有利于课堂教学的顺利开展。

2.4其他大气污染控制除工程技术方法外，还有很多非技术方法如政策方法、资金投入等，我国由于大气污染控制工作开展的较晚，近年来资金投入很大，将资金应用在新技术的研发和应用上是大气污染控制工程的出路。因此本课程设置了挥发性有机物控制、大气污染与全球气候等内容。但是实际上由于课时少，很多高校的课堂教学并不教授这部分内容。

3大气污染控制工程课程内容构建

3.1突出重点经过20多年的发展，大气污染控制工程课程内容的重点是非常突出的，其中颗粒物污染控制(粉尘)、气态污染控制(硫氧化物和氮氧化物)的技术方法和设备是课堂讲授的重点，包括其基本的工作原理、设备的构造、设计及维护运行。课堂教学过程中，超过50%的教学时间用来讲授这部分内容。除此之外，还辅助实验和实习进一步认识除尘设备和气态污染物吸收吸附设备。因此在本次课程内容改革过程中，继续维持现有的课程内容是正确且必须的。

3.2有取有舍前文提到，最大限度的利用大气环境容量是经济有效的污染控制方法，因此大气污染气象学、大气扩散浓度估算模式等教学内容非常重要，以此为基础的厂址选择等内容也可以为大气污染控制提供参考。但是，教学内容中扩散模式的计算，是很多高校的教学难点，对于数学基础的要求较高，学生学习较困难。然而实际情况是，目前大气模式的估算早已实现软件化，部分软件已经免费，基本的大气估算如烟囱高度计算、落地最大浓度的计算利用软件计算十分便利。学生只需要理解扩散的基本原理，无需掌握计算的全过程。因此，本次改革过程中，将课堂教学引入仿真实验室，讲述扩散的基本原理后，进行软件计算，即激发了学生的学习兴趣，也降低了学习的难度，同时同学们的学习效果更好。另外，课程中设置了气态污染物控制技术基础，其中包括吸收、吸附、催化的基本原理，这部分内容是环境工程原理课程的重点内容，同时该课的课程设计也应用这部分内容。内容设置明显重复，因此在有限的课堂教学课时内，这部分内容不进行重复讲授非常必要。

3.3结合现状大气污染控制工程的重点内容之一是颗粒物污染控制，包括了颗粒污染物控制技术基础及除尘装置。控制基础以粉尘为研究对象，控制装置以尾气为处理对象，均是针对粗颗粒物的控制方法。目前雾霾的关注度非常之高，而环境工程专业的人员是控制雾霾的主要技术力量。然而，大气污染控制工程这门课并没有设置雾霾的产生原因、累积成事故、控制方法等相关的内容。因此，本次改革中，采取以下分步改革的方法，首先，在污染气象学的讲授过程中加入雾霾形成、累积成污染事故的内容，加大课程内容与现实污染的结合，以北京等城市为例，结合地形、气候、污染物排放强度等原因，让学生了解污染事故形成的原因、方式和过程。其次，在颗粒物控制技术基础讲授过程中，引入气溶胶的基本内容，包括气溶胶的组成，气溶胶的来源解析等相关的内容，最后，在颗粒物污染之后，增加雾霾控制的技术汇总，从源头控制，二次有机、无机气溶胶生成控制等方面，结合目前的研究热点和顶级的科研论文讲授目前的技术前沿。

3.4大气污染控制工程教学内容根据以上的改革方式，设置的大气污染控制工程的教学内容如图1所示。

4结论

随着科学的发展和社会的进步，人们对大气污染的关注已由局地的或区域的污染扩展至区域复合污染以及全球气候变化，关注的污染物也不仅只是常规的一次污染物，人们越来越关注二次污染物和一些微量的有毒有害物质对环境和人体健康的危害，大气污染控制技术本身也由末端控制为主发展为以清洁生产、循环经济、新兴能源、低碳经济和联防联控为中心的全过程[5-6]。本次大气污染控制工程课程内容改革在湖南农业大学资源环境学院2012级环境工程专业本科生中进行后，引起了学生们极大的学习兴趣，取得了初步的成果，再结合多媒体、仿真等多种教学手段的使用，教学效果良好。

参考文献

[1]郝吉明，马广大．大气污染控制工程(第三版)[M]．北京：高等教育出版社，2009．

[2]杨嘉谟，余训民，杨光忠，等．大气污染控制工程课程教学改革的探索与思考[J]．化工高等教育，2008，5(103)：60-62．

[3]中华人民共和国环保部．2014中国环境状况公报[R]．2015，6．

[4]张人禾，李强，张若楠．2013年1月中国东部持续性强雾霾天气产生的气象条件分析[J]．中国科学：地球科学，2014，4(1)：27-36．

[5]耿春香，安慧，张庆东，等．大气污染控制工程教学改革与探索[J]．教育教学论坛，2010，33：174-176．

[6]王艳，汪建飞，肖新，等．基于环境工程专业的大气污染控制工程教学改革[J]．广东化工，2015，42(19)：224-225．

[7]李显锋．《大气污染防治法》修改的背景、问题及建议[J]．理论月刊，2015，4：102-108

作者：戴春皓 彭慧 秦普丰 李晗东 单位：湖南农业大学 资源环境学院