大气污染控制工程教学的思考范文

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1大气污染控制工程教学改革的背景及存在的问题

1．1课程体系内容全面，但与其他课程内容存在重叠现象根据教学大纲，大气污染控制工程课程内容主要讨论大气污染气象学、大气扩散模式、颗粒污染物和SO2、NOX及挥发性有机气体等气态污染物控制技术基本理论、工艺与设备等．现行环境工程课程安排上存在部分知识体系重复现象，如该课程中气态污染物净化技术部分内容与《环境工程原理》中的净化理论基础知识包括除尘技术基础理论、吸收法、吸附法的气液传质基本原理部分重复，其次与《环境工程设备》中的除尘装置等内容也有交叉．此外，《环境影响评价学》中污染物扩散模型与本课程中的扩散模型原理一样．因此，在教学中如何协调与其他课程的关系尤为重要．

1．2教材的内容滞后于学科发展随着城市机动车的快速增长，我国城市大气污染已由煤烟型污染向煤烟—机动车复合型污染转变，增加了控制与治理的难度．《国家“十二五”环境保护规划》将氮氧化物列入污染物减排的重要指标之一，新修订的《环境空气质量标准》增加了细颗粒物（PM2．5）和臭氧（O3）8小时浓度限值监测指标．实践中，大气污染控制的热点在不断转换，应用技术更新更快，但相应教材却未能及时反映一些新的环保技术，不利于学生对新知识的学习和适应社会发展的需要．

1．3课程以理论教学为主，实践教学环节薄弱实践教学环节薄弱是我国高校大气污染控制工程教学的主要问题之一．由于受到实验场所限制，部分实验设备得不到及时更新，课程设计较多停留在理论上的计算，实际应用性有待加强．此外，我校环境工程在水污染控制、环境化学污染控制研究技术方面具有较强的科研实力和优势，大气污染治理科研项目数量远少于废水、土壤和固体废物污染治理项目，科研实力相对薄弱，这也在一定程度上制约了大气污染控制工程的科研教学实践．为培养学生利用所学理论分析和解决实际工程中大气污染防治问题的能力，迫切需要加强和改革大气污染控制工程课程教学实践环节．

2教学改革探索与方法创新

2．1整合教学内容，用活教材针对大气污染控制工程与化学、物理、流体力学等基础课程联系密切的特点，注重教学内容安排上与这些基础课程相关内容进行协调、整合．比如对传质系数、传质单元等一些重要数学公式内容的讲授，依据“弱化推导，强调应用”原则，与基础理论课程融会贯通，在课堂讲解的基础上，注重学生通过课后习题练习学会应用．为避免部分内容在原理上与《环境工程原理》、《环境影响评价学》等其他专业课程重复的现象，在充分理解这些课程的教学大纲基础上，注重协调相关教学内容和重点．如环境影响评价学中涉及到的大气污染扩散模式内容，略讲解其原理和公式，着重其应用要点和范围，详略得当，充分发挥好课时短的教学效果．好的教材参考书能对教学效果起到事半功倍的作用．据对大气污染控制工程的国内教材与国外教材（Noel•de•Nevers编著的《AirPollutionControlEngineering（SecondEdition）》）比较，国外教材在内容阐述、新颖性与生动性方面，尤其是在思考性、具体例证的真实性和学术性方面表现优异．在教学过程中，我们引进了上述英语原版教材《AirPollutionControlEngineering》的中译本（2005年）作为主要教学参考书，制作教学课件，让教材互通有无、扬长避短．

2．2优化课程内容结构体系，理清教学脉络根据《大气污染控制工程》教材特点，将教学内容结构体系分为原理性内容（基本知识）、应用性内容（技术原理）、工程性内容（工程工艺）和学科前沿四大部分，并将其优化成一个完整的体系进行教学（图1）．时间顺序上，按照“大气的基本概况———全球与我国大气污染的主要污染特征与发展形势———主要大气污染问题的控制技术”循序渐进方式开展教学；技术内容上，按照“大气污染物来源———净化控制技术———最新前沿技术与设备、原理及应用”主线讲授；结构层次上，按照“净化原理———净化设备选型与设计———净化工艺流程与优化”进行描述；学习目标上，强调有色行业废气污染物的控制与资源化利用，完善环境污染末端治理技术的同时积极发展清洁生产工艺，实现大气污染物排放最大减量化．该教学结构体系既衔接了基础知识，又将清洁生产与发展循环经济的新理念引入教学中，引导学生掌握一些大气污染控制新原理、新知识及相关新工艺，使学生能够按照可持续发展原则解决生产中所遇到的大气污染问题，学以致用．通过梳理课程内容结构体系，让学生理解和把握教学脉络，学习知识思路更清晰．

2．3丰富课堂教学方法和手段，提高教学实效采用多种教学手段和教学方法，激发学生学习兴趣．对于较难讲明白的污染净化设备工作原理和设备组成部分，利用网络资源、PPT软件以及生产实习、企业调研的素材制作课程多媒体课件，并借助录像和计算机仿真动画演示，提高教学实效．积极开展交互式教学改革，尝试采用指导———自学式教学法，要求学生课前预习，收集素材，让他们自己在课堂上讲解，通过展开讨论及课堂提问检查督促．在对各种控制技术进行讲解时，以理论为基础，鼓励学生提出污染物控制的可能方法，教师加以评论，并指出这些方法的优缺点，提高学生的创新意识．此外，还让学生参与多媒体课件的制作，培养学生对《大气污染控制工程》知识点的归纳和加工能力．这样极大地激发了学生的学习主动性，完善了教与学的互动体系，达到相应的教学效果．案例教学模式是一种深受学生欢迎的教学方法．在教学过程中对相关的应用实例，如大气污染综合防治模型、除尘技术应用实例、脱硫技术应用实例、氮氧化物的控制实例、工业气体净化实例等加以陈述，图文结合，使学生的抽象思维与形象思维相结合，更容易理解．通过案例分析，也加强了各章节间的内在联系和交叉渗透，取得了良好的教学效果．

2．4创新实践教学培养环节，学以致用实践教学主要包括实验教学、生产实习和毕业论文设计等内容．针对教学实验以验证型和基本操作型实验为主的现状，我们将基本操作型实验和验证型实验与综合型实验整合、优化，组成一个大的综合型“三性实验”（综合性、设计性、研究探索性），具体包括给定试验目的和内容，学生自己查阅文献、制订相应的试验方案，提出解决方法，最终通过实验来验证自己的设计和预期效果．如将原来开设的单纯利用市售TiO2纳米材料光催化净化挥发性有机污染物（VOCs）试验，结合教师的科研成果，改为自制纳米TiO2材料光催化净化VOCs的创新型实验，要求学生在查找文献的基础上，自行设计实验、制备材料，再对TiO2材料进行表征及其净化VOCs等全过程开展工作．该综合型实验使学生既认识到纳米技术在大气保护领域的实际应用潜力，又深入了解纳米材料组成结构特点及催化性质，以及大气污染物催化净化原理及其主要影响参数．同时引入光催化剂的表征分析，让学生接触常用纳米材料表征技术和手段．通过“三性试验”实践，极大丰富了实践教学内容的深度和广度，对培养学生研究能力、创新能力的好处不言而喻．大气污染控制工程是一门工程技术课程，加强学生的工程训练十分重要．在教学过程中，注重通过工程范例图像资料教学，培养学生工程应用能力．邀请校外工程技术专家参与教学，应用实践案例对大气污染控制工艺设计、运营等关键问题进行针对性讲解．另外，请有实践经验的工程师进行指导，带领学生参观相关企业脱硫、脱硝和除尘的相关工艺流程和设备，了解设备内部结构．我校环境工程专业的定点实习单位株洲有色冶炼集团既有较全面的电除尘、袋式除尘及旋风除尘系统，也具备二氧化硫制酸等工艺，大气污染治理技术及设备全面，引导学生充分利用实习机会，深入了解大气污染控制工艺的工作原理和流程，深化理解与掌握理论知识．毕业设计时，以有色冶炼烟气治理为主线，让学生设计烟气除尘脱硫系统．从理论到实践，最后到工艺设计，构建一个理论教学和实践教学相辅相成的互动体系，为学生提供学习理论知识、锻炼实践能力和创新能力的机会，从而培养出具有较高理论水平和较强实践能力的应用型工程技术创新人才．

2．5加强学科热点与控制技术前沿介绍，拓展视野关注学科发展的前沿技术知识和信息，介绍当前学术和技术发展动向尤为重要．大气污染控制技术已由末端控制为主发展为以清洁生产为中心的全过程控制，是一门发展迅速的学科．在课程教学内容安排上，收集学科发展的前沿技术知识和信息，及时吸纳最新研究成果和报告，更新教学内容，拓展学生知识视野；在实际教学过程中，不断收集国内外较新的、先进的大气污染控制技术和设备信息等，及时补充最新出台的燃煤、有色行业相关的行业大气污染物排放标准如《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－2003）、《铅锌工业污染物排放标准》（GB25466－2010）及大气环境质量标准的内容．增加履行京都议定书的拓展清洁发展机制的大气污染热点问题，及时跟踪火电厂燃煤、冶炼烟气脱硫，同时去除砷、铅、汞等金属废气治理先进技术以及煤炭洗选和转化技术，强化其他污染物控制方面的内容，如垃圾焚烧、再生金属冶炼产生的二恶英特性及其去除方法．针对我国“十二五”期间将对氮氧化物进行总量控制，加强建立细颗粒物（PM2．5）监测体系以及污染控制技术研究现状，及时整理相关学科前沿内容融入到教学中，通过更新补充教学内容，让学生了解大气污染物控制的发展趋势及前沿技术知识，在未来的学习研究和工作中更容易找准方向．通过上述的大气污染控制工程教学改革的探索与实践，该课程的教学质量和学生的综合素质都有了较大提高，教学效果明显改善，学生知识系统性明显增强．学生在试验中能够根据自己掌握的课堂知识参与实验设计与思考，在生产实习和毕业设计中能进行相关处理技术的开发、新工艺设计和改进，科研创新能力等综合素质都得到明显提升．

3结语

大气污染控制工程知识点多，具有多学科集成、内容更新快等特点，社会的发展对教学方法和教学手段提出了更高要求．面对新形势和新要求，我们积极探索和改革创新，对教学内容进行删繁就简、凝练调整，理清知识结构体系，拓展学科当前热点与前沿知识内容，采用交互式教学方法，丰富课堂教学方法与手段和创新实践教学培养环节．实践表明，教学改革不仅提高了教学质量和教学实效，更有助于培养学生成为基础扎实、知识面宽、有创新能力的高级工程技术人才，对提高环境工程专业学生在有色环保领域的业务素质和就业竞争能力，促进高等教育的多层次全面发展具有重要意义．

作者：肖细元单位：中南大学冶金与环境学院