大气污染控制工程综合型实验的整合与优化

王建宏 朱 玲 陈家庆 初庆东 常俊英

北京石油化工学院 北京 102617

大气污染控制工程综合型实验的整合与优化

王建宏 朱 玲 陈家庆 初庆东 常俊英

北京石油化工学院 北京 102617

针对大气污染控制工程验证型和基本操作型实验比重过大而彼此独立的缺陷，提出了将与除尘有关的基本操作型、验证型和综合型实验整合、优化为一个大的综合型实验的教学理念，并对该理念的改革现状、思路、内容和特色进行了详细阐述。

大气污染控制工程；综合型实验；优化

1 综合型实验整合与优化的改革现状

目前有很多高校对综合型实验的教学体系和教学内容进行了改革。例如：鄢达成等进行的把传统的几个水处理验证型实验过程改为一个综合型水处理实验，以模拟污水处理厂的实际运行状况，不仅增加了实验的难度，而且调动了学生的积极性、兴趣和责任心。

北京建工学院水处理综合实验采用了在不减少大纲规定的实验项目情况下，将给水工程的8项处理过程综合到一个实验中完成，该实验综合了水分析化学、水微生物学、给水处理等课程的有关内容。从实施情况看，对提高学生运用所学知识综合分析和解决实际问题的能力起到了很好的促进作用。

北京服装学院开设的综合型实验主要根据原教材上的实验内容，将多个实验单元整合成一组大实验—“呋喃甲醛的Cannizzaro反应”。该综合型实验的提出不仅具有新颖性，而且内容丰富，包括原料的精制，产物的合成、分离、提纯、检验。

2 大气污染综合型实验整合与优化的思路

借鉴其他高校不同实验课程的综合型实验整合情况以及结合所开设的实验项目进行分析可以看出，目前的“粉尘真密度的测定”“激光粒度仪测定粉体粒径分布”验证型实验和“烟气温度、压力、含湿量、流速及流量的测定”基本操作型实验都与颗粒物的污染控制有关，即与除尘有关，所以我们可以将这些实验与除尘实验整合为一个大的综合型实验，让学生对除尘有一个全面的了解，深刻理解为何要测量烟气参数及表征粉尘的性质。

例如我们将“激光粒度仪测量粉体粒径分布”这个验证型实验与“旋风除尘器性能实验”这个综合型实验有机结合在一起，形成新的综合型实验，学生通过测量除尘器进口的粉尘粒径分布与捕集的粉尘粒径分布，就可以很清晰地看出旋风除尘器对大粒径的粉尘去除效率高于对小粒径的粉尘去除效率，这不仅增加了学生对课堂知识难点—粉尘分级效率的深度理解，而且了解了测量粉尘粒径的目的，即对于不同粒径分布的粉尘需要采用不同的除尘器。

3 大气污染综合型实验整合与优化的目的和内容

3.1 大气污染综合型实验整合与优化的目的

大气污染综合型实验整合与优化主要解决实验项目分散，每个实验一般只对应于某一个知识点，彼此之间没有联系或联系不大，实验系统性不足和验证型、操作型实验缺少应用背景等问题。

3.2 大气污染控制工程综合型实验整合与优化的内容

3.2.1 综合型实验的分步整合与优化

将“粉尘真密度的测定”“激光粒度仪测定粉体粒径分布”以及“烟气温度、压力、含湿量、流速及流量的测定”等验证型、基本操作型实验与“旋风除尘器性能实验”整合为一个大的综合型实验是我们整合与优化的最终目标。

这种整合与优化不是一步就能完成的，如果一步完成不仅指导教师因缺少指导经验而达不到预期效果，而且学生也不能很快适应，所以拟将这种整合与优化分散进行。首先环2008级的学生进行“激光粒度仪测定粉体粒径分布”与“旋风除尘器性能实验”的整合与优化综合型实验，该实验的目的是让学生不仅将粉尘的浓度、风量的大小，而且将粉尘颗粒的大小与除尘性能、除尘效率等结合起来；然后环2009级的学生进行“粉尘真密度的测定”“激光粒度仪测定粉体粒径分布”与“旋风除尘器性能实验”的整合与优化实验，该优化实验要求将粉尘的真密度、粉尘的粒径等粉尘性质与旋风除尘器的除尘性能紧密结合；最后环2010级的学生进行“粉尘真密度的测定”“激光粒度仪测定粉体粒径分布”“烟气温度、压力、含湿量、流速”与“旋风除尘器性能实验”的整合与优化，该整合后的综合型实验不仅将粉尘的性质，而且将烟气的性质与除尘性能密切关联起来。

3.2.2 整合与优化后的综合型实验只提供任务书

对于传统实验方法和步骤均有实验指导书预先确立，每次实验由指导教师提前将试剂、仪器及设备等准备好，并且由教师讲一遍实验步骤，然后学生再做。而整合与优化后的综合型实验只提供仪器说明书和任务书，学生必须根据任务书，通过查阅资料，综合运用专业知识，自行设计实验方案完成实验任务。

3.2.3 整合与优化后的综合型实验需预约和开放

整合与优化后的综合型实验可能导致平时只做3次的验证型实验需要测量多次，因为任何一次的操作失误都可能导致测量数据无效，而必须重复测量，这样的结果就是导致实验学时不够用，最好将综合型实验实行预约和对学生开放，以留给学生足够多的时间。

3.2.4 整合与优化后的综合型实验需人人动手

鉴于专业实验，测量仪器台(套)数少，每组至少有4～5人，常常导致有些学生做实验而有些学生旁观的局面。而整合后，大的综合型实验由于测量的项目，多而且这些项目又彼此相关联，仅仅依靠一两名学生是不可能完成的，必须所有学生都密切配合、分工合作才能完成。

4 大气污染综合型实验整合与优化的改革特色

将与除尘有关的传统实验整合与优化为一个综合型实验，不仅增加了实验自身的系统性和科学性，而且强化了实验教学与实际应用的联系。在实验条件、实验学时不变的情况下，不仅使实验内容和结果得到了升华，而且学生在多次验证型和基本操作型的实验过程中提高了动手能力，在实验设计中提升了对理论知识的理解，在数据处理中，学会了借助不同的方式来研究除尘性能，强化了理论与实践的联系。

[1] 王建宏,陈家庆,朱玲,等.环境工程设计型实验教学实践与研究[J].实验科学与技术,2011,9(1):150-152.

[2] 朱玲,王建宏,陈家庆,等.大气污染控制工程创新性实验的探索与思考[J].中国现代教育装备,2011,7:54-55.

[3] 鄢达成,郭建林,张杰,等.环境工程专业实验教学改革探讨[J].黄石高等专科学校学报,2003,19(5):1-2.

[4] 李秀艳,孙志敏,秦亚鸾,等.有机化学综合型、开放型实验的整合与优化[J].实验室科学,2010,13(1):24-27.

[5] 裴立德,张大玉,陈家珑,等.综合型实教学改革的研究与实践[J].实验技术与管理,2001,18(6):4-12.

[6] 陈雪萍,朱耕宇,浦群,等.化学工程与工艺专业综合型实验的改革[J].实验技术与管理,2008,25(10):131-133.

[7] 张卫英,李晓,薛逢春,等.综合型专业实验教学改革的实践与探讨[J].化工高等教育,2003,78(4):15-16.

Optimizing the comprehensive experiment of air pollution control

Wang Jianhong, Zhu Ling, Chen Jiaqing, Chu Qingdong, Chang Junying
Beijing institute of petrochemical technology, Beijing, 102617, China

Aiming at the status that the validating and fundamental experiments are prior to others in air pollution control experiment and these experiments are relatively independent, the teaching idea of incorporating the validating, fundamental and comprehensive experiments about dust catching into a big comprehensive experiment was brought forward. The reform actuality, ways, content and feature about the teaching idea were discussed in detail.

air pollution control; comprehensive experiment; optimizing

北京石油化工学院环境工程专业不仅是国家级特色专业，而且其教学与实验中心为北京市级实验教学示范中心，目前该中心主要承担着有关水污染控制、大气污染控制、噪声污染控制以及环保设备拆装等实践环节的教学任务。经过几年的改革创新和教学实践，目前该中心的各个实验不仅单独设课，而且有固定的正常上课时间，在此基础上形成了自己独到的设计型、创新型实验教学方法。但是目前我院大气污染控制工程的教学实验中还存在验证型实验和基本操作型实验所占比重较大的问题，如在目前开设的7个实验项目中，“粉尘真密度的测定”和“激光粒度仪测定粉体粒径分布”验证型实验2个，“烟气温度、压力、含湿量、流速及流量的测定”基本操作型实验1个，“旋风除尘器性能实验”“二氧化碳的吸收实验”和“高压放电处理气态污染物综合实验”综合型实验3个，“气态污染物净化”设计型实验1个。

在现存的实验体系中，不仅验证型和基本操作型占据的比重达到40%以上，而且其实验项目分散，每个实验一般只对应于某一个知识点，彼此之间没有联系或联系不大，实验系统性不足。因此，验证性实验也只是为了验证而验证，至于为什么要验证，学生不明白；基本操作型实验也只是为了操作而操作，至于为什么要操作，这些操作测量的数据有什么用，学生也不清楚。

针对验证型和基本操作型实验的现状，建立新的实验教学理念，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实验，以形成实验教学的系统性与科学性，是非常有必要的。

2011-08-16

王建宏，硕士，工程师。

北京石油化工学院教育教学改革与研究一般项目(编号：201138)；北京市属高等学校人才强教计划资助项目(编号：PHR201107213)。