卓越计划背景下的《大气污染控制工程》课程教学改革的探索与实践*

宋珍霞，唐 海，徐大勇，杨晓凡，洪 冉，朱美庆

(安徽工程大学化学与环境工程学院，安徽 芜湖 241000)

“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)的目的在于培养适应经济发展需要的高质量工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业现代化奠定人力资源优势，对全面提高工科人才培养质量具有十分重要的引导作用[1]。随着城市化进程的发展和工业结构复杂程度的加剧，大气污染逐步由单一型污染向区域复合型污染发展，尤其是近年来雾霾事件频繁发生，大气污染引起人们广泛关注[2]。

“积极培养高素质应用型人才”是安徽工程大学提出的内涵式发展道路的重要目标，符合当前我国经济发展对应用型人才的要求[3]。环境工程专业是我校校级重点建设学科，2013年被安徽省教育厅列为“卓越计划”试点专业，多年来为安徽乃至全国培养了大批环境工程专业人才。大气污染控制工程是我校环境工程本科生专业核心课程之一，其教学效果直接关系到学生理论联系实际的能力和工程实践技能[4]。为了更好地培养学生大气污染控制技术的实际应用能力，实现环境工程专业卓越计划人才培养目标，亟待进一步加强《大气污染控制工程》课程的教学改革和创新。

1 《大气污染控制工程》课程教学改革的背景

大气污染控制技术逐渐由末端治理为主发展成为全过程控制[4]，大气污染控制技术也在不断推陈出新，亟需具备大气污染控制工程实践能力的专业人员。在这种背景之下，重视培养学生工程实践能力以培养高素质工程技术人才的大气污染控制工程课程改革显得尤为重要[5]。

我校《大气污染控制工程》课程包括课堂理论教学和课程设计实践教学环节两个部分。多年来，理论教学重点基本停留在理论知识层面，学生对大气污染控制的基本理论、方法及原理较为熟悉；但实践教学环节相对薄弱。由于缺少实验教学，学生的动手操作能力和处理实际工程问题能力较为缺乏；同时，课程设计学时有限，处理工艺设计、设备选型及调试运行、辅助设备设计计算等方面的实践操作能力培养也较为匮乏，达不到预期的培养目标[6]。再者，学生普遍存在大气污染控制就业难的误区，专业认同感不是特别强。另外，企业的大气污染净化系统多布设在高空，烟气净化装置也基本是密闭的，实习场地噪声也较大，上述诸多因素造成集体实习的效果不太理想。

为了培养学生理论联系实际和解决大气污染控制的实际工程能力，加强和改革大气污染控制工程课程教学和实践教学迫在眉睫。

2 基于“卓越计划”的《大气污染控制工程》教学改革探讨与实践

2.1 按照“卓越计划”优化课程设置，完善教材内容建设

根据省级“卓越计划”培养目标和就业市场对环境工程应用型人才的需求特点，结合《大气污染控制工程》课程已有基础，逐步优化课程设置，制定周密的教学计划。该课程涵盖多学科领域，要求学生对数学、物理和化学类相关基础课程以及《流体力学》和《环境工程原理》等专业基础课程均有很好的掌握，并具备工程设计和制图的能力。我校之前在前置课程设置上不尽合理，前置课程AutoCAD制图没有设置，而《环境工程原理》和《大气污染控制工程》同时在大三上学期开设，导致学生学习相关理论和进行实践操作时较为吃力。经过专业培养方案的修订和前置课程的优化设置，学生在学习本课程时已经学过《环境工程原理》中的部分基础知识，大气污染物扩散浓度估算模式及气态污染物控制基础中的理论知识在授课过程中简单复习巩固即可，转而重点突出除尘、脱硫和脱硝新技术和实际工程案例的讲授，这样在在脱硫和脱硝两个章节就有课时安排课堂探讨，以保证课堂教学与实际应用具有高度的契合性。

该课程所用教材是高等教育出版社出版的郝吉明等编著的《大气污染控制工程(第三版)》[7]。该教材出版于2010年，并不能反应大气污染控制技术的发展趋势。在授课过程中很有必要适当增加雾霾与PM2.5、臭氧与挥发性有机污染物(VOCs)等当前大气污染控制热点话题以及污染控制新技术等专题的讲解。如在第十一章机动车污染控制的授课过程中，重点补充了机动车污染物形成机理、汽油机和柴油机排放大气污染物的异同点及成因、机动车烟气后处理技术及最新的相关法律法规等

2.2 改革理论教学方式方法，加强案例教学和专题式教学

案例教学对于引导学生关注理论知识在实际工程中的应用及学科发展最新技术、激发学生学习热情作用巨大。在讲授颗粒态污染物组成时，我们以备受关注的雾霾的有关视频为切入点，让学生在对雾霾有初步认识的基础上，引导他们思考雾霾的形成机制和危害，进而引出引起雾霾的重要气象条件——逆温的讲解；通过讲解逆温的类型和成因，分析引起大气污染的主要逆温类型有哪些，引导学生讨论冬季逆温较强的情况下如何减少雾霾。案例教学提高学生学习的学习热情，同时一定程度上培养了学生的审辩式思维。我们将安徽皖维集团水泥厂采用的“旋风除尘+电除尘”的除尘系统融入除尘这章的课堂教学中，理论联系实际，让学生了解除尘的主要流程、设备的运行参数和工程造价，这样学生不仅对除尘的理论知识印象深刻，对实际工程应用也有更多了解，为今后从事相关工作打下坚实基础。对于较难讲明白的石灰石湿法烟气脱硫、选择性非催化还原烟气脱硝等典型工艺，借助设备及工艺流程的图片、计算机仿真动画演示、视频等方式辅助讲解，使学生有更加直观的认识。同时，将注册环保工程师考试的部分案例融入到课程讲授中，让学生体会到所学知识与执业考试的密切联系，强化知识的实用性[8]。

随着大气污染的不断升级，大气污染防治的法律法规和新技术也不断涌现，在课堂教学过程中补充学科热点和污染控制技术前沿知识尤为重要[7]。《环境空气质量标准》(GB3095-2012)和《中华人民共和国大气污染防治法》分别于2012年2月29日和2015年8月29日进行了修订，2016年1月1日全国范围内实施。在课程教学内容安排上，我们及时把相关法律法规的最新规定吸纳进来，提前让学生自行查询文献、制作PPT，进行专题汇报。充分调动学生的主动性和积极性，学生理论联系实际的能力也得到一定程度的提高。

2.3 突出实践教学培养环节，加强工程能力培养

实践教学环节对培养工科学生的工程实践能力和创新意识起着非常重要的作用。根据我校的实际情况，拟从四个方面加强实践教学环节的培养：(1)借助环境工程专业认证契机，将交互式大气污染控制工程的仿真实验系统落到位，通过仿真实验加深学生对课堂知识的理解和掌握，培养学生的动手及创新能力；(2)将课程设计由一周增至二周，使学生有充分的时间进行完整的烟气量计算、处理工艺及系统设计、参数计算、设备选型和绘图等一系列锻炼，培养学生的工程应用能力；(3)在生产实习中，邀请实践经验丰富的一线工程师带领学生参观实际处理工艺，使学生深入理解大气污染控制的理论知识和实际工艺；(4)积极探索科研训练课程教学的新方式，开展“第二课堂”、“科研导师制”等课外科技实践活动，积极挖掘开发创新性实践教学的有效载体，实现科研反哺教学。

2.4 完善课程考核体系，促进教学改革全面发展

《大气污染控制工程》采用平时成绩(占20%)+期末成绩(占80%)的考核方式考核。传统考核以笔试为主，很多学生考前死记硬背，突击应付考试，考试成绩很大程度上并不能客观反映学生对该课程的真实掌握程度。为强化课程考核的全过程管理，对该课程的考核方式进行适当调整，具体包括：(1)提高平时成绩占比。将平时成绩比例提高到40%，以尽量杜绝平时不学习、考前临时抱佛脚取得的虚高成绩现象；(2)改革考核内容。以往的平时成绩只从考勤和课后作业两个方面进行考核，经过改革，将课堂讨论、课堂专题报告以及工程实践案例设计综合水平的考核结果纳入平时成绩；期末考试试卷中除传统的选择、简答、计算和论述题型外，适当增加实际工程案例处理工艺设计题目，以促进学生对知识的灵活运用。

3 结 语

《大气污染控制工程》知识点繁杂，污染控制技术更新快。通过优化课程设置、完善教材内容、加强案例和专题教学、突出实践教学环节培养和完善课程考核体系的一系列改革，丰富课堂教学方法和内容，拓展当前大气污染控制热点与前沿知识内容，设计出以培养创新意识和工程实践能力为目标的理论教学和实践教学模式。实践表明，教学改革不仅提高了教学质量和实效，更有助于将学生培养成为理论基础扎实、具备一定创新能力的大气污染控制领域的卓越工程技术人才。