污染控制教学革新

时间:2022-10-24 11:53:54

污染控制教学革新

大气污染控制工程是高等学校环境工程专业的一门专业必修课,也是一门综合性很强的课程,它涉及到数学、物理及化学等领域的基础知识。该课程主要讨论大气污染控制的基本理论、各种控制方法的过程分析及典型控制设备的工艺设计计算,并培养学生分析和解决大气污染控制工程问题的能力。近年来,随着各国政府对环境问题的重视和环境技术的发展,大气污染控制的新技术、新方法迅速发展,一些新兴的技术方法和内容需要及时加入到教学内容中,这就给大气污染控制工程的课程教学提出了更高的要求。文章针对华北水院大气污染控制工程教学现状,结合该校对环境工程专业本科教学要求,对该课程在教材内容、教学模式、课程实验、课程设计、实习等方面存在的教学问题及教学改革进行探讨,为该课程教学改革提供一些参考。

1教学内容改革探讨

一本合适的教材,是教师教好课,学生学好课的基础。目前,华北水院大气污染控制工程的参考教材是高等教育出版社出版,郝吉明与马广大编著的《大气污染控制工程》。该课程的主要内容有大气污染气象学、大气扩散模式、颗粒污染物、SO2和NOX等气态污染物的各种控制技术的基本理论知识、工作原理、设计计算等[1]。该教材由于系统性较强,在学校7年的使用过程中,反映较好。国内其他相关教材如化学工业出版社出版,姜安玺等编著的《空气污染控制》等[2],除了烟尘、SOX、NOX等常规大气污染物外,还涉及有二噁英、恶臭、室内空气污染与控制等,内容太过宽泛。近年来,随着环境科学与技术的迅速发展,该教材出现了内容老化、更新较慢等问题。如有关大气环境质量标准的内容,应及时查找新标准,并把《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)作为讲解重点,其他相关标准可提供网址,让学生自己查阅;关于火电厂燃煤烟气脱硫(FGD),由于该项技术是火力发电厂目前采用的主要的脱硫技术,而且该项技术发展非常迅速,教材又描述的非常简略,因此教师应及时跟踪先进技术,传授给学生最新、最实用的知识。课程讲授过程中应做到有重点、有概括。该课程的重点讲解部分为大气扩散模式、颗粒污染物、SO2和NOX气态污染物的各种控制技术的基本理论知识、工作原理、设计计算等。挥发性有机物和城市机动车的污染控制做一简单介绍,而大气污染和全球气候则可以作为自学内容,让学生自己去查资料了解。除尘装置部分应以火电厂主要应用的电除尘器和袋式除尘器为重点讲解内容,而旋风除尘器和湿式除尘器则作一概述,提出问题让学生通过自学来解答。另外,大气污染控制工程课程教学仅为48学时,只有12周授课时间。实验教学学时很少,课程实验如二氧化硫检测,汽车尾气检测,旋风除尘器性能测试等,都没有开设。在教学内容上,大气污染控制工程应增加实验课时,加强学生的自学动手能力。

2教学手段改革探讨

大气污染控制工程是一门实践性很强的工程学科。课程本身没有任何趣味性,如果没有有效的教学方法,很难激起学生兴趣,使学生学习效果不好。目前华北水院该课程教学,主要采用课堂教授、填鸭式教学,忽视了教学过程中对学生分析思维能力和解决问题能力的培养。学生独立思考、自主学习的余地很小,完全处于被动接受状态。在课堂教学上,该课程应充分利用多媒体教学和板书教学的优缺点,结合环境专业的特点,采用多媒体结合板书进行课堂教学。多媒体相对直观,在有限时间内所涵盖的内容量大,尤其是大量的环境工程仿真视频或在现场实录片段,可以将各类型设备的结构以及工作状况生动地显示出来,调动了学生学习积极性,对于理论知识的运用和掌握,有着很大促进作用。但是,单纯的多媒体教学容易使教学气氛沉闷,过于单调,因此应该配合板书教学。如讲授大气扩散模式时,学生普遍反映公式太长,难于记忆。通过板书,一步步推导,增加课堂互动,学生容易理解记忆。除了多媒体教学和板书教学外,对于有些章节,可以让学生自己查阅资料、分析总结,或分组讨论,推荐代表发言。如大气污染与全球气候部分,内容容易理解,可以提前给学生准备时间,让学生代表上台讲解。这样可以活跃课堂气氛,发挥学生主观能动性,给学生提供一个广阔的思维空间。

3实践教学环节改革探讨

实践教学环节是课程教学体系的重要组成部分,是保证教学质量必不可少的环节,对培养学生的动手能力和应用专业理论解决实际问题的能力起到重要作用。主要包括实验、实习、课程设计等。

3.1实验教学改革

华北水院实验室的使用比较封闭,学生一般在实验课时才有机会在实验室操作实验仪器设备,难以满足学生各种课外研究的需求。另外还存在学生人数多,老师少、仪器少等矛盾,一些实验如电除尘器模拟、吸收法脱硫等不能开设。学生在遇到问题时通常依靠老师来解决,在试验中缺乏主动性,能力得不到及时地培养和提高。为解决这些问题,实验室应该对学生开放[3],学生提出申请,经实验室主任批准后,可自行使用实验室,另外增加课程实验,课程实验一般占课程总学时的30~40%[4]。

3.2课程设计教学改革

大气污染控制工程课程设计为教学的重要环节。通过课程设计,调阅大量文献资料,能进一步消化和巩固《大气污染控制工程》所学内容,并使所学的知识系统化,培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。大气课程设计排在第7学期,设计时间为两周。设计题目为某燃煤锅炉房烟气除尘系统设计,具有一定的应用价值。设计内容包括:系统设计方案的分析确定,除尘器的比选,管网布置及计算,系统阻力计算,风机及电机的选型等,设计成果为绘制系统平面布置图和系统图,编写设计说明书、计算书。该课程设计需要大量参考书,学生发现很多参考书在图书馆找不到,如陆耀庆主编的供暖通风设计手册,航天部第七研究设计院编写的工业锅炉房设计手册,烟囱设计手册等等;在设计后期,学生需要利用计算机绘制系统图,编写设计说明书计算书,但机房的计算机太陈旧,经常出现死机、保存文件打不开等情况,严重影响了课程设计的质量。希望学校能丰富大气污染控制工程课程设计方面书籍,提供给学生更好的上机环境,提高该课设质量。大气课设开始时间一般在12月份,正是学生考研冲刺时期,大部分学生为了考研,花几天时间简单对付一下,甚至抄袭别人的成果,设计成果质量一般,没有达到预期效果。如果将本课程排在第6学期,则能较好的避免这种情况,效果要好的多。

3.3实习

环境工程专业的实习主要有认识实习和毕业实习。在学气污染控制工程课程之前,学生要进行认识实习。认识实习是学生明确专业培养方向、服务行业状况的重要一环。认识实习时间为2周,参观的地点为污水处理厂、热电厂、垃圾焚烧厂等。通常,与大气污染控制有关的工厂只参观一家,认识实习时间太短,学生往往只是走马观花,所起作用有限。如果在进入实习场地之前,对实习场地的相关情况,涉及到课程内容的基本原理、设备、系统、流程做概括性的讲解(最好采用多媒体手段进行),使学生进入实习场地后做到心中有数,则对以后该课程的学习起到一个很好的铺垫作用。毕业实习安排在第8学期,学生学气污染控制工程之后。毕业实习有集中实习和分散实习两种方式[5]。集中实习是老师带领多数学生到不同的实习单位实习,这样可以增加学生的见识,拓宽其知识面。分散实习的学生根据自己的特点和兴趣,找到合适的实习单位,或直接到签约的单位实习,提前熟悉工作环境。毕业实习时,因掌握了与大气污染控制相关专业知识,通过讲解人员的解说,学生能较好的将课程理论知识与实际设备、流程、基本原理等对应起来,做到融会贯通。

4考核方法改革

一直以来该课程考核都是采用传统的笔试方式,并且大多在课程结束时进行。华北水院的课程成绩为笔试成绩90%,平时成绩仅为10%。这就造成了学生平常没压力,不好好听课,甚至逃课,做作业不积极,甚至抄袭,考前拼命突击,死记硬背公式,对知识一知半解,不能灵活运用,还容易出现作弊现象。从学生长远发展来看,由于缺乏主动性,知识根基不深,不能将知识转变为能力,影响后继学业学习乃至进一步深造,缺乏发展后劲。本课程应加强平时考核力度,增加平时成绩的比重,由传统的90%和10%转变为70%和30%,即平时成绩占30%,期末考试占70%。从单纯考核知识过渡到知识、能力、素质并重。平时成绩包括平时作业完成情况、参加课堂听课情况、课堂问答表现等。

5结语

通过对大气污染控制工程课程体系进行改革,更新教学内容、改革教学方式、采用多媒体教学与板书教学相互补充、理论与实践密切结合等途径,合理优化课程的内容和结构,对培养综合性、研究与创新型人才具有十分重要的意义。但教学改革是一项系统工程,需要教师、学生、学校各职能部门积极配合、参与。对于大气污染控制工程教学,不仅要掌握基本理论知识,还要适应社会发展需要,只有这样,才能培养社会需要的高素质人才,实现真正的素质教育。

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