基于工程教育认证的《大气污染控制工程》课程改革实践

基于工程教育认证的《大气污染控制工程》课程改革实践

张艳

哈尔滨理工大学南区化工学院150040

工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育的国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。我校基于工程教育认证标准调整修订的环境工程专业2019版培养方案，明确了专业建设要以市场需求为导向，在打好基础、拓宽专业面的基础上，培养具有创新能力和持续发展能力的高素质应用型人才。我校环境工程专业课程体系建设，是以三废治理工艺为重点，适度加强环境影响评价和生态修复工程教育，使学生能够胜任环境工程项目的设计和管理、解决复杂环境工程问题。

作为专业核心课程的《大气污染控制工程》，课程体系包括理论教学、专业实验及课程设计三个部分。教学过程不仅要使学生深刻领会大气污染防治基本原理和专业技术，更要强化对学生实际应用能力和创新能力的培养。这些都对学生培养过程的理论和实践教学环节的教学模式、考核办法提出了转型和改革要求。

一、大气污染控制工程课程教学现状

目前我校《大气污染控制工程》的教学以必要的理论知识与实践技能为主要内容，并具备除尘、净化设备选型和工艺设计能力。对照工程教育认证标准，还存在以下问题：

1.教学学时缩短、课程体系内容全面、与其他课程内容存在交叉

选用教材知识体系与工程流体力学、化工原理和环境影响评价等相关课程存在交叉，如气态污染物净化技术中的吸收法、吸附法，与环境工程原理的气体吸收、气体吸附，大气污染物浓度估算模式与《环境影响评价》污染物预测模式。我校最新版环境工程专业培养方案，将《大气污染控制工程》缩减至48学时，因此，在教学中如何协调与其他课程的关系尤为重要。

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。实际工作中，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。

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．实验设备不足、实验项目数量少，课程设计较多停留在理论上的计算，实际应用性有待加强，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。

二、课程改革思路

针对《大气污染控制工程》课程理论教学和课程设计，尝试采取多种教学手段，理清教学脉络，从教学方法、教学内容、教学模式及考核方式等方面进行改革。教学体系改革技术路线如图1所示。

1.理论教学采用项目驱动式教学、翻转课堂及线上线下混合等教学模式

将项目驱动式教学贯穿整个教学过程，结合大气污染控制工程课程设计，在理论课开始教学的同时就下达课程设计任务，不限定要求，建立5人制学习及设计小组，结合课程进度进行指导，使学生逐渐积累文献资料，有针对性地自主学习；

翻转课堂安排在每章结束后进行，学生按学习小组，通过查找文献资料和研讨，对本章重点知识进行梳理总结，形成知识框架，要求每人都参与课件制作，并独立讲解，限定时间完成课堂翻转教学。

《大气污染控制工程》课程涉及面广，教学内容多，在燃烧计算、污染物浓度估算和典型控制设备设计等关键环节，讲解过程采用启发引导式，并结合大作业进行提升和强化训练，组织学生以小组为单元进行分析、研究，寻求解决大气污染控制过程设计计算问题的方法。利用尔雅教学平台引入了线上线下混合教学模式，进行“以学生为中心”的教学尝试，由被动学习转变为主动参与，增强学生对课程的兴趣，让学生参与到教学中来，达到了对专业知识的掌握和灵活运用的目的。

教学内容和教学方法分解见表1所示。

2.实践环节

按照认证标准要求，对学生实践能力、创新意识和创新能力的培养应贯穿于课程设计教学全过程。课程设计实施时采用竞赛方式进行，依托《大气污染控制工程》课程学习及课程设计下达设计任务，参赛学生可自由组合，以团队形式参赛，根据竞赛命题和要求完成设计，提交设计作品的电子文档和书面文档；设计任务既有合作又有分工，所得成绩作为该课程设计的成绩评定的依据之一。

3、细化考核评价体系

为了更好的满足工程教育认证的要求，适应人才培养的目标，全面考核学生的综合能力。考核评价体系改革的主要思路是细化考核标准，注重过程考核。理论课程考核由多个教学环节综合决定；课程设计制定每个环节的考核细则，并结合竞赛方式验收，既考核个人能力，也考核团队合作效果。

三、教学改革和实践

《大气污染控制工程》课程改革实践主要针对教学、课程设计方法及考核模式进行改革。

1.理论教学

针对大气污染控制工程多学科集成的特点，在教学内容上与基础课程相关内容进行协调、整合，使学生理解大气污染控制工程的基本概念、基本原理等知识，熟悉燃料燃烧、大气污染气象、污染物扩散及污染物除尘、净化控制的基本理论。能够运用大气污染控制原理、设计的基本知识，比较分析大气污染防治主要控制设备和典型工艺特点，选择适当技术措施解决实际大气污染问题。能够进行除尘器、气态污染物净化设备的选择、设计计算，针对不同工艺需要，确定环保设备，进行净化工艺设计，培养学生在面对大气污染物控制的复杂工程问题时，能够提出相应的解决方案的能力。改传统教学为多媒体模式，完善教学课件，运用翻转课堂、线上线下混合式教学，并通过尔雅教学平台实时记录学生的学习效果。

2.课程设计

（1）项目驱动式

改进课程设计选题，从单一问题设计改为复杂综合性设计，如“为某电厂锅炉设计一套除尘脱硫脱硝净化系统”，使设计更接近解决复杂实际工程问题。只给定设计任务大方向，设计题目由学生自主选择并按组分工确定，以环境工程2016级第5设计小组为例，设计任务分解情况如表2所示。

（2）采用竞赛方式验收

设计过程以组会形式进行指导，通过项目设计要求引导和知识运用，使学生熟悉环境工程设计的原则和法规，掌握环境工程设计的方法，能够进行净化系统总平面布置、工艺流程设计及环保设备的选用，学会建设项目的基本概预算和进行技术经济分析的方法。通过采用全国大学生化工设计大赛模式，开展了大气污染控制工程课程设计竞赛。

设计过程以组会形式进行指导；增加了参观考察学校锅炉车间环节，聘请同行专家参加课程设计指导；细化评价标准，实现定量评价。并通过组内成员之间、师生之间的沟通交流有效解决设计过程出现的问题。

从污染物源强分析、除尘脱硫工艺方案确定，文献资料的使用、设计计算、绘制图纸等方面，学生独立提出见解，设计思路和计算能力，运用所学基础理论和专业知识的，独立制定污染物净化技术路线和实际工程工艺流程。在专业课教学中加强了对实际工程项目案例的分析，引导学生加深对解决实际复杂环境工程问题的理解和运用。

（3）专项实习

设计过程中组织学生观看火力发电厂相关视频，并安排参观考察学校锅炉车间和华能集团哈尔滨发电厂。学生通过专项实习认知了真实的工艺流程和设备，把设计中出现的问题和工程实践结合起来及时解决，使课程设计工作达到事半功倍的效果。

3.考核方式改革

主要思路是细化考核标准，注重过程考核。

（1）理论课程总成绩分为四个部分：

过程考核：主要考核学生笔记情况、课堂讨论、学习情况汇报、回答问题、考勤等，占总成绩的10%；作业主要考核学生对每节知识点的复习、理解和运用；每次作业按10分制单独评分，取各次作业成绩的平均值作为此环节的最终成绩，占总成绩的10%；

大作业主要考核学生对每知识领域知识单元的复习、理解和运用；每次大作业按10分制单独评分，取各次大作业成绩的平均值作为此环节的最终成绩，占总成绩的10%；期末考试卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在课程总成绩中所占比例计入总评成绩，占总成绩的70%。

（2）课程设计总成绩分为四个部分：

参与设计态度和平时表现，权重为0.2；设计能力及图纸质量，权重为0.2；设计计算合理性及设计说明书的撰写，权重为0.3；答辩陈述及答辩表现，权重为0.3。

总成绩=ΣW（权重）×R（每项得分）

四、结束语

工程教育认证以学生为中心，以产出为导向，对《大气污染控制工程》课程教学方法和教学手段提出了新的要求。通过教学改革实践，旨在使学生能适应环境工程技术发展要求，在环境污染防治工程的技术研发、环境监测、环境影响评价、环境规划与管理等方面，具备较强的创新能力；适应独立和团队工作环境，能够与业界同行保持有效沟通，不断提高终身学习的能力，成为具有创新能力和持续发展能力的高素质应用型人才。

参考文献

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