基于案例教學(xué)的大氣污染控制工程課程改革

盛重義 何晴 楊柳

[摘 要] 大氣污染控制工程作為高等學(xué)校環(huán)境工程專業(yè)的主干課程，在培養(yǎng)學(xué)生大氣科學(xué)素養(yǎng)方面起著重要作用?；诖耍岢鲈谡n程教學(xué)中采用案例教學(xué)法，通過(guò)弱化書(shū)本中章節(jié)的分界，選擇合適的工程案例進(jìn)行教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。在案例中有機(jī)結(jié)合基礎(chǔ)理論應(yīng)用及工程系統(tǒng)分析，闡明解決復(fù)雜工程問(wèn)題的方法與思路，實(shí)現(xiàn)全面提高學(xué)生的綜合競(jìng)爭(zhēng)力，為國(guó)家培養(yǎng)具備全面技能的環(huán)境工程專業(yè)人才的目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞] 大氣污染控制工程;案例教學(xué);課程改革

[基金項(xiàng)目] 2019年度南京師范大學(xué)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“《大氣污染控制工程》案例教學(xué)法實(shí)踐與探索——以解決復(fù)雜工程問(wèn)題為培養(yǎng)目標(biāo)”（181220004652）;2019年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“燃煤電廠排放CPM相變機(jī)理研究及其衍生物對(duì)大氣PM2.5貢獻(xiàn)的環(huán)境風(fēng)洞模擬”（41877469）;2018年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“燃煤電廠煙道內(nèi)及近源強(qiáng)處可凝結(jié)顆粒物生成特征與轉(zhuǎn)化機(jī)理研究”（41771498）

[作者簡(jiǎn)介] 盛重義（1984—），男，江蘇靖江人，工學(xué)博士，南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院副教授，研究方向?yàn)榄h(huán)境催化、燃煤煙氣治理以及有機(jī)廢氣控制技術(shù);何 晴（1995—），女，安徽安慶人，南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院2018級(jí)環(huán)境工程專業(yè)碩士研究生，研究方向?yàn)榇髿馕廴究刂评碚撆c技術(shù);楊 柳（1969—），男，江蘇泰興人，工學(xué)博士，南京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授，研究方向?yàn)榇髿馕廴究刂评碚撆c技術(shù)。

[中圖分類號(hào)] G642.0? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）31-0174-03? ? [收稿日期] 2020-01-17

一、前言

近年來(lái)大氣污染問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重威脅了公眾健康，也成為人類面臨的共同挑戰(zhàn)。大氣污染控制工程課程的授課內(nèi)容一直緊密結(jié)合大氣污染控制工程理論、實(shí)踐和學(xué)科發(fā)展前沿，重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生的大氣科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決與大氣污染相關(guān)問(wèn)題的能力。

大氣污染控制工程是環(huán)境工程專業(yè)的主干課程。本課程旨在向?qū)W生重點(diǎn)介紹大氣污染控制的基本內(nèi)容和原理、主要大氣污染物的控制技術(shù)和特點(diǎn)、典型工藝的基本計(jì)算方法和應(yīng)用范圍以及相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展等。本課程不僅關(guān)注課堂教學(xué)，更重要的是結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等主要教學(xué)環(huán)節(jié)，為學(xué)生畢業(yè)后從事大氣污染控制工程設(shè)計(jì)、工程應(yīng)用以及相關(guān)的技術(shù)管理等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

目前大氣污染控制工程課程教學(xué)中存在的主要問(wèn)題是學(xué)生缺乏獨(dú)立解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。由于教師在課堂上主要介紹基本理論知識(shí)，忽略了這些理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，難以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。此外，教學(xué)內(nèi)容不能做到與時(shí)俱進(jìn)，與現(xiàn)代環(huán)境工程專業(yè)人才的必備素養(yǎng)與要求有一定的差距，為此不少學(xué)者根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了很多教學(xué)改進(jìn)方案。

趙芝清[1]采用以學(xué)生為中心的“對(duì)分課堂”教學(xué)模式，建立基于過(guò)程管理的考核模式;黃遠(yuǎn)東[2]等對(duì)大氣污染控制工程課程的理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)教學(xué)等主要方面提出很多改進(jìn)看法，以期提高課程教學(xué)效果;劉忻[3]等提出將成果導(dǎo)向理念應(yīng)用到課程教學(xué)當(dāng)中去;單鳳君[4]等首次提出了“課程組”的教學(xué)模式，可以優(yōu)化教學(xué)資源、豐富教學(xué)形式，進(jìn)一步提高教學(xué)效果;王金龍[5]等認(rèn)為要在教學(xué)過(guò)程中多介紹相關(guān)的前沿知識(shí)，做到教學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)。

大氣污染控制工程課程的改革勢(shì)在必行。本文將案例教學(xué)法與大氣污染控制工程課程相結(jié)合，相信基于實(shí)際的工程案例、課堂教學(xué)能讓學(xué)生能更加直觀且形象地了解不同的工藝路線、工程設(shè)計(jì)，并從中學(xué)習(xí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的思路，從而能順利應(yīng)用到以后的實(shí)際工作中。

二、案例教學(xué)法

案例教學(xué)法[6]是一種新型的課堂教學(xué)模式。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容要求，以教材為根本出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)收集并設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)際案例，讓學(xué)生置于特定情景并且能更加直觀且形象地了解工程實(shí)例。這種互動(dòng)式的教學(xué)方法可以在教學(xué)過(guò)程中充分引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)際案例進(jìn)行深入分析、廣泛討論和多方面交流，并借以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

已有部分學(xué)者在課程改革中提出了關(guān)于案例教學(xué)的想法。如王麗平[7]等對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革，提出案例式研討教學(xué)研究，包括建立案例庫(kù)、課堂案例式研討教學(xué)和評(píng)價(jià)體系;鄒美玲[8]等采用情境、案例等要素，外加互動(dòng)、討論等一系列課堂活動(dòng)進(jìn)行課程改革;李娜[9]等提出對(duì)課程進(jìn)行諸如實(shí)踐教學(xué)、案例教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)等一系列改革，并嘗試評(píng)估和優(yōu)化教學(xué)結(jié)果。

案例教學(xué)法雖有應(yīng)用，但這種教學(xué)方法仍不是大學(xué)本科課堂教學(xué)的主流方法。換言之，現(xiàn)在的案例教學(xué)法還停留在口頭，并未落到實(shí)處[10]。本文將案例教學(xué)應(yīng)用在大氣污染控制工程課程中，就是要打破教材中原有章節(jié)的界限，通過(guò)篩選、講授典型的實(shí)際工程案例，達(dá)到在案例講解中實(shí)現(xiàn)知識(shí)融會(huì)貫通的效果。

三、案例教學(xué)改革方案

本文以南京師范大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)課程安排為例，對(duì)案例教學(xué)改革方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（一）案例素材搜索及設(shè)計(jì)

圍繞實(shí)際工程應(yīng)用，搜索并設(shè)計(jì)有較高使用價(jià)值的經(jīng)典工程案例，包含復(fù)雜工程問(wèn)題，如廢氣收集、廢氣輸送、廢氣體積隨溫度在系統(tǒng)內(nèi)的變化、核心治理設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、系統(tǒng)控制、投資及運(yùn)行成本分析等。

例如，煙氣脫硫部分在《大氣污染控制工程（第三版）》[11]教材中占據(jù)了較大的比重，可以將煙氣脫硫作為一個(gè)單獨(dú)的版塊并展開(kāi)介紹。

（二）案例教學(xué)法試行并篩選調(diào)整

結(jié)合課程重點(diǎn)章節(jié)內(nèi)容，以“石灰石-石膏法濕法脫硫工藝”為例進(jìn)行實(shí)踐，檢驗(yàn)新教學(xué)方法的效果。在講授案例時(shí)，穿插介紹相關(guān)的理論知識(shí)。這樣不僅可以將知識(shí)貫通起來(lái)，也可以避免課堂上的枯燥，讓學(xué)生更有興趣接受，并做到融會(huì)貫通。