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摘要:以大气污染控制工程课程为例,针对该课程公式较多、计算繁杂和内容更新快等特点,提出了“与时俱进式”、“归纳总结互动式”、“考核方式多样化”课堂教学模式,这些教学模式在课堂教学中取得了显著的效果。
关键词:大气污染控制工程;课堂教学模式
本文引用格式:唐小玲,等.《大气污染控制工程》课堂教学模式优化探索[J].教育现代化,2019,6(70):224-225.
Exploring the Optimization of Air Pollution Control Engineering Classroom Teaching Model
TANG Xiao-ling1,NI Jin-long2
(1.College of Chemical and Environmental Engineer,SUST,Qingdao,Shandong,China;2.College of Geoscience and Engineering,SUST,Qingdao,Shandong,China)
Abstract:Air pollution control engineering course,as one of many non-imperative specialties,was taken as an example.Because of the fast content updating,a lot of formulas and calculation of multifarious about this course,the teaching models of advancing with the times,summing-up interactivity and multiplicate assessment methods are proposed for inspiring students study interest,enhancing teaching effect,which received marvelous effects.
Key words:Air pollution control engineering;Classroom teaching model
《大气污染控制工程》是高等学校环境工程专业的一门重要专业课,是环境工程知识体系的重要组成部分,其教学内容和教学改革直接关系到环境工程专业学生的理论知识水平和工程技能[1]。该课程重点讲述大气污染防治的基本概念、大气污染气象学、大气扩散浓度估算模式、颗粒态除尘及气态污染控制的基础知识和治理方法以及主要设备和典型工艺的设计计算等。结合我校环境工程专业的特点,我们选用了全国大多数高等院校环境专业所用的教材,即高教出版社出版郝吉明、马广大和王书肖主编的《大气污染控制工程》(第三版)。
通过本课程的较扎实的课堂知识学习,并结合大气污染控制的实践教学环节,如实验、认识实习、课程设计和毕业设计等,使学生掌握大气污染物控制方面复杂工艺的设计计算,培养学生分析和解决实际问题的能力,为学生的后续学习和相关工作打下坚实的基础。大气污染防治技术近年来也在不断发展和更新,新知识和新技术更是层出不穷。在新形势下,为更好地实现环境工程类专业人才培养目标,培养学生大气污染控制技术的创新能力,笔者探索出多种课堂教学模式,激发了学生的学习兴趣与热情,提高了教学质量,取得了较好的教学效果。
一“与时俱进式”教学模式
人们对大气污染的关注已由局地的污染扩展至全球气候变化,关注的污染物也不仅是常规的一次污染物,人们越来越关注二次污染物和一些微量的有毒有害物质如POPs(可持续性有机污染物)和汞对环境和人体健康的影响,大气污染控制技术自身也由原来以末端控制为主发展为以清洁生产、优化工艺过程和产品升级替代为中心的全过程源头控制[1]。近几年来中国以京津冀地区为首的大气雾霾事件频发,受到老百姓的广泛关注,因此笔者在教学中也作出了相应的调整。笔者在教学过程中及时补充我国最新出台的大气污染防治法规政策,及时了解国内外大气污染控制方面热点话题,做到课堂理论教学和当前大气污染现状相结合,与时俱进。
鉴于此,笔者在绪论这一章补充了相关雾霾专题,了解雾和霾的定义、来源和危害,了解欧美国家如英国、美国和德国在治理雾霾方面都采取的哪些举措,这些国家在治理雾霾方面又有哪些异同点。另外,在绪论这一章讲到控制大气污染的关键措施这里,可以引用提炼了2018年3月环保部副部长黄润秋在全国政协会议上的讲话,针对我们国家的治理雾霾方面的措施黄部长主要是从产业结构、能源结构和交通运输方面进行了详细的阐述,让学生了解国家的最新举措,从而引导学生多思考一下身边城市、周边城市及全国的大气雾霾污染状况,让学生切实感受到我国目前大气污染的严重性和治理大气污染的艰巨性。
二“归纳总结互动式”教学模式
所谓互动式教学,是在教学中教与学双方在彼此倾听、彼此坦诚的基础上,进行平等交流、探讨,表达不同观点甚至辩论,激发教学双方的主动性,开拓创造性思维,以达到提高教学效果的一种教学方式[2]。所谓归纳总结互动式教学,就是在互动式教学的基础之上教师最后要做一下归纳总结,让学生对该知识点有一个深刻的理解和掌握。
对于一些较复杂的问题,让大家分小组讨论,笔者再做最后归纳总结。针对第四章大气污染物扩散模式,特别是关于地面污染物浓度计算,比如教材中和参考资料中的例题关于风速这一给定参数,有的例题中给出的烟囱出口处的风速,有的例题中给出的是烟囱有效高度处的风速,对于初学者很容易混淆。经过讨论之后,学生也还比较茫然,当然教师要做最后总结。关于风速的问题,其实在推导模式前有四点假设,其中有一点就是假设全部空间的风速均匀且稳定,所以例题中无论给出烟囱出口处还是烟囱有效高度处的风速都可以,直接代入公式就可以了。另外,对于高斯模式假定的风速与表4-3和表4-6里的地面风速还是不一样的,这里的地面风速指的是距地面10m高度处10min的平均风速,这里的平均风速指的是气象部门长年统计的风速度风向气候资料的风速度,与高斯扩散模式里的假定风速不能混为一谈,否则学生很容易混淆。
另外,针对第四章大气污染物扩散模式,特别是关于地面污染物浓度计算,稳定度级别的确定也是一个重点难点,稳定度级别的确定直关系到扩散参数的选取,而扩散参数的选取教材中讲解了三种方法(P-G法、P-T法和中国国家标准规定的方法),究竟选用哪种方法,学生很容易不知所措。经过讨论之后,学生也还比较茫然,当然教师要做最后总结。笔者总结如下:按表4-3或4-5和4-6确定稳定度级别后,如果题目中明确表示是什么功能区(如工业区或城区等),就按中国国家标准规定的方法看稳定度级别是否需要提级(工业锅炉不能算作工业区);如果题目中没有明确表示是什么功能区,就用已确定的稳定度级别,无需考虑是否需要提级。经过这样讨论总结后,学生就能很快就能选对稳定度级别,为学生后续的相关内容课程设计和课程实验以及毕业后从事相关的工作都打下了良好的基础。
最后,在讲到颗粒物的重力沉降时,对于不同粒径的粒物究竟选择哪一个区域的公式,经过讨论之后,也还比较茫然,当然教师要做最后总结,具体内容可参照文献[3]。
三“考核方式多样化”教学模式
一直以来《大气污染控制工程》课程考核都是以期末笔试为主的,这样容易造成学生平时不注重知识的累积,更不注重知识的理解,考试前对重难点死记硬背。另外,必修课期末考试通常学校都要求闭卷考试,针对本门课程尤其是第四章和等第五章大量的较复杂的公式,单一的闭卷考试就很难进行全面有效的考核。
为了避免这些弊端,笔者课程考核通过课堂开卷小测验、小组PPT小报告、期末闭卷考试多样方式考核成绩,三者比例为:总成绩(100%)=课堂开卷小测验(15%)+小组PPT报告(15%)+期末闭卷考试(70%)。小组PPT报告笔者提前列出主题,主题如下:①电除尘,②袋式除尘,③大气脱硫,④大气脱硝,⑤填料吸收塔,⑥烟囱设计。课堂开卷小测验主要是针对第四章和第五章出两道综合计算题。PPT报告内容要求是该领域的新技术或新方法等,每组1人上台讲解PPT,每人10-15分钟,PPT完成的质量较高,该组的所有人成绩都高,上台讲PPT的同学成绩最高,这样对调动学生的积极性有很大帮助,小组成员都会参与查找资料、制作PPT。正如芝加哥大学著名教育家布卢姆提出的“掌握学习”理论,要想让学生获得较好的学习效果,教师需要为其提供所需要的学习时间和学习方式[4],学生在查找资料、制作PPT的过程中,会投入较多的时间,学到较多的相关内容。
四 结论
通过对《大气污染控制工程》课堂教学模式进行优化探索,采取更新教学内容、完善教学模式、改革考核方式等途径,从而极大地提高了课堂教学质量,有效地培养了学生创新能力,为后续的实践环节打下了坚实的理论基础,实现素质教育。
参考文献
[1]郝吉明,马广大,王书肖.大气污染控制工程(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2010.
[2]任晓莉,郝瑞刚.大气污染控制工程课堂教学改革探索与实践[J].化工高等教育,2009(3):68-70.
[3]唐小玲,倪金龙.大气污染控制工程课堂教学改革与优化[J].化工高等教育,2013,(1):78-80.
[4]张春玲.对布卢姆掌握学习理论的再认识[J].洛阳师范学院学报,2001,(1):80-82.
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