大气污染控制工程创新性实验的探索与思考

朱 玲 王建宏 陈家庆 初庆东 梁存珍

北京石油化工学院 北京 102617

大气污染控制工程创新性实验的探索与思考

朱 玲 王建宏 陈家庆 初庆东 梁存珍

北京石油化工学院 北京 102617

结合本校“培养高级应用型人才”的办学宗旨和环境工程专业的办学理念，从提高学生素质和创新能力出发，就大气污染控制工程课程创新性实验的经验和体会进行了总结。

大气污染控制工程；专业特色；创新性实验

北京石油化工学院在不断改革发展过程中确立了“培养高级应用型人才”的办学宗旨，拥有北京地区首个“全国产学研合作教育实验基地”，是具有鲜明工程实践特色的普通高等学校。学校环境工程系目前是国家级特色专业，环境工程教学与实验中心为北京市级实验教学示范中心，专业在开办之初即确立了“在常规环境工程专业共性培养的基础上突出环保设备特色，巩固石油石化行业优势”的专业办学理念。因此，在遵循环境工程专业统一培养规格和基本要求的前提下，更要注重学生实践能力和创新能力培养，才能体现办学思想和专业特色。

环境工程是集理论性、技术性、实践性为一体的专业，大气污染控制工程是其中一门主干课程，其专业实验课教学是理论教学的重要辅助部分，是培养学生过程中的一个重要环节。通过实验教学不仅可以使学生加深理论知识的学习，更可以培养学生的动手能力、分析问题、解决问题的能力和实际工作能力。我们在开设大气污染控制工程实验时，确定了“重基础、抓综合、谋创新”的实验教学体系。

1 创新实验的研究与实践

1.1 创新性实验的指导思想

以培养学生的科研能力和创新意识为目标，以教师的科研成果向教学实验转化开设创新性实验，同时以承担大学生研究训练（URT）项目为平台，成立课外科技活动小组。对学生从选题、文献查阅、实验设计、实验操作、结果分析、图片和数据整理、论文撰写、报告与答辩等环节进行全面训练，实施实验教学的个性化培养；并养成良好的科学素养和科学研究的协作精神，为培养具有创新精神的环境工程专业复合型人才打下良好基础。

1.2 实验题目和内容的设计

课程组教师根据自己研究方向以及已有的科研成果，开设实验项目，避免出现实验过程失控的现象；题目应体现内容新、难度适中和可操作性强；内容难度适中体现在适合本科生的实际水平，控制在使学生努力之后可以完成的程度，使学生有信心、有能力完成，并得到相应的锻炼；目前固定开设3个创新性实验，分别是机动车尾气净化实验、气态污染物的光催化净化实验和膜的制备与性能表征实验；同时还会根据学生URT项目开设一些新的实验。

创新实验要合理，要有一定的理论支撑，还要尽可能的涵盖多个相关学科的知识。如气态污染物的光催化净化实验的开设，可使学生了解到纳米技术在环境领域尤其大气保护领域的实际应用潜力。使学生了解空气污染物催化转化和净化的原理及主要影响参数等因素，深入了解纳米材料组成结构特点、催化性质，有效提高学生素质、深化知识和扩展知识面，并提升创新研究与能力；同时引入光催化剂的表征分析，让学生了解常用纳米材料表征技术和手段，极大丰富教学内容深度和广度，对学生研究能力创新能力培养的好处不言而喻。

创新性实验的开设还可以让学生了解到大气污染控制技术领域的新技术和前沿动态。如大气污染控制技术中吸收与膜分离回收等内容由于课时限制无法安排，但是和学生的培养计划中的毕业论文、学生创新性训练项目有结合可能，能让有兴趣和精力的学生深入开展创新性实验研究，这也为学生以后在研究生阶段的实验研究奠定基础。

1.3 创新性实验教学过程

1.3.1 选题，查阅资料，拟定和确定实验方案

根据自愿的原则，学生自己成立实验小组，自主选题。为保证质量，每个创新实验项目限定参加人数为3～5人；教师可根据分组情况适当调整，以保证每组能按完成预定要求。

例如，我们在光催化净化VOCs的创新型实验中首先把实验目的、流程和所用到的检测仪器等给学生做简要讲解，然后列出此次实验所包含的内容，如光催化剂的制备和表征分析实验、光催化剂的改性实验、实验条件对光催化净化VOCs效率的影响等方面。学生根据所选内容查阅文献，了解和掌握与课题有关的国内外技术状况、发展动态，并在此基础上，根据实验课题要求和实验室条件，提出具体的书面实验方案设计，包括提出实验工艺技术路线与实验装置、实验条件要求、测试项目和测试方法、实验计划进度等。

通过学生和指导教师进行实验方案讨论，一方面可对实验方案进行修订；另一方面，讨论的过程也是对学生发现问题、分析问题和创新能力的重要培养锻炼过程。

1.3.2 实验阶段

指导教师集中学生学习所需检测器的使用，如气相色谱、便携式气体检测器等；相关设备和气路连接的注意事项；如何检漏和调试系统。随后按确定的实验方案，由学生自己动手准备必要的实验材料，完成实验装置的搭建和调试，开展具体的试验和测试工作。指导教师负责现场指导，解答学生实验中遇到的难题，启发学生深入思考。

1.3.3 实验总结阶段

在此过程中要求学生学习和初步掌握对实验数据的科学分析，学会使用常用的数据处理软件，掌握依据实验结果推演到结论的思维过程，巩固所学的基础知识和相关专业知识，培养和提高科学研究能力。学生通过自主对实验结果数据进行分析、总结，分析问题的能力得到锻炼和提高，并最终按要求完成试验研究报告。实验报告撰写的过程，不仅是数据和图表的总结，更包括对实验结果和现象的分析。创新实验希望成功，但也允许失败，可用数据说明原因。

此外，根据自愿的原则，让部分学生把多组的实验结果综合起来进行分析，最后上交科技论文形式的实验报告，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。

曾有许多同行论及环境工程专业人才培养和创新性实验教学，并对如何拓宽实验设计或研究创新内容，提出了很好的建议，说明各大院校对创新型人才的培养有一致的共识和行动。

2 结束语

大气污染控制工程科技创新实验的运作方式，将科研资源转化为教学资源,实现了指导教师、科研项目和先进仪器设备成为培养和提高大学生创新能力的摇篮和载体,结合实践教学环节,以培养“高级应用型人才”为目标,提供学生的工程实践能力。

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Exploring and thinking of creative experiment for the course of air pollution control engineering

Zhu Ling, Wang Jianhong, Chen Jiaqing, Chu Qingdong, Liang Cunzhen
Beijing institute of petrochemical technology, Beijing, 102617, China

In this paper, based on the purpose and philosophy of school and major of cultivating high-level, versatile and practical management talents, we summarized the experience on carting on the creative experiments for the course of air pollution control engineering,which was in the interest of enhancing the qualities and innovation abilities of students.

air pollution control engineering; major characteristics; creative experiment

2010-11-23 稿件编号：1011115

朱玲，博士，副教授。

2007年度北京市高等学校教育教学改革立项项目 (编号：京教函[2007]451号)。