基于应用型人才培养的“大气污染控制工程”教学改革

林静雯,冯治宇,王英刚,董怡华,高 丹

(沈阳大学环境学院,辽宁沈阳 110044)

基于应用型人才培养的“大气污染控制工程”教学改革

林静雯,冯治宇,王英刚,董怡华,高 丹

(沈阳大学环境学院,辽宁沈阳 110044)

针对“大气污染控制工程”课程在培养应用型人才中存在的问题,探索了在该课程教学内容中融入实际工程实例,应用多元化教学方法突出工程设计训练,开设综合性实验的教学实践。提高了学生解决实际工程问题能力、工程设计能力和动手能力。

环境工程;应用型;人才培养;大气污染控制工程

应用型人才,既不同于理论基础宽厚的学术型人才,也不同于职业技能型人才,它是介于学术型人才和技能型人才之间的一种复合型人才[1]。随着社会对多元化人才需要的不断增长,应用型人才的培养已逐渐成为我国高等教育体系中一种新的主要类型和培养目标,近几年已成为教育研究的热点之一[2]。

沈阳大学作为地方性一般本科院校,为了区域经济发展的需要,一直把应用型人才培养作为主要目标。特别是环境工程专业,作为一门新兴的、综合性强的学科,一直在不断地改革传统的教育模式以适应应用型人才培养的需要[3]。

“大气污染控制工程”课程作为本科环境工程专业一门核心课程。它是为社会培养“解决大气环境污染问题”高级应用型人才最主要平台课程之一[4]。在我国大气环境质量日益严峻的今天,在该课程教学中提高 “解决大气环境污染问题”的应用型人才培养质量,以适应大气污染学科不断发展变化的步伐,就凸显出更重要的意义[5]。本文通过“大气污染控制工程”课程教学内容、教学方法和课程实验教学几个方面强化应用型人才培养的教学探索,以期为提高环境工程专业应用型人才培养质量的同时,也为环保专业应用型人才的培养模式提供借鉴。

一、课程教学改革必要性

“大气污染控制工程”课程是在现代社会经济和科学发展过程中,为了解决大气环境问题而诞生的课程。通过本课程的学习,能够使本科学生全面掌握大气污染来源、转化和生成机理,大气污染控制的基本原理和方法,典型控制工艺和设备的设计和选型,以及相关前沿研究领域进展[6]。

沈阳大学“大气污染控制工程”课程目前为64学时,其中理论56学时,课程实验8学时。采用郝吉明等编著、高等教育出版社出版的 “十一五”规划教材[7]。作为地方性一般本科院校,从培养应用型人才的角度来看,沈阳大学“大气污染控制工程”课程应重点对该课程如下几个方面进行改革探索:

(1)由于“大气污染控制工程”课程教学基础理论内容繁多,而实际工程应用方面的内容较少,因此在有限的课时内,学生在该课程中缺乏理论与实践相结合的基本技能训练。而且随着大气污染问题的日益严重,大气污染控制最新成果也不能在教材中及时全面反映出来,教学内容中缺乏很好地适应快速发展的大气学科需要的教学内容。因此加强学生把理论知识应用到实际工程中

(2)由于“大气污染控制工程”课程教学中涉及到的工程设计计算部分公式多,设计知识点不易掌握。因此按照 “教师授课、学生听课”的传统式教学方法授课,学生普遍感觉在该课程中工程设计方面的教学较为枯燥,课堂教学效果较差,激发不起学生学习兴趣,在“大气污染控制工程”课堂教学中对学生进行工程设计能力方面的培训较为困难。因此对学生进行工程设计能力方面的培养是“大气污染控制工程”课程教学改革探索最主要的任务之一。

(3)实验教学是大气污染控制工程课程体系中的一个组成部分,目前“大气污染控制工程”课程实验大多为验证性实验,因此不能达到以学生为主体、强化学生实践操作能力的目的。尤其是缺乏训练学生独立能力方面的课程综合性实验。因此在“大气污染控制工程”课程实践教学中提高学生操作技能、加强学生动手能力培养是亟待教学改革探索的内容之一。

二、教学内容探索

在“大气污染控制工程”课程教学中,为了提高应用型人才培养质量,探索了把实际工程实例融入到课程教学内容中的教学改革。以实现加强学生解决实际工程问题能力培养的同时,对教学内容进行优化和不断更新,具体的实践方法为:

在实践中首先根据教学大纲,把课程教学内容分成几大模块,具体模块见表1。任课教师根据这几大模块,对教学、科研、工程实践的资料进行收集、整理、分析、筛选后,把最基本、最代表前沿的实际工程实例融入到这些模块的课程教学内容中。授课教师在把主要知识点给学生做一讲解的基础上,把主要知识点对应的工程实例也介绍给学生,吸引学生去关注课本的理论知识如何在解决实际工程问题中得到应用。甚至在有条件的情况下,为提高学生应用理论知识发现问题,分析问题思维的积极性,把学生从课堂教学带入到实际生产中,将课堂学习的内容与实际生产结合,让学生学以致用。

例如模块二“颗粒污染物控制技术与设备”的理论教学中,在讲授到旋风除尘装置时,就将拥有多管陶瓷旋风除尘系统的沈阳北站邮政热力中心的实际案例融入到课程讲授的内容中去,并且利用2课时的时间,组织学生去现场了解除尘的主要流程、除尘设备的主要运行参数,让学生分析比较多管陶瓷旋风除尘与教材中介绍的普通旋风除尘装置的先进性和合理性,启发学生分析相关知识点在实际生产中都是如何得到扩展应用的,重点训练学生关注实际工程中学科专业发展的前沿技术,激发学生理论联系实际学习的热情。

表1 课程教学内容的模块划分

另一方面,大气污染控制学科是一个发展迅速的学科,特别是随着我国经济的发展,大气不断出现新的污染问题,需要不断发展的科学技术来解决这些面临的新的问题。因此要求在该课程教学内容中要不断补充最新的实际工程实例,通过这样的手段全面加强学生解决实际工程问题能力,实现教学内容的不断更新。例如对于我国近年愈演愈烈的“大气雾霾污染”这一实际问题,在教材中并没有作为一个主要知识点去关注它。为了让学生了解掌握这一知识点并能应用这一知识点去解决实际问题,任课教师根据科研内容和在查阅文献的基础上,把“大气雾霾污染问题”这一知识点融入到了“模块一”教学中讲授给学生,并让学生根据所学的内容,结合实际分析沈阳“雾霾”污染的主要原因和可能的解决途径。

课程教学内容融入工程实例的教学效果是非常显著的,学生不但在课程复杂的理论内容中以及有限的课时内,找到了掌握该课程知识内容最好的方法,也达到了培养学生应用理论知识解决实际工程问题的培养目标。另一方面实现了教学内容的不断更新。对“具有解决实际环境问题的应用型高级工程技术人才”培养起到一个很好的示范作用。鉴于该课程在教学中突出工程实践教学的特点,因此2010年该课程被评为校级精品示范课程。

三、教学方法探索

工程设计能力是应用型高级工程技术人才最基本的技能之一。工程设计能力的培养也是应用型高级工程技术人才培养中重要的教学环节。在课堂教学中突出工程设计能力的培训,是加强学生工程设计能力培养的一个最好途径之一。但是由于工程设计计算比较复杂,学生在课堂有限的学习时间内接受通常比较困难。如果要解决这一棘手问题,使课堂教学达到良好效果,必须在“大气污染控制工程”课程中,从教与学两方面入手进行传统教学方法改革,应用多元化教学方法突出工程设计能力训练培养。在实践中,做了如下的改革探索。

(1)要求任课教师在课堂上讲解到每一模块教学工程设计内容时,要做到少而精,浅而宽,新而活。要从实用性原则出发,力求把大气污染处理工程中应用性、实践性很强的处理工艺、最基本的计算方法、设计程序、设计参数、设计方法进行优选传授给学生。例如,在讲解到模块一“烟囱高度的设计”内容时,针对烟囱高度设计的四种方法,授课教师就要对这四种设计方法进行精选,选择一种工程中最普遍、最实用的“按地面空气烟尘最大含量”设计方法为代表,对这方面的知识进行详细讲解的基础上,利用具有代表性这一方法,对学生进行设计知识的讲解,加强学生设计计算能力的培养。

(2)任课教师在课堂教学中多利用多媒体课件进行教学。在教授到每一个知识点时,都适当的把工程设计以及设备构造的内容通过多媒体课件传授给学生,增强学生的感性认识,丰富学生的学习途径。

(3)必须在课堂上不断地与学生进行互动式教学。抓住每一个实际工程设计内容,在给学生讲解设计基本程序后,把实际工程的设计参数布置给学生,让学生在授课教师的引导下,自行进行设计计算。注重学生参与,勤学多练,让学生达到“真枪实刀”的设计能力训练。

(4)要经常使用提问式教学。通过知识点的融会贯通、联系实际引出问题、共同寻求答案的途径,让学生在复杂的“大气污染控制工程”课程教学中,始终保持解决工程设计技术和工艺问题的积极性,加强学生工程设计能力的培养。

在课堂教学中突出工程设计能力培养的多元化教学方法应用,对促进学生工程设计能力提高,提高应用型人才培养的质量的效果是非常显著的。一方面,它弥补了学生在“大气污染控制工程”教学环节内对于工程设计能力训练的不足。另一方面,多种教学方法同时在课堂教学的有效利用,调动了学生课堂学习的兴趣,提高了教学效果。

近几年,沈阳大学环境工程专业的本科生在毕业工作中表现出了很好的工程设计能力和实践能力。用人单位在对学生进行考核后,都能直接录用为设计部门的设计技术人员,这在本科毕业生中还是不多见的。这也成为沈阳大学环境工程专业本科毕业学生素质能力的一个亮点。

四、实验教学改革

学生动手能力的培养是应用型高级工程技术人才培养最基础的目标之一。近几年来,为了达到这一目标,为应用型人才培养奠定良好的基础,任课教师和实验室人员在利用学校对本科教育实验条件不断投入更新的有力因素,进行了在验证型实验基础上开设了综合型实验的教学探索。

一个模块的教学理论内容完成后,任课教师就把综合型实验目的、实验的时间节点和所用到的设备仪器等给学生做简要讲解,然后引导学生积极参与调查研究、分析论证、制定实验方案。学生在和指导教师商讨修改实验方案后,在实验室人员的配合下,让学生独立准备实验试剂、实验仪器或调试实验装置。

例如,在模块二“颗粒污染物控制技术与设备”教学内容实验中,在 “旋风除尘器性能的测定”验证性实验基础上,开设了这样的综合性实验:即实验中除了要求学生必须完成测定旋风除尘器处理气体流量、压力损失和总除尘效率等常规验证型基础实验外,还要求学生进行一定粒径范围内粉尘的分级除尘效率的测定,这样就把“光学法测定粉尘粒径”的验证性实验和“旋风除尘器性能测定”验证实验很好地结合在一起成为综合性实验。在这个综合性实验中,学生分组协作,不但要去联系现场采集粉尘、测定粉尘的粒径分布,还要亲自动手调节偏光显微镜、操作旋风除尘器设备。这样,一方面充分发挥学生在实验中的主动性和积极性,锻炼了实践动手能力;另一方面把学过的理论知识通过实验有机结合起来,提高“大气污染控制工程”课程的教学效果。

在综合性实验中,不要求学生在指定的课时时间内完成实验内容,只要在规定的时间节点中最后上交实验报告即可。这样学生就可以利用课余时间,任意选择时间进入实验室,进行实验准备和实验操作。因此课程实验教学中融入综合性实验内容,在促进实验室全面开放的基础上,也解决了因实验教学课时比较少的限制。

在课程实验教学中开设综合性实验,不但保证了学生在参加实验教学过程中能真正得到动手能力的基本训练,还可以培养学生创新思维能力、团队合作能力、交流能力和独立科研工作的能力。这样的实验教学探索对学生应用型能力的培养确实是一个良好促进作用。沈阳大学环境工程系的本科生,在进入大学4年级后,大部分学生都主动参与到教师的科研课题中,并且一部分学生还在国家级期刊上发表了学术论文并在国家级、省级和校级大学生创新创业中获得了多项奖励。这些都得益于学生在课程教学中接受了良好的教学实验技能基本训练。

五、结 语

实践证明,在应用型人才的培养作为人才培养的主要目标的地方性高等院校,通过“大气污染控制工程”课程在教学中提高应用型人才培养质量的实践探索,在提高了“大气污染控制工程”课程教学质量的同时,也提高了学生解决实际工程问题能力、工程设计能力和动手能力的素质培养。一方面为学生日后从事大气污染控制工程研究、设计、技术管理等工作奠定了良好的基础,另一方面,也为我国环保工程应用型人才培养教学模式的探索提供了一个有益的尝试。

[1] 张翠英,温卫中.地方院校应用型人才培养模式研究与实践[J].黑龙江高教研究,2013,226(2):154- 156.

[2] 田春林,王珍.梧州学院制药工程应用型人才培养模式探讨[J].梧州学院学报,2013,23(1):57- 61.

[3] 程兴中.地方高校应用型人才培养策略研究[J].沈阳大学学报:社会科学版,2013,(3):384- 386.

[4] 杨芳,颜世发.应用型本科环境工程专业核心能力课程体系建设的研究[J].辽宁科技学院学报,2009,11(4):48 -50.

[5] 李友平,高成.以学生为主体的大气污染控制工程教学实践[J].化工高等教育,2012,125(3):103- 105.

[6] 闫金霞,董韶峰.大气污染控制工程课程教学改革探讨[J].广东化工,2012,39(3):134- 91.

[7]郝吉明,马广大.大气污染控制工程[M].2版.高等教育出版社,2005.

【责任编辑 张耀华】

Teaching Reform of“Air Pollution Control Engineering”Course Based on Training Applied Talents

Lin Jingwen,Feng Zhiyu,Wang Yinggang,Dong Yihua,Gao Dan
(College of Environment,Shenyang University,Shenyang 110044,China)

In order to solve the problems about applied talents cultivating in“Air Pollution Control Engineering”course,the integration of practical engineering examples in teaching contents is explored,as well as applying diversified teaching methods,strengthening engineering design training, and setting up teaching practice on comprehensive experiment.It could improve the students’ability of solving practical engineering problems,engineering design and practice.

environmental engineering;applied mode;talents cultivating;air pollution control engineering

G 642

A

2013- 12- 23

辽宁省普通高等学校本科重点支持专业基金资助项目(辽教发[2012]108号);辽宁省普通高等学校本科综合改革试点专业和工程人才培养模式改革试点专业基金资助项目(辽教发[2013]114号)。

林静雯(1965-),女,辽宁大连人,沈阳大学副教授。能力的培养是“大气污染控制工程”课程教学改革探索的根本点。

2095-5464(2014)04-0510-04