基于案例教学的大气污染控制工程课程改革

盛重义 何晴 杨柳

[摘 要] 大气污染控制工程作为高等学校环境工程专业的主干课程，在培养学生大气科学素养方面起着重要作用。基于此，提出在课程教学中采用案例教学法，通过弱化书本中章节的分界，选择合适的工程案例进行教学培养学生解决复杂工程问题的能力。在案例中有机结合基础理论应用及工程系统分析，阐明解决复杂工程问题的方法与思路，实现全面提高学生的综合竞争力，为国家培养具备全面技能的环境工程专业人才的目标。

[关键词] 大气污染控制工程;案例教学;课程改革

[基金项目] 2019年度南京师范大学教育教学改革项目“《大气污染控制工程》案例教学法实践与探索——以解决复杂工程问题为培养目标”（181220004652）;2019年度国家自然科学基金项目“燃煤电厂排放CPM相变机理研究及其衍生物对大气PM2.5贡献的环境风洞模拟”（41877469）;2018年度国家自然科学基金项目“燃煤电厂烟道内及近源强处可凝结颗粒物生成特征与转化机理研究”（41771498）

[作者简介] 盛重义（1984—），男，江苏靖江人，工学博士，南京师范大学环境学院副教授，研究方向为环境催化、燃煤烟气治理以及有机废气控制技术;何 晴（1995—），女，安徽安庆人，南京师范大学环境学院2018级环境工程专业硕士研究生，研究方向为大气污染控制理论与技术;杨 柳（1969—），男，江苏泰兴人，工学博士，南京师范大学环境学院教授，研究方向为大气污染控制理论与技术。

[中图分类号] G642.0     [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）31-0174-03    [收稿日期] 2020-01-17

一、前言

近年来大气污染问题日益突出，严重威胁了公众健康，也成为人类面临的共同挑战。大气污染控制工程课程的授课内容一直紧密结合大气污染控制工程理论、实践和学科发展前沿，重点加强学生的大气科学素养，培养学生分析和解决与大气污染相关问题的能力。

大气污染控制工程是环境工程专业的主干课程。本课程旨在向学生重点介绍大气污染控制的基本内容和原理、主要大气污染物的控制技术和特点、典型工艺的基本计算方法和应用范围以及相关技术的国内外最新研究进展等。本课程不仅关注课堂教学，更重要的是结合课程实验和课程设计等主要教学环节，为学生毕业后从事大气污染控制工程设计、工程应用以及相关的技术管理等工作打下坚实的基础。

目前大气污染控制工程课程教学中存在的主要问题是学生缺乏独立解决复杂工程问题的能力。由于教师在课堂上主要介绍基本理论知识，忽略了这些理论知识的实际应用，难以提高学生的综合素质。此外，教学内容不能做到与时俱进，与现代环境工程专业人才的必备素养与要求有一定的差距，为此不少学者根据自己多年的教学经验，提出了很多教学改进方案。

赵芝清[1]采用以学生为中心的“对分课堂”教学模式，建立基于过程管理的考核模式;黄远东[2]等对大气污染控制工程课程的理论教学、实验教学、课程设计教学等主要方面提出很多改进看法，以期提高课程教学效果;刘忻[3]等提出将成果导向理念应用到课程教学当中去;单凤君[4]等首次提出了“课程组”的教学模式，可以优化教学资源、丰富教学形式，进一步提高教学效果;王金龙[5]等认为要在教学过程中多介绍相关的前沿知识，做到教学的与时俱进。

大气污染控制工程课程的改革势在必行。本文将案例教学法与大气污染控制工程课程相结合，相信基于实际的工程案例、课堂教学能让学生能更加直观且形象地了解不同的工艺路线、工程设计，并从中学习解决复杂工程问题的思路，从而能顺利应用到以后的实际工作中。

二、案例教学法

案例教学法[6]是一种新型的课堂教学模式。教师根据教学目标和内容要求，以教材为根本出发点，通过收集并设计相关的实际案例，让学生置于特定情景并且能更加直观且形象地了解工程实例。这种互动式的教学方法可以在教学过程中充分引导学生对实际案例进行深入分析、广泛讨论和多方面交流，并借以提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

已有部分学者在课程改革中提出了关于案例教学的想法。如王丽平[7]等对传统的教学模式进行改革，提出案例式研讨教学研究，包括建立案例库、课堂案例式研讨教学和评价体系;邹美玲[8]等采用情境、案例等要素，外加互动、讨论等一系列课堂活动进行课程改革;李娜[9]等提出对课程进行诸如实践教学、案例教学、互动式教学等一系列改革，并尝试评估和优化教学结果。

案例教学法虽有应用，但这种教学方法仍不是大学本科课堂教学的主流方法。换言之，现在的案例教学法还停留在口头，并未落到实处[10]。本文将案例教学应用在大气污染控制工程课程中，就是要打破教材中原有章节的界限，通过筛选、讲授典型的实际工程案例，达到在案例讲解中实现知识融会贯通的效果。

三、案例教学改革方案

本文以南京师范大学环境工程专业课程安排为例，对案例教学改革方案进行设计。

（一）案例素材搜索及设计

围绕实际工程应用，搜索并设计有较高使用价值的经典工程案例，包含复杂工程问题，如废气收集、废气输送、废气体积随温度在系统内的变化、核心治理设备的工艺设计、设备选型、系统控制、投资及运行成本分析等。

例如，烟气脱硫部分在《大气污染控制工程（第三版）》[11]教材中占据了较大的比重，可以将烟气脱硫作为一个单独的版块并展开介绍。

（二）案例教学法试行并筛选调整

结合课程重点章节内容，以“石灰石-石膏法湿法脱硫工艺”为例进行实践，检验新教学方法的效果。在讲授案例时，穿插介绍相关的理论知识。这样不仅可以将知识贯通起来，也可以避免課堂上的枯燥，让学生更有兴趣接受，并做到融会贯通。