基于“五环六度”模式的“大气污染控制工程”教学设计研究

黄茹婷

(安徽大学 资源与环境工程学院，安徽 合肥 230601)

1 “五环六度”教学模式的建构

“五环”是指导学流程中的自研自探、合作探究、展示提升、质疑评价、总结归纳五大环节；“六度”是要求教师导学设计及课堂操作过程中重视学习目标的准确度、自学指导的明晰度、合作学习的有效度、展示提升的精彩度、拓展延伸的合适度、当堂反馈的有效度[1]。一个有效的“五环六度”模式，以“结构”和“方法”为基础，以“两个要点”为目标，保证了教育过程的有序性，体现了课堂的开放性[2]。

2 “大气污染控制工程”教学设计的相关研究

2.1 研究现状

近年来，中共中央和国务院先后通过了《大气污染防治行动计划》《改善农村居住环境三年行动计划》等全面推进美丽中国建设的措施。有效控制大气污染是未来十年各国政府和社会在环境领域面临的重要任务[3]。

“大气污染控制工程”是环境科学与技术专业的一门核心课程，旨在培养学生控制和管理大气污染的基本知识和实践技能，加深学生对大气污染治理理论的理解，使学生掌握大气污染治理的基本方法，在培养学生的治理能力以及优化教学内容的基础上，运用互动、交流、案例教学等课堂教学方法，进行小组报告和讨论。宗士增分析了实践教学中存在的问题，提出了创新教学方法、优化实践教学方法、完善实践学习评价体系等对策[4]。以教材为基础优化课程，更新教学方法和手段，保证理论与实践紧密互动的程度高于教材是教学发展的未来趋势。

2.2 教学中遇到的问题

2.2.1 外部客观环境变化带来的问题

由于工业企业机器自动化程度的提高，近年来企业对员工的需求明显下降，组织学生实习的难度很大。学生就很难接触到热电厂等相关企业的实际生产过程，导致在将来的实际工程运行中容易发生各类问题。近几十年来，我国对水污染管理的关注度更高，而对大气污染管理工业实践和理论水平的要求较不明确，大气污染管理机制在大多数公司并不常见[5]。

2.2.2 课堂教学中的问题

“大气污染控制工程”结合了高等数学、普通物理、普通化学、有机化学、物理化学、流动力学、化学原理和工程等学科的基础理论。在大气治理方面，不仅需要探索某些结构优化，而且还需要针对不同的情况设计管道系统，选定合适的设备、方案等。因此，“大气污染控制工程”是一门非常复杂的学科。学生虽然学习了上述基础课程，但往往不能实际应用这些基础知识。

如今社会各界越来越重视对硫氧化物、挥发性有机物等多维污染物的管理，教材也需要随之更新，以满足当下要求[6]。

3 “五环六度”模式下的“大气污染控制工程”教学模式操作与实施

3.1 “五环”的操作实施

3.1.1 自研自探

由于课时有限，很多章节都是自学，以课堂测试、课堂提问、讨论等形式实现学生自学。比如，空气污染对早期环境的影响，综合大气污染管理；燃烧过程中与燃料和大气有关的污染物的形成；控制城市交通污染、空气污染和全球气候、开发环境清洁系统等；催化法净化气体杂质的附加讲座，包括衍生法、催化剂、高效催化剂等[7]。

PM2.5、挥发性有机化合物、硝酸脱硫剂、天然气等热门话题，除课堂讲课外，采用补充课程报告进行补充学习。选定热门话题后，小组内独立进行文献阅读、互动介绍、讨论，并制作PPT、开展讲座[8]。

3.1.2 合作探究

“大气污染控制工程”课程具有很强的理论性，知识比较抽象，学生容易感到无聊，难以激发学习兴趣。将科学学习与实践教学相结合，在空气净化技术课程改革中应用双向互动学习模式。例如，教师可以为学生组织讲习班，通过布置任务、小组讨论和小组交流，进一步将学习单元细分为若干主题(包括相关案例)，最终由教师进行评估和总结，突出重点，克服困难。通过团队合作、协作学习等方式，将学生之间的竞争转化为自我竞争，使学习能力更强、学习能力较弱的学生都得到提高[9]。改革前后的课程设计比较见表1。

表1 “大气污染控制工程”课程设计改革前后比较表

3.1.3 展示提升

增加实验内容，突出开放性、结构化实验、原理性和实践操作性，加强对基本原理的理解。实验包括灰碱塔的吸附、饱和粉尘的质量分布测定、废煤对有机废气的吸附、校园内VOCs的分析等。针对实验目标和任务，学生结合实验装置的基本原理和过程，独立开发实验操作程序，以便在实验完成前手工获取实验数据。这种模式比根据特定的教材和死板的实验步骤进行实验更能促进学生深入理解[10]。

教学文件的改进、制作质量的提高、教材的不断更新，也是提高教学质量的需要。

3.1.4 质疑评价

考虑到大气教育的诸多复杂方面，大学的课程设计、实习放在大三，为期一周。学生们有更多的时间找到大量关于标准和指导方针的信息，教师要鼓励学生组成小组讨论并创作图纸[11]。同时，老师应分区、分块针对实际问题讲授解决方案，加深学生对大气污染处理装置结构和处理技术的理解。可以带着问题学习，目的性更为明确。

3.1.5 总结归纳

在课程结束前增设答辩环节，学生将在电脑上公开演示项目结果，教师和其他同学为改进设计提出建议，这种形式大大增加了学生对设计内容的了解，加深其对该门课具体内容的理解。同时，将答辩结果纳入课堂评估，避免了将答辩结果仅在一节课中呈现的弊端。

3.2 “六度”的操作实施

3.2.1 学习目标的准确度

课程每年都需要改进，以更好地适应学生的需求和特点。学生对未来在环境中就业的可能性有疑虑，这会影响其学习态度，必须让学生树立专业自信，以获得更高程度的热情来学习这门课程[12]。

3.2.2 自学指导的明晰度

提倡以持续学习为基础的自主学习，培养学生“自主学习能力”，通过参与问题解决过程，使学生更加独立。自我教育引导是在丰富多彩的教育实践中发展起来的具有中国特色的教学形式之一，很好地体现了“以学生成长为中心”的学校教育改革理念，彻底改变了生硬强制灌输知识的教学模式，减少了负面影响。

“自主学习型课堂”是在长期实践中形成的，总结出新的成功经验，即：先学后教、多学少教、多学多练。这种基于学生自学知识和经验的有选择性、有针对性的学习有助于最大限度地提高效率和效果[13]。

3.2.3 合作学习的有效度

该课程的很大一部分涉及团队合作，目的是提高学生的团队合作和社交学习技能。确保学生理解个人责任、为自己的团队做出贡献，并与同龄人合作以增强集体学习经验。个人分数可能受到同伴共识评估的正面或负面影响，这使同学的评估成为必要。

3.2.4 展示提升的精彩度

在学习过程中，要有足够的互动，鼓励学生用批判性思维看问题，激发小组讨论。视觉媒体功能除了提供阅读材料外，还可以刺激学生的情绪反应。短片和视频被选为创造认知、情感和行为技能最有利的手段之一，因为它们展示了可持续的环境发展和与现实世界课程相关的实践案例[14]。小组讨论方式则带动全班积极参与。讨论过程中应鼓励学生反思开放性问题、交流信息、收集数据并找到共同的解决方案，这也增加了他们对大气污染的关注和参与。课程结束时的简短讲座可以用来展示日常大气保护行为的重要性。

3.2.5 拓展延伸的合适度

反思可以让学生以不同的方式看待现实问题。如果课程教给学生他们从未想过的东西或与他们所相信的相反的东西，学生就会从认知障碍中受益。反思在教学中是用来加深学生通过小组研究和阅读所学到的信息，帮助他们更深入地思考问题的一种手段[15]。

3.2.6 当堂反馈的有效度

教师的反馈和及时纠正是指使用特定的方法(观察、提问、练习、测试)将学生的当前水平与设定的学习目标进行比较，找出原因并作出回应。而学生之间的反馈是学生收到老师信息后的情绪反应，例如手势、表情、变换问题等。这样双方的反馈就形成了一个封闭的循环，这种有效的信息交流无疑会提高教学的有效性[16]。

4 结语

“大气污染控制工程”是环境管理专业的一门核心课程，也是一门综合性的工程课程，教师不仅要有较深的理论知识，还要有较强的专业技能。实践表明，“五环六度”教学模式经过实践已经确定为切实可行的教学模式，在实践性较强的课程当中尤其适用，并且已经被学生所接受，但在实际运行中还需要调整和完善细节，对老师的要求也要适当提高，才能更好地完成一门课的教学目标，抓住学生的兴趣点，更好地组织教学。