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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）19-0141-02
自1999年我校开设环境工程专业以来，《大气污染控制工程》就列入该专业的主干课程，2003年，我校环境工程硕士学位授权点被批准，大气污染控制为主要研究方向之一。学科建设促进了课程建设，十多年的教学摸索和实践使得环境工程专业的《大气污染控制工程》课程的改革取得了一系列成果，2008年，本课程被确立为校级重点课程；2010年，本课程被评为校级精品课程，2011年，本课程被列为精品课程。
大气污染控制工程主要讲述大气污染控制的原理、方法和有关的设计计算问题，适当介绍了国内外的先进实用技术。通过本课程的理论学习，并配合大气污染控制的实践教学环节，如实验、课程设计、毕业设计等，学生能够掌握主要大气污染物控制的基本理论、最新技术，具备分析和解决实际问题的能力，为后续学习和从事相关工作打下坚实的基础。该课程具有内容繁杂、抽象等特点，导致学生主动学习积极性不高，教学效果常常不太理想。我校教学团队结合学生的学习特点，在以下方面进行了教学改革。
一、实践教学改革
实践教学是“大气污染控制工程”课程的重要教学环节之一。本课程实践教学活动主要包括课程设计、课程实验和实习三大项内容。原来的实践教学主要根据课本进行设计，没有针对性。现在课程设计主要针对我校环境工程专业主要的就业单位进行题目设计，主要包括：炼铁厂高炉烟气处理工程设计；炼钢转炉烟气处理工程设计；酸法焙烧稀土精矿烟气处理工程设计；电厂燃煤锅炉烟气脱硫除尘系统设计；各种工业炉窑（电石、水泥等）烟气处理系统设计。学生可根据自己将来的择业方向选择设计题目，同时也允许学生根自己的爱好在一定的范围内自主选择设计题目。课程实验的目的是为了加深学生对大气污染控制工程课程中的基本概念、基本理论的理解，改革内容主要是开设有针对性的单元实验，分为综合性和设计性实验，综合性实验主要有除尘器性能效率测定、大气中氮氧化物的测定、大气中二氧化硫浓度的测定等，设计性实验主要为静电除尘实验。以让学生掌握大气污染控制工程实验方法、基本测试技术和数据分析方法，通过理论联系实际，提高学生分析问题和解决问题的能力，为今后从事大气污染控制领域的科研和工程实践工作打下良好的基础。实习在本科阶段的目的主要是建立大气污染控制的立体化印象，主要依托我们的实习基地，安排参观一些典型的大气污染控制工艺，如电厂烟气脱硫、高炉烟气除尘、氮氧化物尾气治理，使学生能够建立起大气污染控制的全面立体化印象。
通过实践教学的改革，在校学生和已毕业的学生普遍认为该实践教学的改革，尤其是课程设计和实习的改革更能适应将来就业的需要，学起来也更有兴趣。同时我们也根据每年学生的就业方向和学生的反馈对实践教学进行进一步的优化，以使实践教学更有针对性。
二、课堂中引入“案例教学”
案例教学法是现今大学教育中比较先进的教学方法之一[1，2]，案例教学的最大优点是能够密切联系实际，具有很强的针对性、实效性和目的性。对一些难点问题采用启发式教育，对重点、难点深入讲解剖析，使学生具备对知识点进行综合分析的能力，理论与典型案例相结合，对重点、难点进行深入扩展，帮助学生理解和掌握重点、难点。近几年，我在大气污染控制工程课程中实施了案例教学，例如在硫氧化物的污染控制一章里就引入了案例教学，以该市第三热电厂为例，分析该厂的二氧化硫排放的成因、如何控制和减少二氧化硫的排放，并引入二氧化硫排放交易权。具体的教学形式为：每小组6～8人，每小组指定一名组长和秘书。每小组进行单独讨论，主要讨论二氧化硫排放的原因、影响因素以及后果，并对影响因素排序并说明理由。最后进行综合评价说明该小组认为主要的成因。每小组讨论时间为10分钟，讨论后由每个小组推举一名上台陈述该小组的观点和结论，陈述时间3分钟，陈述后接受其他小组的提问。各小组陈述完由老师给出总结意见，时间为10分钟。课程结束后各小组结合其他小组的提问和老师的评价意见，写出自己的评价总结报告，作为一次平时成绩。
三、开展互动式教学
互动式教学能够活跃课堂气氛，可以采用不同的形式[3]。常用的是老师在讲授内容前先提出一个或几个学生比较容易回答的问题，以使学生提高积极性，容易加深后面问题的理解，也可以在讲授前列出几个待学生课后回答的问题，让学生带着问题听课。鼓励学生间进行讨论。例如在讲述机动车污染控制时，提出机动车的污染源都有哪些？是否应该发展电动自行车？是否应该建立快速公交系统？一般情况下自己愿意选择什么出行方式等一系列问题。学生自由作答，从课堂效果来看，学生回答积极，并且回答有一定的深度。课堂气氛非常活跃，而且教学效果显著。
对于一些难度较小易于掌握的章节，采取先让所有学生自己查阅资料、收集相关信息后进行总结，采用随机的方式让学生在课堂上讲解。例如在讲授大气污染和全球气候这章时，提前告知学生这章内容由他们讲解，每人准备的时间为20分钟，讲授的内容和重点自己定。学生也可以用双语讲授。让学生自己讲课加深了对本章的理解，同时锻炼的学生的表达能力，课堂气氛也很活跃。
四、利用多媒体教学
随着科技的进步，多媒体教学进入课堂已经得到了普及，也使得传统的黑板板书的教学方式发生了本质性的变化。多媒体减少了课堂的板书量与板书花费的大量时间，同时可以通过图片、动画、录像等激发学生的学习兴趣和求知欲，调动他们的学习主动性。多媒体教学有效解决了教学内容繁多和课时严重不足的矛盾，并随时更新与补充教学内容。例如讲解惯性除尘器时，通过动画的演示，可以使学生直观地理解粉尘的运动、捕集、清灰的具体过程及原理。使教学内容显得直观、生动，弥补了传统教学的不足。同时，积极利用网络下载一些大气污染控制方面的视频，让学生深刻地理解相关过程及机理。
n下，鼓励学生利用微信群、QQ群分享一些大气污染控制方面的资料，调动每个学生都参与进学习中来。此举极大地增强了学生主动学习的积极性，而且能够使学生掌握到更为先进的相关知识。
五、改革效果评价
通过近几年不断地进行教学改革与实践，通过实践教学、案例教学、互动式教学和多媒体教学的应用，大气污染控制工程课程教学取得了一定的成效。主要效果有：（1）学生的学习兴趣明显提高，由改革前的被动学习变为主动学习。（2）提高了学生的创新能力和实际应用能力。（3）提高了教师的业务素质。
六、结论
虽然大气污染控制工程的课程教学改革取得了很大成效，受到老师和学生的一致好评，但仍存在一些有待完善的问题，例如可以进行大气污染控制工程的题库建设，在线提交作业系统等问题的优化。
参考文献：
[1]胡英等.工科化学系列课程改革探讨-理论系列课程改革构思[J].化工高等教育，1996，（3）.
[2]胡英.面向21世纪工科化学系列课程改革的研究与实践[J].化工高等教育，2001，（3）.
[3]肖细元.《大气污染控制工程》课程教学的思考与方法创新[J].西南师范大学学报，2014，（2）.
Teaching Reform and Optimization of the Course Air Pollution Control Engineering of Environmental Engineering Major
LI Na，SHI Min，JIAO Kun-ling，ZHANG Lian-ke，ZHANG Kai
（School of energy and environment，Inner Mongolia University of Science and Technology，Baotou，
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）03-0074-02
有机化学是一门探讨有机分子结构性质、有机反应途径机理以及相关产物分离与结构鉴定的基础科学[1]。在本校环境工程专业本科教学计划中，有机化学被列为学科基础课程，面向动力机械环境材料类学科（动力、机械、土木工程、环境工程、暖通空调、材料科学等）二年级学生开设。通过这一课程的学习，学生可以系统掌握有机化学的基本理论、基础知识、发展方向以及其交叉学科的热点技术，为后续专业课程学习打下良好基础。然而，虽然已经修过普通化学，学生在学习有机化学时依然容易感到内容多、头绪乱，学习吃力。这除了与有机化学覆盖面广、知识繁杂、理论抽象的学科特点有关外，下述几个因素也不容忽视：（1）本课程的学时设置为32学时，课时较短。（2）为提高教学效果，课程内容有大幅度删减，仅保留了跟环境工程学习联系密切的部分，导致课程体系存在缺陷，知识环节容易脱节。（3）学生基础薄弱。部分学生甚至在高中阶段没有学习过化学，跟不上课程正常进度；（4）学生对于环境工程专业设立有机化学科目感到迷惑，觉得和专业相关较少，学习积极性和主动性打了很大折扣。针对上述问题，作为教师，我们有意识地在提高学生兴趣、改进教学方法、知识复习和梳理等环节进行改善加强，获得了不错的教学效果。在此，总结了一些心得体会与大家交流分享，以便更好地推进有机化学教学。
一、讲好绪论，正确引导
绪论是整个有机化学教学的简介部分，其重要性不亚于内容中的正式章节[2]。讲好绪论部分，阐明有机化学学习的重要性和必要性，才能使学生真正发挥主观能动性，力求积极主动地学好后续章节。在这一部分，教师介绍了有机化学的发展简史，有机化学的一些基本概念与发展前景，并概括了有机化学的教学特点、重点和学科学习方法，希望学生对所学科目加强了解的同时明确学习的目的。教师特意阐述了有机化学和环境污染之间的关系以及环境工程在环境污染治理过程中扮演的角色。虽然涉及较浅，但能在一定程度上引导学生去思考学习有机化学的必要性。通过11种农药“喂养”的豆角、可爆炸的西瓜，到富含有机物的工业废水排放，以及挥发性有机污染物充斥室内外环境等生动的例子，学生开始意识到媒体报道的各种环境污染和有机化学都有着千丝万缕的关系，有机化学是后续专业课程的学习基础。
二、改进教学环节，促进教学互动和教学相长
在授课过程中，我们发现大多数学生课前不预习，课后不复习，作业也是应付了事；刚开始上课时学生精力比较充沛，注意力也集中，慢慢地就开始左顾右盼，交头接耳，甚至伏案呼呼大睡；有些学生则抱着课外书读得津津有味。针对这些情况，教师对教学环节作了如下改进：
1.增强课程的趣味性。在相应章节适当增加了一些名人轶事、有趣的实验介绍和教师的部分实验室经历等，集中学生的注意力，活跃课堂氛围，从而激发学生的学习兴趣。例如在绪论部分讲述德国化学家韦勒因一时疏漏而失去了发现化学元素钒的机会，教育学生工作学习中不能疏忽和粗心大意；卤代烃章节中简述了化学家格利雅“浪子回头金不换”的故事，鼓励学生好好珍惜时间，不要虚度年华；旋光异构部分提到了帕金森症的治疗药“左旋多巴”和法国科学家巴斯德第一次用镊子分开左旋和右旋晶体；芳香烃苄基氧化过程中，介绍实验室曾经滴加浓硫酸过快，反应物冲出瓶口，把一个学生吓得发誓以后再不做有机试验的经历等。通过插播类似“小广告”，可以让学生耳目一新，大大提高了学生的注意力，使学生在学到书本知识之余，也一定程度上拓展了知识面，了解了一些试验技巧。
2.加强教学互动和教学相长。中国“90后”大学生勇于展现自我，自信张扬，逆反心理较强[3]。他们要求教师的授课角色顺应时展，从“教育者”和“管理者”的角色转变为“服务者”。因此，要真正做到教学互动和教学相长，就需要建立平等的师生关系，创造良好的互动平台。课前和课间，教师都留下一些时间和单个学生交流学习情况。和学生一对一地交流，会让学生感觉被关注，更容易接受一些建议。在课堂上，教师也努力改变“满堂灌”的做法，讲解时会经常询问学生的理解情况，鼓励他们随时提出自己的观点或困惑。课后欢迎学生就有机化学课程进行交流探讨。这些行动相当程度上改变了过去老师高高在上、学生俯首帖耳的课堂模式。“90后”大学生远远不满足自己只是受教者的身份，他们很喜欢尝试受教和参教两种角色。有机化学不可避免涉及到化学方程式、电子结构、分子构型等抽象概念。仅仅依赖书本上的枯燥文字和简单图片，学生难以真正把握知识的内涵与本质，而电子课件可以作为有效的补充。教师号召学生与自己一起进行课件插件制作。事实证明，学生具有丰富的想象能力和创造力，他们画的结构式、机理示意图效果出众。而在参与过程中，学生们对一些抽象概念也加强了理解，学习兴趣大增。此外，教师也注意到这些电子课件虽然比起板书更形象直观，可以快速传递教学信息，提高课堂效率。但也同时可能造成授课速度过快，学生无法跟上进度等问题。而采取课件和板书相结合的方式，互为补充，相得益彰。
三、注重复习梳理
有机化学表面上知识点众多，反应繁杂，机理各异，但万变不离其宗，几乎所有的有机化学内容都能归结到化合物结构和性质上。对于初学者来说，如果不了解这点，就容易死记书本上散落的知识点，难以构建有效的知识体系，即所谓的“捡了芝麻，丢了西瓜”。针对这一现象，教师对交叉知识点反复提及和前后印证，如在绪论部分已经把有机化学中几种反应类型讲解清楚，课程以后涉及每个反应都会自动归类到基本反应类型中。又如介绍完SN和E反应后，每次遇到一种底物，都会要求学生预测在不同条件下的反应产物，以期学生能熟练掌握；每次课和每章节都进行复习梳理，这样有助于学生把本堂课和本章内容有效组织起来，整理成知识单元；而全部内容学完之后的总复习则有助于学生把知识单元联系起来，形成知识网络系统。
事实证明，采取上面一系列措施之后，学生的学习兴趣和主动性有了明显提高，课堂教学氛围和教学效果有了很大改善。这不仅对本科目学生学习起到积极作用，也能影响到学生对后续专业课程的学习态度。通过教学实践，我深深体会到：教师要加强专业知识积累，注重与学生的交流沟通，以满腔的热情享受教学过程。
参考文献：
[1]陶传洲，刘玮炜，曹志凌，等.环境工程专业有机化学课程教学现状及改革[J].中国科教创新导刊，2010，（34）：78-78.
全国大学生工程训练综合能力竞赛是教育部、财政部开展的“本科教学质量与教学改革工程”资助竞赛之一,是基于国内各普通高等学校综合性工程训练教学平台,面向全国在校本科生开展的科技创新工程实践活动。它不同于已开展的数控技能大赛和机械设计大赛,更加突出综合性、实践性、设计性、研究性和创造性,充分体现了综合性工程训练的特点。它以竞赛活动为平台,以能力培养为核心,以培养学生的创新精神、实践动手能力、工程应用能力、工程管理能力及团队合作能力为根本,推动学生了解工程环境、建立工程意识,逐步掌握现代工业生产、工艺、技术、管理等方面的基本知识、基本技能和基本素养。可见,工程训练综合能力竞赛的目标与教育部组织实施的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的要求是一致的。因此,我们应以工程训练综合能力竞赛为契机,深入推进工程综合训练教学改革。
工程综合能力训练不同于工程认知实习,也不同于工程技能训练。工程认知实习强调大工程背景教育,工程技能训练注重实践操作技能培养,而工程综合能力训练则致力于创新精神、工程应用综合能力及团队协作能力等方面的培养。工程综合能力训练的特定目标,决定了这种训练不能再沿袭以往的教学思维,必须进行相应的调整。据此,笔者就如何深化工程综合能力训练的相关问题进行了探讨。
一、适应教学对象
从本质上讲,工程综合能力训练是一种项目式的过程训练。学生在教师的指导下,作为项目主要承担者将全程亲历整个项目的运行过程。在这个过程中,培养学生的项目管理能力、生产组织能力、设计制造能力、检测装配能力、成本控制能力,以及团队协作能力。
然而,让某个专业的学生完全具备工程训练项目所涉及到的所有领域的知识是不太现实的。因此,教学对象的构成必然要打破学科界限、甚至是年级界限,实现教学对象的自由优化组合,形成一个真正意义上的项目团队,这是其它课程和训练项目所不具备的特点。
以首届全国大学生工程训练综合能力竞赛为例,要求完成一套带底阀的圆筒形容器的设计、加工、检测、机器人组装及方案分析。完成这一项目,至少需要产品开发管理、机械设计制造、产品检测装配、成本分析控制等几个领域的知识,这就要求参与的学生应分别来自不同的专业,共同组成一个项目团队,在项目运行过程中,各展所长,相得益彰。
二、调整教学内容
工程综合能力训练的教学内容应根据具体的训练项目做相应调整,既不能“刻舟求剑”,也不宜“任性而为”。应当潜心研究具体的教学对象,因材施教。
在教学内容的组织上,应设计能够培养学生的综合分析、创新设计、工艺设计、实际操作、成本分析和工程管理等方面能力的教学模块。
首届全国大学生工程训练综合能力竞赛就明确了以下要求:在综合分析能力方面,要求学生能正确理解和表述题目意图、运用所学理论知识综合分析问题,提出合理的工作方案;在创新设计能力方面,在要求参赛学生完成指定功能部件或装置的规范设计的同时,给予他们以较大的创新、探索空间;在工艺设计方面,以培养学生的工艺综合应用能力为主的目标具有一定的难度;在实际操作方面,包含加工操作、装配与调整操作、检测及数据处理操作等内容;在工程管理综合应用方面,则要求学生就相应的工艺、成本、过程管理进行综合性设计、分析、处理和必要的模拟。
三、优化教师队伍
在以学生为主体的前提下,教师是决定教学成败的关键因素。工程综合能力训练的教师队伍应该因教学目标的改变、教学对象的改变而实现优化重组。由某个指导教师针对某个专业班级的学生采用统一的、集中的教学方式和教学内容,在新形势下是行不通的了。应该结合具体的工程训练项目,由不同领域的指导教师组成专门的教学团队,然后分别对教学对象进行有针对性的训练。工程训练项目与教学试验不同,它更强调实践性和应用性。因此,工程综合训练的指导教师除具备丰富的理论知识外,还应当具备一定功底的工程实践能力,否则难以胜任教学任务。
在这次全国大学生工程训练综合能力竞赛活动的准备中,重庆科技学院工程训练中心就组织了具有企业工作经历的教师,其中既有项目运作管理、机械设计制造方面的人才,也有成本分析控制及检测装配分析方面的熟手,由这些专任教师组成特定的教师团队共同指导竞赛项目,无疑能收到事半功倍的效果。
四、灵活教学方式
工程综合能力训练归根到底是实践性项目,采用课堂理论教学是远远不够的。项目运作的成功与否,在很大程度上取决于项目成员之间的沟通协调,因而项目会议必不可少。教师与教师之间,学生与学生之间,以及教师与学生之间都要进行有效的沟通。这一环节显然不同于辅导答疑,但它在增长知识和才干方面的功效却是显而易见的。由此,可将项目会议看作一种教学方式,以便于实现教学相长。
当然,项目是做出来的,不是讲出来的。所以,现场教学实践是另一种非常重要的教学方式。指导教师不仅要有将项目做出来的本领,还要有一步一步地指导学生具体实践操作的能力。以现场加工为例,指导教师不仅要指导学生掌握安全操作规程、设备操作技能和设备维护保养方法,更要教会学生如何正确使用工具,如何加工合格零件,以及如何应对异常情况,等等。显然,这不是一件轻松的事情。为了让学生能在较短的时间内对所涉及的专业知识有一定的了解,开展专题讲座是一种常用的教学方式。重庆科技学院就曾为竞赛项目开展了工程项目管理、新产品开发、机械加工工艺、数控编程基础、产品质量检测等一系列专题讲座,取得了较好的效果。
五、更新教学设备
完全依赖传统教学设备来开展工程综合能力训练是不现实的,甚至因此而无法实现训练目标。比如,在新产品开发中应用非常广泛的逆向工程技术,就需要三坐标测量仪、快速原型制造机床等先进设备;复杂型面的制造更是离不开数控设备。此次全国大学生工程训练综合能力竞赛则明确要求采用机器人、数控设备等先进设备。可见,更新教学设备是搞好工程综合能力训练的必要措施。
依照《普通高校工程训练中心建设基本要求》规定:先进制造技术和先进管理方法的训练,要求占总实习时间的20%～35%。这就要求配置一定数量、不同种类、具有先进制造技术水平的设备,比如数控机床、特种加工设备等,不断提高新技术、新工艺、新设备的数量和档次。在条件允许的地方,还应规划建设局域网条件下的技术集成制造系统。
工程综合能力训练对于增强学生工程实践能力,提高学生综合素质,培养他们的创新精神和创新能力是十分有益的。培养“卓越工程师”的新要求,也促使高校相关部门和人员加快实践教学的改革步伐,以全国工程训练综合能力竞赛为契机,不断深化工程综合能力训练改革。
参考文献:
