馬宏卿 李寶

摘? 要：當(dāng)前對創(chuàng)新型應(yīng)用型人才的重大需求及“新工科”建設(shè)對地方高校工科課程改革提出了新要求。《大氣污染控制工程》作為核心課程之一，在環(huán)境工程人才培養(yǎng)中起重要作用。針對地方高校特征，文章在概括分析課程教學(xué)存在問題的基礎(chǔ)上，提出了具體教學(xué)改革實踐措施，以期為地方高校工科專業(yè)課程改革提供參考和建議。

關(guān)健詞：地方高校;大氣污染控制工程;工科;教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）09-0132-03

Abstract： The current major demand for innovative application talents and the construction of "new engineering" calls for the reform of engineering courses in local universities. Air Pollution Control Engineering plays an important role in the cultivation of environmental engineering talents. In view of the characteristics of local colleges and universities， this paper puts forward specific practical measures for teaching reform on the basis of summarizing the existing problems in the course teaching in order to provide reference and suggestions for the reform of engineering courses teaching in local universities.

Keywords： local universities; Air Pollution Control Engineering; engineering; teaching reform

一、概述

“大業(yè)欲成，人才為重”。新工業(yè)革命加速進行，我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)、高等教育步入新階段，高?！靶鹿た啤苯ㄔO(shè)勢在必行。這是國家一系列重大戰(zhàn)略深入實施的呼喚;更是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新舊動能轉(zhuǎn)換，提升國際競爭力和國家硬實力的迫切要求。加快建設(shè)發(fā)展新興工科，持續(xù)深化工程教育改革，培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才，已成為當(dāng)今高校教育改革重點[1]。

針對于高校教學(xué)活動的基本實施形式——課程教學(xué)，開展相應(yīng)教學(xué)模式改革，加強工科學(xué)生的創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)，以推進相關(guān)工程專業(yè)新工科建設(shè)成為高校工程專業(yè)教學(xué)改革必然。未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的是工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才，因此以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力為導(dǎo)向的課程教學(xué)模式改革受到廣泛關(guān)注[2，3]。另一方面，伴隨著大氣污染問題加劇，霧霾、城市群復(fù)合污染新問題不斷出現(xiàn)，培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力的大氣污染控制方面的高素質(zhì)應(yīng)用型專業(yè)人才，是國家加強環(huán)境保護、推進可持續(xù)性發(fā)展重大戰(zhàn)略需求的必然選擇。這也對環(huán)境工程類專業(yè)主干課程之一——《大氣污染控制工程》的開展及教學(xué)改革提出了更高要求。

二、課程教學(xué)當(dāng)前存在問題

《大氣污染控制工程》重點講述大氣污染防治的基本概念、重要原理、主要設(shè)備和典型工藝以及設(shè)計計算等。當(dāng)前課程教學(xué)存在諸多問題[4，5]：

1. 教學(xué)內(nèi)容龐雜，課程時數(shù)少。理論闡述過多，而工程設(shè)計和實踐運轉(zhuǎn)方面內(nèi)容介紹不夠，技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及新技術(shù)或者熱點介紹存在一定不足。

2. 師資單一?！半p師型”教師不足，教師工程知識儲備有待提高，與當(dāng)前工程工藝一線等實際應(yīng)用脫節(jié)。

3. 理論知識占據(jù)教學(xué)內(nèi)容主導(dǎo)，能力教學(xué)理念及實施欠缺。學(xué)生思考分析實際問題、將理論應(yīng)用于實踐的能力不足，更談不上有足夠的知識，能夠活學(xué)活用的創(chuàng)新能力。

4. 實踐教學(xué)方式單一。目前的教學(xué)過程中，實踐能力的培養(yǎng)途徑僅通過較少學(xué)時的基礎(chǔ)實驗操作，其他形式的培養(yǎng)途徑缺失，學(xué)生的設(shè)備工藝操作和設(shè)計等實際動手能力嚴(yán)重短缺。

此外，針對地方高校，此門課程教學(xué)與當(dāng)?shù)貐^(qū)域環(huán)境、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、大氣治理現(xiàn)狀與問題等實際聯(lián)系短缺，難以體現(xiàn)其“為區(qū)域發(fā)展服務(wù)”定位。從一個角度來看，地方區(qū)域發(fā)展特色定位和地方獨特實際問題正是培育高素質(zhì)工程人才的優(yōu)質(zhì)教學(xué)素材，將其設(shè)計融入到新工科建設(shè)背景下課程教學(xué)改革的各個環(huán)節(jié)，切實加強學(xué)生理論聯(lián)系實際的創(chuàng)新應(yīng)用能力，彰顯自身發(fā)展特點特色，利用好新工科這塊試驗田辦地方高校教育。

基于此，以新形勢下，新工科建設(shè)為契機，本研究依托臨沂大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)2015級學(xué)生課程教學(xué)為試點，將地方發(fā)展特色、區(qū)域問題融入整個教學(xué)過程中，推進學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng)，開展《大氣污染控制工程》課程教學(xué)模式改革探索。

三、課程教學(xué)模式改革的必要性

（一）課程教學(xué)模式改革符合“新工科”背景下工科專業(yè)發(fā)展的需要[6，7]

《大污染控制工程》教學(xué)模式改革是為了改變原有教學(xué)模式，將當(dāng)今先進的教學(xué)組織形式、自主學(xué)習(xí)等模式等引入到課程教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)，授之以漁;強化實踐平臺建設(shè)，促進學(xué)生創(chuàng)新實踐能力提升[8];創(chuàng)新改革評價體系，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程及能力體現(xiàn)給予充分關(guān)注聚焦，以切實強化學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量，使其滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求，這也正符合“新工科”以項目形式建設(shè)的“新”要求。

環(huán)境工程專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生具有扎實的環(huán)境工程理論知識、專業(yè)技術(shù)和工程設(shè)計能力。能力方面，首先具體的要求掌握水污染控制工程、空氣污染控制工程、噪聲污染控制工程、固體廢物處理處置與資源化工程的基本原理和設(shè)計方法。針對地方高校特征，立足當(dāng)?shù)?，切實培養(yǎng)學(xué)生，使其能夠服務(wù)于地方發(fā)展，解決復(fù)雜的實際環(huán)境污染防治問題。在教育發(fā)展過程中實現(xiàn)大氣污染控制教學(xué)，尤其是實踐教學(xué)的不管完善及發(fā)展，推薦教學(xué)的不斷改革，以適應(yīng)我國工程教育現(xiàn)狀。這是當(dāng)前“新工科”背景下環(huán)境工程專業(yè)發(fā)展的需要，也是其必然要求。

（二）課程教學(xué)模式改革滿足學(xué)生、企業(yè)和社會的需求

教育應(yīng)以學(xué)生需求為基礎(chǔ)，以企業(yè)人才需求為導(dǎo)向，以社會需求為根本。教學(xué)改革其最終目標(biāo)是了培養(yǎng)合格人才，為社會輸送高水平技術(shù)人才，同時為學(xué)生創(chuàng)造高質(zhì)量就業(yè)方向。《大氣污染控制工程》教學(xué)改革過程中，每個環(huán)節(jié)的設(shè)計都應(yīng)具有系統(tǒng)性與規(guī)范性，其基本內(nèi)容必須服務(wù)于學(xué)生、企業(yè)、社會的發(fā)展需求。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)來進行設(shè)計改革，無論是學(xué)生還是教師都應(yīng)該是在教學(xué)中不斷學(xué)習(xí)進步，與時俱進，掌握當(dāng)前行業(yè)和社會需求。

（三）課程教學(xué)模式改革推進教學(xué)規(guī)范及發(fā)展[9]

《大氣污染控制工程》課程教學(xué)模式改革中強化理論教學(xué)和實踐教學(xué)的完善及教學(xué)規(guī)范，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)理念的必經(jīng)之路，把《大氣污染控制》教學(xué)開展實施與地方實際密切結(jié)合，把體現(xiàn)當(dāng)?shù)貙嶋H發(fā)展需求、發(fā)展特色和代表性污染問題滲入到實踐教學(xué)中，與時俱進，做到實踐教學(xué)內(nèi)容不斷更新進步，適應(yīng)社會需求。

其次，通過此次改革促進環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)的完善及發(fā)展，應(yīng)該加強系統(tǒng)化、全方位的教學(xué)模式體系構(gòu)建，促進更好的全面的緊扣專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，使其進一步逐步明確并得到全面貫徹完善，以此適應(yīng)環(huán)境工程專業(yè)“新工科”的發(fā)展需要。因此，進行環(huán)境工程主干課——《大氣污染控制工程》教學(xué)改革具有必要性。

四、課程教學(xué)改革措施及探索

改革主要從構(gòu)建“強強聯(lián)合”多元化師資、更新理論教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法、多渠道多路徑強化實踐教學(xué)和師生共同參與充分體現(xiàn)能力考核評價體系建設(shè)等四個方面進行改革，探索以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、以更好的服務(wù)于地方大氣污染治理為定位的課程教學(xué)模式改革研究，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和理論知識的實際應(yīng)用能力，提升地方高校的學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量，促進地方經(jīng)濟快速發(fā)展。

（一）師資隊伍組合及構(gòu)建

根據(jù)教學(xué)模塊，構(gòu)建由專任教師、工程實際技術(shù)人員、學(xué)者和政府管理人員組成的聯(lián)合師資隊伍。負(fù)責(zé)基本理論知識、實踐教學(xué)、前沿-新技術(shù)和“當(dāng)?shù)噩F(xiàn)實問題及解決”專題等的教學(xué)和指導(dǎo)，這樣教師各司其職、發(fā)揮各自特長的同時，提高學(xué)生對于不同知識模塊的理解和掌握，促進其創(chuàng)新能力和實際應(yīng)用能力的提高。

（二）理論教學(xué)改革

1. 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

（1）以廣泛采用的郝吉明教授編著的教材作為依托，將教材重構(gòu)為四個知識模塊：緒論及燃燒理論基礎(chǔ)、顆粒物捕集理論及技術(shù)、氣態(tài)污染物處理理論及技術(shù)、移動源大氣污染控制。補充飛機和船舶大氣污染控制、室內(nèi)污染控制和大氣污染控制其他熱點問題（碳排放、霧霾問題），構(gòu)成六大知識模塊。

（2）課堂教學(xué)中引入科研文獻，融入教師的科研項目;同時開設(shè)“新技術(shù)-科研前沿”內(nèi)容。在四大知識模塊的學(xué)習(xí)中，教師選擇具有代表性的大氣污染控制方面的科研文獻和科研項目，介紹文獻和項目的研究內(nèi)容、技術(shù)方法和研究結(jié)果，并適時融入到理論課學(xué)習(xí)中。搜集國內(nèi)外大氣污染控制方面與教材知識模塊相關(guān)的新技術(shù)和最新進展，通過視頻、圖片、學(xué)者做報告等多種形式置于教學(xué)內(nèi)容體系，最終訓(xùn)練學(xué)生總結(jié)書寫教材知識模塊相關(guān)的研究進展綜述。

（3）設(shè)置“當(dāng)?shù)卮髿馕廴締栴}現(xiàn)狀及解決”專題內(nèi)容。邀請當(dāng)?shù)卣h(huán)保局管理人員做相關(guān)報告，涵蓋當(dāng)?shù)卮髿馕廴炯爸卫憩F(xiàn)狀、管理政策和下一步工作重點等內(nèi)容。

2. 合理選擇教學(xué)方法及手段

采用啟發(fā)式為主的互動式教學(xué)，從學(xué)生生活實際、當(dāng)今熱點新聞事件作為設(shè)置提問和引導(dǎo)的切入點，充分重視學(xué)生-學(xué)生和教師-學(xué)生之間的討論在課堂教學(xué)中的應(yīng)用。這種教學(xué)方式可以引導(dǎo)學(xué)生積極主動思考、活躍課堂氣氛，形成民主教學(xué)風(fēng)氣，最終使學(xué)生的理解和將理論知識應(yīng)用于分析問題的實際能力得到切實提高。

選取部分章節(jié)如脫硫脫硝技術(shù)，引入微課、翻轉(zhuǎn)課堂等新型媒介引導(dǎo)學(xué)生開展線上線下學(xué)習(xí)。針對選定的章節(jié)內(nèi)容，進行高質(zhì)量的設(shè)計和構(gòu)建，設(shè)置淺顯易懂的動畫、視頻和互動測驗;融合在線學(xué)習(xí)和面對面課上學(xué)習(xí)，在課堂環(huán)境下互動。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣，發(fā)揮學(xué)生主體作用，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，挖掘潛能，實現(xiàn)師生互動式教學(xué)。

（三）構(gòu)建多樣化實踐教學(xué)形式，突出強化實踐教學(xué)

1. 完善實驗項目，增加創(chuàng)新性較強的綜合設(shè)計性實驗

在開展的原有基礎(chǔ)性和驗證性實驗的基礎(chǔ)上，從與理論知識密切相關(guān)的科學(xué)研究項目、學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等中篩選涉及多課程甚至多學(xué)科知識點和創(chuàng)新性內(nèi)容且應(yīng)用性強的綜合設(shè)計性實驗。

2. 嚴(yán)格開展“從實際中來到實際中去”的課程設(shè)計[10]

重要知識模塊理論學(xué)習(xí)后，選取當(dāng)?shù)靥厣袠I(yè)（板材行業(yè)、制藥行業(yè)、農(nóng)肥生產(chǎn)行業(yè)）的突出問題，布置課程設(shè)計任務(wù)，學(xué)生帶著任務(wù)進入實際現(xiàn)場，完成設(shè)計后再次回到現(xiàn)場進行比對查找不足，發(fā)現(xiàn)問題，后續(xù)修正。整個流程加深了學(xué)生對大氣污染控制的原理、設(shè)備、相關(guān)參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)等的理解與掌握，同時解決了設(shè)計與實際脫節(jié)的問題。

3. 推進“比對化”現(xiàn)場參觀實習(xí)

一線技術(shù)工程師/技術(shù)人員和政府管理機構(gòu)（環(huán)保局）在此環(huán)節(jié)擔(dān)任導(dǎo)師。去特色行業(yè)代表性企業(yè)參觀實際工藝，通過先進技術(shù)和落后技術(shù)、存在問題及改進完善后工藝的對比中，分析問題，強化理論知識的理解和掌握，從而強化學(xué)生對實際問題的分析解決能力。

4. 強化實踐基地建設(shè)，在合作企業(yè)中進行創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)[10，11]

在現(xiàn)有實踐基地的基礎(chǔ)上，重點依托區(qū)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，推進科教結(jié)合、產(chǎn)學(xué)融合、校企合作的協(xié)同育人體制機制改革，探索建立服務(wù)區(qū)域新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)學(xué)研合作示范學(xué)院、實踐基地或工程創(chuàng)新訓(xùn)練中心。

如依托地方特色行業(yè)：臨沂當(dāng)?shù)匕宀男袠I(yè)、化肥生產(chǎn)行業(yè)和制藥行業(yè)補充健全六大知識模塊對應(yīng)的特色實踐基地建設(shè);在相應(yīng)知識模塊學(xué)習(xí)完成后，以及課程整個學(xué)習(xí)過程完畢后，讓學(xué)生進入合作企業(yè)，尋找實際問題，并自主學(xué)習(xí)，提出解決思路，鼓勵其提出新方案的探索，培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決現(xiàn)實問題的創(chuàng)新能力。

（四）建立“一二三四”課程考核體系

課程考核是教學(xué)環(huán)節(jié)的重要一環(huán)，對整個教學(xué)過程起檢驗和反饋并改進的重要作用[11]。此門課程改革過程中，要建立多方評價、注重能力、強化學(xué)習(xí)過程的評價體系。

具體而講，“一”——一個強調(diào)，是指考核過程中凸顯學(xué)生這個學(xué)習(xí)主體，即學(xué)生參與命題過程，測試題庫由學(xué)生、教師共同貢獻，經(jīng)由于外校專家校對后形成最終題庫。這利于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及對知識點深入透徹的理解和掌握。

“二”——二種能力，是指“創(chuàng)新能力”和“理論知識解決實際應(yīng)用問題”，命題必須以兩種能力的考察為導(dǎo)向。

“三”——三模塊，是指理論成績（50%）、實踐成績（30%）和開放性試題成績（20%）三個成績模塊構(gòu)成最終課程成績。

其中開放性測試包含兩個部分：第一：學(xué)生自主選題，對大氣污染控制工程前沿研究或者新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)感興趣課題形成書面報告，或者撰寫相關(guān)文獻綜述。第二：就當(dāng)?shù)啬承袠I(yè)大氣污染控制問題寫調(diào)研報告，要求有現(xiàn)狀、存在問題和個人的觀點及建議。

理論成績由平時成績（10%）和期末成績（40%）構(gòu)成;基礎(chǔ)實驗（5%）、綜合性設(shè)計實驗（5%）、課程設(shè)計（10%）、參觀實習(xí)分析（10%）為實踐成績的四部分。

“四”——四類教師主體，是指在考核過程中，專任教師、實際工程技術(shù)人員、學(xué)者和政府管理人員教師隊伍的四部分均參與考核過程，除命題外，還包含相應(yīng)實踐教學(xué)和開放性測試成績的評定。

五、結(jié)束語

基于地方優(yōu)質(zhì)資源，本課程改革已面向 2016 級環(huán)境工程的本科生開展了1年。學(xué)生普遍反映新的教學(xué)體系效果明顯，學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題能力明顯增強，把課程與實際有機的聯(lián)系起來，課堂也“實際”很多。通過這種改革方式培養(yǎng)出的本科生，一定能夠受到社會的贊譽。

地方高校工科人才的培養(yǎng)涉及教育觀念、教育模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教育評價等諸多方面，是一項宏大的社會系統(tǒng)工程。我們在《大氣污染控制工程》的課程教學(xué)上的改革僅僅是一個開始，還需要不斷地探索和完善，在今后的工作中還應(yīng)更多地吸取國內(nèi)外的教學(xué)經(jīng)驗與成果，使本課程在創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念方面進一步發(fā)揮實效。

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