劉忻 錢飛躍 袁怡 李勇 潘楊 馬三劍

摘? 要：大氣污染控制工程課程設(shè)計是環(huán)境工程專業(yè)重要的實踐環(huán)節(jié)，它支撐了學(xué)生對大氣污染控制基本理論的架構(gòu)，培養(yǎng)了他們大氣治理的實踐能力。為達到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)，向其中引入了成果導(dǎo)向教育的理念，合理拓寬了課設(shè)內(nèi)容，強化學(xué)生對構(gòu)筑物認識。在教學(xué)中突出以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體，提前課程設(shè)計時間，構(gòu)建較為合理的評價體系。盡管該理念被引入了大氣課設(shè)教學(xué)中，也取得了一些成效，但該教學(xué)體系在大氣課設(shè)中的建設(shè)今后仍需不斷完善。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育;環(huán)境工程;大氣污染控制工程課程設(shè)計;教學(xué)改革

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）02-0063-05

Abstract： The design practice of Air Pollution Control Engineering is an important practice link of environmental engineering. It supports the students' basic theory of air pollution control and cultivates their practical ability in air management. In order to achieve the expected learning goals， the concept of Outcome-Based Education is introduced. The content of the course is reasonably extended. Students have been strengthened their understanding of structures. During the teaching process， the students are the main body of learning. The time for design practice of Air Pollution Control Engineering is advanced. An equitable learning output evaluation system is constructed. Although Outcome-Based Education was introduced into the teaching process， and some achievements also have been achieved， the evaluation system could be improved further.

Keywords： outcome-based education; environmental engineering; design practice of Air Pollution Control Engineering; edu

cation reform

2018年5月全國生態(tài)環(huán)境保護大會在北京成功召開。這次生態(tài)環(huán)境保護大會是自十八大以來召開規(guī)模最大、召開規(guī)格最高、召開意義最為深遠且重大的一次涉及生態(tài)文明建設(shè)的會議。由本次大會所確立的“習(xí)近平生態(tài)文明思想”是當(dāng)前最重要的理論成果和最大亮點，是馬克思主義中涉及自然與人之間相互關(guān)系理論的最新重要成果，是對自十八大以來習(xí)近平主席圍繞生態(tài)文明建設(shè)所提出的一系列新理念、新戰(zhàn)略的高度概括總結(jié)，是習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想的重要組成，是當(dāng)前及今后一段時期內(nèi)我國生態(tài)文明建設(shè)的行動指南。這其中明確提出了“加強生態(tài)文明建設(shè)必須堅持”的原則，這對今后我國生態(tài)文明、環(huán)境保護的有序推動提供了指南和綱領(lǐng)，對污染防治攻堅戰(zhàn)的科學(xué)應(yīng)對做出了科學(xué)部署?？茖W(xué)應(yīng)對“污染防治攻堅戰(zhàn)”是以習(xí)近平同志為核心的中國共產(chǎn)黨中央順應(yīng)民意、著眼全局所做出的戰(zhàn)略性重大部署，承載著光榮、艱巨而又偉大的歷史使命，更是關(guān)系到未來全面建成小康社會成功與否、是否可以經(jīng)得起歷史春秋檢驗的關(guān)鍵。緊隨其后的是，黨中央、國務(wù)院于同年6月聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》，其中將科學(xué)打贏“污染防治攻堅戰(zhàn)”的路線圖、任務(wù)書和時間表都一一做了明確的部署。以上一系列的事實充分體現(xiàn)出了中國共產(chǎn)黨和中國政府在解決出生態(tài)和環(huán)境保護問題、捍衛(wèi)人民群眾日益增長的追求和諧優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需求權(quán)利方面的堅定決心和意志。

大氣污染是近年來人民群眾普遍關(guān)心的社會問題之一。正是在習(xí)總書記的大力推動之下，近年來黨中央、國務(wù)院陸續(xù)出臺了《大氣污染防治行動計劃》《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動方案》等政策，全方位科學(xué)推進美麗中國的快速建設(shè)。治理好大氣污染是今后十年中政府、社會在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的重要工作。

大氣污染控制工程是本科環(huán)境工程的專業(yè)核心課程之一，與之配套的大氣污染控制工程課程設(shè)計（以下簡稱“大氣課設(shè)”）是該課程理論教學(xué)的實踐延續(xù)，對學(xué)生加深對理論知識的理解和應(yīng)用有重要的實際意義[1]。在以往的大氣課設(shè)教學(xué)過程中存在一些不足的問題，學(xué)生存在畏難逃避情緒，對大氣課設(shè)存在應(yīng)付的態(tài)度，亟需提高教學(xué)效果。

2017年，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)成功通過了中國工程教育認證中心的認證，有效期為6年。此后，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)積極將成果導(dǎo)向教育（Outcome-Based Education，簡稱OBE）理念貫徹于各項教學(xué)的持續(xù)改進工作中，以畢業(yè)能力達成為最終目標(biāo)，重視學(xué)生整體學(xué)習(xí)效果[2]。在將OBE理念貫徹于大氣課設(shè)教學(xué)中，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)也做了一些有益的嘗試。

一、大氣課設(shè)教學(xué)中遇到的問題

（一）外部客觀環(huán)境變化所帶來的問題

蘇州科技大學(xué)位于制造業(yè)和旅游業(yè)名城蘇州市，近年來，隨著產(chǎn)業(yè)的升級和蘇州當(dāng)?shù)貙Νh(huán)境質(zhì)量要求的日益提高，以金貓水泥廠、紫興紙業(yè)公司和蘇州當(dāng)?shù)氐奶亢趶S為代表的高污染高耗能傳統(tǒng)制造業(yè)或倒閉或搬遷，可供環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生各類實習(xí)機會的當(dāng)?shù)仄髽I(yè)大量減少。加之近年來由于本地工業(yè)企業(yè)的機器自動化率日益提高，對操作、維護和化驗的人員需求量由此也相應(yīng)逐漸減少，這為安排學(xué)生的實習(xí)工作帶來了很大的難度。再者，當(dāng)前企業(yè)為避免因意外危險而帶來的法律糾紛，僅允許實習(xí)過程中做簡要廠區(qū)參觀和企業(yè)形象宣傳片觀摩，所以學(xué)生對企業(yè)生產(chǎn)過程中的污染產(chǎn)生環(huán)節(jié)、治理及處置環(huán)保措施等幾乎無法接觸到，不能很好地與所學(xué)知識相聯(lián)系。最后，由于前幾十年間國家對更為重視水污染治理，僅近1-2年開始逐漸重視對大氣污染治理，因此在認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)中，主要是對于水處理構(gòu)筑物進行參觀學(xué)習(xí)，大氣污染治理的治理裝置在多數(shù)企業(yè)中并不常見。因此，在大氣課設(shè)環(huán)節(jié)中，學(xué)生對實際的大氣處理裝置認識接觸不深，導(dǎo)致在圖紙繪制環(huán)節(jié)中風(fēng)機的安裝形式、管道連接方式等方面概念較為薄弱[3]。

蘇州科技大學(xué)是一所中央與江蘇省及蘇州市地方共建的省屬普通高等院校，長三角地區(qū)是學(xué)生畢業(yè)后主要的就業(yè)目的地。學(xué)校根據(jù)本地區(qū)“創(chuàng)新驅(qū)動力強、適合創(chuàng)業(yè)、急需各類人才”的特點，堅持“立足江蘇、服務(wù)行業(yè)、輻射全國、面向世界”的定位，著眼培養(yǎng)具有扎實基礎(chǔ)的創(chuàng)新型人才，全力打造優(yōu)先為長三角地方及行業(yè)配套發(fā)展服務(wù)的高水平研究基地、高層次咨詢基地、高素質(zhì)應(yīng)用型人才培育基地及高品位文化基地[3]。蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)按照學(xué)?！皬娀瘜I(yè)基礎(chǔ)、提升應(yīng)用技能、注重實踐創(chuàng)新、面向社會需求”的原則要求，努力培養(yǎng)學(xué)生成為“適應(yīng)我國二十一世紀(jì)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德、智、體全面發(fā)展，具有可持續(xù)發(fā)展理念，具備環(huán)境工程的基礎(chǔ)理論和污染控制工程、資源利用、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境修復(fù)及生態(tài)工程等方面的理論與實踐知識，能夠從事污染控制工程的設(shè)計及運營、環(huán)境影響評價、環(huán)境工程監(jiān)理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境應(yīng)急處置和污染控制技術(shù)研發(fā)等卓越應(yīng)用能力的環(huán)境保護高級專門人才”[3]。本專業(yè)的畢業(yè)生具有高效獲得知識，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題，綜合運用所學(xué)知識的能力，能在大專院校、科研院所、設(shè)計院、政府部門和工業(yè)企業(yè)順利從事規(guī)劃管理、環(huán)境監(jiān)測和污染治理等方面的專業(yè)工作。畢業(yè)后學(xué)生具備有解決復(fù)雜環(huán)境問題的扎實基礎(chǔ)知識和能力，以及對污染突發(fā)事件有預(yù)測和應(yīng)急處置能力等解決復(fù)雜工程問題的專業(yè)能力，熟悉各類污染治理的工程技術(shù)研發(fā)設(shè)計、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)理、環(huán)境評價的運行與管理。

從全國范圍來講，大氣課設(shè)課普遍都是環(huán)境工程專業(yè)本科生集中實踐必修課之一，強化學(xué)生對《大氣污染控制工程》所學(xué)基礎(chǔ)理論的理解，掌握典型大氣污染物凈化（收集）單元與系統(tǒng)設(shè)計的基本原則、技術(shù)路線與具體方法，熟悉設(shè)計手冊、規(guī)范與文獻中的相關(guān)內(nèi)容，初步具備獨立開展設(shè)計計算、工程制圖與檢查校核的能力，積累工程實踐經(jīng)驗。

依照以往大氣課設(shè)的組織形式，顯然無法適應(yīng)新的形勢下培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生的要求，需要進一步完善改進。

（二）大氣課設(shè)教學(xué)中的問題

大氣污染控制工程是涉及了高等數(shù)學(xué)、普通物理、普通化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、流體力學(xué)、化工原理和工程經(jīng)濟等學(xué)科的基礎(chǔ)知識。在大氣課設(shè)中，不僅僅是設(shè)計某個具體的構(gòu)筑物，還需要輔助設(shè)計其管路系統(tǒng)、選型設(shè)備、方案比選、經(jīng)濟概算，并清晰繪制圖紙。因此，大氣課設(shè)的綜合性非常強。學(xué)生雖然已經(jīng)學(xué)過上述課程，但往往無法對這些基礎(chǔ)知識融會貫通并加以應(yīng)用，他們會覺得大氣課設(shè)在設(shè)計計算環(huán)節(jié)中管道材質(zhì)和管徑的選擇、風(fēng)機選型、設(shè)備投資及運行費用估算等方面的內(nèi)容不易把握，由此滋生出畏難情緒，導(dǎo)致設(shè)計進度拖拉[4-5]。

大氣課設(shè)內(nèi)容以往主要以收集系統(tǒng)的設(shè)計為主。但隨著社會的發(fā)展，各類新的氣態(tài)污染物逐漸出現(xiàn)，目前社會各界對諸如硫氧化物、揮發(fā)性有機物等多元污染物的治理日益重視，需要課設(shè)內(nèi)容有新的更新，以緊跟時代發(fā)展要求。

當(dāng)前，大氣課設(shè)主要安排在期末考試結(jié)束后、寒假前的這段時間完成，通常時間為一周。在如此短的時間內(nèi)，學(xué)生們需要查閱多部設(shè)計手冊資料，完成較為復(fù)雜的設(shè)計計算、繪圖出圖這些內(nèi)容，經(jīng)常出現(xiàn)因“應(yīng)付交差”的低劣課設(shè)作業(yè)而被退回繼續(xù)完善。客觀上，學(xué)生們此時普遍已是歸心似箭，但又擔(dān)心大氣課設(shè)成績不高或不能通過，由此造成了一定程度的焦慮情緒。

二、大氣課設(shè)課程改革的探索

蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是“致力于培養(yǎng)適應(yīng)我國二十一世紀(jì)現(xiàn)代化建設(shè)需要的，德、智、體全面發(fā)展的，具有國際視野和可持續(xù)發(fā)展理念的，具備環(huán)境工程專業(yè)扎實基礎(chǔ)理論和污染控制工程、環(huán)境規(guī)劃管理、環(huán)境資源利用、環(huán)境生態(tài)修復(fù)等方面的理論與實踐知識的，能夠從事環(huán)境影響評價、環(huán)境應(yīng)急處置、各類污染控制工程的設(shè)計運營、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)理和污染控制技術(shù)研發(fā)等高級應(yīng)用型生態(tài)環(huán)境保護工程技術(shù)人才”。圍繞此目標(biāo)，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)科學(xué)制定出了“面向社會需求、夯實專業(yè)基礎(chǔ)、注重創(chuàng)新實踐、提升技能應(yīng)用”的培養(yǎng)原則。在OBE教育的理念下，課設(shè)的核心在于讓學(xué)生更好地認識工程實踐，畢業(yè)后可以迅速上手實際的設(shè)計、操作工作。由此，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)陸續(xù)改進了大氣課設(shè)課程中的一些做法。

（一）拓展大氣課設(shè)內(nèi)容

基于成果導(dǎo)向教育OBE理念，以“結(jié)果”做為導(dǎo)向，環(huán)境工程培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)當(dāng)符合社會的需求，因此大氣課設(shè)的內(nèi)容必須要緊貼時代發(fā)展的實際需求。原大氣課設(shè)內(nèi)容僅僅是氣態(tài)污染物收集系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容，形式較為單一，與實際社會需求有差距，不符合當(dāng)前社會發(fā)展中廢氣治理的需要。

為制定合理的大氣課設(shè)內(nèi)容，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)通過與當(dāng)?shù)卣h(huán)保部門、高層次高校環(huán)保專業(yè)專家（如同濟大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和清華蘇州環(huán)境創(chuàng)新研究院等）、本系教師、多種工業(yè)企業(yè)中的安全與環(huán)保部門以及本專業(yè)歷屆從事環(huán)保行業(yè)的校友，進行充分且深入的溝通，深入了解各方對畢業(yè)生工作的需求，捋順了與大氣污染控制工程及大氣課設(shè)課程間與其它課程間的關(guān)系。從社會的實際需求出發(fā)，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)拓展了大氣課設(shè)的具體內(nèi)容，將硫氧化物吸收系統(tǒng)設(shè)計、顆粒物吸附系統(tǒng)設(shè)計、電除塵系統(tǒng)設(shè)計、袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計和VOCs降解系統(tǒng)設(shè)計這些新的內(nèi)容充實入課程設(shè)計題目中，使學(xué)生了解到當(dāng)前社會急需解決的廢氣治理中的實際問題及常用技術(shù)手段。這大大完善豐富了大氣課設(shè)的體系，加強了前后學(xué)科課程之間的相互聯(lián)系，鞏固了學(xué)生對于相關(guān)學(xué)科知識的理解與應(yīng)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生宏觀的整體性思維。通過查找相關(guān)實際工程案例設(shè)計參數(shù)，鍛煉了學(xué)生對于廢氣治理實際問題的解決能力，加深了對廢氣治理前沿的了解。同時，大氣課設(shè)題目類型的增加有效解決了眾多課設(shè)“一題多人”模式下學(xué)生出工不出力、互相復(fù)制抄襲這一“老大難”問題，調(diào)動了學(xué)生對于課設(shè)的積極性，確保學(xué)生的設(shè)計能力通過課設(shè)最大程度得到強化，見表1、表2。

（二）增加對裝置的認識

由于改革前大氣課設(shè)時間僅為1周，時間較短。為使學(xué)生快速掌握大氣課設(shè)中各類處理系統(tǒng)核心構(gòu)筑物/設(shè)備結(jié)構(gòu)，在大氣污染控制工程課程的學(xué)習(xí)過程中，教師會對相應(yīng)處理設(shè)備的設(shè)計、結(jié)構(gòu)和運行先行進行詳細介紹，并配發(fā)相應(yīng)工程例圖于課后讓學(xué)生用CAD軟件進行臨摹描繪。這不僅可以使學(xué)生及時鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，而且通過臨摹實際工程例圖，學(xué)生們也會對工程圖紙的繪制內(nèi)容、圖面布置等繪制規(guī)范有一些基本了解，有益于大氣課設(shè)圖紙的順利繪制，節(jié)省圖紙修改的時間。

在保持課堂教學(xué)拓展的同時，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)積極利用認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)的機會，方便讓學(xué)生直觀了解工業(yè)企業(yè)中新增的大氣處理設(shè)施的運行和基本參數(shù)。

（三）提前大氣課設(shè)的布置時間

有鑒于大氣課設(shè)內(nèi)容多而復(fù)雜的特點，改革后蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)將大氣課設(shè)時間提前至期中考試以后，并將完成時間由一周放寬至兩周。此段時間內(nèi)，學(xué)生本身空余時間較多，避開了期末復(fù)習(xí)的壓力，因此他們有時間可以查找大量設(shè)計規(guī)范和手冊資料，同時鼓勵他們結(jié)成小組進行討論和繪制圖紙。同時，除每周末固定的課設(shè)答疑時間和課程教學(xué)內(nèi)容答疑時間外，教師也充分利用大氣污染控制工程課程教學(xué)的間隙就同學(xué)們提出的共性問題進行深入講解，課后對學(xué)生大氣課設(shè)進行答疑，隨時解決學(xué)生提出的問題，有利于大氣課設(shè)的工作推進，最終提高學(xué)生對大氣構(gòu)筑物及處理工藝的理解和掌握。由于課設(shè)時間的提前，學(xué)生們有了充足時間可以進行課設(shè)內(nèi)容的討論、設(shè)計、計算和圖紙繪制，使他們不再擔(dān)心時間不夠，有效地緩解了他們的心理焦慮。

（四）完善評價制度

在大氣課設(shè)結(jié)束前單獨增設(shè)答辯環(huán)節(jié)，學(xué)生將設(shè)計成果在電腦上當(dāng)眾展示說明，教師和其他同學(xué)就此提出改進建議，這樣做顯著提高了學(xué)生的參與積極性，并加深他們對于課設(shè)內(nèi)容的理解。同時，將答辯表現(xiàn)計入課設(shè)成績中，避免了以往僅憑單一的課設(shè)圖紙、設(shè)計說明書而給出成績的籠統(tǒng)做法，見表3。

三、大氣課設(shè)改革的成果

自2017年通過工程教育認證后，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)大氣課設(shè)在上述改革思路指導(dǎo)下進行了持續(xù)的改進工作，取得了較好的成果。

通過大氣污染控制工程課程、大氣課設(shè)、實習(xí)環(huán)節(jié)，教師向?qū)W生展示大氣治理的目標(biāo)，結(jié)合當(dāng)前社會對于大氣治理的關(guān)注熱點，學(xué)生清楚地認識到大氣課設(shè)在未來就業(yè)中的重要性和影響力，從根本上豎立對完成好大氣課設(shè)的決心和信心，調(diào)動起了他們學(xué)習(xí)的積極性和主動性。學(xué)生對課程的認可度由實施前約72%提高至實施后不低于96%;50%以上的學(xué)生愿意在畢業(yè)后投身大氣污染治理的工作中，而實施前的比例僅為約20%。創(chuàng)造性地將答辯環(huán)節(jié)引入到評價機制中，使師生間和學(xué)生間的相互溝通得到了強化。

四、結(jié)束語

在成果導(dǎo)向教育理念中，學(xué)生好比達標(biāo)的“產(chǎn)品”，通過分解生產(chǎn)“產(chǎn)品”的基本質(zhì)量要求，以檢測與評估進行驗收，最終不斷將“產(chǎn)品”的質(zhì)量升級以持續(xù)改進目標(biāo)。工程認證教育著眼于培養(yǎng)應(yīng)用型工程人才。在OBE教育理念導(dǎo)向下，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)改進了大氣課設(shè)模式，精準(zhǔn)定位課程教學(xué)目標(biāo)，明確實施的操作性，合理調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性，教學(xué)效果良好。今后，蘇州科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)仍要進一步將OBE理念融入到其它課程的教學(xué)中，持續(xù)不斷提升教學(xué)的效果。

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