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基于工程教育认证的大气污染控制工程教学改革与实践论文

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2024-06-06 09:33:20    来源:    作者:liangnanxi

摘要:随着人们对大气污染问题日益重视,大气污染防治行动的实施,大气污染控制工程课程的教学需要满足更高的要求。文章针对目前课程教学存在的问题,进行了一系列教学改革。通过重构优化课程理论知识体系,采用BOPPPS与PBL双融合创新教学方法,构建“基于工程教育认证标准”的课程目标达成评价体系,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新精神。

  摘要:随着人们对大气污染问题日益重视,大气污染防治行动的实施,大气污染控制工程课程的教学需要满足更高的要求。文章针对目前课程教学存在的问题,进行了一系列教学改革。通过重构优化课程理论知识体系,采用BOPPPS与PBL双融合创新教学方法,构建“基于工程教育认证标准”的课程目标达成评价体系,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新精神。

  关键词:工程教育;大气污染控制工程;教学改革

  0引言

  大气污染控制工程是高校环境科学与工程专业和环境工程专业的主干课程,根据本校人才培养方案,本课程是专业必修课程,主要阐述大气污染控制工程的基本原理与基本方法[1],具有较强的理论性和实践性[2-3]。该门课程对培养环境类专业学生的工程思维和实践素养以及分析和解决环境问题的能力至关重要,其教学内容的深度、广度及环保理念等直接影响着学生在知识、素养、能力方面的培养水准[4-5]。为此,许多高校对大气污染控制工程课程进行了教学方法和考核方法的改革,并取得较好的教学效果[6-9]。丁建东等[10]基于学习成果为导向从教学内容方面对大气污染控制工程课程进行改革和探索,通过教学改革提升课程的教学质量。黄萍利等[11]针对课程中存在的问题,在“双碳”背景下以热点问题为导向,进行一系列教学改革。宁夏等[12]基于学习成果为导向,从完善教材内容建设、创新教学方式方法等多方面进行探索与实践,取得了良好的教学效果。

  鉴于工程教育认证是高校工科专业人才培养的未来发展趋势[13-16],而将工程教育认证与大气污染控制工程课程教学改革相结合的研究较少,再结合本校以培养应用型人才为目标的基础上,开展基于工程教育认证的大气污染控制工程课程教学改革与实践,对课程教学内容、教学方法、课程考核方式等进行研究,注重应用型人才的培养,最终希望能够服务于地方经济社会发展。

  1大气污染控制工程教学过程中存在的问题

基于工程教育认证的大气污染控制工程 教学改革与实践论文

  1.1教学方式单一

  大气污染控制工程课程内容涉及到气象学、环境工程原理、概率论、高等数学、无机化学、有机化学等方面的知识,综合性强,学习难度大,容易使学生产生畏难情绪,失去学习兴趣。由于课时限制,在教学方式上仍然是教师主讲为主导,难以做到“以学生为中心”,不能积极调动学生的积极性。课程实践性缺乏,难以锻炼学生的实践能力,达不到所期望的教学效果。

  1.2课程体系结构僵化

  传统的大气污染控制工程教学往往知识结构单一且封闭,未能充分考虑与环境工程等核心课程的相互联系。缺乏对环境问题综合治理的深入探讨,以及与前沿大气污染控制技术的有效关联。此外,课程内容涵盖不全面,例如,关于粉尘、SO2和NOx的治理技术并未与当前先进的除尘、脱硫和脱硝技术紧密结合。这种脱节导致教学与产业实际需求之间存在明显差距,难以满足新时代对大气污染防治的严格要求。

  2课程改革

  2.1重构优化课程理论知识体系

  以城市生活垃圾焚烧厂的典型工艺流程为知识主线,引导学生查询“国家标准”,熟练使用设计规范和手册。这样的教学方法有助于学生更好地理解专业知识在垃圾处理整个工艺环节中的重要地位和作用,提升学生的掌握程度、逻辑思维和综合能力。针对工艺流程的不同单元,详细讲解渗滤液处理、废气治理(包括除臭系统、脱硫、脱硝、除尘、二噁英去除、重金属去除等)、飞灰固化等相关知识。帮助学生将所学专业理论融会贯通,形成专业课程之间的协同作用。此外,课程增加前沿性的碳减排技术、VOCs治理以及固定源烟气中汞沉降等相关内容,以拓宽学生的知识视野。

基于工程教育认证的大气污染控制工程 教学改革与实践论文

  2.2采用BOPPPS与PBL双融合创新教学方法

  BOPPPS教学模式,以建构主义和人本主义为理论基石,着重强调学生的参与和教学反馈的闭环[17]。它包含引入、设定学习目标、前测、参与式学习、后测和总结。PBL(problem based learning),即基于问题的学习模式[18],分为八个阶段,即组织小组、观看案例、分析问题、思维方法、自主创新、完善解决、交流讨论和问题解决。课程采用以BOPPPS教学模式为主体框架,在参与式学习环节中将PBL教学模式融入其中,如图1所示。通过真实问题情境的创设和对问题不断的探索与解决过程,学生的学习兴趣和求知欲被极大激发,驱使学生积极、主动参与到学习活动中,同时促进学生知识相互迁移能力、自主学习能力和终身学习能力。此外,引入行业前沿技术标准,使课程教学与生产实践有机结合,培养了学生的实际工程问题解决能力,充分体现应用型人才培养的导向作用。

基于工程教育认证的大气污染控制工程教学改革与实践论文

  2.3构建基于工程教育认证标准的课程目标达成度评价体系

  结合工程教育认证通用标准中的工程知识、问题分析、设计、职业规范、个人和团队、沟通、终身学习7项毕业要求,对教学内容进行定量化评价,制定工程教育认证评价体系。课程目标与毕业要求及指标点的对应关系如表1所示。

基于工程教育认证的大气污染控制工程教学改革与实践论文

基于工程教育认证的大气污染控制工程教学改革与实践论文

  采用课程工程教育认证目标达成度来开展教学质量评价,相应的课程目标如表2所示,以此构建多样性的考核体系。

基于工程教育认证的大气污染控制工程 教学改革与实践论文

  以环境工程专业19级两个班为例,其课程教学目标的实际达成度高于预期目标值,因此评价结果定为“达成”。

  3结语

  在工程教育认证的背景下,对大气污染控制工程课程进行了全面的改革探索,包括课程内容、教学方法和考核方式等方面。以城市生活垃圾焚烧厂的典型工艺流程为知识主线,重构并优化了课程的理论知识体系。在教学模式上,以BOPPPS教学模式为主体框架,并在参与式学习环节中巧妙地融入了PBL教学模式。构建基于工程教育认证标准的课程目标达成度评价体系。这些改革措施取得了显著的教学效果,学生的毕业能力也得到了用人单位的广泛认可。

  参考文献:

  [1]史建武,黄小凤,韩新宇.“雨课堂”在大气污染控制工程课程中的应用研究[J].教育现代化,2020,7(25):63-65.

  [2]贾永芹,卢俊平,王丽萍.基于雨课堂的混合教学模式及其成效检验研究—以大气污染控制工程课程为例[J].内蒙古农业大学学报(社会科学版),2023,25(1):25-29.

  [3]刘建明,邓林.理论与实践相结合的“大气污染控制工程”多元化教学改革研究[J].广东化工,2022,49(1):190-191.

  [4]李玉华,李海波,卢进登.新工科人才培养课程改革探索与成效分析—以“大气污染控制工程”为例[J].教育教学论坛,2023(3):69-72.

  [5]黄小凤,马丽萍,蒋明,等.大气污染控制工程实验课程教学改革与探索[J].高教学刊,2022,8(6):152-155.

  [6]刘洁,刘盛余,刘建英,等.“双碳”目标下环境类研究生高等大气污染控制工程课程教学改革实践与探索[J].高教学刊,2022,8(29):145-147.

  [7]刘海军,孙冰洁.基于地域特征的大气污染控制工程课程的教学改革探索[J].广州化工,2022,50(18):219-221.

  [8]张倩,秦彩虹,张宇飞,等.多元教学模式在环境工程课程体系的应用—以大气污染控制工程课程为例[J].高教学刊,2022,8(11):117-119.

  [9]李珊红,李彩亭,翟云波.基于混合式教学模式的教学改革探讨—以大气污染控制工程课程为例[J].教育教学论坛,2022(14):80-83.

  [10]丁建东,邵旷慧.大气污染控制工程课堂教学实践探索[J].绿色科技,2019(19):294-295.

  [11]黄萍利,黄海保.“双碳”背景下大气污染控制工程课程教学改革研究与实践[J].安徽化工,2023,49(3):211-214.

  [12]宁夏,郭琳,李广科.基于OBE理念的大气污染控制工程课程教学改革探索[J].科教导刊,2023(15):134-136.

  [13]张宪明,周知进.基于工程教育认证的“机械制造工艺学”课程教学改革探索[J].模具制造,2023,23(11):83-85.

  [14]张术琳,严翔,鲁义,等.基于工程教育专业认证的课程教学改革探索—以工业特种设备安全课程为例[J].安全,2023,44(11):69-74.

  [15]侯国安,王立军,李红艳.新工科与工程教育认证背景下机械制图课程教学改革[J].黑龙江教育(理论与实践),2023(11):24-28.

  [16]李璐,戴飞,张克平,等.工程教育专业认证背景下机械专业工程化学课程的教学改革[J].甘肃高师学报,2023,28(5):80-84.

  [17]李芳,王婷婷,王丽,等.基于BOPPPS教学模式的混合式教学在本科护理教学中的应用[J].护理研究,2023,37(22):4126-4128.

  [18]李洪洋.PBL教学法在高中生物探究式实验中的应用—以植物细胞的吸水和失水为例[J].学园,2023,16(32):54-56.