基于工程認(rèn)證的“空氣污染化學(xué)”課程教學(xué)模式研究與實踐

1、基于工程認(rèn)證的“空氣污染化學(xué)”課程教學(xué)模式研究與實踐【摘要】以環(huán)境工程專業(yè)“空氣污染學(xué)”課程為例，分析了在工程認(rèn)證背景下高校課程教學(xué)現(xiàn)狀及不足，并針對“空氣污染化學(xué)”教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等方面提出了課程改革的措施，希望研究結(jié)果能對于建立基于工程認(rèn)證背景的高校專業(yè)類課程體系教學(xué)模式提供借鑒與參考。【關(guān)鍵詞】工程認(rèn)證高校課程空氣污染化學(xué)教學(xué)模式華盛頓協(xié)議是世界上最具影響力的國際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議，該協(xié)議是國際工程界對工科畢業(yè)生和工程師職業(yè)能力公認(rèn)的權(quán)威要求。基于該協(xié)議，中國工程認(rèn)證協(xié)會制訂了與國際標(biāo)準(zhǔn)緊密對接的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，并陸續(xù)在高校各專業(yè)開展了認(rèn)證工作。探討基于工程認(rèn)證背景下以學(xué)生為中心

2、和目標(biāo)的教學(xué)模式，對于提升新形勢下高等學(xué)校本科教育教學(xué)水平奠定基礎(chǔ)?？諝馕廴净瘜W(xué)以城市大氣污染物的來源、存在形式、遷移過程中的化學(xué)轉(zhuǎn)化、歸宿及對大氣質(zhì)量的影響為核心內(nèi)容，涵蓋了污染物尤其是PM2.5化學(xué)傳輸模式及污染物來源解析的基本理論。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握城市大氣環(huán)境化學(xué)基本概念及大氣污染形成的基礎(chǔ)理論，使其具備慮理實際大氣環(huán)境污染問題的能力，掌握解決實際空氣污染問題的方法和技術(shù)。本文從“空氣污染化學(xué)”的課程特點出發(fā)，結(jié)合筆者在環(huán)境工程專業(yè)課堂教學(xué)實踐和教學(xué)體會，對工程認(rèn)證背景下“空氣污染化學(xué)”課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探討和總結(jié)。一、工程認(rèn)證背景下“空氣污染化學(xué)”課程教學(xué)中存在的主要問題

3、課程體系缺乏系統(tǒng)性空氣污染化學(xué)原有教學(xué)體系側(cè)重于各類大氣環(huán)境問題的形成原因，如大氣化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)及熱力學(xué)問題，較少涉及解決實際大氣污染問題的技術(shù)手段。而這些技術(shù)手段，正是當(dāng)今社會改善與治理大氣環(huán)境所必須的重要技能。另外，對于該課程的重點內(nèi)容之一大氣顆粒物來源解析技術(shù)，僅僅介紹了各種來源解析方法的原理，缺少大氣顆粒物采樣、樣品中各組分分析測試技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生無法從整體上掌握大氣顆粒物來源解析技術(shù)。而工程認(rèn)證要求培養(yǎng)目標(biāo)多樣性，以本課程為例，其支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點為：（1）指標(biāo)點1.1，能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、環(huán)境工程科學(xué)的語言工具應(yīng)用到對環(huán)境工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的評價和恰當(dāng)?shù)谋硎鲋小＃?）指標(biāo)

4、點2.1，能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)與自然科學(xué)的相關(guān)科學(xué)原理，識別和判斷環(huán)境工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而現(xiàn)有課程體系還不能很好的支持工程認(rèn)證畢業(yè)要求指標(biāo)點。教學(xué)模式與學(xué)生工程能力培養(yǎng)不協(xié)調(diào)課堂教學(xué)作為大學(xué)教學(xué)的基本形式，首要任務(wù)是傳授科學(xué)文化知識和訓(xùn)練學(xué)生的技能。針對空氣污染化學(xué)這門課程，目前主要采取單一的課堂講授的方式，而工程認(rèn)證的核心理念應(yīng)是以學(xué)生為中心和目標(biāo)。工程認(rèn)證“空氣污染化學(xué)”教學(xué)模式的改進(jìn)必須和實踐環(huán)節(jié)相結(jié)合，以提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。然而目前“空氣污染化學(xué)”課程實際教學(xué)環(huán)節(jié)沒有設(shè)置實驗學(xué)時，無法滿足專業(yè)工程認(rèn)證中學(xué)生工程能力培養(yǎng)的要求?？己朔绞絾我还こ陶J(rèn)證中要求每門課程結(jié)束后，需

5、要完成該課程的達(dá)成分析報告，詳細(xì)評價對應(yīng)畢業(yè)指標(biāo)點的達(dá)成情況。對于畢業(yè)要求中的某些指標(biāo)點，如非技術(shù)指標(biāo)的達(dá)成情況，不應(yīng)直接采用算分法;對于畢業(yè)要求指標(biāo)點9.2，能夠在團(tuán)隊中獨立或合作開展工作，勝任團(tuán)隊成員的角色和責(zé)任，應(yīng)采用定性方法。而目前“空氣污染化學(xué)”考核方式僅采用期末結(jié)課考試的單一模式，無法滿足工程認(rèn)證中針對一些非技術(shù)性指標(biāo)的達(dá)成情況進(jìn)行分析與評價的需要。二、工程認(rèn)證背景下“空氣污染化學(xué)”教學(xué)改革的措施與方法完善教學(xué)體系工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求高校教學(xué)活動應(yīng)以學(xué)生為本，不斷為工程教育改革而持續(xù)改進(jìn)。工程認(rèn)證所要求的OBEt育模式，一是要求教師在教育活動之前對學(xué)生達(dá)到的發(fā)展水平有清晰的認(rèn)識，要

6、用精細(xì)的“教學(xué)大綱”控制教學(xué)開展;二是要選擇與教學(xué)目標(biāo)類型一致的教學(xué)方法。結(jié)合目前我國大氣污染以顆粒物尤其是細(xì)顆粒物PM2.5污染為主的特點,以培養(yǎng)面向城市大氣污染控制的應(yīng)用型及管理型人才為目標(biāo)，將課程的知識體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，精煉教學(xué)內(nèi)容，避免和減少課程間的重復(fù)，刪除與環(huán)境工程專業(yè)其他課程重復(fù)的“大氣化學(xué)組分的源、匯與循環(huán)”“酸沉降化學(xué)”，壓縮理論性較強的“大氣化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)”，加大“氣溶膠化學(xué)”中關(guān)于大氣顆粒物來源解析方法的授課學(xué)時。同時，增加大氣顆粒物不同組分的化學(xué)成分分析技術(shù)（離子組分分析、微量元素分析及有機(jī)物分析）、大氣顆粒物的物相分析和形貌分析技術(shù)，體現(xiàn)課程特色，補充國內(nèi)外研究新

7、理論和新技術(shù)。優(yōu)化教學(xué)方法改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。將“啟發(fā)式”和“參與式”教學(xué)模式引入課堂，打破傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式。同時根據(jù)“空氣污染化學(xué)”教學(xué)內(nèi)容，以授課教師科研項目為依托，設(shè)置相應(yīng)實踐環(huán)節(jié)，鼓勵感興趣的學(xué)生利用課余時間參與到和該課程內(nèi)容相關(guān)的科研項目，使學(xué)生能夠?qū)⒄n堂講授內(nèi)容融會貫通，實現(xiàn)理論與實際的結(jié)合，同時在動手實踐過程中，開拓學(xué)生的創(chuàng)新性思維。另外，在課堂教學(xué)中，不定期安排課后作業(yè)，要求學(xué)生自行分組查找并分析國內(nèi)外關(guān)于大氣氣溶膠的研究論文，分析并制作PPT進(jìn)行講解。通過科學(xué)合理的安排課后思考題，進(jìn)一步鞏固學(xué)生對本課程及其他課程（文獻(xiàn)檢索與

8、利用、環(huán)境工程專業(yè)外語）知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，同時在完成課后作業(yè)過程中，考察學(xué)生的團(tuán)隊合作能力及針對專業(yè)問題的語言表述能力。改革考核方式考核是檢驗教學(xué)效果的重要手段。為克服現(xiàn)行考核指標(biāo)單一化弊端，實行考核指標(biāo)多元化改革，將理論教學(xué)環(huán)節(jié)考核方式從單純筆試向多元化考核方式轉(zhuǎn)換，包括上課提問、平時作業(yè)、期末考試等。筆者設(shè)置“空氣污染化學(xué)”課程的總成績=平時成績X10%疾驗成績X10%期末考試成績X80%平時考核主要以課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)完成情況為主，實驗成績以實驗報告和學(xué)生實際動手能力為主，卷面考試題型包括填空題、名詞解釋、簡答題和論述題等，其中考核大氣環(huán)境化學(xué)基礎(chǔ)知識題目占60%，考核應(yīng)用理論知識分析和解

9、決實際大氣污染問題的能力題目占40%。課程結(jié)束提交總評成績后，根據(jù)工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及“空氣污染化學(xué)”對應(yīng)的每個畢業(yè)要求指標(biāo)點，分項求各指標(biāo)點對應(yīng)的平均分，計算“空氣污染化學(xué)”對各指標(biāo)點的評價值，獲得本課程的達(dá)成度評價報告。另外，針對工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中非技術(shù)性指標(biāo)，采用定性評價方法，通過設(shè)置合適的定性考核標(biāo)準(zhǔn)，完成對該指標(biāo)點的評價。師資隊伍建設(shè)提高教師的理論水平和實踐教學(xué)能力，是確保教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)。鼓勵空氣污染化學(xué)任課教師以科研促進(jìn)實踐教學(xué)?；趯嵺`教學(xué)中的能力要求，教師應(yīng)自覺將自己的部分科研工作與專業(yè)教學(xué)需要結(jié)合起來。加強專業(yè)教師的培訓(xùn)和相關(guān)技能的學(xué)習(xí)，提高教師層面實踐水平。有計劃地安排專業(yè)教師的進(jìn)修工作，定期選派優(yōu)秀教師去國內(nèi)985高校、環(huán)保單位、企業(yè)進(jìn)行考察和交流，將教師的專業(yè)知識和企業(yè)的實際應(yīng)用結(jié)合起來，提高教師運用專業(yè)知識解決實際問題的實踐能力。組建一個相對穩(wěn)定的教師團(tuán)隊。同時，采取校企合作的方式，適當(dāng)聘請環(huán)保單位、企業(yè)內(nèi)具有較高水平和豐富實踐經(jīng)驗的科研人員作為空氣污染化學(xué)這門課的兼職指導(dǎo)教師，進(jìn)一步提高實踐教學(xué)水平。參考文獻(xiàn)：晉浩天