《環(huán)境工程綜合訓練創(chuàng)新》教學大綱

《環(huán)境工程綜合訓練創(chuàng)新》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03178373課程性質(zhì)：綜合創(chuàng)新課程學分：2學分周數(shù)：2周先修課程：環(huán)境工程原理、大氣污染控制工程、水污染控制工程等并修課程：環(huán)保設備選型與應用B、環(huán)境工程施工與核算、清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟等適用專業(yè)：環(huán)境工程開課單位：材料科學與工程學院一、課程說明《環(huán)境工程綜合訓練創(chuàng)新》是培養(yǎng)環(huán)境工程專業(yè)學生工程實踐能力的綜合創(chuàng)新課程。本課程以大氣、水綜合實訓平臺為載體，導入國家虛擬仿真實驗教學課程共享平臺-實驗空間實驗教學示范中心的多維互動實驗教學手段，以污染控制工程的設計與運行管理為結果導向，以學生自主能動性為主體，通過實踐，加深對理論知識的理解，使學生在綜合訓練中充分熟悉和掌握各類凈化裝備及系統(tǒng)的工藝設計、工程搭建、運營管理及應用，具有工程綜合能力和計算機應用能力，能夠根據(jù)環(huán)保要求，獨立完成虛擬仿真實驗操作、工藝選擇、設計和解決方案，為今后的環(huán)境工程畢業(yè)設計和科學研究打下堅實的基礎。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：鞏固已有的環(huán)境工程基礎理論和工程基礎知識，掌握各類凈化裝備及系統(tǒng)等的綜合知識，對復雜環(huán)境工程問題進行表述和解釋，鍛煉提升環(huán)境工程專業(yè)的綜合創(chuàng)新實踐能力。課程目標2：了解國內(nèi)外環(huán)保裝備常用工藝設備及其發(fā)展方向，熟悉適合我國國情的環(huán)境保護領域科研、設計、運行管理情況，掌握各類凈化裝置的設計原則和運行管理，能針對環(huán)境工程領域復雜工程問題提出解決方案，并能在設計方案中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。課程目標3：通過綜合創(chuàng)新訓練以培養(yǎng)學生的動手能力、工程實踐能力、相互合作能力、總結表達能力，使學生初步掌握解決工程實際問題的能力，獲得實踐經(jīng)驗和本領，從而為繼續(xù)深造或走向社會奠定堅實的基礎。課程目標4：能夠獨立完成工藝設計、工程搭建、運營管理及應用、陳述發(fā)言和清晰表達；并具備一定的專業(yè)前沿知識能力，能在跨文化背景下進行溝通和交流。課程目標5：能夠?qū)嬛锘蛟O備進行正確設計計算，能夠合理地開展污染物環(huán)保處理設備工藝搭建、流程優(yōu)化和運行管理等過程，具備一定的開展工程經(jīng)濟分析和工程管理，解決有關實際問題的綜合素質(zhì)與基本能力。三、課程目標與畢業(yè)要求《環(huán)境工程綜合訓練創(chuàng)新》課程教學目標對環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度2.問題分析2.3能夠綜合應用自然科學與環(huán)境科學與工程的基本原理和方法，對復雜環(huán)境工程問題的解決方案進行合理性論證并獲得有效結論。課程目標1：鞏固已有的環(huán)境工程基礎理論和工程基礎知識，掌握各類凈化裝備及系統(tǒng)等的綜合知識，對復雜環(huán)境工程問題進行表述和解釋，鍛煉提升環(huán)境工程專業(yè)的綜合創(chuàng)新實踐能力。M3.設計/開發(fā)解決方案3.2能夠設計滿足環(huán)境工程領域需求的工程相關系統(tǒng)、單元（環(huán)節(jié)）或工藝流程，并具有對設計進行集成的能力。課程目標2：了解國內(nèi)外環(huán)保裝備常用工藝設備及其發(fā)展方向，熟悉適合我國國情的環(huán)境保護領域科研、設計、運行管理情況，掌握各類凈化裝置的設計原則和運行管理，能針對環(huán)境工程領域復雜工程問題提出解決方案，并能在設計方案中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。H9.個人和團隊9.2能夠在團隊中擔任負責人，具有組織和協(xié)調(diào)團隊開展工作的能力，并有效實現(xiàn)目標。課程目標3：通過綜合創(chuàng)新訓練以培養(yǎng)學生的動手能力、工程實踐能力、相互合作能力、總結表達能力，使學生初步掌握解決工程實際問題的能力，獲得實踐經(jīng)驗和本領，從而為繼續(xù)深造或走向社會奠定堅實的基礎。M10.溝通10.1能夠就環(huán)境相關復雜工程問題，以口頭報告、文稿、圖表等方式與業(yè)界同行及社會公眾進行有效的溝通，清晰表達自己的觀點，回應指令。課程目標4：能夠獨立完成工藝設計、工程搭建、運營管理及應用、陳述發(fā)言和清晰表達；并具備一定的專業(yè)前沿知識能力，能在跨文化背景下進行溝通和交流。M11.項目管理11.2能在多學科環(huán)境下，將工程管理與經(jīng)濟決策方法應用于環(huán)境工程相關的設計、開發(fā)、工藝和流程優(yōu)化等過程。課程目標5：能夠?qū)嬛锘蛟O備進行正確設計計算，能夠合理地開展污染物環(huán)保處理設備工藝搭建、流程優(yōu)化和運行管理等過程，具備一定的開展工程經(jīng)濟分析和工程管理，解決有關實際問題的綜合素質(zhì)與基本能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配教學內(nèi)容、基本要求與學時分配見表3。表2教學內(nèi)容、基本要求與學時分配實驗項目實驗(上機)內(nèi)容和要求教學方式實驗學時對應的課程目標1.選定任務，組建小組，資料查閱整理，方案設計，工藝制定。實驗內(nèi)容：根據(jù)課程主題選擇項目任務，查閱資料，設計方案。實驗要求：掌握各類凈化裝置平臺的組成、流程、工作機理及運行。自修：獨自查閱資料412.典型污染治理工藝虛擬現(xiàn)實仿真實驗實驗內(nèi)容：典型污染治理工藝虛擬現(xiàn)實仿真實驗實驗要求：熟悉尾氣處理的正常運行狀態(tài)、脫硝除塵脫硫工藝的廠區(qū)主要構筑物、各設備的布局與管路走向；掌握脫硝除塵脫硫工藝的流程和主要設備的結構及工作原理。模擬燃煤電廠尾氣處理工段正常操作，利用動態(tài)模型實時模擬真實工藝反應裝置現(xiàn)象和過程。41、2、3、4、53.袋式除塵器性能測定實驗實驗內(nèi)容：袋式除塵器性能測定實驗實驗要求：掌握袋式除塵器主要性能指標；熟悉過濾速度對袋式除塵器壓力損失及除塵效率的影響；掌握袋式除塵器主要性能的實驗方法。采用線下授課方式，以學生動手拆裝設備、手動監(jiān)測相關數(shù)據(jù)為主導，認識除塵器的構造，進氣和過濾方式，掌握其基本原理和構造。21、2、3、4、54.揮發(fā)性有機物（VOCs）凈化理論教學、吸附脫附模擬實驗實驗內(nèi)容：揮發(fā)性有機物（VOCs）凈化理論教學、吸附脫附模擬實驗實驗要求：深入理解吸附法凈化揮發(fā)性有機物的原理和特點，掌握吸附工藝主要氣路走向、主要設備及流程特點等；加深對吸附傳質(zhì)過程和穿透曲線等吸附基礎理論及加熱脫附過程的理解。以學生用為主要體現(xiàn)，可選擇不同VOCs的濃度、風量、脫附溫度來進行實驗，“以虛補實，虛實結合”，讓學生逐步理解掌握理論知識，獲得工藝設計參數(shù)。41、2、3、4、55.揮發(fā)性有機物（VOCs）凈化工藝設計、工藝搭建（拓展項）模擬實驗實驗內(nèi)容：揮發(fā)性有機物（VOCs）凈化工藝設計、工藝搭建（拓展項）模擬實驗實驗要求：掌握工程設計的基本步驟與設計方法；培養(yǎng)學生運用理論知識分析、解決實際工程問題的能力；提高學生解決復雜工程問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。以學生自主學習和設計為中心，虛擬場景下獨立完成工程設計和工程搭建層次的實驗教學內(nèi)容，為培養(yǎng)解決復雜工程問題的卓越工程人才提供有效路徑。41、2、3、4、56.城市生活污水處理工藝虛擬仿真實驗實驗內(nèi)容：城市生活污水處理工藝虛擬仿真實驗實驗要求：熟悉城市污水處理工藝路線、設計手冊、設計規(guī)范，掌握污水處理工藝流程設計方法、運行管理。以現(xiàn)代信息技術為依托，以水污染控制工程實驗教學內(nèi)容為指向，通過構思、設計、實施和運行四個實驗環(huán)節(jié)，以“虛實”結合、以虛補實進行工程情景模擬實驗教學。21、2、3、4、57.垃圾滲濾液污水處理工藝虛擬仿真實驗實驗內(nèi)容：垃圾滲濾液污水處理工藝虛擬仿真實驗實驗要求：熟悉垃圾滲濾液處理工藝路線、設計手冊、設計規(guī)范，掌握滲濾液處理工藝流程設計方法、運行管理。以現(xiàn)代信息技術為依托，以垃圾滲濾液污水處理實驗教學內(nèi)容為指向，通過構思、設計、實施和運行四個實驗環(huán)節(jié)，以“虛實”結合、以虛補實進行工程情景模擬實驗教學。21、2、3、4、58.印染廢水污水處理工藝虛擬仿真實驗實驗內(nèi)容：印染廢水污水處理工藝虛擬仿真實驗實驗要求：熟悉印染廢水處理工藝路線、設計手冊、設計規(guī)范，掌握印染廢水處理工藝流程設計方法、運行管理。以現(xiàn)代信息技術為依托，以垃圾滲濾液污水處理實驗教學內(nèi)容為指向，通過構思、設計、實施和運行四個實驗環(huán)節(jié)，以“虛實”結合、以虛補實進行工程情景模擬實驗教學。21、2、3、4、59.廚余垃圾資源化虛擬仿真模塊實驗內(nèi)容：廚余垃圾資源化虛擬仿真模塊實驗要求：探究pH值、底物濃度、接種比等對餐廚垃圾厭氧消化累積甲烷產(chǎn)量的影響；通過對關鍵參數(shù)建立數(shù)學模型，熟悉厭氧罐等生物厭氧處理過程的機理及影響規(guī)律。引導學生從入場須知到工藝流程依次進行學習，通過對關鍵參數(shù)建立數(shù)學模型，探究pH值、底物濃度、接種比等對餐廚垃圾厭氧消化累積甲烷產(chǎn)量的影響，增強學生對餐廚垃圾處理過程的理解和熟悉，提升其工程設計及實際操作能力。41、2、3、4、510.虛實結合總結模塊依據(jù)環(huán)境工程基礎知識模塊、虛擬仿真實驗教學模塊、工藝設計模塊、工藝搭建模塊等過程進行項目總結。報告評閱43、4、5合計32（2周）五、教學方法及手段本課程以模擬與實踐實驗為主，圍繞提高學生綜合創(chuàng)新能力這一目標而展開，結合討論、案例、視頻資源共享、模擬等教學環(huán)節(jié)完成課程教學任務和相關能力的培養(yǎng)。通過實踐案例由淺入深，使學生通過該課程環(huán)節(jié)完成污染物治理工程設計、計算、仿真模擬和管理等創(chuàng)新實踐，使學生們在課程過程中帶有任務和目的，幫助學生樹立專業(yè)創(chuàng)新的理念和思維，針對性強，激發(fā)學生的學習的主動性和積極性，培養(yǎng)了學生的團隊精神，鍛煉了學生的才干，培養(yǎng)學生自主學習能力、實際動手能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，提升學生的綜合創(chuàng)新能力。六、教材和參考書1.教材：（1）自編講義.2.參考書：（1）成官文.水污染控制工程實驗教學指導書[M].北京:化學工業(yè)出版社,2013.01.（2）郝吉明.大氣污染控制工程實驗[M].北京:高等教育出版社,2004.11.（3）韓照祥.環(huán)境工程實驗技術[M].南京:南京大學出版社,2006.12.（4）王金梅等.水污染控制技術[M].北京:化學工業(yè)出版社,2010.07.（5）高廷耀.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2015.04.（6）張希衡.水污染控制工程[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1993.04.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由考勤情況、課程表現(xiàn)、課程報告三部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標12345出勤情況10無遲到早退，遵守規(guī)章制度，服從課程安排，積極主動，勤奮好學。能按照實驗室管理規(guī)定和要求完成課程場所的衛(wèi)生整理工作。√√55課程任務完成情況30掌握數(shù)值模擬實驗操作、工程設計和工藝搭建等相關技能，獨立或協(xié)作按時完成符合課程要求的相關任務?！獭獭獭獭?6666課程報告撰寫情況60課程報告結構合理，模擬實驗數(shù)據(jù)準確，工藝流程圖繪制規(guī)范設計計算合理、格式規(guī)范，內(nèi)容詳實，有總結與反思?！獭獭獭獭?016121012合計：100分1627182118八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定課程實習采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級評分制。即90分以上為優(yōu)，80~89分為良，70~79分為中，60~69分為及格，60分以下為不及格?？偝煽兎秩糠郑撼銮谇闆r、課程任務完成情況、課程報告撰寫情況。其中：（1）出勤情況占10%，無故曠課達3次取消總成績；（2）課程任務完成情況占30%；（3）課程報告撰寫情況占60%。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60出勤情況10不曠課，正常參加實習，無遲到、早退情況、衛(wèi)生整理完整不曠課，正常參加實習，遲到、早退情況不超過1次、衛(wèi)生整理完整不曠課，正常參加實習，遲到、早退情況不超過2次、衛(wèi)生整理基本完整不曠課，正常參加實習，遲到、早退情況不超過3次、衛(wèi)生整理基本完整無故曠課，或經(jīng)常遲到、早退、無衛(wèi)生整理課程任務完成情況30數(shù)值模擬實驗操作熟練、工程設計和工藝搭建合理，獨立或協(xié)作按時完成符合課程要求的相關任務。數(shù)值模擬實驗操作比較熟練、工程設計和工藝搭建合理，獨立或協(xié)作按時完成符合課程要求的相關任務。數(shù)值模擬實驗操作比較熟練、工程設計和工藝搭建比較合理，獨立或協(xié)作按時完成符合課程要求的相關任務。數(shù)值模擬實驗操作基本熟練、工程設計和工藝搭建基本合理，基本獨立或協(xié)作按時完成符合課程要求的相關任務。數(shù)值模擬實驗操作不熟練、工程設計和工藝搭建不合理，不能獨立或協(xié)作按時完成符合課程要求的相關任務。課程報告撰寫情況60課程報告結構