王美艷 黃超 張長平 孫優(yōu)善

【摘要】為培養(yǎng)具有科技報國的家國情懷、無私奉獻(xiàn)的職業(yè)精神、堅定不移的專業(yè)使命感的環(huán)境工程專業(yè)工程技術(shù)人才，本文以《大氣污染控制工程》課程中的一個教學(xué)節(jié)段為例，開展了課程思政教學(xué)設(shè)計與實施。挖掘多個課程思政元素，利用混合式教學(xué)模式，以學(xué)生為中心設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，以成果為導(dǎo)向設(shè)計評價指標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生自評學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成，并以學(xué)生反饋作為持續(xù)改進(jìn)的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】《大氣污染控制工程》;課程思政;教學(xué)設(shè)計

以《高等學(xué)校課程思政建設(shè)綱要》為指導(dǎo)，結(jié)合環(huán)境工程專業(yè)育人目標(biāo)，采用新穎的教學(xué)思路和混合式教學(xué)模式，將課程思政有機(jī)融入《大氣污染控制工程》課堂教學(xué)。

一、案例簡介

《大氣污染控制工程》是面向環(huán)境工程專業(yè)大三學(xué)生的專業(yè)必修課，系統(tǒng)介紹了大氣污染預(yù)防和治理技術(shù)的基本原理、主要設(shè)備和典型工藝，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識、分析和解決大氣污染復(fù)雜工程問題的能力。采用的教材是郝吉明院士主編的《大氣污染控制工程》第三版。

本文選取課程中的一個教學(xué)節(jié)段“燃燒產(chǎn)物與大氣污染”作為案例，進(jìn)行課程思政教學(xué)設(shè)計實施。案例選自課程知識模塊——燃燒與大氣污染第四節(jié)。授課采用混合式教學(xué)手段，利用雨課堂進(jìn)行課堂互動，引用學(xué)堂在線國家精品課作為課程資源，并通過問卷星進(jìn)行教學(xué)評價。

案例教學(xué)內(nèi)容包括：典型大氣污染事件、燃燒污染物的形成、污染物與大氣質(zhì)量、燃燒煙氣凈化新方向。教學(xué)重點為污染物的形成機(jī)理，教學(xué)難點為空氣質(zhì)量指數(shù)的計算。知識能力目標(biāo)為理解污染物形成機(jī)理，能夠計算空氣質(zhì)量指數(shù)。授課主要思路是采用故事串聯(lián)的方式組織教學(xué)內(nèi)容，以“我和我的藍(lán)天”為故事主線，將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)?“藍(lán)天之殤”“藍(lán)天之?dāng)场薄八{(lán)天之約”三個篇章，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時為課程思政的實施做鋪墊。

二、案例課程思政教學(xué)實施

課程教學(xué)開始之初，以序幕的形式開篇給學(xué)生講藍(lán)天的故事。

第一篇章：藍(lán)天之“殤”——典型的大氣污染事件，以時間為線，以圖片、視頻等形式講三個案例，英國倫敦?zé)熿F、美國洛杉磯光化學(xué)煙霧和我國京津冀霧霾。通過雨課堂發(fā)起提問，結(jié)合學(xué)生回答情況，引出實際數(shù)據(jù)分析三種煙霧中對應(yīng)的燃燒污染物。

第二篇章：藍(lán)天之“敵”——燃燒污染物的形成，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)方程式和形成機(jī)理示意圖剖析二氧化硫、氮氧化物、煙塵、有機(jī)物和重金屬等污染物在燃燒過程中的形成機(jī)理。

第三篇章：藍(lán)天之“約”——污染物與大氣質(zhì)量，煙氣凈化新方向。動態(tài)演示1996和2012版環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于燃燒污染物濃度控制的變化，給出空氣質(zhì)量指數(shù)的概念及計算方法。

引入思政案例1，結(jié)合中國統(tǒng)計局、生態(tài)環(huán)境部相關(guān)數(shù)據(jù)，給出我國40年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消耗和大氣環(huán)境污染的關(guān)系。GDP呈指數(shù)增長，能源消耗不斷加劇，二氧化硫、氮氧化物和煙塵分別在2005、2010、2015年呈現(xiàn)拐點，其后逐年降低。其原因在于我國先后頒布的“十一五”“十二五”“十三五”計劃中逐步將三種污染物或其前驅(qū)體作為減排的主要指標(biāo)，制定減排計劃，從而引領(lǐng)減排技術(shù)的不斷完善、企業(yè)減排措施的不斷提升。此后，我國繼續(xù)頒布了大氣污染防治行動計劃、藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃，進(jìn)一步保障空氣質(zhì)量的改善。以數(shù)據(jù)和政策增強(qiáng)學(xué)生大氣污染治理的決心信心，使其樹立專業(yè)志向，同時也增強(qiáng)制度自信。

結(jié)合2013—2019年中國生態(tài)環(huán)境狀況公報，給出我國酸雨面積顯著下降和各污染物年均濃度逐年下降的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是大氣走航監(jiān)測與衛(wèi)星反演的結(jié)果。以圖片形式引入思政案例2，在武漢新冠肺炎疫情最為嚴(yán)重的時期，劉文清院士帶領(lǐng)團(tuán)隊采用自主研制的走航車，獲得疫情期間大氣環(huán)境質(zhì)量的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。以無私奉獻(xiàn)的職業(yè)精神感染學(xué)生，引導(dǎo)其思考環(huán)保工作者在特殊時期所作出的行業(yè)貢獻(xiàn)。

給出煙氣治理的各項技術(shù)措施，引出煙氣凈化新方向——超低排放流程，并給出治理流程的虛擬仿真視頻。引入思政案例3，以兩個我國自主研制的大型化和超高溫的高效除塵設(shè)備，體現(xiàn)我國大氣污染治理技術(shù)日新月異的發(fā)展，使學(xué)生樹立科技報國的家國情懷。

課后環(huán)節(jié)，基于煤改氣的新政，各方有不同的言論，讓學(xué)生基于污染物的產(chǎn)生機(jī)理討論煤改氣的利與弊，提高其辯證思維能力。

三、課程思政教學(xué)設(shè)計反思

（一） 課程思政案例剖析

主線是“我和我的藍(lán)天”，而主題則是習(xí)近平生態(tài)文明思想在中國大地的生動實踐。

通過問卷調(diào)查結(jié)果分析，學(xué)生自評達(dá)成度均在95%以上，學(xué)生的主觀感受中“國家”“科技”“發(fā)展”等詞頻較高，說明本次課達(dá)到了預(yù)期的課程思政效果。

（二）關(guān)于大數(shù)據(jù)課程思政教學(xué)設(shè)計的多維延伸

工科學(xué)生思維嚴(yán)謹(jǐn)、對數(shù)據(jù)非常敏感，課程思政也要用數(shù)據(jù)說話。污染排放數(shù)據(jù)可進(jìn)行多維度的延伸。

從時間維度，可以向前延伸至第二次工業(yè)革命之前，向后延伸至對未來數(shù)據(jù)的預(yù)測。

從空間維度，可以由中國延伸至世界，尤其是中國治理霧霾與英國、美國治理大氣污染的速度相比，更能突出社會主義制度的優(yōu)越性。

從主體維度，由教師呈現(xiàn)數(shù)據(jù)延伸到教會學(xué)生獲取數(shù)據(jù)使其自行檢索總結(jié)規(guī)律。

從課程載體維度，由《大氣污染控制工程》一門課延伸到《水污染控制工程》《固體廢棄物處理技術(shù)》多門環(huán)境工程專業(yè)主干課，由講好藍(lán)天白云的故事，到講好綠水蔚洋和青山沃土的故事。三大核心主干課并行，講好“美麗中國”的故事。由專業(yè)教育延伸至專業(yè)育人，更進(jìn)一步由專業(yè)教育延伸到通識教育，拓展課程思政案例的普適性。

（三）關(guān)于學(xué)生自評/互評

自評和互評的目的一方面反映實時學(xué)情，另一方面使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)有更明確的理解。評價指標(biāo)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合專業(yè)頂層設(shè)計，由單純的課程目標(biāo)達(dá)成上升到畢業(yè)要求指標(biāo)點的達(dá)成，以提高學(xué)生的實踐能力為導(dǎo)向。

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【本文系河北工業(yè)大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究項目“新工科及工程教育認(rèn)證背景下環(huán)境類通識課程教學(xué)改革探索與實踐”（201903011）、河北工業(yè)大學(xué)研究生示范課程建設(shè)項目“高等傳熱傳質(zhì)學(xué)示范課程建設(shè)”（121031）的階段性成果】

（作者單位：河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院）