课程思政融入大气污染工程的教学设计

课程思政融入大气污染工程的教学设计

[摘要]《大气污染控制工程》是环境科学与工程专业的专业必修课,在专业课程教学中融入课程思政元素,是贯彻“立德树人”的育人理念的重要途径。通过将课程思政元素融入《大气污染控制工程》教学设计和教学实践案例,学生对环境政策、社会主义核心价值观的认同感明显增强,有利于引导他们形成正确的人生观和价值观,实现“全员育人”和“全方位育人”。

[关键词]课程思政;立德树人;大气污染控制工程;教学设计;教学实践

《大气污染控制工程》的教学设计与实践要将新时代中国特色社会主义思想,特别是生态文明观融入教育教学全过程,进一步深化本课程的课程思政改革,加强课程思政教学设计与实践,教师在讲授大气污染控制工程基本知识,大气污染气象学基础理论,大气污染防治的基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等的同时,要充分发挥课程育人功能,使《大气污染控制工程》在育才的同时兼顾育德,育人育才形成合力,知识传授和价值引领两手抓,从而提高人才培养质量,让学生成为德才兼备、全面发展的人才。《大气污染控制工程》作为环境科学与工程专业的一门重要专业课,课程教学目标是使学生系统地了解并掌握大气污染控制工程的基本知识,大气污染气象学基础理论,大气污染控制的基本概念、基本原理、主要设备和典型工艺等。在过去很长一段时期内,《大气污染控制工程》作为一门专业必修课程,被认为只需负责教授大气污染及治理的相关理论与工艺设备知识,没有思想政治教育责任与义务。这样的错误做法导致《大气污染控制工程》与高校思想政治教育脱离,育才与育德脱离,知识传授和价值引领脱离,未能对本专业学生的世界观、人生观和价值观起到该有的培育和塑造作用。

1课程思政融入《大气污染控制工程》教学设计

宁德师范学院环境科学与工程系《大气污染控制工程》课程总学时48学时,采用郝吉明等主编的部级规划教材《大气污染控制工程》(高等教育出版社,第三版),共讲授13章内容,另同步开展《大气污染控制工程实验》和《大气污染控制工程课程设计》等相关课程。在《大气污染控制工程》授课过程中,以“润物细无声”的方式将思政教育元素融入《大气污染控制工程》的教学过程中,首先应在教学设计环节下功夫。以下从“概论”、“除尘装置”、“硫氧化物的污染控制”、“大气污染与全球气候”等章节为例探讨如何在教学设计环节融入课程思政元素。

1.1在“概论”的教学设计中融入课程思政元素

“概论”这一章要求学生掌握大气的组成,大气污染的含义,主要的大气污染物,国内外大气污染概况,大气环境质量标准及当代大气环境问题。在介绍上述基本知识同时,可以穿插介绍党和政府在大气污染控制领域做出的努力和取得的重大战略成果。党的十八大以来,党和政府以前所未有的决心和力度,制定出台了《大气污染防治行动计划》,全国三大城市群(京津冀、长江三角洲、珠江三角洲)全部超额完成了“大气十条”的目标。国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,大幅减少主要大气污染物排放总量,协同减少温室气体排放,进一步明显降低细颗粒物(PM2.5)浓度,明显减少重污染天数,明显改善环境空气质量,明显增强人民的蓝天幸福感[2]。用典型案例教学引导学生树立社会主义核心价值观。以案例教学为载体,通过“伦敦烟雾事件,洛杉矶光化学烟雾事件”等话题引导学生,认同“爱国”、“富强”、“平等”等价值目标,强化“绿色青山就是金山银山”理念,以点带面,立德树人,培养具有生态文明观的高素质的社会主义建设者和接班人。

1.2在“除尘装置”的教学设计中融入课程思政元素

“除尘装置”这一章讲授除尘器分类、除尘机理、性能特点及设计选型等除尘技术专业基础知识。在“除尘装置”章节的基础知识教学中融入思政元素,可结合教学内容介绍我国的科技工作者在除尘装置开发与应用领域的感人故事和突出贡献,让学生明白正是由于我国广大一线工作者艰苦卓绝的努力才能铸就一个国家强大的科技实力,进而使学生树立对科学和建设社会主义的不断追求。上世纪八十年代和九十年代,用于燃煤发电行业烟气治理的除尘装置的生产工艺技术和设备绝大部分靠进口,经过不懈努力,我国电除尘器、袋式除尘器、电袋复合除尘器等三大除尘装置的生产规模、使用数量目前均居世界各国首位,已发展成为世界上电除尘器、电袋复合除尘器第一生产大国,电除尘技术、袋式除尘技术、电袋复合除尘技术达到世界领先水平。在此基础上进一步开拓创新,开发了低低温电除尘器,形成“烟气余热利用+高效电除尘+湿式电除尘”等世界领先技术路线,可实现颗粒物、SO3、PM2.5、重金属汞等多污染物协同治理,为满足我国火力发电厂全面达到超低排放提供了关键技术支撑,为打赢“蓝天保卫战”做出了重要贡献。电袋复合除尘器具有低排放、低能耗、长期稳定运行等优良的综合性能,得到迅速推广应用,在郑州裕中能源有限责任公司(新密电厂)建成并投入使用的世界最大的电袋复合除尘器,配套装机容量1000MW,烟气量达到520×104m3/h,除尘器尺寸达到21.76m×98.25m×31.55m(长×宽×高)。目前,我国的除尘器已经出口菲律宾、土耳其、印度等多个国家,提升了我国环保产品的国际竞争力。取得如此辉煌的成就,与我国经济、社会的快速发展是分不开的。国民经济的快速发展、人民生活水平的不断提高必然使得各行业用电量快速增长,改革开放以来,我国电力事业发展迅猛.国家能源局全社会用电量数据显示,2020年,全社会用电量75110亿千瓦时,同比增长3.1%[3]。我国的“缺油少气”的能源禀赋决定了煤炭资源在化石能源中占比很大,今后还将长期依赖于煤炭,燃煤发电是我国电力的主要来源,约占65%以上,因此燃煤发电行业的烟气治理亟需开发适应我国国情的高效除尘技术和装置,为我国乃至全球的大气污染治理提供先进可靠高效的环保装备,从而为我国灰霾治理、蓝天保卫战发挥积极而重要的作用,经过近三十年的努力,我国在该领域的总体技术水平和工程业绩已位居世界第一位。

1.3在“硫氧化物的污染控制”的教学设计中融入课程思政元素

“硫氧化物的污染控制”这一章讲授硫排放的现状,脱硫工艺技术及常见的烟气脱硫工艺流程和相关设备。烟气脱硫工艺早在1927年英国得到应用,面对我国二氧化硫排放基数大、环境容量有限的现实情况,以国能龙源环保有限公司、福建龙净环保股份有限公司为代表的环保企业主动响应国家战略,服务“打赢蓝天保卫战”,突破了湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫的“卡脖子”关键技术,在传统烟气脱硫技术的基础上大胆创新,成功开发出适应我国国情的双循环技术、新型高效烟气循环流化床干法技术,实现新环保形势下的烟气超低、超超低排放。国电龙源环保开发的双循环石灰石—石膏湿法脱硫技术可实现99%以上的极高脱硫效率,出口SO2浓度低于20mg/m3;福建龙净环保在世界范围内率先突破干法技术在660MW电厂机组、600m2烧结机及其他工业领域的成功应用,产品出口巴西、印度等国家。目前,我国湿法脱硫技术应用规模、使用数量居世界各国首位,干法脱硫技术达到世界领先水平。

1.4在“大气污染与全球气候”的教学设计中融入课程思政元素“大气污染与全球气候”这一章主要讲述温室气体与全球气候、臭氧层破坏、致酸前体物与酸雨等三部分内容。全球气候变化是近期热门话题。2020年9月,主席在第75届联合国大会上宣布:中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和[4]。在这个问题上,学生要认识到虽然以中国为代表的发展中国家,特别是中国和印度是二氧化碳排放大国,但是发展中国家人均和累积排放量远低于发达国家,发达国家是二氧化碳累积排放的主要贡献者,因此,要坚持“共同但有区别”的原则来制定发达国家和发展中国家的减排目标和责任。中国提出“碳达峰、碳中和”目标,既展示了作为负责任大国的国际形象,又对我国经济社会高质量发展路径提出了更高要求。总书记强调,实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。作为环境科学与工程专业的学生,应该提高低碳意识,认识到双碳目标的重要性和紧迫性。

2课程思政融入《大气污染控制工程》教学实践典型案例

宁德师范学院《大气污染控制工程》的课程教学始终坚持以学生发展为中心,采用逐步深入,层层递进的思路,采用多种教学方法和手段,将课程思政“润物无声”地融入整个教学过程中。让学生在不知不觉中,掌握知识与技能,同时生成积极向上的情感态度和价值观。以第一章“概论”的第五节“环境空气质量控制标准”为例,在教授过程中遵循“提出问题-思考问题-解决问题”的思路,把本节的重要知识点凝练成四个问题,提出问题激发学生的兴趣和思考,在解决问题的过程中,使学生掌握相关知识,学习和锻炼了思考与解决问题的方法。在教学过程中采用两种方式融入课程思政元素,一方面穿插我国开展“蓝天保卫战”取得的巨大成绩;另一方面穿插授课教师在PM2.5领域所做的科研工作。首先提出第1个问题:我国环境空气质量分为几级?通过举例河南省人民政府2019年1月25日的郑州市2018年全年共168个优良天,空气质量达到二级标准,采用问答的方式,引导学生得到正确答案:《环境空气质量标准》(GB3095-1996)将环境空气质量分为三级,同时将环境空气质量功能区分为三类。一类区、二类区、三类区分别执行一级、二级、三级标准。接着提出第2个问题:福州市某日空气污染指数API值为52,是如何计算得到的?这里,我们坚持理论与实践相结合的教学理念,以福州为例,计算API,共分为4个步骤。既注重API相关基础理论的介绍,又使得学生关注身边的环境空气质量。然后提出第3个问题:API为98,空气质量等级为“良”,可为什么天空灰蒙蒙的,能见度很差?这里引出PM2.5的定义,并阐述PM2.5降低能见度的原因,讲解PM2.5的危害以及成为许多地区的重大民生问题的情况。在回答问题的同时,还延伸课本所学知识。同时,穿插授课教师在PM2.5领域做的工作情况,并将本学科领域的最新研究动态和授课教师所在科研团队的科研成果等融入教学内容。接着提出最后一个问题:2012年修订的《环境空气质量标准GB3095-2012》,相比1996年修订的GB3095-1996,有何变化?阐述主要进行的修订内容,并穿插课程思政内容:经过近5年的努力,我国主要污染地区的空气质量已得到明显改善。通过“环境空气质量控制标准”这一节课的教学案例,可以看出本课程教学要理论结合实践,融知识传播、能力培养、素质教育于一体,注重培养学生实践能力和创新意识。采用“问题教学”方法可以激发学生兴趣;“润物无声”地穿插课程思政的内容可以提高学生对党和政府“蓝天保卫战”取得的巨大成就的认同感自豪感,穿插授课教师的相关科研成果可拉进与学生的距离,穿插过程不刻意、不生硬,达到较好的效果。

3小结

《大气污染控制工程》是环境科学与工程专业的专业必修课,在专业课程教学中融入课程思政元素,并且做到“不刻意、不生硬”,在“润物无声”中提升学生对祖国的认同感和自豪感,激发学生的学习兴趣,在传授专业知识的过程中贯彻“立德树人”的育人理念,要求授课教师对教学设计进行一定程度的改革,将党和政府在“蓝天保卫战”、“双碳目标”等方面做出的巨大努力和取得的决定性成果展示给学生,同时将我国广大一线工作者在除尘、脱硫领域取得的辉煌成就展示出来,激发同学们的爱国热情和将来为国奉献的精神。综上,本文介绍了课程思政融入《大气污染控制工程》教学设计的课程思政教学设计和教学案例,分享了进一步深化课程思政建设的思考,希望能为相关高校开展课程思政融入专业课教学提供有益的参考。

作者:赵文昌 刘锡尧 单位:宁德师范学院 化学与材料学院