《环境工程综合训练创新》教学大纲

《环境工程综合训练创新》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03178373课程性质：综合创新课程学分：2学分周数：2周先修课程：环境工程原理、大气污染控制工程、水污染控制工程等并修课程：环保设备选型与应用B、环境工程施工与核算、清洁生产与循环经济等适用专业：环境工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《环境工程综合训练创新》是培养环境工程专业学生工程实践能力的综合创新课程。本课程以大气、水综合实训平台为载体，导入国家虚拟仿真实验教学课程共享平台-实验空间实验教学示范中心的多维互动实验教学手段，以污染控制工程的设计与运行管理为结果导向，以学生自主能动性为主体，通过实践，加深对理论知识的理解，使学生在综合训练中充分熟悉和掌握各类净化装备及系统的工艺设计、工程搭建、运营管理及应用，具有工程综合能力和计算机应用能力，能够根据环保要求，独立完成虚拟仿真实验操作、工艺选择、设计和解决方案，为今后的环境工程毕业设计和科学研究打下坚实的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：巩固已有的环境工程基础理论和工程基础知识，掌握各类净化装备及系统等的综合知识，对复杂环境工程问题进行表述和解释，锻炼提升环境工程专业的综合创新实践能力。课程目标2：了解国内外环保装备常用工艺设备及其发展方向，熟悉适合我国国情的环境保护领域科研、设计、运行管理情况，掌握各类净化装置的设计原则和运行管理，能针对环境工程领域复杂工程问题提出解决方案，并能在设计方案中体现创新意识。课程目标3：通过综合创新训练以培养学生的动手能力、工程实践能力、相互合作能力、总结表达能力，使学生初步掌握解决工程实际问题的能力，获得实践经验和本领，从而为继续深造或走向社会奠定坚实的基础。课程目标4：能够独立完成工艺设计、工程搭建、运营管理及应用、陈述发言和清晰表达；并具备一定的专业前沿知识能力，能在跨文化背景下进行沟通和交流。课程目标5：能够对构筑物或设备进行正确设计计算，能够合理地开展污染物环保处理设备工艺搭建、流程优化和运行管理等过程，具备一定的开展工程经济分析和工程管理，解决有关实际问题的综合素质与基本能力。三、课程目标与毕业要求《环境工程综合训练创新》课程教学目标对环境工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.3能够综合应用自然科学与环境科学与工程的基本原理和方法，对复杂环境工程问题的解决方案进行合理性论证并获得有效结论。课程目标1：巩固已有的环境工程基础理论和工程基础知识，掌握各类净化装备及系统等的综合知识，对复杂环境工程问题进行表述和解释，锻炼提升环境工程专业的综合创新实践能力。M3.设计/开发解决方案3.2能够设计满足环境工程领域需求的工程相关系统、单元（环节）或工艺流程，并具有对设计进行集成的能力。课程目标2：了解国内外环保装备常用工艺设备及其发展方向，熟悉适合我国国情的环境保护领域科研、设计、运行管理情况，掌握各类净化装置的设计原则和运行管理，能针对环境工程领域复杂工程问题提出解决方案，并能在设计方案中体现创新意识。H9.个人和团队9.2能够在团队中担任负责人，具有组织和协调团队开展工作的能力，并有效实现目标。课程目标3：通过综合创新训练以培养学生的动手能力、工程实践能力、相互合作能力、总结表达能力，使学生初步掌握解决工程实际问题的能力，获得实践经验和本领，从而为继续深造或走向社会奠定坚实的基础。M10.沟通10.1能够就环境相关复杂工程问题，以口头报告、文稿、图表等方式与业界同行及社会公众进行有效的沟通，清晰表达自己的观点，回应指令。课程目标4：能够独立完成工艺设计、工程搭建、运营管理及应用、陈述发言和清晰表达；并具备一定的专业前沿知识能力，能在跨文化背景下进行沟通和交流。M11.项目管理11.2能在多学科环境下，将工程管理与经济决策方法应用于环境工程相关的设计、开发、工艺和流程优化等过程。课程目标5：能够对构筑物或设备进行正确设计计算，能够合理地开展污染物环保处理设备工艺搭建、流程优化和运行管理等过程，具备一定的开展工程经济分析和工程管理，解决有关实际问题的综合素质与基本能力。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表3。表2教学内容、基本要求与学时分配实验项目实验(上机)内容和要求教学方式实验学时对应的课程目标1.选定任务，组建小组，资料查阅整理，方案设计，工艺制定。实验内容：根据课程主题选择项目任务，查阅资料，设计方案。实验要求：掌握各类净化装置平台的组成、流程、工作机理及运行。自修：独自查阅资料412.典型污染治理工艺虚拟现实仿真实验实验内容：典型污染治理工艺虚拟现实仿真实验实验要求：熟悉尾气处理的正常运行状态、脱硝除尘脱硫工艺的厂区主要构筑物、各设备的布局与管路走向；掌握脱硝除尘脱硫工艺的流程和主要设备的结构及工作原理。模拟燃煤电厂尾气处理工段正常操作，利用动态模型实时模拟真实工艺反应装置现象和过程。41、2、3、4、53.袋式除尘器性能测定实验实验内容：袋式除尘器性能测定实验实验要求：掌握袋式除尘器主要性能指标；熟悉过滤速度对袋式除尘器压力损失及除尘效率的影响；掌握袋式除尘器主要性能的实验方法。采用线下授课方式，以学生动手拆装设备、手动监测相关数据为主导，认识除尘器的构造，进气和过滤方式，掌握其基本原理和构造。21、2、3、4、54.挥发性有机物（VOCs）净化理论教学、吸附脱附模拟实验实验内容：挥发性有机物（VOCs）净化理论教学、吸附脱附模拟实验实验要求：深入理解吸附法净化挥发性有机物的原理和特点，掌握吸附工艺主要气路走向、主要设备及流程特点等；加深对吸附传质过程和穿透曲线等吸附基础理论及加热脱附过程的理解。以学生用为主要体现，可选择不同VOCs的浓度、风量、脱附温度来进行实验，“以虚补实，虚实结合”，让学生逐步理解掌握理论知识，获得工艺设计参数。41、2、3、4、55.挥发性有机物（VOCs）净化工艺设计、工艺搭建（拓展项）模拟实验实验内容：挥发性有机物（VOCs）净化工艺设计、工艺搭建（拓展项）模拟实验实验要求：掌握工程设计的基本步骤与设计方法；培养学生运用理论知识分析、解决实际工程问题的能力；提高学生解决复杂工程问题的能力，培养学生的创新能力。以学生自主学习和设计为中心，虚拟场景下独立完成工程设计和工程搭建层次的实验教学内容，为培养解决复杂工程问题的卓越工程人才提供有效路径。41、2、3、4、56.城市生活污水处理工艺虚拟仿真实验实验内容：城市生活污水处理工艺虚拟仿真实验实验要求：熟悉城市污水处理工艺路线、设计手册、设计规范，掌握污水处理工艺流程设计方法、运行管理。以现代信息技术为依托，以水污染控制工程实验教学内容为指向，通过构思、设计、实施和运行四个实验环节，以“虚实”结合、以虚补实进行工程情景模拟实验教学。21、2、3、4、57.垃圾渗滤液污水处理工艺虚拟仿真实验实验内容：垃圾渗滤液污水处理工艺虚拟仿真实验实验要求：熟悉垃圾渗滤液处理工艺路线、设计手册、设计规范，掌握渗滤液处理工艺流程设计方法、运行管理。以现代信息技术为依托，以垃圾渗滤液污水处理实验教学内容为指向，通过构思、设计、实施和运行四个实验环节，以“虚实”结合、以虚补实进行工程情景模拟实验教学。21、2、3、4、58.印染废水污水处理工艺虚拟仿真实验实验内容：印染废水污水处理工艺虚拟仿真实验实验要求：熟悉印染废水处理工艺路线、设计手册、设计规范，掌握印染废水处理工艺流程设计方法、运行管理。以现代信息技术为依托，以垃圾渗滤液污水处理实验教学内容为指向，通过构思、设计、实施和运行四个实验环节，以“虚实”结合、以虚补实进行工程情景模拟实验教学。21、2、3、4、59.厨余垃圾资源化虚拟仿真模块实验内容：厨余垃圾资源化虚拟仿真模块实验要求：探究pH值、底物浓度、接种比等对餐厨垃圾厌氧消化累积甲烷产量的影响；通过对关键参数建立数学模型，熟悉厌氧罐等生物厌氧处理过程的机理及影响规律。引导学生从入场须知到工艺流程依次进行学习，通过对关键参数建立数学模型，探究pH值、底物浓度、接种比等对餐厨垃圾厌氧消化累积甲烷产量的影响，增强学生对餐厨垃圾处理过程的理解和熟悉，提升其工程设计及实际操作能力。41、2、3、4、510.虚实结合总结模块依据环境工程基础知识模块、虚拟仿真实验教学模块、工艺设计模块、工艺搭建模块等过程进行项目总结。报告评阅43、4、5合计32（2周）五、教学方法及手段本课程以模拟与实践实验为主，围绕提高学生综合创新能力这一目标而展开，结合讨论、案例、视频资源共享、模拟等教学环节完成课程教学任务和相关能力的培养。通过实践案例由浅入深，使学生通过该课程环节完成污染物治理工程设计、计算、仿真模拟和管理等创新实践，使学生们在课程过程中带有任务和目的，帮助学生树立专业创新的理念和思维，针对性强，激发学生的学习的主动性和积极性，培养了学生的团队精神，锻炼了学生的才干，培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维，提升学生的综合创新能力。六、教材和参考书1.教材：（1）自编讲义.2.参考书：（1）成官文.水污染控制工程实验教学指导书[M].北京:化学工业出版社,2013.01.（2）郝吉明.大气污染控制工程实验[M].北京:高等教育出版社,2004.11.（3）韩照祥.环境工程实验技术[M].南京:南京大学出版社,2006.12.（4）王金梅等.水污染控制技术[M].北京:化学工业出版社,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）张希衡.水污染控制工程[M].北京:冶金工业出版社,1993.04.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由考勤情况、课程表现、课程报告三部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标12345出勤情况10无迟到早退，遵守规章制度，服从课程安排，积极主动，勤奋好学。能按照实验室管理规定和要求完成课程场所的卫生整理工作。√√55课程任务完成情况30掌握数值模拟实验操作、工程设计和工艺搭建等相关技能，独立或协作按时完成符合课程要求的相关任务。√√√√√66666课程报告撰写情况60课程报告结构合理，模拟实验数据准确，工艺流程图绘制规范设计计算合理、格式规范，内容详实，有总结与反思。√√√√√1016121012合计：100分1627182118八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定课程实习采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分三部分：出勤情况、课程任务完成情况、课程报告撰写情况。其中：（1）出勤情况占10%，无故旷课达3次取消总成绩；（2）课程任务完成情况占30%；（3）课程报告撰写情况占60%。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60出勤情况10不旷课，正常参加实习，无迟到、早退情况、卫生整理完整不旷课，正常参加实习，迟到、早退情况不超过1次、卫生整理完整不旷课，正常参加实习，迟到、早退情况不超过2次、卫生整理基本完整不旷课，正常参加实习，迟到、早退情况不超过3次、卫生整理基本完整无故旷课，或经常迟到、早退、无卫生整理课程任务完成情况30数值模拟实验操作熟练、工程设计和工艺搭建合理，独立或协作按时完成符合课程要求的相关任务。数值模拟实验操作比较熟练、工程设计和工艺搭建合理，独立或协作按时完成符合课程要求的相关任务。数值模拟实验操作比较熟练、工程设计和工艺搭建比较合理，独立或协作按时完成符合课程要求的相关任务。数值模拟实验操作基本熟练、工程设计和工艺搭建基本合理，基本独立或协作按时完成符合课程要求的相关任务。数值模拟实验操作不熟练、工程设计和工艺搭建不合理，不能独立或协作按时完成符合课程要求的相关任务。课程报告撰写情况60课程报告结构