《环境工程课程设计》教学大纲

《环境工程课程设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03168413课程性质：集中实践课学分：4学分周数：4周先修课程：环境工程微生物学、环境工程原理、环境监测、水污染控制工程并修课程：环境工程CAD应用技术、大气污染控制工程适用专业：环境工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《环境工程课程设计》是环境工程专业本科学生在完成《水污染控制工程》和《大气污染控工程》课程学习之后进行的一个全面、系统、深入的实践性教学环节。环境工程课程设计主要围绕有关的先修课程所学所学到的知识，通过设计计算、绘图等对学生进行的初次较全面的工程设计训练。该课程设计环节主要包括水污染控制工程课程设计和大气污染控制工程课程设计两部分。作为理论与实际联系的桥梁，环境工程课程设计与理论教学配套，能存进学生巩固理论知识，加深学生对相关工艺流程及常用设备的认识，并培养学生的工程实践能力。通过该课程学习，学生能快速准确查阅资料、检索论文专利等相关资料，掌握设计说明书的编制流程和方法，熟练运用办公软件规范编制设计说明书和绘制图纸，并能将理论知识应用到实际工程设计中，具备一定解决实际工程问题的能力。二、课程目标通过课程设计，使学生达到如下目标：课程目标1：了解污水处理和大气防治工程的生产现状与发展趋势，熟悉典型污染处理工艺的设计和工作流程；掌握常用污水处理工艺的设计计算、设备选型和污泥的处理工艺的设计；掌握电除尘器、袋式除尘器等主要除尘器的工艺设计与选型方法；掌握填料塔、喷淋塔等吸附塔的设计计算。课程目标2：根据要求和已知资料，进行污水处理厂的设计，包括确定污水处理方案和流程没计算各处理构筑物的尺寸及设备选型，并进行相关水利计算，绘制污水处理厂处理工艺系统图和主体构筑物图；能结合所给烟气条件和大气污染物排放要求，选择合适的处理工艺和处理设备，进行工艺设计计算和选型，最后绘制出处理系统工艺流程图，设备平面布置图及剖面图。课程目标3：融会贯通水和大气污染控制工程设计课程的理论和方法，能够正确客观地评价污水处理工程和大气污染控制工程对环境和可持续发展的影响，能对环境工程领域的工业污染问题提出解决方案；能清晰准确地阐述设计方案的工艺流程、设计计算等工程问题，具有良好的沟通表达能力；熟悉整个环境工程项目的全周期流程；对专业有强烈的认同感和使命感，具有良好的职业素养和坚定的理想信念。三、课程目标与毕业要求《环境工程课程设计》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持强度2.问题分析2.2能根据数学、自然科学和工程科学的基本原理分析环境工程领域复杂工程问题，获得多种解决方案。课程目标1：了解环境工程的生产现状与发展趋势，熟悉典型污染处理工艺的设计和工作流程；掌握常用污水处理工艺的设计计算、设备选型和污泥的处理工艺的设计；掌握电除尘器、袋式除尘器等主要除尘器的工艺设计与选型方法；掌握填料塔、喷淋塔等吸附塔的设计计算。H3.设计/开发解决方案3.1能够针对复杂环境工程问题特别是装备制造业工业污染问题，提出解决问题的技术方案。课程目标2：根据要求和已知资料，进行污水处理厂的设计，包括确定污水处理方案和流程没计算各处理构筑物的尺寸及设备选型，并进行相关水利计算，绘制污水处理厂处理工艺系统图和主题构筑物图；能结合所给烟气条件和大气污染物排放要求，选择合适的处理工艺和处理设备，进行工艺设计计算和选型，最后绘制出处理系统工艺流程图，设备平面布置图及剖面图。H8.职业规范8.1有正确的价值观，了解中国国情，能够践行社会主义核心价值观，具备社会责任感。课程目标3：融会贯通水和大气污染控制工程设计课程的理论和方法，能够正确客观地评价污水处理工程和大气污染控制工程对环境和可持续发展的影响，能对环境工程领域的工业污染问题提出解决方案；能清晰准确地阐述设计方案的工艺流程、设计计算等工程问题，具有良好的沟通表达能力；熟悉整个环境工程项目的全周期流程；对专业有强烈的认同感和使命感，具有良好的职业素养和坚定的理想信念。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。M11.项目管理11.1能够理解和掌握工程项目中涉及的管理与经济决策方法，认识工程及产品全周期、全流程的成本构成，明晰其中涉及的工程管理与经济决策问题。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2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点课时安排对应的课程目标1.查阅资料，方案分析、比较教学要求：布置课程设计任务：将全班分成四-五个小组，每个小组一个独立的课程任务书。任务书解读：讲解课程设计课题来源及应达到的目的、设计课题任务的内容和要求，课程设计说明书的编制要求及图纸要求，着重强调工艺流程选取及计算过程中应注意的问题。重点：任务书解读。难点：说明书的编制。4天1、2、32.方案的确定教学要求：根据项目背景材料制定完整的工艺方案，并列出设计提纲。其中工艺方案要符合相关行业的技术规范，且实际可行；方案要完整，污水的流程、曝气的管道及污泥的处理都要包括在内。大气污染治理要初步确定工艺流程和设备类型。重点：工艺方案的选取。难点：工艺方案的确定。2天1、2、33.各级构筑物的设计计算及设备选型教学要求：水污染控制工程：一级处理构筑物（格栅、沉砂池、沉淀池、隔油池等）、二级处理构筑物（生化池、曝气系统、污泥回流、污水回流、气体管道、污泥处理等）及三级处理构筑物（消毒、过滤等）的设计及计算及设备选型。重点：二级构筑物的设计计算。大气污染控制工程：进行烟气量和浓度计算，完成处理流程中主要设备参数的设计计算，管道阻力损失计算和风机的选型。难点：各水处理构筑物和大气污染治理设备设计计算。8天1、2、34.平面图和高程图的绘制教学要求：水污染控制工程：污水处理厂总平面图1张；污水处理厂高程图1张。大气污染控制工程：绘制工艺流程图或重要设备的平面图和剖面图各1张。所有构筑物和设备的各个节点构造、尺寸都要用图纸表达出来，每张图均应按一定比例与标准图里精确绘制。图纸最终A4纸打印。重点：总平面图的布置，高程尺寸的设计计算难点：污水厂总平面图的合理布置，大气治理设备的内部构造。4天1、2、35.答辩教学要求：答辩考核内容包括学生对设计手册、资料的运用是否熟悉，工艺流程的选取和构筑物的设计计算是否合规合理、图纸绘制是否规范正确。教师提问的内容包括选题、材料选取、污水处理流程工艺的选择、各级构筑物的设计计算、平面图的布置设计等。重点考察学生设计图纸及说明书的质量，设计过程中的态度，同时检查设计工作量、设计内容是否完整，有无抄袭雷同现象等，并就发现问题提出改进意见。重点：相关基本原理与设计的整体考核。难点：课程设计质量的检验。2天1、2、3合计20天（4周）五、教学方法及手段由于环境工程课程实际内容与生产实践紧密结合，学生应根据课程设计任务书、行业污水设计规范及大气污染控制工程设计教程等教材或工具书以小组为单位自学为主。教师及时跟进学生的设计进度，对学生设计过程中出现的问题和疑问及时解答。在完成设计任务后，教师组织课程答辩，学生制作课件逐一汇报。通过此过程，学生能掌握文献查阅、设计计算、绘图、办公软件使用、报告撰写等基本技能，培养相互协作和实践动手能力及独立分析和解决实际问题的能力，并养成自觉遵守国家标准的职业素养以及专注、精益求精的工程习惯。六、教材和参考书1.推荐教材：（1）时鹏辉.水污染控制工程课程设计指导[M].北京:冶金工业出版社,2021.（2）张慧.大气污染控制工程设计教程[M].北京:气象出版社,2014.（3）刘咏.水污染控制工程课程设计案例与指导[M].四川:四川大学出版社,2018.2.参考书：（1）戴友芝.废水处理工程[M].北京:化学工业出版社,2016.（2）杨敏.工业废水处理与资源化技术原理及应用[M].北京:化学工业出版社,2019.（3）北京水环境技术与设备研究中心.三废处理工程技术手册:废水卷[M].北京:化学工业出版社,2000.（4）郝吉明.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2010.（5）张莉.环境工程专业课程设计指导教程与案例精选[M].北京:化学工业出版社,2012.（6）周兴求.环保设备设计手册-大气污染控制设备[M].北京:化学工业出版社,2003.（7）刘天齐.三废处理工程技术手册:废气卷[M].北京:化学工业出版社,2000.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计说明书和图纸质量和答辩成绩五部分构成，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分值考核/评价细则课程目标123学习态度10(1)主要考核学生学习纪律和答疑情况。(2)教师根据课堂整体表现情况评分。√√√442工作量完成情况10(1)主要考核学生独立完成设计任务情况。(2)教师根据独立完成任务情况评分。√√√343设计能力40(1)主要考核工艺流程、构筑物的选取和设备选型的合理性。(2)教师根据设计合理性与否评分。√√√151510设计说明书（报告书）和图纸质量30(1)主要考核学生说明书数据计算正确性和绘图水平高低情况(2)教师根据计算正确性及绘图质量高低评分。√√√10155答辩成绩10(1)主要考核学生答辩自述和回答问题情况。(2)教师根据答辩自述情况和回答问题正确性与否进行评分。√√√235合计：100344125八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定课程设计采用优秀、良好、中等、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优秀，80~89分为良好，70~79分为中等，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分五部分：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计说明书（报告书）和图纸质量和答辩成绩。其中：(1)学习态度占10%，无故旷课达3次取消总成绩；(2)工作量完成情况占10%；(3)设计能力占40%；(4)设计说明书（报告书）和图纸质量占30%；(5)答辩成绩占10%。于课程结束进行验收、答辩，由2-3位教师组成答辩考核小组，对每位学生进行答辩，要求学生根据设计回答教师所提出的问题。课程设计成绩根据学生的学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计说明书和图纸质量以及答辩成绩综合评定。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）学习态度10学习认真、态度端正，遵守纪律,表现优秀学习认真、态度端正，遵守纪律,表现良好遵守纪律，学习态度良好，表现中等遵守纪律，学习态度一般，表现一般学习纪律较差，表现较差工作量完成情况10独立完成设计任务的90%以上独立完成设计任务的80%以上独立完成设计任务的70%以上独立完成设计任务的60%以上独立完成设计任务的60%以下设计能力40综合运用理论知识、计算机技能较强，能够较好地处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能较好，能够处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能一般，基本能够处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能一般，不能处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能较差，不能处理工程实际问题设计说明书和图纸质量30设计方案正确、表达清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求；图纸质量较高设计方案正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求；图纸质量