1 发展沿革(Development History)

随着科学技术的不断发展、生产力的日益提高以及人口的逐步增加，人类社会对环境的压力不断增大，环境保护问题越来越引起世界各国的普遍关注。由于环保设备为环境污染治理提供了重要的物质技术基础和运行保障，发达国家对其都非常重视，因此环境污染治理技术和相应设备的发展极其迅速。相比较而言，我国的环保设备在设计理论、材料选用、操作运行、自控水平、安全可靠性等方面与世界发达国家存在着较大差距。

从我国环境工程类专业人才培养的角度来看，越来越多的高校开始认识到原来的人才培养模式已经不太适应环保产业发展的需要，因为无论是环保设备的研制开发、环保工程项目的招投标管理，还是环保工程的运行管理，都需要用到环保设备方面的知识，而目前多数高校环境工程类本科毕业生的知识结构都略显欠缺。为此，一些高校采用了两种形式来尝试培养环保设备高级技术人才：一是在环境工程专业课程体系中设置环保设备方面的课程；二是从环境工程专业中分流出环保设备专业方向。除几所专科院校之外，国内四川大学、湖南大学等少数高校从20世纪90年代末期就已经开始了这方面的尝试。

北京石油化工学院自2001年开始招收第一届环境工程专业的本科生。作为一所开办环境工程专业相对较晚的普通高等工科院校，在经过全面深入的调研论证后，北京石油化工学院的环境工程专业在开办之初就定位于“兼顾常规环境工程专业共性培养，突出环保设备特色”。通过在《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》等常规专业课程之后开设《环保设备原理与设计》专业必修课程，旨在从工科高层次人才培养的高度起到“画龙点睛”的作用。通过系统讲述目前国内外各种主要环境污染末端治理设备的原理与设计问题，尤其是各种单体环保设备的基本组成、工作原理和结构设计问题，进一步加深学生对各种环境污染治理技术的认识与理解，使之具备设计一些主要单体环保设备的能力，以满足目前环境污染治理工程实际对较高层次从业人员的需要。

《环保设备原理与设计》是面向机械工程学院环境工程专业本科生而开设的专业主干课程，设置在第七学期，总学时为56学时，3学分。目前每年授课学生人数大约52人左右；配套实验课分散在《环境工程专业实验》实验课程中同步开设。另有1周的认识实习、3周的专业实习、3周的环境工程专业课程设计与之密切配套。

近年来，《环保设备原理与设计》课程组根据我国环保产业蓬勃发展对相应人才的需要，在学校教务处、所在二级学院等部门的领导和支持下，坚持不懈抓课程基础建设，积极进行教学改革，不断探索提高课程教学质量和人才培养质量的新途径，在师资队伍建设、教学改革、教学基础建设等方面作了大量工作，并取得了较好的成绩。经过课程组全体教师的努力和积极参与，所依托的环境工程专业2005年6月被评为北京市高等学校品牌建设专业；本课程继2006年被评为校级精品课程之后，2007年又被评为北京市级精品课程。

2 课程教材(Teaching Textbook)

虽然我国的普通高等教育已经从精英教育阶段发展到了大众化教育阶段，在北京等少数地区甚至步入了普及化教育阶段，但全日制本科院校使用的教材仍然必须保持其应有的内涵。在专业课程教材方面，则应该体现出较强的系统性、较高的理论性和较新的技术性。

通过对国内外各种教材的广泛调研后发现，目前国内迫切需要一本既能全面反映环境污染治理技术的相关原理、又能突出关键设备结构和设计等问题的出版物，为此课程负责人自2003年萌发了着手准备编写全新专用教材的念头。在北京市高等教育精品教材立项项目的支持和资助下，课程负责人组织了北京石油化工学院、中国石油大学、北京化工大学等高校的相关教师参与了编写工作，并由清华大学环境科学与工程系卜城教授负责组织审定，该校环境科学与工程系的徐康富研究员、傅立新教授、袁光钰教授对该书提出了许多宝贵意见和建议。2005年9月，中国石化出版社正式出版了陈家庆教授担任主编的《环保设备原理与设计》，并及时在我校环境工程02级本科生的课堂教学中采用，受到了学生的一致好评。自2006年以来，宁波大学、北京联合大学、浙江台州学院、重庆工商大学、东北大学等高校主动选择该教材作为环境工程及相关专业本科生的理论课教材。宁波大学建筑工程与环境学院的授课教师在阐述选用本教材的原因时认为，该书“对设备的原理讲解清楚，对同类设备的优缺点及使用范围进行了阐述。学生容易掌握，授课效果较好”。还有部分高校如西南科技大学、黄石理工学院等也对使用该书作为专业教材表示了浓厚兴趣。

该教材结合目前我国环境工程专业本科课堂教学的实际需要，适应“大专业、宽口径”教学模式的要求，使得环境工程及其相关专业的读者能够建立起环保设备的总体概貌，初步了解国内外相应环保产业技术装备的最新水平和发展趋势；对于具体的设计理论则不求面面俱到，而是重点突出水污染、大气污染治理设备设计中所涉及到的一些共性理论问题。本书的学习最好以工程力学、机械设计基础、环境工程原理等类似课程的部分知识作为基础和铺垫。

《环保设备原理与设计》（第一版）于2006年11月被评为北京高等教育精品教材，并于2007年入选普通高等教育“十一五”国家级规划教材，该教材修订后的第二版于2008年8月由中国石化出版社正式出版，并荣获2008年度中国石油和石化研究会颁发的中国石油和石化工程优秀教材一等奖。第二版进一步突出了环保设备的设计、应用方面的相关基础知识，完善与《水污染控制工程》、《大气污染控制工程》等课程所用成型教材之间的有机衔接，使其更适合于环境工程专业。四川大学环境科学与工程系的杨平教授在审阅了本书第二版之后给主编陈家庆教授的来信中写道：“据我所知，编写如此内容全面的《环保设备原理与设计》教材在国内尚属首次，感谢作者们为此付出的辛勤劳动。我过去曾在某环保公司任职，社会上好些人认为，学环境工程的往往只会画几个工艺框图，说一些原理，具体如何设计环保设备，不会做！与设计》的研讨会，来自国内十余所高校的数十名专家对该教材给予了高度评价。《环保设备原理与设计》（第三版）已于2019年4月定稿，将于不久出版。

3 教学手段(Teaching Means)

教育者使用各种不同教学手段的最终目的是使学生学习掌握该门课程教学大纲所规定的各种知识点,《环保设备原理与设计》课程的主讲教师在教学过程中大力推进多媒体教学，自己动手制作了多媒体课件。

教学课件是完成教学任务、教学方式和教学方法、教学手段改革的基础。课程组通过互联网络等手段查阅积累了大量生动形象的环保设备图片，编写了具有实际效果的多媒体教学课件，基本满足了教学需要。随着教学周期的不断循环，在以后的教学过程中肯定会继续完善，以便不断更新、丰富课件，适应教学需要。

通过大量色彩逼真的实物图片来展示各种环保设备的外形轮廓，使得学生能将书本上的结构示意图与工程实际中的实物结合起来；同时通过采用动画仿真的形式，来揭示一些复杂环保设备的工作原理、运行机理，以加深学生的认识和理解。充分、恰当使用现代多媒体教学手段，促使学生由被动学习向主动学习转变，把过去很难描述的设备结构、图解过程等利用动画和录像的形式清晰形象地展现在学生面前，图文声并茂，教学过程直观明了，引人入胜，使教学内容实感性增强，留给学生以深刻印象，激发学生学习兴趣和学习主动性。保留了黑板和展台的辅助作用，并通过教师的形体语言，加强了师生交流、活跃了课堂气氛。也为学生提供了自主学习的时间和空间，最终达到使学生牢固地掌握所学知识的目的。

4 自我评价(Self Evaluation)

自2002年以来，《环保设备原理与设计》课程组从零开始，教学科研互动，以科研促教学，在保证课程建设可持续发展的同时，逐步形成了如下鲜明的课程特色：

（1）符合环保产业发展对环境工程专业人才培养的需要

当前我国环境污染严重，为了在整体环境状况有所好转的前提下实现国民经济的持续快速增长，对环境科技创新提出了重大战略需求，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020）》中对环保产业的发展给予了高度重视：重点研究适合我国国情的重大环保装备及仪器设备，加大国产环保产品市场占有率，提高环保装备技术水平。环保产业在世界上被美誉为“朝阳产业”，在我国存在巨大的发展潜力和上升空间。

目前我国环保行业的工程技术人员多为机械制造、环境工程两个专业的毕业生，从专业知识结构来看，机械工程专业的毕业生往往缺乏环境科学知识，不熟悉污染治理工艺，在进行环保设备设计时往往难以正确地选择结构设计参数，更无法高屋建瓴地把握治理工艺的发展与改革方向以配套设计更新换代的先进设备；环境工程专业的毕业生在校期间接受的培养多从化学工程、处理工艺的角度来进行，很少涉及工程概预算、项目招投标、环保设备设计制造/运行维护等方面的内容，因而一线环保企事业单位从业人员存在设备结构性能理论不足、工程绘图能力差，更不能很好地承担设备调试、运行维护任务。

《环保设备原理与设计》课程的开设和建设发展，不仅将我校环境工程专业“兼顾常规环境工程专业共性培养，突出环保设备特色”的办学与发展定位落到了实处，形成了“工程制图→工程力学→机械设计基础→环保设备原理与设计”的设备特色培养主线，与多数高校常规环境工程专业的培养主线相辅相成，也使得我校成为继四川大学、湖南大学等重点高校之后成功进行这种尝试的普通高等工科院校之一。

（2）教材建设到位，教学手段现代化

有目的、有针对性地组织编写出版了《环保设备原理与设计》教材，克服同期教材的诸多不足，受到了学生、同行以及其他相关读者的好评，荣获了2006年度北京高等教育精品教材奖，并于2007年入选普通高等教育“十一五”国家级规划教材。在2008年8月又出版了修订改版后的第二版。通过建设与教材配套的多媒体课件、网络课堂、试题库、实验仿真等教学环境，强化了教学手段，授课方式灵活，实现了立体化教学。

在课程建设的初期，基于面向整个环境工程学科、以环境工程系为主的网站，实现了理论授课内容代表性章节课件的上传，可供学生课外复习之用。

（3）强化工程意识，培养计算机应用能力

环境工程专业是一个实用色彩较强的工科专业，因此满足工程实际需要、服务工程实际是构建该专业知识体系时一个不可忽略的重要因素。教师在课堂讲授的过程中注意理论联系实际，不断强化学生的工程意识，培养学生的工程观念。实验教学方面，独立开设实验课，加强和完善教学大纲、实验内容的系统设置以及实验教材的编写，注重实验内容和设置的系统性、相关性、先进性，通过由单一验证型实验向综合型、设计型实验的转变，收到了更好的实验教学效果。

鉴于课程设计是对学生应用所学知识进行工程设计和工程计算的综合训练，在培养高级应用型人才的过程中作用显著。已有专业课程设计的组织模式自第一届本科生开始就由传统的手算、手绘为主转变为手算、计算机编程、计算机绘图、计算机三维实体造型相结合，调动学生学习积极性，提高课程设计的质量和学生应用计算机进行工程设计的能力，在教学实践中获得了非常满意的效果，也进一步强化了对学生工程实践能力的培养。

5 建设规划(Construction Program)

总体建设目标：建设一支年龄和知识结构合理、教学与科研并重、学历层次高的教学梯队；紧密结合环境工程学科的发展，进一步深化课程体系和教学内容改革，建设精品化教材和综合教学资源库，力争实现教学资源网上共享；强化教学方法研究，探索适合高级应用型人才培养的教学模式。使《环保设备原理与设计》成为环境工程专业学生学习专业课程和投身环保产业的助推器，在我校或同类院校中真正起到市级精品课程的示范带动作用，同时朝着建设国家级精品课程的目标努力！为了实现上述目标，制定近三年的具体建设规划如下：

（1）师资队伍建设

建设高水平的教学队伍是课程建设的基本任务之一，通过课程建设，带动课题组教师学术水平和教学水平的提高。逐步形成一支以主讲教师负责、课程组成员积极参与、结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队。

（2）教学内容与课程体系的改革

准确把握课程在人才培养方案中的地位与作用，促进培养方案中课程体系的整体优化。教学内容要实现教学与科研的有效结合，构建支持学生终身学习的知识基础，反映本学科领域的最新科技成果。

借助我校修订2017版培养计划的契机，拟在原有专业课程设计的基础上，增加以吸收或吸附设备为主要对象的《大气污染控制单元设备课程设计》、以污泥处理或处置设备为主要对象的《固体废弃物处理单元设备课程设计》，通过引导学生分流选择和限制接纳人数等的措施，进一步丰富课程设计环节的内涵，提高学生进行环保设备结构设计的能力。同时扭转常规环境工程专业学生在培养过程中产生的“重水轻气、重水轻泥”的缺憾，拓宽学生的就业视野和择业渠道。

（3）教学方法与手段的改革

根据课程的性质和内容，灵活运用各种能够激发学生学习潜能的教学方法，注重使用综合考察学生知识、能力、素质的考核方法。充分、恰当地使用现代教育技术手段，尤其是发挥市级精品课程独立网站的作用，拓展学生的学习时空和知识点巩固途径，使之真正成为提高教学效果和学生课外学习的平台。鼓励学生参与大学生研究训练(URT)计划和课程组教师的科研活动之中，调整学生的知识、能力、素质结构。

（4）教材和教学条件建设

在修订改版教材的同时抓紧配套立体化教材、习题库、试题库、课程设计指导书时建设。与此同时，进一步加强实验室的硬件条件建设，尤其是将新型环保设备的开发与学科发展方向紧密结合。

（5）课程管理和特色建设

要求教学水平高的高级职称教师上讲台；积极开展课程教学研究活动，提高整体教学水平；规范课程教学档案的管理，建成科学、现代的教学管理体系。突出课程和专业的特色，通过该课程的学习，使学生对“兼顾环境工程共性培养，突出环保设备特色”的专业办学理念产生积极的理解和认同感，突出核心主干课的示范和带动作用。