具有火电特色的大气污染控制工程课程改革探讨

王嘉伟　郝艳红　孙楠

[摘 要]大气污染控制工程是环境工程专业的核心课程。根据环境工程专业的培养目标，立足于培养火电行业环保人才，对专业核心课程大气污染控制工程进行相应改革和研究，提出适应行业需要而进行改革的必要性，并从教学内容、教学方法和手段着手，提出了改革措施和思路，取得了良好效果，可为以地区和行业应用型人才培养为导向的培养模式提供课程改革参考。

[关键词]人才培养；大气污染控制工程；火电特色；课程改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）06-0092-02

大气污染控制工程是环境工程专业的核心课程，为巩固我校培养服务火电行业人才的优势，本课程须与火电行业背景有机结合，体现火电特色。当前，大气污染控制工程课程的教材大都全面但不够深入，教学效果也有待提高。[1]因此有必要结合我校环境工程专业的火电特色，对本课程进行教学内容与教学方法、手段的改革与创新，使学生更好地适应行业需要。

一、教学内容的改革

（一）调整教学内容，与其他课程合理衔接

本课程与本专业其他课程有重叠内容。[2]在制定教学标准时，相关课程教师应共同交流，确定每门课程的重点内容，且使课程内容之间有衔接但不重复。如大气污染控制工程吸收、吸附和催化是两章重要内容，但是其基本原理在环境工程原理和物理化学课程中已经作为重点内容详细讲述，且吸收的基本设备和基本工艺在环境工程原理课程中也有介绍，因此吸收一章我们直接以电厂广泛应用的石灰石石膏法吸收工艺为重点内容即可。而对于氮氧化物治理的催化转化原理部分也仅做简单介绍，重点放在SCR和SNCR脱硝工艺上。

（二）实践教学内容改革

大气污染控制工程课程包含的实践环节有课程实验、课程设计与毕业设计，还包含相关的认识实习、生产实习、毕业实习等多个实习环节。实践环节是学生应用知识并拓展能力的阶段。针对目前实习环节存在走马观花、流于形式的问题，我们重新设计了实习环节。采用模型教学（校内）和现场教学（校外）相结合的方式落实实习目标，与山西省内多个电厂合作，学生直接进入厂内跟随技术人员了解电厂的发电工艺、煤质检测工艺及各种废气脱除的工艺流程、主要设备运行情况等。

课程实验项目的确定全部以综合性和设计性为标准。围绕电厂主要废气——硫氧化物、氮氧化物和以汞为主的重金属等污染物的协同脱除开展实验项目。考虑到实验室设备与实际电厂设备差别比较大，采用实验室教学与电脑仿真相结合的综合实验方式。

课程设计环节注重综合性和实用性相结合。比如除尘装置的设计，根据一些电厂未达到现行排放标准，需要把原静电除尘器后面几个电场改造为布袋除尘器的实际情况，以某电厂烟气相关参数为设计依据，要求学生设计电袋复合除尘装置或对现有静电除尘进行改造，使学生对静电除尘和布袋除尘都有了很好的掌握和应用。毕业设计强调综合性，让学生设计电厂烟气处理的一系列工艺流程，包括脱硝、脱硫、除尘和排烟烟囱的设计，并要求加入主要设备结构尺寸、工艺运行、控制措施及工程概预算和运行成本的设计内容。同时对于有科研创新能力或以后有志进一步从事研究的学生，结合教师科研项目和方向，完成研究型、创新型的设计，比如涉及火电厂气态污染物一体化脱除吸附剂的开发和工艺的研究课题。

（三）注重前沿技术和新知识的补充

大气污染控制技术可以说是日新月异，而教材内容难以跟上国内外新技术的发展和应用要求。因此，我们把各类新技术的研究和应用现状以专题和讲座的形式介绍给学生。比如薄膜电除尘、低温湿式电除尘技术，新型的袋式除尘器滤料研究，新型脱汞技术，烟气一体化净化技术等。讲座由校内外从事电厂烟气处理方向研究的学者专家或者是企业的专业技术人员主讲，完成对教材内容的有效补充。

二、教学方法与手段的改革

（一）总结互动式教学法

所谓互动式教学，[3]是指在教学中教与学双方交流、沟通、协商、探讨，在彼此平等、彼此倾听、彼此接纳、彼此坦诚的基础上，通过理性说服甚至辩论，使不同观点碰撞交融，激发教学双方的主动性，拓展创造性思维，以达到提高教学效果的一种教学方式。教师在课堂上有意识地引入互动教学，通过提出一些问题，下次上课前以作业形式或口头回答方式与学生交流互动，答对者适当提高平时成绩，来鼓励学生积极发言。对于一些较复杂的问题，要求学生先分小组讨论，教师再做最后归纳总结。例如对于污染物浓度的估算，先给出燃烧煤的煤质，让学生根据自己确定的过剩空气系数自行估算污染物浓度；老师进而在课堂上进行对比分析，说明燃烧锅炉种类的不同，空气过剩系数也会随之变化，并且说明《火电厂大气污染物排放标准》中设定的空气过剩系数的数值。这种师生互动加教师总结归纳式的教学方法，更能获得良好的教学效果。

（二）启发式教学法

启发式教学[4]是指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼地学习的一种教学指导思想。启发式教学的关键在于设置问题情境。例如在讲授了电除尘器的除尘原理后，请学生回答这样一个问题：电晕极和收尘极组成的电场是均匀还是不均匀电场？让学生先独立思考，再相互讨论，给出最后结果和原因。通过这样一个简单的问题，可以启发学生理解什么是电晕放电，为什么一极是金属板而另一极为金属线，又为什么阳极比阴极的粉尘多等等一系列的除尘机理和除尘问题。

（三）案例教学法

案例教学法[5]是一种以案例为基础的教学方法，案例本质上是提出一种教育的两难情境，没有特定的解决之道，而教师于教学中扮演着设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与讨论。

大气污染控制工程教学涉及很多工艺、设备的内容，如除尘工艺、硫氧化物的污染控制、氮氧化物的污染控制工艺等。这些工艺的讲授包含很多内容，比如工艺原理、工艺流程、工艺系统、工艺运行和工艺特点等知识，往往使学生产生内容多而散的印象，因此，在讲授过程中，通过案例的介绍，把这些知识点有机的结合起来，使学生后续更容易掌握和应用相关的工艺技术。例如，给出某发电有限责任公司选择性催化还原烟气脱硝技术的工程案例，包括设计参数、工艺流程和运行数据，让学生学习案例，结合现行《火电厂大气污染物排放标准》分析该技术是否可行，思考并讨论整个工艺流程中哪些地方可以进行改造，教师最后总结并给出实际的改造方案。

（四）丰富教学手段

在课堂理论教学中应灵活运用多媒体技术，结合板书授课。设备结构、操作原理和操作过程采用动画、图片、录像短片等多媒体技术，如CAI课件和FLASH动画模拟；公式推演等难懂的理论部分则采用板书的方式。在多媒体课件中，借助于动画和录像，将设备的内部结构、工作原理、各部件的运动、物料的走向和操作工况等形象、生动地展现出来，同时结合教学模型、实物等手段，在课堂上给学生一个很强的实物感，能够较容易地使学生接受和掌握。如旋风分离器、塔设备中多相流体的接触状况等都可以形象表现出来。现代信息化技术的运用可以变抽象为具体，变静态为动态，更具直观性、现实性、趣味性和活泼性。需特别说明的是，对一些理论性强的理论模型的推演，板书的教学效果要远优于多媒体介质。

鼓励学生多进行网上学习，并通过校内教育网络建立专门论坛，上传教学视频，使学生随时学习。引导学生自行登录国家环保部官网、中国电力企业联合会官网等相关权威网站，查阅如《火电厂大气污染物排放标准》等国家规范性文件，同时鼓励学生通过网络了解新技术新理论，拓展知识体系。[6]

三、结语

随着我国对大气质量的重视程度越来越高，对火电厂烟气排放要求也越来越严，如何针对这一行业培养专业人才是相关院校必须重视的问题。大气污染控制工程作为校环境工程专业的核心课程，只有教师勤于总结教学经验，进行行之有效的教学内容和教学方法的改革，才能激发学生的学习兴趣；更要教与学相互促进，注重基础理论知识、工程实践在本课程中的有机结合，才能提高本课程教学的质量和效率，为学生的后续学习和就业打下良好的基础。

[ 注 释 ]

[1] 蒋文举，尹华强，金燕，等.大气污染控制工程课程教学改革探索[J].西南科技大学学报（哲学社会科学版），2004（4）：52-53.

[2] 杨嘉谟，余训民，杨光忠，等.大气污染控制工程课程教学改革的探索与思考[J].化工高等教育，2008 （5）：60-62.

[3] 吕辉雄，黄荣，蔡全英.“大气污染控制工程”课程教学改革与优化[J].中国电力教育，2010（30）：104-105.

[4] 耿春香，张秀霞，王志伟.大气污染控制工程教学方法探讨[J].中国校外教育，2008（1）：53-55.

[5] 张杨帆，杨期勇，谢宝华，等.“Case Teaching”模式在大气污染控制工程教学中的探索与实践[J].广东化工，2010（7）：190-191.

[6] 唐小玲，倪金龙.大气污染控制工程课堂教学改革与优化[J]. 化工高等教育，2013 （1）：78-80.

[责任编辑：钟 岚]