《燃煤電廠污染物控制》課程立體化教學(xué)資源建設(shè)與實(shí)踐

盧洪波 蘇桂秋

摘要：立體化教學(xué)資源建設(shè)對(duì)教與學(xué)都有很大的幫助，是推動(dòng)課程教學(xué)改革的有利措施，通過立體化教學(xué)資源的建設(shè)可以整合與課程相關(guān)的紙質(zhì)資源、電子資源及網(wǎng)絡(luò)資源，使學(xué)生通過多元化學(xué)習(xí)渠道獲得相關(guān)知識(shí)，并能適應(yīng)各自的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地掌握專業(yè)知識(shí)。

關(guān)鍵詞：立體化教學(xué)資源；教學(xué)改革；課程建設(shè)

一、課程開設(shè)的必要性

能源與動(dòng)力工程專業(yè)是在熱能動(dòng)力工程等專業(yè)基礎(chǔ)上調(diào)整而來的專業(yè)，分成多個(gè)專業(yè)方向，其中電廠熱能工程方向主要面向電廠生產(chǎn)過程，在該專業(yè)的專業(yè)課設(shè)置中主要有與能量轉(zhuǎn)化相關(guān)的設(shè)備及系統(tǒng)的相關(guān)理論知識(shí)，如電站鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、熱力發(fā)電廠及電廠集控運(yùn)行等主干課程。我國(guó)是現(xiàn)今世界煤炭開采和利用最多的國(guó)家，其中絕大部分是利用燃煤進(jìn)行發(fā)電，燃煤電廠裝機(jī)容量占70%以上，然而在燃煤發(fā)電過程中會(huì)產(chǎn)生SO2、NOX、粉塵等污染物，造成環(huán)境污染，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求日益提高，尤其是對(duì)火力發(fā)電廠要求達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)，因此火電廠在煙氣處理系統(tǒng)上需增設(shè)多個(gè)處理設(shè)備，由于電廠上述污染物的形成主要在鍋爐設(shè)備的燃料燃燒過程中，因此這些設(shè)備的特性與鍋爐設(shè)備的運(yùn)行密切相關(guān)，對(duì)電廠熱能工程方向的能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生來說，為滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，拓展熱動(dòng)專業(yè)方向?qū)W生專業(yè)知識(shí)和提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力，需要掌握污染物處理相關(guān)設(shè)備的原理及運(yùn)行知識(shí)，因此我校在近幾屆學(xué)生中開設(shè)了《燃煤電廠污染物控制》課程，以便使學(xué)生能夠適應(yīng)在電廠中對(duì)環(huán)保設(shè)備運(yùn)行和檢修的要求。

該課程是工程性很強(qiáng)的專業(yè)課，涉及到燃燒污染物生成、控制及處理的相關(guān)知識(shí)，既涉及燃燒污染物的生成機(jī)理、污染特性，又涉及對(duì)污染物脫除過程中的反應(yīng)原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成，以及存在的問題。為使學(xué)生能夠更好地掌握燃燒污染物控制相關(guān)知識(shí)，建設(shè)《燃煤電廠污染物控制》課程立體化教學(xué)資源，開展教學(xué)實(shí)踐研究非常必要。通過立體化教學(xué)資源的建設(shè)研究，編寫出版面向電力行業(yè)、突出工程應(yīng)用的《燃煤電廠污染物控制》教材，制作多媒體輔助教學(xué)軟件和課程網(wǎng)站等輔助教學(xué)素材，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，并在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用。

二、立體化教學(xué)資源建設(shè)

1.完善課程體系和教學(xué)內(nèi)容：通過電廠實(shí)際調(diào)研，掌握目前燃煤火力發(fā)電廠污染物控制的主流技術(shù)和設(shè)備，了解電廠對(duì)污染物控制方面的人才需求，根據(jù)電廠實(shí)際需要完成《燃煤電廠污染物控制》課程體系、教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)和完善。

2.制作多媒體素材：完成《燃煤電廠污染物控制》課程多媒體輔助教學(xué)軟件的開發(fā)和完善工作，利用數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)制作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際脫硫、脫硝和除塵等污染物控制設(shè)備和系統(tǒng)的照片、視頻等現(xiàn)場(chǎng)素材；對(duì)燃煤電廠污染物控制中的脫硫、脫硝、除塵等主流工藝的系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備制作動(dòng)畫素材；利用現(xiàn)場(chǎng)拍攝的實(shí)際素材和軟件設(shè)計(jì)的動(dòng)畫素材，制作多媒體輔助教學(xué)軟件。

3.建立課程網(wǎng)站：將相關(guān)課程內(nèi)容和資料實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際素材的整理，制作相應(yīng)的課程網(wǎng)站，構(gòu)建立體化教學(xué)資源，使學(xué)生更為直觀地了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

4.編寫適用性強(qiáng)的教材：目前缺乏針對(duì)電力行業(yè)應(yīng)用性較強(qiáng)的《燃煤電廠污染物控制》方面的教材，難以滿足教師在教學(xué)過程中將電力行業(yè)最新的污染物控制技術(shù)和設(shè)備介紹給學(xué)生，編寫合適的課程教材不僅有助于教師教學(xué)，更有助于熱動(dòng)專方向?qū)W生掌握最新的燃煤電廠污染物控制技術(shù)和設(shè)備，滿足電力企業(yè)對(duì)該方面人才的需求。通過課程組成員幾年來對(duì)本課程的教學(xué)總結(jié)和對(duì)燃煤電廠污染物控制技術(shù)與設(shè)備的掌握，并結(jié)合對(duì)同類教材的比較，正在編寫面向電力行業(yè)、突出工程應(yīng)用的《燃煤電廠污染物控制》教材，并已與中國(guó)電力出版社簽訂出版協(xié)議，其中部分涉及最新電廠污染物控制技術(shù)的內(nèi)容已經(jīng)在學(xué)生授課過程中不斷擴(kuò)充內(nèi)容進(jìn)行講授，使學(xué)生能夠掌握最新的技術(shù)發(fā)展和設(shè)備系統(tǒng)，增強(qiáng)其畢業(yè)到電廠的適應(yīng)性。

本課程立體化教學(xué)資源建設(shè)的特點(diǎn)為：

（1）課程設(shè)置針對(duì)性強(qiáng)：《燃煤電廠污染物控制》課程主要針對(duì)燃煤電廠污染物控制技術(shù)與設(shè)備而設(shè)置，與以往其它專業(yè)開設(shè)的空氣污染控制及潔凈煤技術(shù)有較大區(qū)別，課程內(nèi)容都是針對(duì)燃煤火力發(fā)電廠的，很多教學(xué)內(nèi)容是通過電廠實(shí)際調(diào)研并結(jié)合電廠實(shí)際生產(chǎn)過程而設(shè)計(jì)的，針對(duì)性強(qiáng)，進(jìn)一步突出熱動(dòng)專業(yè)方向的特點(diǎn)。

（2）素材來源企業(yè)實(shí)際：對(duì)污染物控制的主流技術(shù)，通過電廠調(diào)研，拍攝現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圖片、視頻等資料來完善多媒體素材，增加學(xué)生對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際污染控制技術(shù)和裝置的直觀認(rèn)識(shí)，為以后的工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)，同時(shí)也會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率得到很大提高。

（3）教材突出電力應(yīng)用：擬出版的教材將主要針對(duì)燃煤火力發(fā)電廠污染物排放控制技術(shù)與設(shè)備而編寫，具有顯著電力行業(yè)特色，教材除了介紹目前污染物排放控制技術(shù)的主要機(jī)理外，更側(cè)重對(duì)燃煤火電廠污染物控制排放主流技術(shù)與設(shè)備的工作原理、系統(tǒng)組成、運(yùn)行特點(diǎn)、實(shí)際問題的介紹及分析，重點(diǎn)突出電力工程應(yīng)用背景。

三、課程教學(xué)改革與實(shí)踐

1.青年教師培養(yǎng)：青年教師剛剛開始講授課程，尤其是以前沒有接觸過本專業(yè)課，應(yīng)從理論和實(shí)踐兩方面開展教學(xué)研究，在理論上聽取老教師的全程課程教學(xué)，掌握本課程的理論知識(shí)重點(diǎn)、難點(diǎn)，了解系統(tǒng)和設(shè)備組成。在實(shí)踐方面，到專門的電力生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地及火電廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，了解火力發(fā)電設(shè)備的現(xiàn)狀和發(fā)展方向，熟悉與適應(yīng)理論課程研究與應(yīng)用對(duì)象的變化，做到理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，確保教學(xué)過程中內(nèi)容的充實(shí)性和前瞻性。學(xué)院利用與電力企業(yè)多年融洽的校企關(guān)系，建立了青年教師教學(xué)實(shí)踐基地，為提高青年教師業(yè)務(wù)水平，每年組織新進(jìn)教師到實(shí)習(xí)基地或利用電廠檢修期間到電廠進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

2. 改進(jìn)課程教學(xué)方法：利用多種講授方式相結(jié)合，避免填鴨式教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，啟發(fā)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新思維。在課堂基礎(chǔ)理論的傳授過程中，通過提問和課堂討論等手段，啟發(fā)學(xué)生將已修基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課知識(shí)進(jìn)行回顧并與本課程縱向銜接。引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用本課程知識(shí)分析解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行出現(xiàn)的問題和事故，幫助學(xué)生建立工程思維，學(xué)會(huì)理性認(rèn)識(shí)和感性認(rèn)識(shí)的融合。引入本學(xué)科前沿技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生討論新技術(shù)方案的理論基礎(chǔ)、技術(shù)可行性和未來技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)方向。同時(shí)加強(qiáng)課外自學(xué)指導(dǎo)，在課程結(jié)束前提出思考題，安排學(xué)生課后分組討論研究，在下次課提問檢查每組討論結(jié)果，既使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，又鍛煉了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作分析解決問題的能力。

課程組加強(qiáng)與企業(yè)合作，將一些現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程課題成果應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，作為同學(xué)第二課堂的討論題，并吸收部分同學(xué)參加到課題中來，直接參加課題研究，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。結(jié)合學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程組教師注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，重視學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.采用現(xiàn)代化教學(xué)手段：將制作的多媒體課件和相關(guān)的課程網(wǎng)站應(yīng)用于教學(xué)環(huán)節(jié)，利用多媒體教學(xué)、設(shè)備模型參觀、網(wǎng)站教學(xué)輔導(dǎo)等多種教學(xué)手段，使學(xué)生能夠更清楚、詳細(xì)地理解理論課程中講授的污染物處理設(shè)備和系統(tǒng)。制作輔助教學(xué)軟件和課程網(wǎng)站，使設(shè)備和系統(tǒng)用圖片或視頻顯示更直觀，將有助于學(xué)生更好地理解本課程中涉及的眾多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及系統(tǒng)，有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的深入探索和掌握。

在課程網(wǎng)站上除了上傳課程相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容外，還設(shè)置討論區(qū)，學(xué)生有什么問題可以在此留言進(jìn)行討論，方便同學(xué)能夠解決當(dāng)堂課沒有消化的內(nèi)容?？紤]到現(xiàn)代大學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)，增加課后在線即時(shí)通訊式輔導(dǎo)答疑，建立相應(yīng)年級(jí)的QQ課程學(xué)習(xí)群，具有圖文并茂、聲像同傳的方便性，借用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方便條件，開展網(wǎng)上討論，可以隨時(shí)與學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上在線溝通答疑。這種答疑方式，用學(xué)生自己的話說，“老師仿佛就在隔壁，隨時(shí)可以給我們專業(yè)理論支持”，極大方便了學(xué)生，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，符合青年學(xué)生的心理特點(diǎn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是學(xué)生喜歡接受的答疑方式之一。

4.突出工程實(shí)際應(yīng)用：燃煤電廠污染物控制課程實(shí)踐性很強(qiáng)，與電力生產(chǎn)的安全和經(jīng)濟(jì)性關(guān)系很大，為此在實(shí)際授課過程中，注重引入工程案例進(jìn)行教學(xué)，編寫電廠脫硫、脫硝及除塵等的案例庫(kù)應(yīng)用于課題教學(xué)，既增加了學(xué)習(xí)的趣味性，又提高了學(xué)生工程實(shí)踐能力。

本課程是一門實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)課，整個(gè)課程體系的教學(xué)過程還延伸到相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，主要包括認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。

（1）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)：為加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，為課程學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)習(xí)內(nèi)容增加了脫硫、脫硝及除塵系統(tǒng)的實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，通過電廠實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)了電廠脫硫脫硝及除塵技術(shù)的主要系統(tǒng)和設(shè)備，為以后課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)，在實(shí)習(xí)過程中聘請(qǐng)了電廠相關(guān)技術(shù)人員做技術(shù)指導(dǎo)，讓學(xué)生了解了脫硫脫硝設(shè)備的運(yùn)行以及設(shè)備投運(yùn)對(duì)電廠設(shè)備運(yùn)行的影響，極大地拓寬了學(xué)生的知識(shí)視野，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣。

（2）運(yùn)行仿真：我校建設(shè)了電廠設(shè)備運(yùn)行仿真中心，可提供300MW、600 MW多種類型機(jī)組的仿真系統(tǒng)，可以模擬電廠設(shè)備的啟動(dòng)、停運(yùn)、變負(fù)荷運(yùn)行等多種工況仿真，還可以模擬仿真電廠設(shè)備的事故發(fā)生及處理，通過仿真實(shí)習(xí)使學(xué)生能夠掌握電廠實(shí)際設(shè)備和系統(tǒng)的組成、連接方式、運(yùn)行參數(shù)及事故處理，有助于學(xué)生畢業(yè)后盡快適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行。

（3）畢業(yè)設(shè)計(jì)：在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，項(xiàng)目組教師布置一定數(shù)量的關(guān)于電廠脫硫、脫硝等污染物控制技術(shù)的題目供學(xué)生選擇，涉及本課程內(nèi)容的題目都能緊密結(jié)合電力企業(yè)的現(xiàn)狀及污染物控制技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展，提高學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性及創(chuàng)新意識(shí)，與工程實(shí)際有機(jī)地結(jié)合起來，開闊了學(xué)生的視野；畢業(yè)設(shè)計(jì)中鼓勵(lì)本科生參與教師的科研活動(dòng)，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力及分析解決問題的能力。

四、結(jié)語

在能源動(dòng)力工程專業(yè)電廠熱能工程方向開設(shè)《燃煤電廠污染物控制》課程，對(duì)學(xué)生來說，可以增加理論知識(shí)和擴(kuò)展電廠環(huán)保設(shè)備適應(yīng)性，通過本課程立體化教學(xué)資源的建設(shè)，從課程體系、教材建設(shè)、多媒體課件和課程網(wǎng)站等多方面，建立學(xué)生對(duì)污染物排放機(jī)理及系統(tǒng)設(shè)備組成的全面認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)火電廠其他設(shè)備與污染物控制設(shè)備之間的緊密聯(lián)系更加清晰。

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基金項(xiàng)目：吉林省教育科學(xué)研究課題：基于能力培養(yǎng)、突出工程實(shí)際的能源動(dòng)力專業(yè)教學(xué)模式改革研究與實(shí)踐；東北電力大學(xué)教研課題：面向電力行業(yè)、突出工程應(yīng)用--《燃煤電廠污染物控制》課程立體化教學(xué)資源建設(shè)與實(shí)踐。

作者簡(jiǎn)介：

盧洪波（1968.01-），教授，博士，主要從事能源動(dòng)力工程專業(yè)的教學(xué)以及電站鍋爐和污染物控制方面的科研工作。

蘇桂秋（1967.05-），高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，碩士，主要從事能源動(dòng)力工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及科研工作。