项目化教学与电力环保专业实践课程改革研究

张长飞，张东平，李乾军，刘献锋

(南京工程学院 环境工程学院，江苏 南京 211167)

南京工程学院电力环保专业是学院根据国家电力行业发展和火电厂污染物排放新的环保要求下结合环境工程专业具体发展形势下成立的，电力环保专业于2010年开始招生，主要培养具有较强工程意识、实践能力和创新能力，了解电力生产设备基本原理和扎实的环境工程理论基础知识，熟悉电力生产过程、系统和清洁发电技术，掌握电厂烟气净化、电厂废水处理、灰渣处理技术，能从事电厂污染控制与治理、工程施工和运行管理以及电厂环境监测与评价的工程师级人才。培养的学生具备电厂烟气脱硫脱硝、烟气除尘、废水废渣处理、电厂运行与环保监测等方面的专业技术能力，在环境科学与工程领域从事电厂环境污染控制与治理工程的设计、施工和运行管理，以及环境监测与评价等方面解决实际工程问题的能力。

项目化教学是大学工程实践教学中具有良好的运行前景，优化实验教学资源和开发新的实验内容，可以将科研和教学充分有机结合[1-3]。解决实验教学资源匮缺、科研资源高效利用、开发潜在性教学内容和综合性工程实验方面具有良好的运行价值[4-7]。对南京工程学院电力环保专业实验教学项目化教学研究具有一定的运用价值。

1 电力环保专业实践教学存在的问题

电力环保专业依托于我国火电行业污染物综合治理新的背景而得到快速发展，毕业生深受火力电厂的青睐和用人单位的好评。然而电力环保专业实践教学成为人才培养的一块短板。电力环保专业的实践课程因火电行业的特殊性和复杂性难以开设，主要原因有4点：

(1)火电厂的锅炉、汽机和发动机三大核心设备价格昂贵、结构复杂和占地庞大，学院无法因实践教学而建设实验平台。

(2)现有的实验平台结构简单、测试方法、工艺原理等过于简化，学生无法具体操作和数据测试，难以得到教学效果。

(3)实践课程教师不具备火电行业工程背景，现场工程实践时间少，授课重点在工艺原理，具体设备和工艺运行偏少，教学效果难以保证。

(4)火电厂污染物排放测试精密仪器价格和维护成本较高，实践教学成本投入相对较大。电力环保专业实践教学难以开展引起教研室的高度重视，统筹利用现有的教学资源开发新的实验项目和利用教师科研平台开展项目化教学是两种行之有效的方法。

2 电力环保专业实践课程项目化教学改革思路

电力环保专业教研室师资力量雄厚，教授3人，副教授4人，和电力环保专业相关的横向纵向课题经费年均300余万，项目实验平台20余台套，充分利用这些实验平台开展实践课程项目化教学，实现科研平台和实践教学高度有机统一。实践课程项目化教学的具体思路分以下四点：

(1)开发利用已结题项目的实验平台，利用该平台开展相关实验。

电力环保教研室从2014年至2017年年度，在研项目12项，涉及烟气脱硫脱硝等6个实验台，已结题项目7项，建设4个实验平台，可以优化火电厂烟气污染物测试实验2项，火电厂给水处理、脱硫废水处理各1项。优化利用这些平台，可以开设火电厂烟气污染物控制实验、石膏脱硫废水影响因素实验等项目。

(2)新项目实验台搭建时优化设计，从科研项目中挖掘学科相关的实验内容，科研和教学相兼容。

在研项目在搭建实验台时，可以在保证项目需要的同时考虑到实验教学的需求，譬如增加烟气通道、温度压力控制单元、测试测孔等方法，实验平台优化设计，项目实验和实验教学统筹兼顾。

(3)人才培养方案和教学大纲灵活制定，实践教学项目科研合理选择。

目前实验教学内容因教学大纲规定没有调整空间，建议在制定大纲时充分认证，可以增加实验项目选项，可以做到五选三或者六选四。同时实验时间可以跨度到一整天，优化实验分组保证学生充足实验时间。

(4)开展综合性实验，提高学生认知水平和动手操作能力。

电力环保现有实验主要以探索性实验和认证型实验为主，综合实验相对缺乏，各个实验之间关联性较小。可以将不同的实验项目进行优化设计和重新组合，在一套综合实验平台上同步完成多个相关的实验项目。

3 电力环保专业项目化教学开发案例

以火电厂烟气脱硫效率影响因素实验作为项目化教学的案例。实验装置由烟气系统、脱硫塔、石膏脱水处理系统等组成，结构如图1。

图1 石灰石-石膏湿法烟气脱硫中试装置系统图

塔高10.8 m，直径为0.8 m，模拟空气通过鼓风机引入，SO2通过调节气体流量计控制，再通过电加热器将烟温加热到所需要的固定值。塔内在高度5.3 m、6.5 m、7.7 m的位置分别设置3层螺旋式喷嘴，喷口朝下。在高度8.6 m、10.2 m的位置分别设置2级除雾器，净烟气由塔顶部排出。

以电力环保151为例，全班40人分为8组，实验步骤：

(1)将石灰石-石膏湿法烟气脱硫实验系统分为5个子系统，每组同学熟悉一个系统，一个子系统需要15min学习时间；每组学习完互换熟悉其它系统，整个系统需要90min熟悉时间。

(2)学生熟悉各系统后，任课教师开始具体讲解各子系统结构和功能以及整个实验系统的运行过程，引导学生熟悉脱硫工艺，详细了解脱硫工艺设备的布局、工作顺序、连接的情况及提高脱硫效率的原理等，需要45min时间。

(3)学生前面4组负责操作系统运行实验室台，后面4组负责各截面污染物测试。每组同学均需完成操作系统运行和污染物测试两个部分，需要180min。

在模拟发电厂现场脱硫控制的基础上，可以采用各种条件脱硫方法进行脱硫过程的演习，熟悉掌握发电厂的脱硫工艺模拟烟气系统、二氧化硫吸收系统、制浆系统和石膏脱水系统等。

4 结束语

通过分析电力环保实验教学现状，提出电力环保专业实践课程项目化教学改革研究思路，认真修改人才培养计划和制定综合性实践教学大纲，优化实验平台和实验项目，让学生进行真实的设备操作，使学生的学习兴趣更加的浓厚，解决电力环保专业实践教学的问题，使学生掌握扎实的实践操作技能，为培养电力环保具有创新能力和全面发展的应用性人才打下坚实基础。