《燃煤电厂污染物控制》课程立体化教学资源建设与实践

卢洪波 苏桂秋

摘要：立体化教学资源建设对教与学都有很大的帮助，是推动课程教学改革的有利措施，通过立体化教学资源的建设可以整合与课程相关的纸质资源、电子资源及网络资源，使学生通过多元化学习渠道获得相关知识，并能适应各自的学习习惯，培养学生的学习兴趣，更好地掌握专业知识。

关键词：立体化教學资源；教学改革；课程建设

一、课程开设的必要性

能源与动力工程专业是在热能动力工程等专业基础上调整而来的专业，分成多个专业方向，其中电厂热能工程方向主要面向电厂生产过程，在该专业的专业课设置中主要有与能量转化相关的设备及系统的相关理论知识，如电站锅炉原理、汽轮机原理、热力发电厂及电厂集控运行等主干课程。我国是现今世界煤炭开采和利用最多的国家，其中绝大部分是利用燃煤进行发电，燃煤电厂装机容量占70%以上，然而在燃煤发电过程中会产生SO2、NOX、粉尘等污染物，造成环境污染，随着国家对环保的要求日益提高，尤其是对火力发电厂要求达到超低排放标准，因此火电厂在烟气处理系统上需增设多个处理设备，由于电厂上述污染物的形成主要在锅炉设备的燃料燃烧过程中，因此这些设备的特性与锅炉设备的运行密切相关，对电厂热能工程方向的能源与动力工程专业学生来说，为满足现场实际需求，拓展热动专业方向学生专业知识和提高就业竞争能力，需要掌握污染物处理相关设备的原理及运行知识，因此我校在近几届学生中开设了《燃煤电厂污染物控制》课程，以便使学生能够适应在电厂中对环保设备运行和检修的要求。

该课程是工程性很强的专业课，涉及到燃烧污染物生成、控制及处理的相关知识，既涉及燃烧污染物的生成机理、污染特性，又涉及对污染物脱除过程中的反应原理及设备结构和系统组成，以及存在的问题。为使学生能够更好地掌握燃烧污染物控制相关知识，建设《燃煤电厂污染物控制》课程立体化教学资源，开展教学实践研究非常必要。通过立体化教学资源的建设研究，编写出版面向电力行业、突出工程应用的《燃煤电厂污染物控制》教材，制作多媒体辅助教学软件和课程网站等辅助教学素材，改进教学内容和教学方法，并在教学实践中应用。

二、立体化教学资源建设

1.完善课程体系和教学内容：通过电厂实际调研，掌握目前燃煤火力发电厂污染物控制的主流技术和设备，了解电厂对污染物控制方面的人才需求，根据电厂实际需要完成《燃煤电厂污染物控制》课程体系、教学大纲和教学内容的改进和完善。

2.制作多媒体素材：完成《燃煤电厂污染物控制》课程多媒体辅助教学软件的开发和完善工作，利用数码相机和摄像机制作现场实际脱硫、脱硝和除尘等污染物控制设备和系统的照片、视频等现场素材；对燃煤电厂污染物控制中的脱硫、脱硝、除尘等主流工艺的系统和相关设备制作动画素材；利用现场拍摄的实际素材和软件设计的动画素材，制作多媒体辅助教学软件。

3.建立课程网站：将相关课程内容和资料实现网络资源共享，通过对现场实际素材的整理，制作相应的课程网站，构建立体化教学资源，使学生更为直观地了解现场实际设备，可以提高学生的学习兴趣和学习效果。

4.编写适用性强的教材：目前缺乏针对电力行业应用性较强的《燃煤电厂污染物控制》方面的教材，难以满足教师在教学过程中将电力行业最新的污染物控制技术和设备介绍给学生，编写合适的课程教材不仅有助于教师教学，更有助于热动专方向学生掌握最新的燃煤电厂污染物控制技术和设备，满足电力企业对该方面人才的需求。通过课程组成员几年来对本课程的教学总结和对燃煤电厂污染物控制技术与设备的掌握，并结合对同类教材的比较，正在编写面向电力行业、突出工程应用的《燃煤电厂污染物控制》教材，并已与中国电力出版社签订出版协议，其中部分涉及最新电厂污染物控制技术的内容已经在学生授课过程中不断扩充内容进行讲授，使学生能够掌握最新的技术发展和设备系统，增强其毕业到电厂的适应性。

本课程立体化教学资源建设的特点为：

（1）课程设置针对性强：《燃煤电厂污染物控制》课程主要针对燃煤电厂污染物控制技术与设备而设置，与以往其它专业开设的空气污染控制及洁净煤技术有较大区别，课程内容都是针对燃煤火力发电厂的，很多教学内容是通过电厂实际调研并结合电厂实际生产过程而设计的，针对性强，进一步突出热动专业方向的特点。

（2）素材来源企业实际：对污染物控制的主流技术，通过电厂调研，拍摄现场实际图片、视频等资料来完善多媒体素材，增加学生对现场实际污染控制技术和装置的直观认识，为以后的工程实践打下基础，同时也会使学生的学习兴趣和学习效率得到很大提高。

（3）教材突出电力应用：拟出版的教材将主要针对燃煤火力发电厂污染物排放控制技术与设备而编写，具有显著电力行业特色，教材除了介绍目前污染物排放控制技术的主要机理外，更侧重对燃煤火电厂污染物控制排放主流技术与设备的工作原理、系统组成、运行特点、实际问题的介绍及分析，重点突出电力工程应用背景。

三、课程教学改革与实践

1.青年教师培养：青年教师刚刚开始讲授课程，尤其是以前没有接触过本专业课，应从理论和实践两方面开展教学研究，在理论上听取老教师的全程课程教学，掌握本课程的理论知识重点、难点，了解系统和设备组成。在实践方面，到专门的电力生产实习基地及火电厂进行现场实践，了解火力发电设备的现状和发展方向，熟悉与适应理论课程研究与应用对象的变化，做到理论与实践有机结合，确保教学过程中内容的充实性和前瞻性。学院利用与电力企业多年融洽的校企关系，建立了青年教师教学实践基地，为提高青年教师业务水平，每年组织新进教师到实习基地或利用电厂检修期间到电厂进行实践教学的培训学习。

2. 改进课程教学方法：利用多种讲授方式相结合，避免填鸭式教学，提高学生学习的主观能动性，启发不同学生的学习热情和创新思维。在课堂基础理论的传授过程中，通过提问和课堂讨论等手段，启发学生将已修基础课、专业基础课知识进行回顾并与本课程纵向衔接。引导学生应用本课程知识分析解决现场实际运行出现的问题和事故，帮助学生建立工程思维，学会理性认识和感性认识的融合。引入本学科前沿技术发展趋势，引导学生讨论新技术方案的理论基础、技术可行性和未来技术发展重点方向。同时加强课外自学指导，在课程结束前提出思考题，安排学生课后分组讨论研究，在下次课提问检查每组讨论结果，既使学生加深对知识点的理解，又锻炼了学生团结协作分析解决问题的能力。

课程组加强与企业合作，将一些现场实际工程课题成果应用到实践教学环节，作为同学第二课堂的讨论题，并吸收部分同学参加到课题中来，直接参加课题研究，提高了学生分析问题和解决问题的能力。结合学校应用型人才培养目标，课程组教师注重学生基础知识的掌握，重视学生综合素质的提高，加强对学生创新能力的培养。

3.采用现代化教学手段：将制作的多媒体课件和相关的课程网站应用于教学环节，利用多媒体教学、设备模型参观、网站教学辅导等多种教学手段，使学生能够更清楚、详细地理解理论课程中讲授的污染物处理设备和系统。制作辅助教学软件和课程网站，使设备和系统用图片或视频显示更直观，将有助于学生更好地理解本课程中涉及的众多现场设备及系统，有助于学生对相关理论知识的深入探索和掌握。

在课程网站上除了上传课程相关的教学内容外，还设置讨论区，学生有什么问题可以在此留言进行讨论，方便同学能够解决当堂课没有消化的内容。考虑到现代大学生的个性特点，增加课后在线即时通讯式辅导答疑，建立相应年级的QQ课程学习群，具有图文并茂、声像同传的方便性，借用网络技术的方便条件，开展网上讨论，可以随时与学生进行网上在线沟通答疑。这种答疑方式，用学生自己的话说，“老师仿佛就在隔壁，随时可以给我们专业理论支持”，极大方便了学生，调动了學生的学习积极性，符合青年学生的心理特点，提高了学生的学习兴趣，是学生喜欢接受的答疑方式之一。

4.突出工程实际应用：燃煤电厂污染物控制课程实践性很强，与电力生产的安全和经济性关系很大，为此在实际授课过程中，注重引入工程案例进行教学，编写电厂脱硫、脱硝及除尘等的案例库应用于课题教学，既增加了学习的趣味性，又提高了学生工程实践能力。

本课程是一门实践性强的专业课，整个课程体系的教学过程还延伸到相关的实践教学环节，主要包括认识实习和毕业设计。

（1）现场实习：为加强学生的实践性环节，为课程学习奠定良好基础，对实习内容增加了脱硫、脱硝及除尘系统的实习环节，通过电厂实习，认识了电厂脱硫脱硝及除尘技术的主要系统和设备，为以后课程学习打下良好基础，在实习过程中聘请了电厂相关技术人员做技术指导，让学生了解了脱硫脱硝设备的运行以及设备投运对电厂设备运行的影响，极大地拓宽了学生的知识视野，提高了学生学习课程的兴趣。

（2）运行仿真：我校建设了电厂设备运行仿真中心，可提供300MW、600 MW多种类型机组的仿真系统，可以模拟电厂设备的启动、停运、变负荷运行等多种工况仿真，还可以模拟仿真电厂设备的事故发生及处理，通过仿真实习使学生能够掌握电厂实际设备和系统的组成、连接方式、运行参数及事故处理，有助于学生毕业后尽快适应现场设备的运行。

（3）毕业设计：在毕业设计环节，项目组教师布置一定数量的关于电厂脱硫、脱硝等污染物控制技术的题目供学生选择，涉及本课程内容的题目都能紧密结合电力企业的现状及污染物控制技术领域的最新发展，提高学生毕业设计的积极性及创新意识，与工程实际有机地结合起来，开阔了学生的视野；毕业设计中鼓励本科生参与教师的科研活动，提高了学生的动手能力及分析解决问题的能力。

四、结语

在能源动力工程专业电厂热能工程方向开设《燃煤电厂污染物控制》课程，对学生来说，可以增加理论知识和扩展电厂环保设备适应性，通过本课程立体化教学资源的建设，从课程体系、教材建设、多媒体课件和课程网站等多方面，建立学生对污染物排放机理及系统设备组成的全面认识，同时对火电厂其他设备与污染物控制设备之间的紧密联系更加清晰。

参考文献：

[1] 孟宪强，王凯英，齐春玲，仲玉侠. 高校立体化教学资源建设与实践--以结构设计原理课程为例[J]. 高等建筑教育，2010，19（6）：84-87

[2] 李浩君，邱飞岳. 工科类专业课程的立体化教学方法研究[J]. 浙江工业大学学报（社会科学版） ，2008，7（4）：416-420

[3] 赵钰婷，张 虹，尹立敏，杨 茂. “信号系统”课程立体化教学体系的探索与建设[J]. 中国电力教育，2014（35）：117-118

[4] 邓蕾蕾，张 献. 计算机组成原理课程立体化教学模式的研究与实践[J]. 职业技术教育 ，2011，32（11）：37-39

[5] 沈火明，葛玉梅. 积极进行教学资源建设全面推进教学改革[J]. 西南交通大学学报（社会科学版），2006，7（2）：81-84

[6] 刘建平，郭树荣，史萍. 混凝土结构系列课程立体化教学资源平台的建设与实践[J]. 中国现代教育装备，2015（3）：28-30

基金项目：吉林省教育科学研究课题：基于能力培养、突出工程实际的能源动力专业教学模式改革研究与实践；东北电力大学教研课题：面向电力行业、突出工程应用--《燃煤电厂污染物控制》课程立体化教学资源建设与实践。

作者简介：

卢洪波（1968.01-），教授，博士，主要从事能源动力工程专业的教学以及电站锅炉和污染物控制方面的科研工作。

苏桂秋（1967.05-），高级实验师，硕士，主要从事能源动力工程专业的实验教学及科研工作。