有害气体控制工程课程教学改革研究范文

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摘要:有害气体控制工程是与电力行业相关的环境工程专业的特色核心课程之一。本文分析了原有课程体系存在的问题，发现了传统的教学方法已经不能满足电力行业环境工程类人才的培养要求，提出了从课堂教学、课程设计到课内实验的一系列改进措施，旨在培养和提高学生在电力环保行业中的实际应用能力和创新能力，强化学生的专业素质。

关键词:环境工程;有害气体控制工程;教学改革

1课程体系与目前存在的问题

1．1课程体系

有害气体控制工程主要包括课堂教学、课程设计和课内实验三部分。其中:(1)理论教学(50学时):主要介绍大气污染状况与危害、吸收净化气态污染物、吸附净化气态污染物、催化转化净化气态污染物、二氧化硫控制技术和燃煤电厂氮氧化物控制技术等。(2)课程设计(1周):在理论学习的基础上，模拟实际污染物排放状况，选择合适的塔器，计算相应的参数，并进行工艺设计、装置设计和工程制图等。(3)课内实验(6学时):实验内容包括基本测定设备和仪器的使用方法、碱液吸收混合气体中的二氧化硫、吸附法净化气体中的氮氧化物、湿式石灰/石灰石烟气脱硫实验以及烟气循环流化床脱硫实验等。

1．2目前存在的问题

为了取得更好的教学效果，必须正视实际教学过程中存在的问题。通过学生对近几年的课堂教学和实际应用能力的反馈，发现了原有课程体系存在如下一些问题。

1．2．1教学内容相对滞后

有害气体控制工程设立的主要目的是为了控制电力行业生产过程中产生的二氧化硫和氮氧化物污染，课程开设时没有教材可用，直到2001年才由我校赵毅、李守信编成《有害气体控制工程》［1］一书，一直沿用至今。教材编制之初，内容紧跟国际上烟气脱硫脱硝领域的研究前沿。但是，有害气体控制工程是一门工程应用性较强的课程，尤其是近些年，我国电力环保行业取得了突飞猛进的发展，脱硫脱硝技术也日新月异［2－3］。新方法和新技术的出现导致原有课程内容存在延迟性，尤其是教学实例较为老旧，有些已经被淘汰的案例已经无法适应教学的需要，亟需增加新的教学案例。而且，除二氧化硫和氮氧化物之外的其它有害气体也日益获得关注，例如燃煤烟气中的汞蒸气及脱汞技术。此外，教材中有关标准的介绍存在滞后性，例如教材中的《环境质量标准》还是选取的GB3095－1996，而现行标准已经改为GB3095－2012。

1．2．2教学手段单一

教学手段比较落后，仅仅依靠PPT和板书教学没有充分发挥多媒体教学的优势，未从根本上改进教学手段，导致无法充分调动学生的积极性，课堂效果较差。此外，学时短、内容繁多，学生往往以应付考试为目的，尤其是课程设计环节，一周的设计时间不能体现学生在分析和解决实际问题过程中的创新性和实践性，学生的主观能动性没有得到充分的发挥。

1．2．3课内实验环节薄弱

由于课内实验往往以演示实验为主，不利于学生的动手操作能力和创新能力的培养。而且，课内实验仅仅为6个学时，实验内容又是接近工程实际的大型实验，往往采用多人次分组进行，时间仓促内容多，并不能保证每个学生对各个实验环节得到充分认识。此外，由于受到实验场所限制，部分实验设备无法及时更新。

1．2．4学生的自主学习能力较弱

在课程设计和课内实验过程中，发现学生遇到问题时并不能运用除课本以外的其它工具书，不会主动查找相关设计手册和设计规范。课程设计时，CAD绘图和手绘图能力较弱;面对课后作业中的难点，没有充分利用网络资源查询相关资料;从课程小论文的写作过程中发现学生的文献检索能力较差。

2改进措施

2．1课程优化，更新教学内容

针对教材内容滞后的问题，对教学内容进行了一些调整。首先，更新教材，老版教材已经使用了将近20年，在这期间并未再版。更新教材主要包括删除老旧案例，增添新案例，并且保持新案例的完整性;增加工程设计和实际运行的内容介绍;对旧标准进行更改;强化脱硫脱硝新技术的内容;减少公式推导过程，统一符号，避免重复;合理分配各章节，突出重点和难点。其次，在课件的制作过程中，不仅仅依靠教材，还以郝吉明、马广大主编的《大气污染控制工程》［4］和王丽萍、陈建平主编的《大气污染控制工程》［5］作为主要教学参考书，丰富教学内容。最后，教学内容要更加突出教学特色。即在实际教学过程中，不仅仅讲述火电厂脱硫脱硝的基本原理和基本方法，还应对设备实际运行过程中遇到的问题进行深入剖析，让学生具备解决实际问题的能力。

2．2丰富教学方法，提高教学效率

课堂教学是学生获得知识的主阵地，而评价学生获取知识程度的衡量是教学效率，因此提高教学效率成为课堂教学的关键。教学方法和教学手段是提高教学效率的主要形式。改进传统的以教师为中心的教学方法，以教师为主导，以学生为主体，开展启发式教学和交互式教学改革。例如，对于绪论这一章节，由于概念性知识较多，教师可以让学生开展以“我们周边的有害气体污染”为主体的专题讨论，探讨实际生活中有害气体的危害和防止措施。教师将讨论结果进行总结归纳，针对性的进行补充和完善。这种教学方法要远远强于教师讲、学生听的传统模式。改进教学手段。充分利用多媒体资源，在传统板书和PPT教学的基础上，还要将Flash动画、设备视频影像、工程范例影像资料等引入课堂教学中。不仅仅能够活跃课堂气氛，还能够调动学生自主学习的能力。例如，在介绍吸收塔设备时，由于学生从未接触过类似的设备，仅仅依靠图片的介绍是很难让学生想象出设备的实际运行情况的。采用实际拍摄的视频影像将吸收塔外观和内部构造直接呈现给学生，以Flash动画模拟内部运行情况，整个教学过程更加直观形象，学生也能够容易掌握。还有，在对不同的吸附剂进行对比介绍时，可将实验室中的各种吸附剂带入课堂，让学生能够看到和摸到实物，从而加深对课本知识点的理解。再次，对于教材中的某些非重点的章节，提倡学生自学。在查阅文献的基础上，以提交专题综述的形式考察学生掌握知识的能力。最后，将“课堂派”引入课堂教学中，即节省了考察出勤的课上时间和布置作业的时间，同时便于与学生互动，及时发现教学中的问题。

2．3实践教学，提高学生的实验和课程设计水平

作为一门工程性极强的课程，实验教学不容忽视。要充分重视课内实验，改革实验方法，提高实验效果。在完成演示实验的基础上，增加实验学时，不设定固定实验方案，鼓励学生分组自主设计实验，让学生亲自动手设计、运行和总结。开放常规实验室，满足学生自主设计实验的要求。为了克服实验设备更新的不足，教研室已开始购置相关实验设备。课程设计是教学的重要组成部，是培养学生工程设计能力和创新能力的实践教学重要环节［6］。主要方法是将课程设计与实际工程紧密结合。让学生采用实际气态污染物排放数据和实际应用的吸收剂进行计算，不对学生设定情景。鼓励学生大胆进行创新设计，寻找课程设计的亮点。其次，课程设计选题要多样化，不仅仅局限于塔器的计算，鼓励学生积极采用VB、AutoCAD和Aspenplus等设计软件进行设计。此外，细化课程设计，将其分为书面设计和答辩成绩，并适当增加答辩时长。既考察了学生对基础理论和设计方案掌握的熟悉度，又能够锻炼学生回答问题和口头表达的能力。

2．4培养学生的自主学习能力

学生自主学习能力的培养是高校大学生的培养目标之一［7］。首先，构建教材、参考教材、在线课程学习、开放性实验室和公共计算机机房等在内的较为完善的自学环境。其次，在课堂教学过程中，引导学生通过网络查阅资料和文献，学生之间共享有特色的网站和文献。再次，对学生进行分组，以小组的形式进行课堂教学、课程设计和课内实验，有助于学生之间的共同提高。最后，需要教师转变教学观念，要求教师具备更强的责任心，投入更多的时间和精力关注自学能力较差的学生。

2．5完善考核方式

不以考试作为衡量学生掌握知识程度的唯一手段。采用过程考核的方式将平时成绩细化，包括课堂参与、课程小论文、课后作业、课堂测试等作为过程考核内容。将考核多样化避免了过分依赖期末考试的弊端，既能调动学生的积极性，又能够培养学生的自主学习能力。

3结语

有害气体控制工程作为华北电力大学环境工程专业的特色核心课程，内容多，知识更新快，其教学改革涉及课堂教学、课程设计和课内实验等多方面的创新。原有的课程体系虽然已经取得了不错的成绩，但仍有亟需完善的地方。只有在不断的改革过程中，才能适应时代的发展，才能实现理论与实践相结合的目的，才能使得学生能够充分掌握有害气体控制的技术和方法，才能为后面的生产实习和毕业实习打下良好的理论基础。

参考文献

［1］赵毅，李守信．有害气体控制工程［M］．北京:化学工业出版社，2001．

［2］赵毅，陶子晨，沈耀，等．燃煤电厂SO3控制技术综述［J］．山东化工，2018，47(4):151－152．

［3］赵毅，王佳男．燃煤电厂烟气脱硝技术发展综述［J］．化工技术与开发，2017，46(6):34－37．

［4］郝吉明，马广大．大气污染控制工程［M］．北京:高等教育出版社，2003．

［5］王丽萍，陈建平．大气污染控制工程［M］．徐州:中国矿业大学出版社，2012．

［6］刘恩栋，夏世斌，杨红刚．大气污染控制工程教学改革与实践［J］．化工高等教育，2008(4):62－64．

［7］赵巾帼，张新玉，李晓翠．大学生自主学习能力培养模式探究［J］．中国电力教育，2014(27):37－38．

作者:张盼 齐立强 吕建燚 付东 单位:华北电力大学环境科学与工程系