“大气污染控制工程”课程在热能专业中的教学探讨

摘要：对“大气污染控制工程”课程在热能专业中的教学进行了探讨，结合本专业特点对教学内容进行补充和修正。采用互动教学、多媒体教学和实践教学相结合的方式有效地组织教学活动，突出基础理论、应用技术和工程实践在本课程中的重要作用，培养全日制本科生和成人教育学生成为基础扎实、知识面宽、有较强实践能力和创新意识的人才，达到较好的教学目标。

关键词：大气污染控制工程；基础理论；控制技术；实践教学

作者简介：郝晓文（1977-），男，山东济南人，哈尔滨工业大学（威海）汽车工程学院，讲师；田甜（1981-），女，山东枣庄人，哈尔滨工业大学（威海）成人教育学院，助理研究员。（山东 威海 264209）

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）13-0098-02

我国经济正处于高速发展期，随着经济的发展，能源消耗所带来的环境污染是未来相当长时期内我们要面临的重要问题。以煤炭为主的能源结构决定了我国的大气污染主要是煤烟型污染：二氧化硫、氮氧化物和烟尘等，[1]而火电站排放的污染物又是大气污染的主要来源之一。热能与动力工程专业极少将“大气污染控制工程”作为一门独立的课程讲授，但为了提高该专业本科生的知识面，深入了解控制污染物的理论和技术，为未来的工作或深造打下基础，哈尔滨工业大学（威海）（以下简称“我校”）对该专业能源方向的本科生开设了“大气污染控制工程”课程，并将其定位为主干学位课。结合能源方向的实际情况，笔者进行了积极的教学探讨。结论证明其同时可为成人教育的课程教学打下坚实的基础。

一、教材与教学内容选取

“大气污染控制工程”教材种类繁多，[2]通过对多种教材的研读，考虑到各教材所涵盖的基本理论，讲授的污染物控制技术和装置设计方法种类的深度和广度，并参考其他高校教材的选取情况，最终选用郝吉明、马广大主编的《大气污染控制工程》（高等教育出版社，2002年8月第2版）。

“大气污染控制工程”的内容繁杂、学科综合性强，涵盖了全球的大气污染问题及综合防治对策等较为宏观的内容，理论性较强的大气扩散模式，化学吸收、吸附、催化净化动力学知识及工程实践性要求很高的颗粒物及各类气态污染物净化技术及设备装置的设计计算，并且设计中还将涉及化工、机械、材料及电力等专业知识，对教学要求较高，且抽象、枯燥、难以掌握，[3，4]而理论学时只有54个。该教材中有关煤的相关内容与“锅炉技术”有重复，有关脱硝的内容与“燃烧学”有重复，因此这两部分内容被简化或取消。考虑到本专业的就业领域主要集中在火电、核电或车辆上，因此将《大气污染气象学》和《大气扩散浓度估算模式》两章作为自学内容。

二、课堂教学

1.明确培养目标，优化课程内容，突出专业特色

在教学学时有限的情况下，在提高学生理论水平基础上，使学生掌握并能运用这些理论分析各种污染物产生的过程和控制技术，具备大气污染控制系统和装置设计、运行管理的工程技术能力，培养学生成为基础扎实、知识面宽、有较强实践能力和创新意识的复合型人才。因此，除了理论知识的讲授，需要加入与工业应用技术相关的内容。

世界大气污染形势和应对政策一直在变化，因此在授课中适度加入相关内容，使学生了解世界尤其是我国大气污染的严峻性，树立节能环保意识。增加我国最新政策和法规的讲解，如在“十二五”期间，我国将对氮氧化物进行总量控制等。我国的科技水平迅速提高，需要让学生了解污染物控制的发展趋势，如哪些理论问题仍需深入研究，哪些技术是当今热点，使学生在未来的学习研究和工作中容易找准方向。教材中关于污染物控制方法和技术的相关章节落后于时代发展，笔者通过查阅相关的最新研究成果，将其整理后加入教学内容中。比如教材中关于烟气脱硫部分讲解不够详细，而热能专业的学生有可能进行脱硫岛设计或参与脱硫岛运行，硕士研究生期间也可能开展烟气脱硫的相关研究，因此将该部分作为本课程的重点。通过整理，将该部分内容分为湿法和干法烟气脱硫两部分，讲解烟气脱硫的发展历史、现状以及未来发展趋势，通过大量图片、动画和视频讲解各种常用烟气脱硫技术的特点，加入设计思路和方法，比较各种技术的优缺点，常出现的问题以及解决的思路和方法；简化教材上不常用的技术，使学生系统掌握烟气脱硫技术。

强化其他关于污染物控制方面的内容，如汞的特性和脱除方法，垃圾焚烧产生的二恶英特性和去除方法，以及煤炭洗选和转化技术；增加百叶窗除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器关于结构形式和特性等方面内容；通过短片介绍二氧化碳的危害，从应用角度出发，讲解二氧化碳的控制技术。

2.教学手段和教学方法

单纯采用教师讲、学生听的课堂教学模式，即使加入大量实例，教学效果仍然较差，所以讲授中进行启发互动式教学。所谓互动式教学，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。这种讲课的方式，不是老师一个人讲，而是启发学生思考。[5]“大气污染控制工程”主要包括基础理论和污染物控制技术两部分。基础理论讲解比较枯燥，为了提高教学效果，经常在课堂上提出问题和例题，鼓励学生积极回答，并展开讨论，激发学生的主观能动性，从而加深理解。在对各种控制技术进行讲解时，以理论为基础，鼓励学生提出污染物控制的可能方法，教师加以评论，并指出这些方法的优缺点，提高学生的创新意识。接下来讲解教材以及补充内容，并加入图片、动画、视频，鼓励学生思考，进行可行性分析，指出它们的优势和缺陷，并再次简要讲解相关理论，使学生的短时记忆转化为长时记忆。

利用多媒体教学和板书教学结合的方法。采用基础理论内容以板书为主，控制技术部分以多媒体为主的教学手段。笔者多年来一直从事污染物控制的相关研究，对污染物控制理论和技术有较深入的了解，并掌握大量实例，因此课堂上多追踪当前的热点问题，简化落后的技术。同时以思考题的方式让学生课下查阅相关资料，提高学生的自学和主动思考能力。

3.考核方式

高校考试中普遍存在“临时抱佛脚”的现象，这不能客观地反映实际教学效果和学生对知识的掌握情况。根据这种情况，采用平时成绩、期末考试成绩各占一定比例的考核方式，最终合理地给出学生的期末总成绩。平时成绩包括学生考勤、课堂活跃和问题回答情况、课下作业尤其是资料搜集情况、实验等，对整个教学过程中表现突出的学生，提高他们的平时成绩。此外，为了考核学生对补充内容的掌握情况、动手能力和分析归纳能力，考试采用开卷考试方式，最大程度考核学生的真实水平。

三、实践教学

“大气污染控制工程”课程的理论性和实践性都比较强，很多理论知识需要通过实践去理解、消化。因此实践教学是提高学生对知识掌握情况的必备环节。

实践教学主要针对电厂污染物控制相关的内容，建立“虚拟实践教学”环境。采用课堂和实践教学相结合的方法，课堂讲解完毕带领学生参观相关的模拟仿真系统或实验系统，提高学生对相关内容的掌握程度。如在讲解完袋式除尘器后，带领学生参观学校烟气量为3000Nm3/h的脉冲袋式除尘实验系统和100Nm3/h的振动袋式除尘系统，同时参观对应的半干法实验系统，使学生留下直观印象。在讲解脱硫部分时再次参观，加深对该技术的了解。在讲解完湿法烟气脱硫和烟气脱硝内容后，带领学生参观模拟仿真系统。尽量选择电厂或热电厂大小修的时间去参观实习。在保证安全的前提下，带领学生参观脱硫、脱硝和除尘的相关工艺流程和设备，观察设备内部结构，获取第一手资料。使学生能直观地理解这些实际知识，学以致用，起到理论联系实际的作用。

四、结语

针对热能与动力工程专业的特点，对“大气污染控制工程”的教学进行了有益的探讨，使课程更适合本专业的特点，扩大了学生的知识面，增强了学生的主动思考能力，为学生的就业和深造打下良好的基础，为成人教育教学探索了有益手段。今后要进一步探索新的教学方法和手段，学习和借鉴优秀教师的教学成果，不断提高自身的综合素质和专业理论知识。立足学校特色优势，继续努力进行“大气污染控制工程”课程的建设和探索，以期积累更多的经验和取得更大的成绩。

参考文献：

[1]郝吉明,王书肖.燃煤SO2控制技术手册[M].北京:化学工业出版社,2001.

[2]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.

[3]李彦旭.大气污染控制工程教材建设的思考[J].广东工业大学学报,2007,(6):171-174.

[4]汪莉,邢奕.“大气污染控制工程”课程教学方法探讨[J].中国冶金教育,2006,(4):51-53.

[5]任晓莉,郝瑞刚.大气污染控制工程课堂教学改革探索与实践[J].化工高等教育,2009,(3):68-70.

（责任编辑：麻剑飞）

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