項目化教學與電力環保專業實踐課程改革研究

張長飛，張東平，李乾軍，劉獻鋒

(南京工程學院 環境工程學院，江蘇 南京 211167)

南京工程學院電力環保專業是學院根據國家電力行業發展和火電廠污染物排放新的環保要求下結合環境工程專業具體發展形勢下成立的，電力環保專業于2010年開始招生，主要培養具有較強工程意識、實踐能力和創新能力，了解電力生產設備基本原理和扎實的環境工程理論基礎知識，熟悉電力生產過程、系統和清潔發電技術，掌握電廠煙氣凈化、電廠廢水處理、灰渣處理技術，能從事電廠污染控制與治理、工程施工和運行管理以及電廠環境監測與評價的工程師級人才。培養的學生具備電廠煙氣脫硫脫硝、煙氣除塵、廢水廢渣處理、電廠運行與環保監測等方面的專業技術能力，在環境科學與工程領域從事電廠環境污染控制與治理工程的設計、施工和運行管理，以及環境監測與評價等方面解決實際工程問題的能力。

項目化教學是大學工程實踐教學中具有良好的運行前景，優化實驗教學資源和開發新的實驗內容，可以將科研和教學充分有機結合[1-3]。解決實驗教學資源匱缺、科研資源高效利用、開發潛在性教學內容和綜合性工程實驗方面具有良好的運行價值[4-7]。對南京工程學院電力環保專業實驗教學項目化教學研究具有一定的運用價值。

1 電力環保專業實踐教學存在的問題

電力環保專業依托于我國火電行業污染物綜合治理新的背景而得到快速發展，畢業生深受火力電廠的青睞和用人單位的好評。然而電力環保專業實踐教學成為人才培養的一塊短板。電力環保專業的實踐課程因火電行業的特殊性和復雜性難以開設，主要原因有4點：

(1)火電廠的鍋爐、汽機和發動機三大核心設備價格昂貴、結構復雜和占地龐大，學院無法因實踐教學而建設實驗平臺。

(2)現有的實驗平臺結構簡單、測試方法、工藝原理等過于簡化，學生無法具體操作和數據測試，難以得到教學效果。

(3)實踐課程教師不具備火電行業工程背景，現場工程實踐時間少，授課重點在工藝原理，具體設備和工藝運行偏少，教學效果難以保證。

(4)火電廠污染物排放測試精密儀器價格和維護成本較高，實踐教學成本投入相對較大。電力環保專業實踐教學難以開展引起教研室的高度重視，統籌利用現有的教學資源開發新的實驗項目和利用教師科研平臺開展項目化教學是兩種行之有效的方法。

2 電力環保專業實踐課程項目化教學改革思路

電力環保專業教研室師資力量雄厚，教授3人，副教授4人，和電力環保專業相關的橫向縱向課題經費年均300余萬，項目實驗平臺20余臺套，充分利用這些實驗平臺開展實踐課程項目化教學，實現科研平臺和實踐教學高度有機統一。實踐課程項目化教學的具體思路分以下四點：

(1)開發利用已結題項目的實驗平臺，利用該平臺開展相關實驗。

電力環保教研室從2014年至2017年年度，在研項目12項，涉及煙氣脫硫脫硝等6個實驗臺，已結題項目7項，建設4個實驗平臺，可以優化火電廠煙氣污染物測試實驗2項，火電廠給水處理、脫硫廢水處理各1項。優化利用這些平臺，可以開設火電廠煙氣污染物控制實驗、石膏脫硫廢水影響因素實驗等項目。

(2)新項目實驗臺搭建時優化設計，從科研項目中挖掘學科相關的實驗內容，科研和教學相兼容。

在研項目在搭建實驗臺時，可以在保證項目需要的同時考慮到實驗教學的需求，譬如增加煙氣通道、溫度壓力控制單元、測試測孔等方法，實驗平臺優化設計，項目實驗和實驗教學統籌兼顧。

(3)人才培養方案和教學大綱靈活制定，實踐教學項目科研合理選擇。

目前實驗教學內容因教學大綱規定沒有調整空間，建議在制定大綱時充分認證，可以增加實驗項目選項，可以做到五選三或者六選四。同時實驗時間可以跨度到一整天，優化實驗分組保證學生充足實驗時間。

(4)開展綜合性實驗，提高學生認知水平和動手操作能力。

電力環保現有實驗主要以探索性實驗和認證型實驗為主，綜合實驗相對缺乏，各個實驗之間關聯性較小。可以將不同的實驗項目進行優化設計和重新組合，在一套綜合實驗平臺上同步完成多個相關的實驗項目。

3 電力環保專業項目化教學開發案例

以火電廠煙氣脫硫效率影響因素實驗作為項目化教學的案例。實驗裝置由煙氣系統、脫硫塔、石膏脫水處理系統等組成，結構如圖1。

圖1 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫中試裝置系統圖

塔高10.8 m，直徑為0.8 m，模擬空氣通過鼓風機引入，SO2通過調節氣體流量計控制，再通過電加熱器將煙溫加熱到所需要的固定值。塔內在高度5.3 m、6.5 m、7.7 m的位置分別設置3層螺旋式噴嘴，噴口朝下。在高度8.6 m、10.2 m的位置分別設置2級除霧器，凈煙氣由塔頂部排出。

以電力環保151為例，全班40人分為8組，實驗步驟：

(1)將石灰石-石膏濕法煙氣脫硫實驗系統分為5個子系統，每組同學熟悉一個系統，一個子系統需要15min學習時間；每組學習完互換熟悉其它系統，整個系統需要90min熟悉時間。

(2)學生熟悉各系統后，任課教師開始具體講解各子系統結構和功能以及整個實驗系統的運行過程，引導學生熟悉脫硫工藝，詳細了解脫硫工藝設備的布局、工作順序、連接的情況及提高脫硫效率的原理等，需要45min時間。

(3)學生前面4組負責操作系統運行實驗室臺，后面4組負責各截面污染物測試。每組同學均需完成操作系統運行和污染物測試兩個部分，需要180min。

在模擬發電廠現場脫硫控制的基礎上，可以采用各種條件脫硫方法進行脫硫過程的演習，熟悉掌握發電廠的脫硫工藝模擬煙氣系統、二氧化硫吸收系統、制漿系統和石膏脫水系統等。

4 結束語

通過分析電力環保實驗教學現狀，提出電力環保專業實踐課程項目化教學改革研究思路，認真修改人才培養計劃和制定綜合性實踐教學大綱，優化實驗平臺和實驗項目，讓學生進行真實的設備操作，使學生的學習興趣更加的濃厚，解決電力環保專業實踐教學的問題，使學生掌握扎實的實踐操作技能，為培養電力環保具有創新能力和全面發展的應用性人才打下堅實基礎。