燃燒與污染物控制教學改革的探索與實踐

摘要：結合研究生“燃燒與污染物控制”課程教學過程中采取的一系列改革探索，闡述以追求卓越的理念將科研實踐貫穿教學始終進行研究生課程教學與人才培養的重要性，論述了實踐環節在燃燒與污染物控制課程教學中的作用及實踐環節的具體內涵，模塊化與專題教學支撐課程體系和提升學習興趣的成因，教學改革為研究生知識與研究體系構建、綜合能力提高及學科平臺建設的實效等等。基于實踐追求卓越的的教學理念和務實精神使研究生科技創新能力得到全面提高，有利于學生進一步深造及更好地服務社會，對高校教學改革和人才培養有借鑒意義。

關鍵詞：實踐能力；卓越理念；務實精神；燃燒與污染物控制；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0121-02

改革開放30多年來我國高等教育取得了舉世矚目的成就，基本實現了立足國內培養高層次人才的戰略目標。但總體上看，我國高等教育主動服務國家大局的體制機制仍不完善，培養模式與經濟社會發展的需求還不適應，學生創新和實踐能力尤為不足，不能完全適應經濟社會發展的多樣化需求，培養質量與國際先進水平相比還有較大差距。為此，高校教育教學改革始終是主要內容之一。特別是當計劃經濟體制向市場經濟體制轉軌、高等教育由精英教育階段邁向大眾化教育階段之后，教育觀念、教育價值、社會對人才需求等諸多方面的變化對高校教育教學提出了新的要求，促使高校教育教學在觀念、內容、方法等各方面不斷深化改革，向前發展，以適應經濟、社會變化的新需要。

研究生教育作為高等教育不可或缺的一部分，同樣存在著亟需解決知識傳授和能力培養方式改革的問題。本課程組對研究生課程“燃燒與污染物控制”進行了模塊化、專題化教學改革的嘗試，依據教學大綱，按照教學內容的邏輯聯系和主線，將教學內容重新建構為若干個模塊專題，每一個模塊由若干個專題組成，促進了對教學內容的理解，有利于全面把握教學的重點和難點，增強教學的針對性、實效性，同時，與實驗室實驗、現場實習、專題研究過程緊密結合，使研究生的綜合素質全面提高，通過課程提升了學生的創新意識和實踐能力。

一、課程教學的模塊化、專題化

1.模塊化

研究生課程“燃燒與污染物控制”的教學內容包括能源與環境污染現狀、燃燒理論、燃燒污染物生成及其形態轉化機理、污染物測試與控制方法以及二氧化碳減排技術等。在全面系統把握教學內容的基礎上，以內在邏輯、基本內容及其框架，結合研究生知識結構與課題研究需要構建教學內容，將各部分內容設置模塊（能源與環境現狀、火電廠大氣污染物排放標準與對策、燃燒理論、污染物減排控制等模塊），使教學內容更清晰、系統，有利于學習和掌握。

2.專題化

科學設計課程模塊中的專題。模塊中具體專題是模塊內容的支撐點，每一個模塊專題中設立若干個專題，圍繞模塊的核心內容全面展開對核心內容的闡述，如污染物減排控制模塊分為SO2、NOx、PM、重金屬減排、多種污染物聯合脫除技術、煙氣CO2吸收等專題。

專題的設計與問題導向結合起來，結合教學的重點、實驗過程存在的問題、電廠污染物控制問題等進行模塊的具體專題設計。通過對問題解析式的教學改變了傳統的以教師課堂教學為主體的教學方法。課堂知識的建構在于著重培養學生的問題意識，吸引學生探究未知，把著力點放在以問題為出發點的專題式教學，有利于提高學生對理論知識和實踐技能的掌握，提高課堂教學效果，增強課程教學的針對性和實效性。

二、課程教學緊密結合實踐過程

1.與實驗結合

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”實踐是培養基礎實、知識寬、能力強、素質高、創新型研究生的關鍵環節。教學是教師的主導作用與學生的主體作用的有機結合。要提高教學質量和學生的綜合素質，關鍵是加強理論知識與實驗的結合，最大限度發揮學生的主觀能動性和動手操作以及創新能力。污染物控制模塊細分為多個專題，以專題為中心點，通過讓研究生查閱相關文獻，了解最新的研究進展并進行一系列濕法脫硫、SCR脫硝、CO2吸收、PM測試與控制、煙氣中重金屬汞測試與控制、多種污染物聯合脫除的實驗方法探討，并在實驗室進行煙氣污染物控制的實驗研究。通過實驗更加清晰地理解燃燒污染物的控制機理，與課堂教學的內容相互印證，極大提高深入研究的興趣，為自主學習指明方向，提高多方位解決實際問題的能力。

同時，這也加強了實驗室的建設。實驗室是教學、科研工作的重要基地，實驗室水平是衡量學校教學質量、科研技術水平和辦學水平的重要標志，將實驗室建設成為設計規范、管理科學、技術先進、特色鮮明、專業突出、科研雄厚的實踐基地和創新基地，能更好地促進理論與實踐的結合，也唯有如此才能培養出高質量的創新型人才，才能更好地推動高等教育事業不斷向前更好、更快地發展。

2.與現場參觀學習結合

對知識的掌握并不是停留在對知識的記憶和理解上，歸根結底是要應用到實踐中去。在“燃燒與污染物控制”課上，主要是燃煤電廠的污染物控制，部分學生在本科并未去電廠參觀實習，對于現場的整個系統結構尚無系統的認識，對知識的掌握較為抽象。本課程教學過程中由教師帶領到上海本地及周邊百萬機組進行參觀學習，充分認識電廠的實際運行情況，與工程師專題研討，對電廠污染物控制設備的運行過程及其改進措施進行探討，加深對系統和設備及其運行特性的理解，不斷完善知識體系，為使實驗室研究更有針對性、后期研究生課題研究及就業后更好服務社會打下良好基礎。

3.與科學研究相結合

研究生教育離不開科研的支撐。科研是一種實踐性創造活動，不僅有利于形成合理的知識結構，也是激發研究生學習興趣、培養創造性思維和實踐能力的重要手段。通過專題的科學研究，不斷拓展研究生的學術視野，深化專業領域，提高學術水平，同時，研究的過程也是強化基礎、提高技能、培養興趣、激發創造欲望的過程。在研究生課程“燃燒與污染物控制”的教學過程中，結合研究生課題、上海市研究生創新創業訓練項目、研究生優秀學位論文培育項目及研究生自身興趣分為若干小組進行專題討論與科學研究，并結合導師科研項目、橫向課題進行，學以致用，科研過程反過來促進課程學習的深化。

4.與學科建設相結合

在教學過程中，實現課程與上海電力學院承擔的上海市發電環保工程技術研究中心建設的有機結合。該中心涉及火電廠電力清潔生產技術、多種污染物聯合控制技術、煙氣脫硫技術、SCR脫硝技術、煙氣脫汞技術、煙氣脫碳技術及脫硫副產物處理技術等，與“燃燒與污染物控制”課程契合度高，滿足研究生知識體系構建的需求，并為相關領域的學科建設、科學研究、人才培養提供了廣闊空間，融課程于學科建設，為學科平臺建設服務，高屋建瓴統籌教學過程，在滿足教學要求的前提下不斷提高教學的整體品質。

三、取得的成效

1.形成具有自身特色的基于實踐追求卓越的教學模式

在課程教學的實踐過程中，以研究生綜合素質、創新意識和實踐能力提高為目標，統籌設計教學內容和模式，依托實驗室平臺、科研實踐和實習基地聯合培養等多種方式形成具有特色的基于實踐追求卓越的“燃燒與污染物控制”課程教學模式。

在實驗室實驗過程中，研究生以模塊和專題分組，結合具體的課題進行創新實驗活動，逐步形成一定的研究能力，在科研過程中鉆研課題和課程的內容，既加深了理解，更在運用中升華了知識及其應用能力，在實驗過程中自主解決遇到的問題，提高了動手操作能力和綜合素質。學校與大量的電廠等實習實踐基地有著長期的聯合培養研究生和本科生的合作，為研究生課程教學提供了良好的實踐條件，在參觀、與工程師的專題研討、參與導師橫向課題等過程中加深了課程知識的學習和運用。

2.極大提高了對課程的學習興趣

模塊設計，專題教學。多人一課，多位老師共同承擔本門研究生課程，精心備課，講透、講活了每一個專題，體現出模塊專題教學的特色和魅力。聯系理論知識與實踐知識，透徹分析問題。模塊專題教學運用多樣化的教學方法，注重案例、研討和實踐，突出課堂教學過程中對學生的問題意識和創新思維能力的培養。強化實踐教學環節，理論聯系實際是本課程教學內容的特點，在模塊專題教學中組織研究生走出課堂，進入實驗室和企業，提升對課程教學內容的理解，提高分析和解決問題的能力，極大提高了研究生對課程的學習興趣，動力工程及工程熱物理一級學科下進行燃燒與污染物控制方向的研究生、對節能減排有興趣的研究生，甚至別的一級學科點下的研究生也來旁聽、參與專題討論與研究。

3.獲得累累碩果

通過該教學模式極大提高了學生的綜合能力，通過本課程的學習，研究生獲得上海市研究生創新創業項目，在《Fuel》、《Energy Fuels》、《Chemical Engineering Science》等雜志上發表了一批高水平學術論文，申請了發明專利40余項，近一半授權，在全國大學生“挑戰杯”、國家節能減排大賽、全國研究生數學建模大賽、上海市科創杯、陳嘉庚發明獎等競賽以及上海市優秀發明選拔賽上獲得各類獎項50余項。這些成果反映出本課程教學模式的成效。

4.為走出校門做好準備

在教學過程中研究生自主進行實驗研究，并進入相關電廠參觀實習，與工程師專題研討，得到較為系統的科學訓練，為之深造打下了堅實基礎。進入科研院所、企事業單位從事研發與項目管理的研究生從課程追求卓越的理念與基于實踐的務實精神中受益匪淺，不少進入單位不長時間便能獨擋一面，成為技術與管理骨干。

四、結語

研究生課程“燃燒與污染物控制”所形成的依托實驗室平臺、科研實踐和實習基地聯合培養等多種方式，具有特色的基于實踐追求卓越的課程教學模式，采用模塊化、專題化教學，以研究生綜合素質、創新意識和實踐能力提高為目標，統籌設計教學內容和方法，培養了濃厚的學習興趣和創新能力，取得了累累碩果，為研究生進一步深造、就業及為社會提供更好的服務打下了基礎，極大提高了研究生的研究能力和就業競爭力。

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（責任編輯：王祝萍）