《生物質(zhì)能源工程》課程教學改革的探究

王明峰++簡秀梅++呂娟

摘要：作為應(yīng)用性很強的一門課程，《生物質(zhì)能源工程》的教學涵蓋了厭氧消化制取氣體燃料、生物質(zhì)氣化技術(shù)、生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)、生物質(zhì)壓縮成型燃料技術(shù)及生物柴油技術(shù)等多個方面的內(nèi)容，是基礎(chǔ)理論通向?qū)I(yè)應(yīng)用的重要橋梁。自2011年開設(shè)《生物質(zhì)能源工程》課程以來，課程教研團隊就其教學方法、教學內(nèi)容等進行了深入探討，發(fā)現(xiàn)該課程在教學過程中還存在諸如多媒體教學方式的應(yīng)用還有待加強、實驗教學涉及的內(nèi)容不夠深入、學生解決實際問題的能力較弱等問題，為此有必要對這門課程進行教學改革，力求讓學生在掌握生物質(zhì)能源開發(fā)利用相關(guān)理論知識的基礎(chǔ)上，切實提高學生解決實際問題的能力和創(chuàng)新思考的能力。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能源工程；教學改革；教學目標；教學方法；綜合能力考核

【中圖分類號】TK6-4；G642

1. 教學目標的明確

《生物質(zhì)能源工程》專業(yè)人才的培養(yǎng)目標是課程設(shè)置和教學實踐的基礎(chǔ)和依據(jù)，由于本專業(yè)在國內(nèi)甚至是世界上都是創(chuàng)新性很強的，因此找準本專業(yè)人才培養(yǎng)定位的長遠目標尤為重要。在各高校進行廣泛調(diào)研后，結(jié)合我國國情尤其是南方社會經(jīng)濟與農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，以課程教學體系的定位為基礎(chǔ)，即“以引導學生自主學習為主，課內(nèi)與課外、理論與實踐、教學與科研生產(chǎn)相結(jié)合，突出創(chuàng)新能力和實際動手能力培養(yǎng)”，最終確定該課程的教學目標為培養(yǎng)從事可再生能源利用、新能源工程與設(shè)備及節(jié)能減排等方向的設(shè)計、施工、管理、教育和研究開發(fā)等工作的復合型高級工程技術(shù)應(yīng)用型人才。

2. 教學方法和手段的優(yōu)化

傳統(tǒng)教學方式以教師直接傳輸教學內(nèi)容為主，此種方式難以調(diào)動學生的學習熱情，因此筆者認為可以從如下方面進行優(yōu)化：

（1）學習碎片化的強化

打破“以教材為中心、以課堂為中心、以教師為中心”的傳統(tǒng)教學模式，灌輸學生采用靈活性強且富有生命力的“碎片式”學習方法，通過網(wǎng)絡(luò)、圖書及各種信息平臺來獲取知識，同時結(jié)合電化教學手段來提高學生掌握并運用專業(yè)基礎(chǔ)知識的能力。在課堂教學過程中，教師要圍繞生物質(zhì)能源工程專業(yè)的研究領(lǐng)域及所要重點解決的實際問題，結(jié)合生物質(zhì)能源工程的基礎(chǔ)理論知識，引導學生通過一點一滴的知識獲取和思考積累來達到“消化吸收知識、提高專業(yè)技能”的目的。

（2）基礎(chǔ)理論和實踐能力相結(jié)合

圍繞生物質(zhì)能源工程的教學目標，我們要加大實踐環(huán)節(jié)在教學計劃中所占的比重，使一些抽象難以理解的基礎(chǔ)理論在實踐過程中得到驗證。例如，教師在課堂講完生物質(zhì)氣化的案例后，可以讓學生采用查資料、實地調(diào)查等方法，結(jié)合供暖、洗浴和炊事等實際應(yīng)用設(shè)計一套氣化系統(tǒng)，讓學生對抽象理論產(chǎn)生更加直觀的印象，從而為將來從事與生物相關(guān)的能源生產(chǎn)打下堅實的基礎(chǔ)。此外，教師還可以引導有興趣、學有余力的學生參與到相關(guān)科研項目中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力；指導學生申報和參與各級創(chuàng)新實驗（實踐）資助項目、學科競賽及挑戰(zhàn)杯競賽等創(chuàng)新實踐活動；介紹學生到相關(guān)生物質(zhì)能源企業(yè)去參觀和實習，向?qū)W生提供不同類型的專業(yè)實踐機會。

（3）實驗教學的強化

《生物質(zhì)能源工程》課程中包含大量的工藝方法，因此需要開展相關(guān)的實驗來提高學生的觀察能力、動手能力和創(chuàng)新能力。例如開設(shè)節(jié)煤爐灶實驗，對比普通爐灶和節(jié)煤爐灶的區(qū)別；引進生物質(zhì)熱解反應(yīng)器作為示范性實驗，取某型的熱解反應(yīng)器使其工作一個周期，從而讓學生對生物熱裂解技術(shù)有更加直觀的認識；在設(shè)置生物質(zhì)工業(yè)分析、組分分析、工業(yè)分析、高地位熱值測定、凱氏氮測定、氣體組分測定等基本實驗外，設(shè)置部分與生物質(zhì)能源生化檢驗密切相關(guān)的實驗，如微生物沼氣發(fā)酵中產(chǎn)氣成分的測定、沼液總氮含量的測定、生物質(zhì)熱化學轉(zhuǎn)化過程中的三項產(chǎn)物特性分析試驗等。

（4）多媒體教學工具的應(yīng)用

《生物質(zhì)能源工程》課程的講授涉及大量的化學結(jié)構(gòu)式、物理和化學變化過程，而在制備工藝介紹中又會涉及到各種各樣化工機械的基本組合、作用原理及各種化工設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，如果采用傳統(tǒng)板書的形式很難拓寬學生的思維。為了改變這種狀態(tài)，教師在授課時要多使用多媒體教學工具、如三維動畫圖片、PPT、電影等，并且根據(jù)授課內(nèi)容來有針對性選擇相應(yīng)教學工具，例如設(shè)備組裝以動畫的形式展示，固化成型工藝以視頻的形式展示等，從而達到擴大課堂知識容量、讓學生在愉快氣氛中學習的目的。

（5）師生間的活動

《生物質(zhì)能源工程》課程的教學改革要貫徹“以學生為課堂主體”的理念，充分利用師生間在課堂上的互動來提高教學質(zhì)量。例如在講授沼氣應(yīng)用時，教師先給學生布置文獻報告的題目，如“生物質(zhì)能源中沼氣的應(yīng)用”，然后讓學生分為若干組來自行查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，然后根據(jù)查閱的資料來制作PPT，PPT內(nèi)容應(yīng)包括沼氣的發(fā)展歷程、沼氣現(xiàn)階段應(yīng)用中存在的問題、沼氣日后應(yīng)用的方向等，選出有代表性的一至兩組進行課堂演講，演講完畢后由其他小組的學生提出問題，如冬天沼氣是否會產(chǎn)氣、沼氣應(yīng)用過程中如何確保安全性等，并由演講小組來就問題進行解答。文獻報告完畢后，教師在進行相應(yīng)的點評，就學生們?nèi)〉玫某煽冞M行肯定，并就報告中的錯誤進行糾正。

3. 綜合能力考核的強化

合理的考核方式將極大地影響學生的學習態(tài)度和學習方法，以往《生物質(zhì)能源工程》的考核方法主要以期末閉卷考試為主，此種考核方式難以真實且全面反映學生的學習情況，不符合素質(zhì)教育的需求。基于此，筆者認為可以采用綜合能力考核的方式：學生的最終成績中，平時課堂出勤率和課堂表現(xiàn)占10%，能力考核占20%，以實驗技能操作為主，課余論文撰寫為輔，期末閉卷理論考核占70%，其中試卷中部分試題與實踐相關(guān)聯(lián)，重點考核學生解釋生物質(zhì)能源產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化機理的能力。通過對學生綜合能力的考核，學生的課堂出勤率將極大地提高，同時有助于減少學生平時學習馬虎、考前突擊復習的現(xiàn)象，同時增加對學生學習情況評分的客觀性。

4. 結(jié)語

生物質(zhì)能是繼煤、石油、天然氣之后占世界能源消費總量第四位的能源，在全球能源消費中占有約15%的份額，在發(fā)展中國家約占40%，在個別發(fā)展中國家甚至占到了90%。因此在華南農(nóng)業(yè)大學能源與環(huán)境系統(tǒng)專業(yè)中開設(shè)《生物質(zhì)能源工程》課程便適應(yīng)了形勢發(fā)展的需求，但由于此門課程在國內(nèi)外都屬于創(chuàng)新性較強的，因此在教學、試驗等方面還存在一些問題，故本文從教學目標的明確、教學方法和手段的優(yōu)化、綜合能力考核的強化等三個角度入手，就《生物質(zhì)能源工程》課程的教學改革進行了探討，以期為科學合理開設(shè)《生物質(zhì)能源工程》課程提供一些有益的參考和借鑒。

參考文獻：

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