《生物质能源工程》课程教学改革的探究

王明峰++简秀梅++吕娟

摘要：作为应用性很强的一门课程，《生物质能源工程》的教学涵盖了厌氧消化制取气体燃料、生物质气化技术、生物质直接燃烧技术、生物质压缩成型燃料技术及生物柴油技术等多个方面的内容，是基础理论通向专业应用的重要桥梁。自2011年开设《生物质能源工程》课程以来，课程教研团队就其教学方法、教学内容等进行了深入探討，发现该课程在教学过程中还存在诸如多媒体教学方式的应用还有待加强、实验教学涉及的内容不够深入、学生解决实际问题的能力较弱等问题，为此有必要对这门课程进行教学改革，力求让学生在掌握生物质能源开发利用相关理论知识的基础上，切实提高学生解决实际问题的能力和创新思考的能力。

关键词：生物质能源工程；教学改革；教学目标；教学方法；综合能力考核

【中图分类号】TK6-4；G642

1. 教学目标的明确

《生物质能源工程》专业人才的培养目标是课程设置和教学实践的基础和依据，由于本专业在国内甚至是世界上都是创新性很强的，因此找准本专业人才培养定位的长远目标尤为重要。在各高校进行广泛调研后，结合我国国情尤其是南方社会经济与农业发展需求，以课程教学体系的定位为基础，即“以引导学生自主学习为主，课内与课外、理论与实践、教学与科研生产相结合，突出创新能力和实际动手能力培养”，最终确定该课程的教学目标为培养从事可再生能源利用、新能源工程与设备及节能减排等方向的设计、施工、管理、教育和研究开发等工作的复合型高级工程技术应用型人才。

2. 教学方法和手段的优化

传统教学方式以教师直接传输教学内容为主，此种方式难以调动学生的学习热情，因此笔者认为可以从如下方面进行优化：

（1）学习碎片化的强化

打破“以教材为中心、以课堂为中心、以教师为中心”的传统教学模式，灌输学生采用灵活性强且富有生命力的“碎片式”学习方法，通过网络、图书及各种信息平台来获取知识，同时结合电化教学手段来提高学生掌握并运用专业基础知识的能力。在课堂教学过程中，教师要围绕生物质能源工程专业的研究领域及所要重点解决的实际问题，结合生物质能源工程的基础理论知识，引导学生通过一点一滴的知识获取和思考积累来达到“消化吸收知识、提高专业技能”的目的。

（2）基础理论和实践能力相结合

围绕生物质能源工程的教学目标，我们要加大实践环节在教学计划中所占的比重，使一些抽象难以理解的基础理论在实践过程中得到验证。例如，教师在课堂讲完生物质气化的案例后，可以让学生采用查资料、实地调查等方法，结合供暖、洗浴和炊事等实际应用设计一套气化系统，让学生对抽象理论产生更加直观的印象，从而为将来从事与生物相关的能源生产打下坚实的基础。此外，教师还可以引导有兴趣、学有余力的学生参与到相关科研项目中，培养学生的创新实践能力；指导学生申报和参与各级创新实验（实践）资助项目、学科竞赛及挑战杯竞赛等创新实践活动；介绍学生到相关生物质能源企业去参观和实习，向学生提供不同类型的专业实践机会。

（3）实验教学的强化

《生物质能源工程》课程中包含大量的工艺方法，因此需要开展相关的实验来提高学生的观察能力、动手能力和创新能力。例如开设节煤炉灶实验，对比普通炉灶和节煤炉灶的区别；引进生物质热解反应器作为示范性实验，取某型的热解反应器使其工作一个周期，从而让学生对生物热裂解技术有更加直观的认识；在设置生物质工业分析、组分分析、工业分析、高地位热值测定、凯氏氮测定、气体组分测定等基本实验外，设置部分与生物质能源生化检验密切相关的实验，如微生物沼气发酵中产气成分的测定、沼液总氮含量的测定、生物质热化学转化过程中的三项产物特性分析试验等。

（4）多媒体教学工具的应用

《生物质能源工程》课程的讲授涉及大量的化学结构式、物理和化学变化过程，而在制备工艺介绍中又会涉及到各种各样化工机械的基本组合、作用原理及各种化工设备内部结构等，如果采用传统板书的形式很难拓宽学生的思维。为了改变这种状态，教师在授课时要多使用多媒体教学工具、如三维动画图片、PPT、电影等，并且根据授课内容来有针对性选择相应教学工具，例如设备组装以动画的形式展示，固化成型工艺以视频的形式展示等，从而达到扩大课堂知识容量、让学生在愉快气氛中学习的目的。

（5）师生间的活动

《生物质能源工程》课程的教学改革要贯彻“以学生为课堂主体”的理念，充分利用师生间在课堂上的互动来提高教学质量。例如在讲授沼气应用时，教师先给学生布置文献报告的题目，如“生物质能源中沼气的应用”，然后让学生分为若干组来自行查阅国内外相关文献，然后根据查阅的资料来制作PPT，PPT内容应包括沼气的发展历程、沼气现阶段应用中存在的问题、沼气日后应用的方向等，选出有代表性的一至两组进行课堂演讲，演讲完毕后由其他小组的学生提出问题，如冬天沼气是否会产气、沼气应用过程中如何确保安全性等，并由演讲小组来就问题进行解答。文献报告完毕后，教师在进行相应的点评，就学生们取得的成绩进行肯定，并就报告中的错误进行纠正。

3. 综合能力考核的强化

合理的考核方式将极大地影响学生的学习态度和学习方法，以往《生物质能源工程》的考核方法主要以期末闭卷考试为主，此种考核方式难以真实且全面反映学生的学习情况，不符合素质教育的需求。基于此，笔者认为可以采用综合能力考核的方式：学生的最终成绩中，平时课堂出勤率和课堂表现占10%，能力考核占20%，以实验技能操作为主，课余论文撰写为辅，期末闭卷理论考核占70%，其中试卷中部分试题与实践相关联，重点考核学生解释生物质能源产生和转化机理的能力。通过对学生综合能力的考核，学生的课堂出勤率将极大地提高，同时有助于减少学生平时学习马虎、考前突击复习的现象，同时增加对学生学习情况评分的客观性。

4. 结语

生物质能是继煤、石油、天然气之后占世界能源消费总量第四位的能源，在全球能源消费中占有约15%的份额，在发展中国家约占40%，在个别发展中国家甚至占到了90%。因此在华南农业大学能源与环境系统专业中开设《生物质能源工程》课程便适应了形势发展的需求，但由于此门课程在国内外都属于创新性较强的，因此在教学、试验等方面还存在一些问题，故本文从教学目标的明确、教学方法和手段的优化、综合能力考核的强化等三个角度入手，就《生物质能源工程》课程的教学改革进行了探讨，以期为科学合理开设《生物质能源工程》课程提供一些有益的参考和借鉴。

参考文献：

[1]马明国，蒋建新.“生物质能源利用原理与技术”教学改革初探[J].中国林业教育，2009，27（4）.

[2]郑国香，范金霞，李文哲.基于工科专业特点下能源生物化学教学内容的探索[J].课程教育研究，2014（10）.

[3]郝庆升.地方院校本科生源质量问题与教学改革建议[J].吉林农业科技学院学报，2010（1）.endprint