生物质能利用技术教学改革的探索与实践*

谢　君，张红丹，蒋恩臣

(华南农业大学材料与能源学院，新能源与新材料研究所，农业部能源植物资源与利用重点实验室，广东省高校生物质能源重点实验室，广东　广州　510642)



教学园地

生物质能利用技术教学改革的探索与实践*

谢君，张红丹，蒋恩臣

(华南农业大学材料与能源学院，新能源与新材料研究所，农业部能源植物资源与利用重点实验室，广东省高校生物质能源重点实验室，广东广州510642)

当今化石能源渐趋枯竭和环境压力日益增大，生物质能作为一种可再生能源，为能源和生态问题的解决提供了一条新思路，“生物质能利用技术”课程正是在这一背景下开设的。该文作者根据能源与环境系统工程本科专业的特色，结合“生物质能利用技术”课程特点，在教学内容、教学方法、考核方法以及提高教师水平上进行了改革尝试，收到了良好的效果。

生物质能；新能源；教学改革

1　生物质能利用技术课程特点及主要存在问题

当今化石能源渐趋枯竭和环境压力日益增大，洁净的可再生生物质能越来越受到人们的重视，如何合理的开发利用生物质能是人类面临的新课题[1]。“生物质能利用技术”课程是为了适应开发可再生的能源和保护环境这一发展而形成的，开设这门课的目的就是为了帮助学生了解生物质能源开发利用的重要性及其利用现状，生物质能利用技术及发展趋势，以及当前所存在的问题[2]。目前，此类课程中存在着一些不容忽视的问题，比如教学内容更新较慢，不能调动学生上课的积极性，教学方式以传统教学为主以及考核方式过于单一等[3,4,5]。因此我们需要对其从教学内容、教学方法、考核方式等方面进行改革，调动学生学习的积极性，增强学生对生物质能利用的理解和掌握，使讲授内容跟上生物质能利用的发展速度。

2　教学内容的更新

2.1注重课程的更新

如果上课的内容完全照搬所选的教材，会使课堂变得枯燥乏味，使学生产生抵触情绪。为解决这一问题，教师要借助并充分利用学校图书馆丰富的电子资源和互联网资源，对所讲内容进行更新、补充和延伸，让学生及时了解和掌握新事物，提高学生上课的积极性，并让学生体会到科技的进步。

2.2注重理论与科研相结合

教师要注重选择符合教学大纲要求的优秀教材，传授理论基础知识的同时注重与科研相结合。科研可以激发教师的想象、创造力及其探索精神，熟悉相关领域的研究动态，丰富教学内容。例如在讲解可再生能源的时候，把“生物质原料生产燃料乙醇”的相关研究内容、技术方法和研究思路等进行详细的讲解。同时可以选择对科研感兴趣的优秀学生参加学生项目，注重理论与实践的结合，使得教学成果得到很大提升。

2.3注重与毕业论文相结合

本科毕业论文是本科生在大学阶段学习的最后一个重要环节，是把所学专业知识转化为实际应用的一项实践活动[6]。学生可根据自己的兴趣以及未来的职业方向来选择自己的毕业论文。通过系统的科研训练，使学生的科研意识、科研能力和科研素养得以训练和提升。例如，作者以蔗渣生物质为原料，经预处理酶解发酵等生产燃料乙醇为内容设置研究课题，要求学生查阅相关文献、完成实验操作，并对所得数据进行分析撰写毕业论文，在此过程中训练了学生的动手能力以及熟悉仪器的使用，对学生的后续学习很有益处。

2.4加强教学实践

生物质能利用技术是一门实践性和应用性都很强的课程，需要理论与实践密切联系，而学生的实践知识和经验较缺乏，这就需要在教学中增加实践环节，加大其在教学计划中的比重，优化组合实践教学手段。通过实践教学能够加深学生对理论知识的理解，引导他们创造性思维，并增加其科研素养。组织学生去能源类技术企业比如燃料乙醇制备厂或沼气站进行参观学习，通过教学和参观实践的结合，不仅使学生对所学知识有更深入的认识，而且开阔他们的视野，能充分调动学生学习的积极性。

3　教学方法手段的创新

3.1采用情景式教学

情景式教学是以认知理论为基础，解决生活中的实际问题为目的，并在具体情景中评估学习效果的学习模式。情景式教学有利于提高学生的形象思维能力，并培养他们发现和解决问题的能力，既能发挥教师的主导作用，又能体现学生的主体地位。作为一种新的教学方法，情景式教学能体现学生的主体地位，激发他们的学习热情，从而达到教育的目标。情景式教学一般包括以下几个方面：创造问题情境、发现问题、提出并思考问题。为引入“生物质原料发酵产乙醇”这个概念，首先我们用幻灯片展示传统的淀粉发酵产乙醇的过程，可食用淀粉的使用加剧了其与人和动物对可食用淀粉的激烈竞争，来创设问题情境；再提问“如何避免这种情况的发生”引导学生进行深入思考，然后设问“可否用非食用的物质对生产乙醇的淀粉原料进行替代”,引出课程内容“生物质原料发酵产乙醇”。通过这样的教学，使学生对所学内容有感性认识，发挥他们的想象力，在思考的过程中掌握知识。

3.2强化多媒体教学

传统的能源教学方式以课本为基础，以教师板书为中心，给出的信息量有限，特别是一些图像资料难以展示，不利于学生学习能力的提高以及思维能力的发展。因此传统的教学中单靠一张嘴、一支笔的教学模式已越来越不能满足上课的需要，多媒体作为一种现代化教学手段，采用图形、动画和视频等表现形式，能够直观形象的再现客观事物，调动学生的积极性，提高学习效率；扩大课堂知识容量，补充教学内容的不足，使学生开阔视野，加深对课堂知识点的理解。这种教学方式能不断提升课堂教学的内涵，通过数据、图表、动画演示和视频的呈现，使课堂教学形象化。通过多媒体教学的运用，能够把知识生动、清晰地呈现给学生，加深学生的理解，使学生在愉快接收知识的同时提高了学习效率。

4　其它方面改革

4.1灵活的考核方式

考核是教学活动过程中的重要环节，是检查学生对所学知识或技能掌握程度的主要形式，是否达到教学要求，同时也是检查和评价教学质量的重要手段，能有效的反馈教与学信息，在促进学生学习、改进教师教学、提高教学质量等方面均有重要的意义。但对于高等教育而言，教师不仅要传授知识给学生，还要注重其素质的培养，因此需对考核方式进行改革，因此我们采用了综合考评的方式对学生成绩进行评定，包括平时成绩(50%)和期末理论考试(50%)。平时成绩主要包括出勤考查(10%)、课堂测试(10%)、课后作业(15%)和文献报告(15%)等，平时的考核成绩权重由原来的30%提高到目前的50%，有效地督促学生平时认真学习，并提高其学习的自觉性。授课教师将上述两个过程分别累加得到的即为学生的总成绩。综合考评的考核方式有利于调动学生积极性，提高综合能力，巩固和掌握所学内容。

4.2加强任课教师的培养和深造，加强与国内相关机构的合作

新能源专业是最近发展起来的一门比较新的专业，尤其是生物质能利用技术是最近两年才开设的，很多任课老师来自工程学院，他们并没有专门系统的学习过该课程，且相关领域的研究经历也有限。因此，迫切的需要与国内相关领域的研究机构或高校(如浙江大学的能源清洁利用国家重点实验室，上海交通大学生物质能工程研究中心)建立联系，派一部分教师去学习；同时还可以遴选一部分优秀教师去境外研究机构或高校去交流学习，教师们在提高自己专业水平的同时还可以邀请国内外的专家来进行讲学，使学生了解国内外最新的研究进展，并开阔他们的视野。通过教师与学生的共同努力，争取把“生物质能利用技术”课程建成一个精品课程[7]。

4.3订阅相关的期刊

目前我们所使用的“生物质能利用技术”所用的教材是几年前所编，虽然能够满足学生基础知识的学习，但是对最新的研究进展了解不够。订阅相关领域的期刊，在提高学生学习兴趣和学习效率的同时能掌握最新的研究动态，为以后在生物质能利用相关领域工作尽快进入角色打下坚实的基础。

5　结　语

生物质能作为可解决能源危机和环境污染的新型能源，因其分布广，资源充足，清洁、可再生等特点，越来越受到人们的重视，广东由于其地理和气候特点，使生物质能具有较大的发展空间，因此，“生物质能利用技术”课程得开展势在必行。对“生物质能利用技术”课程进行的教学改革探索和实践，从教学效果和学生们的反馈结果来看，学生的学习兴趣有了很大提高，课堂反应比较强烈，取得了较好的效果。随着生物质能利用的不断发展，该课程的教学内容和教学方法也将不断探索、调整和改进，探索出一条高效的、适合“生物质能利用技术”课程的教学模式，并推广到其它的课程中去，不断提高教学质量和人才培养水平。同时跟踪最新的生物质能利用技术，培养研究式学习方式，加强设计型的实践环节，这些都有待于今后不断探索实践与创新改进。

[1]郭海霞,左月明,张虎.生物质能利用技术的研究进展[J].农机化研究,2011(6):178-185.

[2]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):64-67.

[3]石庆升,李秀娟,熊新民.能源与节能技术课程教学研究与实践[J].中国电力教育,2010(28):95-96.

[4]孙志国,徐海萍.节能减排形势下能源与环境系统工程专业教学改革的探讨[J].陕西教育(高教版),2012(9):59-60.

[5]张敏,孙清,赵玲,等.能源微生物课程教学改革的探索和实践[J].高师理科学刊,2012,3(4):110-113.

[6]李明飞.关于植物纤维高值化利用课程教学实践与改革的探讨[J].高分子通报,2015(3):75-79.

[7]刘茂元.西藏高校生物质能学课程教学改革探索[J].中国校外教育,2012(10):35-37.

The Exploration and Practice of Teaching Reform of Biomass Energy*

XIEJun,ZHANGHong-dan,JIANGEn-chen

(College of Materials and Energy, South China Agricultural University, Institute of New Energy and New Materials,Key Laboratory of Energy Plants Resource and Utilization, Ministry of Agriculture, Key Laboratory of Biomass Energy of Guangdong Regular Higher Education Institutions, Guangdong Guangzhou 510642, China)

As one of renewable resources, biomass provided a new way for energy and ecological problem, the course of “the usage of biomass energy” were developed. According to the features of Energy and Environmental Systems Engineering and the course of “the usage of biomass energy”, some improvements were made in teaching contents, teaching methods, examination method, and the improvement of teaching standards, resulting in good response.

biomass energy; new energy; teaching reform

2014年广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目(粤教高函〔2014〕97号)；国家科技支撑计划项目(2015BAD15B03)；广州市产学研协同创新重大专项(201508020098)；东莞市第一批创新科研团队项目(2014607101005)。

谢君(1965-)，男，博士，教授，博导，主要从事能源植物资源与利用的研究。

TK6

B

1001-9677(2016)02-0144-02