原创《关于课程教学方法改进以生物质循环利用工程概论为例》
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摘 要：生物质循环利用工程概论是一门涉及资源学、环境科学、环境工程、微生物学、化学等多学科融合的交叉学科.通过本课程学习,能够充分认识生物质资源,尤其是各种废弃物资源化利用的现实意义.同时掌握其循环利用的技术、工艺设备等,为将来在农业、环保、城建等部门从事资源循环科学与工程领域工作提供理论和技术基础.针对本课程的教学性质,结合教学中遇到的实际问题,现对本课程提出改进和思考,以提高学生对本课程的学习积极性和主动性.
关键词：本科生教育；课程教学；教学质量
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）27-0123-02
生物质是指一切有生命的可以生长的有机质统称为生物质,它包括所有植物、动物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的有机质.而生物质资源是指能够被人类利用的生物质,包括可以作为能源、食物、工业材料等生产、生活资料的生物质全体[1].通过光合作用,地球上每年大约合成1400—1800Gt的干生物质,其中蕴含的能量可达到目前全球每年总能耗的10倍[1].另外,生物质能占世界一次能源供应量的比例约为10%,是仅次于石油、煤炭、天然气的第四大能源[2].我国作为农业大国,每年约有6.87亿吨生物质资源,约折合3.4亿吨标准煤,我国生物质的应用现状主要包括农作物秸秆、畜禽粪便和城市固体有机垃圾,主要应用在生物乙醇、生物柴油、固体成型燃料和生物质发电行业[3].虽然生物质利用存在广阔的前景,但其生物质新能源开发利用中也存在一些问题：包括具体项目实施过程中生物质的运输困难,发电厂不合理布局、燃料恶性竞争,政府的经济补助、税收优惠、环保推动和科技支持.
生物质循环利用是缓解世界上资源与能源紧缺形式的需要,也是消除日益严重的缓解污染的需要.《生物质循环利用工程概论》为一门全校公选理论课程,其学时为32学时,10个章节.其内容主要包括废弃生物质的收集与预处理技术,生物质能,生物质直接燃烧技术,生物转化技术之沼气技术,生物转化技术之燃烧乙醇技术,热化学转化技术,生物质其他转化技术之生物制氢技术、生物柴油技术、固体燃料,生物质肥料化技术,生物质饲料化技术,生物质材料化技术.课程限选学生120人,从选课结果来选课学生来自全校8个院共计26个专业.在授课过程中存在部分学生上课出勤率底、听课及参与课堂讨论积极性不高等问题.针对这些现象,结合授课过程中的体会,我们对课程课件准备和教学过程进行了探索.
一、有的放矢
宋·叶适《水心别集·十五·终论》：“论立于此,若射之有的也,或百步之外,或五十步之外,的必先立,然后挟弓注矢以从之”.本课程有26个专业120名学生选课,在授课过程中应该整体把握,重点有的放矢.选课的学生分别来自农业建筑环境与能源工程、园艺、城乡规划、环境设计、风景园林、电子信息工程、机械设计制造及其自动化、交通运输、新能源科学与工程、能源与动力工程、食品科学与工程、植物保护、制药工程、生物技术、生物科学、生物工程、农业资源与环境等专业.不同专业同学存在不同的学科背景,在讲授本课程上,需要从整体进行讲解,针对一些详细知识点结合学生学科背景进行讲解.
二、“旧”“新”知识点结合
所谓“旧”知识点是指在理论授课中,存在的大量研究得出结论或公认正确的知识点.例如生物质（能）的定义、生物质循环利用的意义、废弃生物质的收集和预处理技术、生物质的转化技术等,在课堂教学中可以有意识的强化对定义、操作流程及仪器设备的记忆和认识,注意引导学生对相关定义进行深入了解、对操作流程进行熟悉掌握、对仪器设备原理及操作进行掌握.课堂中的“新”需要教师狠下工夫.（1）知识点的“新”.对于本课程中的知识点需要随时进行更新.例如我国生物质总量及分类,可以从中国统计年鉴及中国再生资源网、中国生物质能源网、中国新能源网、中国环保网等相关网站获取最新数据.另外最新知识点还有一个重要获取途径,那就是文献.通过查询中文文献或英文文献可以对不同章节知识点进行补充,进而获取国内外最新生物质燃烧技术、沼气技术、燃料乙醇技术、热转化技术、制氢技术、柴油技术、固体成型技术等.（2 ）课件的“新”.通过PPT教学,放弃满屏的文字知识点.突出重点,对课件进行美化,不再让学生看到满屏的文字,不停的记笔记.这在一定程度上增加了学生思考问题的概率.对于课件制作可能是很多教师的强项,但以往在课件设计中更多的重视教学内容的设计,缺少层层递进的逻辑关系.（3）抛出的问题“新”.在每章节都设计一个与学生相关的问题,通过与学生探讨问题引入课程内容.例如生物质,可以设计“生物质会影响到我们的吃、穿、住、行么？不同地区生物质有哪些不同？”等问题.另一方面从抛出的问题入手,层层递进对本章节核心问题进行讲述,讲述过程中一定要多抛出几个“为什么”和学生互动,这在一定程度上提高了学生对课程性质的思考.
三、授课方式的改变
授课方式的改变主要是走下去,走下讲台讲授知识.走下讲台首先自己要对课程知识点熟悉,对课件中重要知识点进行补充,而不是单纯对讲授PPT中的内容.另一方面,走下去才能知道学生的状态,也可以更好地与学生在课堂上交流、探讨,使学生在课堂讨论中发现问题、提出问题、分析和解决问题,让学生从被动学习知识到主动探索知识,能够对本门课程的课程性质和内容得到真正理解.从参与到教学过程中,让学生获得快乐同时获得知识,提高学生主观积极性.进行理论加视频教学.针对《生物质循环利用工程概率》这门课,由于其内容针对性比较强,单纯的理论教学只能到达学生对知识点的掌握.而一些技术及设备通过理论教学并不能让学生达到真正理解其工作原理的地步,例如生活及城市垃圾是怎样得到有效的处理的,需要哪些步骤、哪些仪器？废弃生物质是怎样用来发电的,需要哪些步骤、哪些仪器？视频教学作为一种重要的知识传播途径,可以分为和一般两类,视频如2017年9月13日CCTV对《十五部委联合推广车用乙醇汽油新闻的报道》,里面提出车用乙醇汽油的概念及相关政策；地方类新闻例如吉林台报道的《全面深化改革推动五大发展：新产业新亮点———黑土地上“决胜”生物质》.另外还有一些制作方式比较新颖的教学视频,例如广东：垃圾焚烧处理科普片（解密———垃圾去哪了）,其以神秘性、高科技性能紧密抓住观众和学生注意力,视频中的关键设备和技术以及垃圾焚烧处理的原理和功能也很好的展示出来,从课堂教学效果来看,理论教学加视频教学相对于传统单一理论教学具有明显的优势.
四、结语
生物质循环利用工程概论是一门公选课,让学生获得课程相关的知识只是一部分,更重要的是提高学生获得获取知识的能力.简洁的课件制作和活跃的课堂气氛是引领学生融入课堂的主要因素.让学生依据可能内容结合自己所学专业进行学习,让课程知识学以致用.
参考文献：
[1]李文哲.生物质能源工程[M].北京:中国农业出版社,2013.
[2]闫强,王安建,王高尚,于文加.全球生物质能资源评价[J].中国农学通报,2009,25(18):466-470.
[3]杨艳华,汤庆飞,张立,郑仕鸿.生物质能作为新能源的应用现状分析[J]. 重庆科技学院学报(自然科学版),2015,17(1):102-105.
教学方法论文参考资料：
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