梁承月，王華斌，尹芳，劉瑩，徐銳，王昌梅，張無(wú)敵，張勇

（云南師范大學(xué) 能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，云南昆明 650500）

“生物質(zhì)能工程”是一門以化學(xué)、化工、生物、能源等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)講述農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為新能源的方法、原理與相關(guān)工藝設(shè)備，以培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代的新能源復(fù)合型人才為目標(biāo)的、應(yīng)用性非常強(qiáng)的工科特色課程。生物質(zhì)能源具有儲(chǔ)藏量大和環(huán)境影響低等特點(diǎn)[1]。目前，世界各國(guó)在調(diào)整能源發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)，都把高效利用生物質(zhì)能源擺在優(yōu)先地位，因此培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代的新能源復(fù)合型人才成為可再生能源類專業(yè)的重要目標(biāo)。基于此，本文針對(duì)“生物質(zhì)能工程”課程教學(xué)改革進(jìn)行探索。

1 “生物質(zhì)能工程”課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的問題

1.1 教學(xué)模式單一，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)

隨著時(shí)代的發(fā)展，部分院校已經(jīng)開始教學(xué)改革，嘗試新的教學(xué)模式，如翻轉(zhuǎn)課堂等[2]，但目前大多數(shù)院校開設(shè)的“生物質(zhì)能工程”課程仍是以傳統(tǒng)的“滿堂灌”的教學(xué)模式為主，忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體作用，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力、思考能力和綜合素質(zhì)的提升。

1.2 實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)不足

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)起著關(guān)鍵性作用[3]，而目前“生物質(zhì)能工程”課程實(shí)踐環(huán)節(jié)明顯不足。（1）部分院校由于辦學(xué)條件的限制，配套的實(shí)驗(yàn)課程未能實(shí)現(xiàn)專業(yè)全覆蓋；（2）開設(shè)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相對(duì)較少，且實(shí)驗(yàn)過程中通常采用多人（5 ～6 人）分組模式，很難保證每個(gè)人都能動(dòng)手操作，存在部分同學(xué)（尤其是學(xué)習(xí)自驅(qū)力差的同學(xué)）上課“摸魚”，導(dǎo)致教學(xué)效果差；（3）課程實(shí)踐內(nèi)容多為室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，沒有設(shè)置專門的課程設(shè)計(jì)，未能培養(yǎng)大學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

1.3 考核方式單一

目前大多數(shù)院?！吧镔|(zhì)能工程”的課程考核方式比較單一，僅通過期中或期末考試評(píng)定成績(jī)，這樣的考核方式屬于被動(dòng)型的結(jié)果評(píng)價(jià)[4]。學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題和誤區(qū)，授課教師不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以輔導(dǎo)；而且為了應(yīng)付考試，大多數(shù)同學(xué)只在期末考試前突擊備考，且追崇“及格萬(wàn)歲”，因此難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)；考試結(jié)束后也很少有學(xué)生再去回顧知識(shí)點(diǎn)、查漏補(bǔ)缺。這樣可能導(dǎo)致課程基礎(chǔ)知識(shí)不牢固或基礎(chǔ)概念不清晰，影響之后的課程體系學(xué)習(xí)和實(shí)際應(yīng)用。

2 教學(xué)改革

2.1 圍繞時(shí)代需求，豐富教學(xué)內(nèi)容

結(jié)合地方需求和學(xué)校的辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，云南師范大學(xué)能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱學(xué)院）教學(xué)團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱本團(tuán)隊(duì)）最終確定重點(diǎn)講授生物質(zhì)能資源、生物質(zhì)的直接燃燒、生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)熱裂解技術(shù)、沼氣工程、燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)制氫概論、生物質(zhì)能新技術(shù)與前沿技術(shù)等內(nèi)容。

根據(jù)各章節(jié)的特點(diǎn)和內(nèi)在聯(lián)系，形成教學(xué)內(nèi)容模塊，進(jìn)行組合教學(xué)。如“生物質(zhì)的直接燃燒”“生物質(zhì)氣化”“生物質(zhì)熱裂解技術(shù)”三個(gè)章節(jié)都屬于熱化學(xué)類的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)，因此組成“教學(xué)模塊1”；而“沼氣工程”“燃料乙醇”和“生物質(zhì)制氫”章節(jié)均為以生物化學(xué)類轉(zhuǎn)化為主，因此形成“教學(xué)模塊2”，同時(shí)在教學(xué)內(nèi)容上增添相關(guān)前沿進(jìn)展介紹和學(xué)院學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)發(fā)展，設(shè)置相應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容，如“如何讓蔬菜廢棄物‘燃’起來(lái)？”“讓汽車喝酒可行嗎？”等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生們學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

除此以外，通過大量的調(diào)研考證，去除學(xué)生通過自我學(xué)習(xí)就能掌握的知識(shí)點(diǎn)以及繁雜的數(shù)理計(jì)算推導(dǎo)等；同時(shí)要求教師借助互聯(lián)網(wǎng)資源和學(xué)校豐富的圖書館電子資源，以及大量的教研會(huì)議和工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)等，不斷地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新、補(bǔ)充和延伸，及時(shí)將最新的科研進(jìn)展和工程實(shí)施案例放入教案中，豐富課程實(shí)踐內(nèi)容。

2.2 翻轉(zhuǎn)課堂，自主學(xué)習(xí)

采用“翻轉(zhuǎn)課堂+自主學(xué)習(xí)”的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、大膽假設(shè)、提出問題、解決問題，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和發(fā)散思維能力[5]。（1）自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。利用本課程300 min 的短視頻教學(xué)資源以及各大在線課程平臺(tái)、國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)庫(kù)等資源，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，教授學(xué)生查找專業(yè)資料的途徑和閱讀科技文獻(xiàn)的方法，特別是在閱讀文獻(xiàn)方面勤加練習(xí)，為今后從事科研工作或?qū)W歷晉升打下基礎(chǔ)。（2）自主學(xué)習(xí)過程的輔導(dǎo)和監(jiān)督。學(xué)習(xí)過程中每個(gè)小組可以自行提出問題，進(jìn)行專題研究，也可根據(jù)教師提供的選題，選擇感興趣的專題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)過程中需要隨時(shí)進(jìn)行師生交流，既可以避免不必要的彎路，也可以對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)起到監(jiān)督的作用。同時(shí)教師需要對(duì)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行及時(shí)輔導(dǎo)，但不能過度干預(yù)，以免讓學(xué)生產(chǎn)生不信任感。（3）自主學(xué)習(xí)成果的展示與評(píng)價(jià)。小組自主學(xué)習(xí)成果需要進(jìn)行展示，展示的方式靈活多樣。如可以做報(bào)告，由每個(gè)小組推選一名代表報(bào)告展示本組主要學(xué)習(xí)結(jié)果；錄制視頻或者制作動(dòng)畫，發(fā)送至班級(jí)平臺(tái)進(jìn)行展示；做成海報(bào)、墻報(bào)等張貼展示；根據(jù)需要制作出實(shí)物模型進(jìn)行演示。教師可根據(jù)報(bào)告主題邀請(qǐng)從事相關(guān)領(lǐng)域研究的專家對(duì)本課程學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行專業(yè)客觀的評(píng)價(jià)。

2.3 過程性評(píng)價(jià)，多維度考核

基于“翻轉(zhuǎn)課堂+自主學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式，本團(tuán)隊(duì)建立了“五維考核評(píng)價(jià)體系”。（1）考核過程全程化：考核分課堂出勤、社會(huì)實(shí)踐報(bào)告、章節(jié)小測(cè)驗(yàn)、期中和期末五部分，科學(xué)合理地貫穿于整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。（2）考核內(nèi)容綜合化：考核內(nèi)容涵蓋課堂表現(xiàn)、學(xué)科前沿、基礎(chǔ)知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)探究解決實(shí)際問題以及團(tuán)隊(duì)合作能力等。（3）考核形式多樣化：平時(shí)作業(yè)包括文獻(xiàn)閱讀、調(diào)研報(bào)告、實(shí)踐總結(jié)、參賽報(bào)告、課堂匯報(bào)和課程感悟等多種形式。（4）評(píng)價(jià)主體多元化：鼓勵(lì)學(xué)生參與課程考核評(píng)價(jià)，開展學(xué)生自評(píng)、互評(píng)；結(jié)合行業(yè)導(dǎo)師和參賽評(píng)委的評(píng)價(jià)，給予加分鼓勵(lì)。（5）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化：針對(duì)不同類型的作業(yè)考核方式，分別制定對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)學(xué)生有針對(duì)性地完成作業(yè)及互評(píng)，充分發(fā)揮課程考核導(dǎo)向作用。

3 教學(xué)改革成效

3.1 學(xué)生內(nèi)生學(xué)習(xí)動(dòng)力大幅提高

2020—2022 年，學(xué)院“創(chuàng)業(yè)大賽”“互聯(lián)網(wǎng)+”和科技競(jìng)賽等活動(dòng)的參賽率在75%以上，獲獎(jiǎng)項(xiàng)目10 余項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)5 項(xiàng)，省部級(jí)5 項(xiàng)；學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)造能力明顯提升，部分自主創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目至今運(yùn)行良好。

3.2 實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐、虛擬與實(shí)操雙結(jié)合，課堂效率顯著提高

通過優(yōu)質(zhì)線上資源庫(kù)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)線上線下混合和課堂翻轉(zhuǎn)，促進(jìn)理論講授與實(shí)踐操作的有機(jī)結(jié)合；通過虛擬仿真課程資源庫(kù)的建設(shè)，將實(shí)踐課程講授過程中的虛擬和現(xiàn)實(shí)有機(jī)結(jié)合，有效提升了教學(xué)質(zhì)量，充實(shí)了課程資源，提高了課堂效率。

3.3 課程內(nèi)容拓展，學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)能力大幅提升

結(jié)合云南地方特色，服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)，融合科研成果和國(guó)際合作經(jīng)驗(yàn)，將工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)以案例形式引入課程內(nèi)容和實(shí)踐內(nèi)容，突出技術(shù)轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)動(dòng)手能力，培養(yǎng)能夠服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的專門人才。

4 結(jié)語(yǔ)

在能源危機(jī)和環(huán)境問題日益嚴(yán)重的情況下，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用已成為世界重要課題之一，受到全球的關(guān)注。在“雙碳”目標(biāo)背景下，我國(guó)生物質(zhì)能的開發(fā)和利用逐年增加?！吧镔|(zhì)能工程”課程為生物質(zhì)能的大力發(fā)展培養(yǎng)掌握專業(yè)知識(shí)生力軍，具有重要的戰(zhàn)略意義。為了提高教學(xué)效果，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與考核等幾個(gè)方面進(jìn)行思考、改革及創(chuàng)新，希望為新時(shí)代背景下新能源科學(xué)類專業(yè)建設(shè)提供一些有益的參考。