李松+陳麗梅+王琪+董良杰+劉春慧+李錦生

摘要：本文基于農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程校級實驗教學示范中心建設(shè)的契機，結(jié)合生物質(zhì)能相關(guān)理論課程教學內(nèi)容和生物質(zhì)能資源的研究方向，闡述了生物質(zhì)能方向?qū)嶒灲虒W平臺的建設(shè)思想，構(gòu)建了循序漸進的三層次實驗教學平臺，獲得了初步的建設(shè)成效。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能；實驗教學；平臺建設(shè)；成效

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）51-0269-02

隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，原本單一的實驗教學已不能滿足市場經(jīng)濟對人才質(zhì)量的需求。為了打破這一不利局面，近年來，各高校提出了建設(shè)實驗教學中心的新思想。吉林農(nóng)業(yè)大學農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程實驗教學中心于2014年獲得批準成為校級實驗教學中心，通過該實驗教學中心的建設(shè)，將實驗室進行重組，搭建起不同方向、不同層次的實驗教學平臺，使有限的人力、物力、財力、技術(shù)得以整合，使不同課程、不同學科之間相互滲透，在相互交流中不斷提高實驗教學水平，激發(fā)學生創(chuàng)新思想，高效利用實驗教學資源，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一、生物質(zhì)能方向?qū)嶒灲虒W平臺建設(shè)思路

農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程實驗教學中心主要依托農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程、新能源科學與工程兩個專業(yè)，根據(jù)專業(yè)特點以及學科優(yōu)勢，堅持以服務學生為本，以培養(yǎng)學生能力為核心，突出學科融合，以專業(yè)實驗課程群的知識體系為主線，搭建不同方向、農(nóng)業(yè)結(jié)合的實驗教學平臺。平臺建設(shè)應服從農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程實驗教學中心的總體建設(shè)規(guī)劃，同時結(jié)合專業(yè)建設(shè)、能力培養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動等開展工作，秉承實用性、發(fā)展性的原則，既要切合當前實驗教學中心的建設(shè)現(xiàn)狀，又要兼顧今后的發(fā)展。

生物質(zhì)能方向的實驗教學平臺以能源設(shè)備拆裝實驗室、建筑材料性能測試實驗室、建筑材料準備室、生物質(zhì)熱化學實驗室、生物質(zhì)成型燃料實驗室、沼氣實驗室、生物質(zhì)常規(guī)分析實驗室為依托，依據(jù)實驗室原有功能，改變傳統(tǒng)、分散的實驗室建設(shè)形式，整合現(xiàn)有實驗資源，建設(shè)功能相對完善、空間布局相對集中的不同層次的實驗教學平臺，具有服務相關(guān)或相近專業(yè)本科生課程基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、創(chuàng)新研究實驗的功能，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程實驗教學中心的示范作用。

二、整合資源，構(gòu)建三層次實驗教學平臺

依據(jù)生物質(zhì)能資源當前利用技術(shù)的發(fā)展方向，結(jié)合專業(yè)課程建設(shè)，在生物質(zhì)能方向大平臺下，構(gòu)建基礎(chǔ)實驗、綜合實驗以及創(chuàng)新研究實驗三個不同層次的實驗教學平臺。三層次實驗教學平臺之間循序漸進，相互補充。既強調(diào)實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)性，又注重實驗內(nèi)容的前沿性，構(gòu)成一個科學完整的實驗教學系統(tǒng)，力求將學生能力的培養(yǎng)和提高貫穿于整個教學過程中。

1.基礎(chǔ)實驗教學平臺。主要為驗證性、基本操作技術(shù)訓練等基礎(chǔ)性實驗。教學目標是培養(yǎng)學生掌握規(guī)范的基本實驗技能和科學的思維方式，完成工程熱力學、傳熱學、流體力學、燃燒學等專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗教學內(nèi)容以及相關(guān)檢測設(shè)備的基本操作。初步掌握物質(zhì)利用技術(shù)的相關(guān)實驗方法和實驗設(shè)計思想，強化對理論課程內(nèi)容的理解。利用現(xiàn)有的設(shè)備如：伯努利方程儀、綜合傳熱實驗臺（對流、輻射傳熱實驗模塊）、可拆裝傳熱換熱強化裝置、萬能壓力機、紅外沼氣分析儀、自動量熱儀、小型氫燃料電池等完成伯努利方程驗證實驗、不同條件下的對流換熱系數(shù)、輻射換熱系數(shù)測定實驗、筒壁傳熱影響實驗、流量定值控制實驗、溫度定值控制實驗、生物質(zhì)材料力學性能參數(shù)測定實驗、沼氣成分及含量測定實驗、燃燒熱值測定實驗、氫燃料電池產(chǎn)氣實驗等。

2.綜合實驗教學平臺。主要為綜合性實驗，涉及多門專業(yè)核心課程和專業(yè)方向課程的理論知識。實驗內(nèi)容、實驗方法比較復雜。教學目標是培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力和實踐技能以及初步的科學思想、研究能力和創(chuàng)新思維。

綜合實驗教學平臺涵蓋了與生物質(zhì)能相關(guān)的專業(yè)實驗室，包含了生物質(zhì)能熱利用技術(shù)、沼氣技術(shù)、壓縮成型技術(shù)和檢測技術(shù)4個模塊化實驗教學內(nèi)容。生物質(zhì)熱利用技術(shù)主要包括燃燒和液化技術(shù)。生物質(zhì)熱利用技術(shù)實驗模塊是通過管架式灶臺柴草鍋爐和自制的液化實驗裝置，完成不同生物質(zhì)燃燒或液化的實驗過程，初步檢測燃燒或液化產(chǎn)物的成分、含量并進行相關(guān)的計算。沼氣技術(shù)實驗模塊是通過簡單自制的沼氣發(fā)酵裝置，對不同生物質(zhì)原料進行沼氣厭氧發(fā)酵，并測定其成分及含量，計算產(chǎn)期效率等指標。壓縮成型技術(shù)實驗模塊是利用生物質(zhì)秸稈，按照要求風干、粉碎，通過熱壓機完成生物質(zhì)板材的壓制，或通過小型及大型顆粒機完成生物質(zhì)顆粒燃料的加工制造。利用萬能壓力機檢測生物質(zhì)板材基本參數(shù)指標，利用自動量熱儀測定顆粒燃料熱值范圍。檢測技術(shù)模塊是通過我校設(shè)備共享平臺中的大型儀器設(shè)備精確檢測實驗產(chǎn)物的成分及含量，并進行簡單分析。

綜合性實驗涵蓋的內(nèi)容較多，需要時間較長，僅有的幾學時實驗課程學時數(shù)無法滿足。因此，綜合性實驗項目被安排在獨立的實驗課程中進行，如：新能源工程綜合實驗課程，不與理論課程發(fā)生沖突，又能完成綜合實驗項目。

3.創(chuàng)新研究實驗教學平臺。創(chuàng)新研究實驗教學包括三方面。一是學生根據(jù)所學知識結(jié)合自己的思想自行設(shè)計實驗，自主選題，獨立設(shè)計實驗方案；二是參與完成教師相關(guān)科研項目，在整體實驗研究中，開展探究性小實驗研究；三是依托各種相關(guān)創(chuàng)新大賽，通過團隊協(xié)作，開展創(chuàng)新研究。教學目標是培養(yǎng)學生自主學習的意識和能力或在教師的指導下進行科學實驗、理論研究等探索。通過創(chuàng)新研究性實驗，使學生在較為復雜的實驗過程中得到更多的鍛煉，培養(yǎng)科研能力和創(chuàng)新意識。

自行設(shè)計的實驗項目是在現(xiàn)有基礎(chǔ)實驗和綜合實驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己掌握的理論知識和新思想，進一步深入研究?？蓡为氝M行也可進行團隊合作。與教師科研項目相關(guān)的創(chuàng)新研究實驗，主要依據(jù)教師科研項目的需求，設(shè)立相關(guān)崗位，聘用本科生參與完成科研項目。在整個聘用過程中，教師指導學生開展一些探索性的小實驗研究。依托各級別的大學生創(chuàng)新大賽，鼓勵學生根據(jù)自己的興趣項目進行立項，并給予一定的經(jīng)費資助，使學生走進實驗室開展創(chuàng)新研究。整個實驗過程以學生為主，教師為輔。引導學生自己提出問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)其創(chuàng)新思想和能力。

三、生物質(zhì)能方向?qū)嶒灲虒W平臺建設(shè)成效

通過實驗教學平臺的建設(shè)，為實驗教學水平的提高和學生創(chuàng)新實驗活動的開展提供了良好的條件。目前，農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程實驗教學中心為本科生開設(shè)的生物質(zhì)能方向的實驗項目數(shù)大幅度增加，每學期完成近1600個實驗時數(shù)，培養(yǎng)學生近100人次。近2年，由本科生申請的多個項目在全國農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程相關(guān)專業(yè)創(chuàng)新設(shè)計競賽和不同級別的“挑戰(zhàn)杯”競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲獎。

四、結(jié)束語

生物質(zhì)能方向?qū)嶒灲虒W平臺的構(gòu)建，為培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強的農(nóng)業(yè)工程類人才提供了優(yōu)質(zhì)的實驗教學環(huán)境，充分調(diào)動了學生參與實驗研究活動的積極性，提高了專業(yè)課程的實驗教學質(zhì)量。通過合理統(tǒng)籌安排實驗教學，附屬于生物質(zhì)能方向?qū)嶒灲虒W平臺的實驗室和實驗設(shè)備利用率大幅度提高。學生通過參加各類實驗課題、科研項目等極大提高了獨立思考、分析、解決問題和創(chuàng)新研究的能力，增強了學生就業(yè)的社會競爭力?？偠灾?，實驗教學平臺的建設(shè)對學生的創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)發(fā)揮著重要作用。

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Platform Construction of Engineering Experiment Teaching Demonstration Center in Local Agricultural College

—An Example on Direction of Biomass Energy

LI Song，CHEN Li-mei，WANG Qi，DONG Liang-jie，LIU Chun-hui，LI Jin-sheng

（College of Engineering and Technology Jilin Agricultural University，Changchun，Jilin130118，China）

Abstract：Based on construction of Agricultural architectural environment and Energy Engineering experimental teaching demonstration center，combined biomass related theory teaching content and biomass resources in the direction of the research. The platform construction thought of experimental teaching for biomass energy was described，three levels experimental teaching platform was constructed and preliminary effects were obtained.

Key words：biomass energy；experimental teaching；platform construction；effect