梁承月，王華斌，尹芳，劉瑩，徐銳，王昌梅，張無敵，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)科的知識為基礎(chǔ)，重點講述農(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)新時代的新能源復(fù)合型人才為目標的、應(yīng)用性非常強的工科特色課程。生物質(zhì)能源具有儲藏量大和環(huán)境影響低等特點[1]。目前，世界各國在調(diào)整能源發(fā)展戰(zhàn)略時，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?；诖耍疚尼槍Α吧镔|(zhì)能工程”課程教學(xué)改革進行探索。

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)生被動學(xué)習(xí)

隨著時代的發(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 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)不足

實踐教學(xué)環(huán)節(jié)對應(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，配套的實驗課程未能實現(xiàn)專業(yè)全覆蓋；（2）開設(shè)的課內(nèi)實驗項目相對較少，且實驗過程中通常采用多人（5 ～6 人）分組模式，很難保證每個人都能動手操作，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）課程實踐內(nèi)容多為室內(nèi)實驗，沒有設(shè)置專門的課程設(shè)計，未能培養(yǎng)大學(xué)生獨立思考、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定成績，這樣的考核方式屬于被動型的結(jié)果評價[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“及格萬歲”，因此難以達到教學(xué)目標；考試結(jié)束后也很少有學(xué)生再去回顧知識點、查漏補缺。這樣可能導(dǎo)致課程基礎(chǔ)知識不牢固或基礎(chǔ)概念不清晰，影響之后的課程體系學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用。

2 教學(xué)改革

2.1 圍繞時代需求，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，云南師范大學(xué)能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院（以下簡稱學(xué)院）教學(xué)團隊（以下簡稱本團隊）最終確定重點講授生物質(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)的特點和內(nèi)在聯(lián)系，形成教學(xué)內(nèi)容模塊，進行組合教學(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”，同時在教學(xué)內(nèi)容上增添相關(guān)前沿進展介紹和學(xué)院學(xué)術(shù)動態(tài)發(fā)展，設(shè)置相應(yīng)的實踐內(nèi)容，如“如何讓蔬菜廢棄物‘燃’起來？”“讓汽車喝酒可行嗎？”等，充分調(diào)動學(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)就能掌握的知識點以及繁雜的數(shù)理計算推導(dǎo)等；同時要求教師借助互聯(lián)網(wǎng)資源和學(xué)校豐富的圖書館電子資源，以及大量的教研會議和工程項目經(jīng)驗等，不斷地對教學(xué)內(nèi)容進行更新、補充和延伸，及時將最新的科研進展和工程實施案例放入教案中，豐富課程實踐內(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、國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫等資源，調(diào)動學(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的方法，特別是在閱讀文獻方面勤加練習(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)過程中每個小組可以自行提出問題，進行專題研究，也可根據(jù)教師提供的選題，選擇感興趣的專題進行自主學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)過程中需要隨時進行師生交流，既可以避免不必要的彎路，也可以對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)起到監(jiān)督的作用。同時教師需要對學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的各種問題進行及時輔導(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)成果的展示與評價。小組自主學(xué)習(xí)成果需要進行展示，展示的方式靈活多樣。如可以做報告，由每個小組推選一名代表報告展示本組主要學(xué)習(xí)結(jié)果；錄制視頻或者制作動畫，發(fā)送至班級平臺進行展示；做成海報、墻報等張貼展示；根據(jù)需要制作出實物模型進行演示。教師可根據(jù)報告主題邀請從事相關(guān)領(lǐng)域研究的專家對本課程學(xué)生學(xué)習(xí)成果進行專業(yè)客觀的評價。

2.3 過程性評價，多維度考核

基于“翻轉(zhuǎn)課堂+自主學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式，本團隊建立了“五維考核評價體系”。（1）考核過程全程化：考核分課堂出勤、社會實踐報告、章節(jié)小測驗、期中和期末五部分，科學(xué)合理地貫穿于整個教學(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、應(yīng)用知識探究解決實際問題以及團隊合作能力等。（3）考核形式多樣化：平時作業(yè)包括文獻閱讀、調(diào)研報告、實踐總結(jié)、參賽報告、課堂匯報和課程感悟等多種形式。（4）評價主體多元化：鼓勵學(xué)生參與課程考核評價，開展學(xué)生自評、互評；結(jié)合行業(yè)導(dǎo)師和參賽評委的評價，給予加分鼓勵。（5）評分標準規(guī)范化：針對不同類型的作業(yè)考核方式，分別制定對應(yīng)評價標準，指導(dǎo)學(xué)生有針對性地完成作業(yè)及互評，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)+”和科技競賽等活動的參賽率在75%以上，獲獎項目10 余項，其中國家級5 項，省部級5 項；學(xué)生實踐創(chuàng)造能力明顯提升，部分自主創(chuàng)業(yè)項目至今運行良好。

3.2 實現(xiàn)了理論與實踐、虛擬與實操雙結(jié)合，課堂效率顯著提高

通過優(yōu)質(zhì)線上資源庫的建設(shè)，實現(xiàn)線上線下混合和課堂翻轉(zhuǎn)，促進理論講授與實踐操作的有機結(jié)合；通過虛擬仿真課程資源庫的建設(shè)，將實踐課程講授過程中的虛擬和現(xiàn)實有機結(jié)合，有效提升了教學(xué)質(zhì)量，充實了課程資源，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)，融合科研成果和國際合作經(jīng)驗，將工程建設(shè)經(jīng)驗以案例形式引入課程內(nèi)容和實踐內(nèi)容，突出技術(shù)轉(zhuǎn)化經(jīng)驗，強化學(xué)生專業(yè)動手能力，培養(yǎng)能夠服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的專門人才。

4 結(jié)語

在能源危機和環(huán)境問題日益嚴重的情況下，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”目標背景下，我國生物質(zhì)能的開發(fā)和利用逐年增加。“生物質(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)方法與考核等幾個方面進行思考、改革及創(chuàng)新，希望為新時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。