《農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程導論》課程教學大綱

農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程導論（IntroductionofAgriculturalBuildingEnvironmentandEnergyEngineering）課程基本信息課程編號：04021270課程總學時：8實驗學時：0學時課程性質：必修課程屬性:專業(yè)類開設學期：第3學期適用專業(yè)：農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程一、課程的教學理念、性質、目標和任務《農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程導論》是農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)基礎必修課之一，是本專業(yè)本科學生首次接觸農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)知識的基礎、概論性課程，是引導學生認知專業(yè)的重要課程，同時也是激發(fā)學生專業(yè)興趣的重要環(huán)節(jié)。主要介紹生物質能源轉化與利用的新發(fā)展與前沿知識，結合生態(tài)農(nóng)業(yè)的實際應用，主要包括生物質高效轉化成氣體燃料、液體燃料、成型燃料等領域的發(fā)展趨勢和技術進展。采用專題講授與學生分組討論相結合的教學方法，注重過程學習，實現(xiàn)過程評價；引導學生圍繞課程主題結合先修課程收集前沿資料、獨立思考、學會質疑，并在合作討論中分析解決問題，充分調動學生學習主動性，體現(xiàn)學生是學習主體的理念。特別引導學生關注國內外研究在主題領域中的先進性成果和差距，增強學生的自信心和使命感。通過本課程的學習，使學生能夠了解生物質高效轉化制備氣體燃料、固化成型燃料及高效提取精煉液體燃料等方向的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，結合實際，掌握專業(yè)相關基本概念，能夠初步用專業(yè)的術語表達或分析對農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程相關問題的認知和理解。通過本課程的學習能夠有向學生傳達專業(yè)培養(yǎng)目標和專業(yè)使命，重點培養(yǎng)學生對本專業(yè)課程學習的興趣和愛好，增強學生自我學習、終身學習意識以及責任擔當。二、課程教學的基本要求理論知識方面：了解生物質高效轉化成氣體燃料、液體燃料、成型燃料等領域的發(fā)展現(xiàn)狀和技術進展，并與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結合，掌握文獻檢索和熱點追蹤的技巧。三、課程的教學設計1.教學設計說明采用專題講授與學生分組討論相結合的教學方法，使學生快速對生物質能轉化及利用前沿技術和發(fā)展熱點有全面了解。在教學過程中，教師借助網(wǎng)絡輔助教學等現(xiàn)代化手段將專題片、新聞報道、權威講座、期刊文獻等信息資訊運用于課堂講授，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果。學生可以通過教師的講授、線上線下交流、網(wǎng)上信息查閱、多媒體教學軟件等教學方法及手段的綜合應用來完成學習過程。2.課程目標及對畢業(yè)要求的支撐序號課程目標畢業(yè)要求1目標1：了解農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)的概念、內涵和發(fā)展路徑。12目標2：掌握生物質高效轉化成氣體燃料、液體燃料、成型燃料等領域的發(fā)展趨勢和技術進展。23目標3：通過課程的學習，使學生全方位地理解農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程相關技術研究的發(fā)展背景、社會需求、技術難點、工程應用、創(chuàng)新模式及應用前景，增強學生自我學習、終身學習意識。12四、理論教學內容及學時分配（8學時）專題一農(nóng)林廢棄物熱化學轉化燃氣技術學時數(shù)：2教學目標：本專題主要學習農(nóng)林廢棄物熱化學轉化制備高品質燃氣技術與發(fā)展，了解農(nóng)林廢棄物利用的意義和前景，理解熱化學轉化制備高品質燃氣的關鍵技術，拓展學生思維，使學生對農(nóng)林業(yè)廢棄物熱化學高效綜合利用的科學基礎、關鍵技術和未來發(fā)展趨勢有初步認識。教學重點和難點：農(nóng)林廢棄物熱化學轉化制備高品質燃氣的關鍵技術。主要教學內容及要求：了解：農(nóng)林廢棄物零碳/負碳基本屬性及主要特點。了解：農(nóng)林廢棄物利用發(fā)展歷程、利用方式與現(xiàn)狀。理解：熱化學轉化制備高品質燃氣的技術框架、原理與技術路線。了解：農(nóng)林廢棄物熱化學轉化燃氣技術未來發(fā)展趨勢。教學組織與實施：選取農(nóng)林廢棄物熱化學轉化燃氣技術的最新研究成果作為課堂講授案例，引導學生課前圍繞課程主題收集資料，參與課堂討論。專題二生物質固化成型燃料技術學時數(shù)：2教學目標：本專題通過對生物質固化制成型燃料關鍵技術的分析，使學生理解生物質固化成型技術的難點及相應解決方案，并學習成型燃料燃燒利用過程的技術和方法。教學重點和難點：生物質固化成型燃料制備的關鍵技術。主要教學內容及要求：了解：成型燃料及設備研究現(xiàn)狀理解：固化成型技術存在的問題及新型工藝設備和產(chǎn)業(yè)化的概況。了解：成型燃料燃燒發(fā)電、燃燒供熱的典型案例。了解：河南農(nóng)業(yè)大學的相關設計研究工作。教學組織與實施：通過多媒體平臺對課程內容進行詳細講解，之后引導學生面對生物質成型燃料發(fā)展的爭議問題進行思考和討論，并發(fā)表個人觀點。專題三生物液體燃料制備原理與技術學時數(shù)：2教學目標：本專題主要學習生物質制備乙醇、生物柴油等液體燃料的技術發(fā)展趨勢和熱點，使學生了解催化熱解、水熱液化、超臨界萃取、酯交換、生化轉化等主要制備方法的工藝原理及特點，能夠分析其優(yōu)勢與瓶頸。教學重點和難點：生物質生化轉化法制備乙醇和生物柴油的技術原理。主要教學內容及要求：了解：生物液體燃料種類和用途。了解：生物質提取液體燃料的主要方法和研究現(xiàn)狀。理解：液體燃料的不同制備方法的原理與聯(lián)系。了解：生物液體燃料發(fā)展趨勢。教學組織與實施：課前教師將課程內容相關參考資料分享給學生自學，獲取學生存在的疑難點和興趣點；課堂根據(jù)學生反饋進行內容總結和深入講授，并引導學生分組討論發(fā)表個人觀點。專題四生物質高效轉化氣體燃料制備技術學時數(shù)：1教學目標：本專題主要學習生物質轉化制備沼氣和氫氣的前沿技術工藝和裝備。通過學習生物質發(fā)酵制沼氣原料及工藝條件的最新研究趨勢及生物質制氫的工藝和設備的創(chuàng)新成果，使學生對生物質高效制備氣體燃料的研究現(xiàn)狀有較為全面的認識。教學重點和難點：生物質厭氧發(fā)酵制沼氣和生物質光合制氫的技術原理。主要教學內容及要求：理解：生物質發(fā)酵制沼氣的產(chǎn)量提升手段和影響因素。理解：生物質制氫和熱化學制氫存在的問題及其進步性。了解：生物質氫烷聯(lián)產(chǎn)的原理及研究意義。教學組織與實施：選取代表性研究成果作為案例，通過多媒體展示進行詳細講解，引導學生分組討論，分析案例的優(yōu)缺點并提出改進建議。專題五可再生能源技術與生態(tài)農(nóng)業(yè)學時數(shù)：1教學目標：本專題主要學習可再生能源的關鍵技術工藝及其在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應用。通過學習秸稈、糞便等農(nóng)林廢棄物的能源化技術，結合生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，使學生對可再生能源技術的研究現(xiàn)狀與生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展有較為全面的認識。教學重點和難點：農(nóng)林廢棄物能源化資源化與生態(tài)農(nóng)業(yè)的結合。主要教學內容及要求：了解：秸稈、糞便等農(nóng)林廢棄物能源化技術。了解：生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。理解：農(nóng)林廢棄物能源化資源化與生態(tài)農(nóng)業(yè)的結合。教學組織與實施：選取代表性研究成果作為案例，通過多媒體展示進行詳細講解，引導學生分組討論，分析案例的優(yōu)缺點并提出改進建議。五、課程思政能源是國民經(jīng)濟的基礎性產(chǎn)業(yè)，是經(jīng)濟社會發(fā)展的命脈。當前，全球經(jīng)濟快速發(fā)展，能源需求日趨增加，環(huán)境承載能力接近極限，傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)和消費模式難以為繼，全球能源發(fā)展方式需要從簡單、粗放式發(fā)展向集約和可持續(xù)發(fā)展方向轉變。基于我國提出的“碳達峰”和“碳中和”目標，現(xiàn)階段存在減排任務重，行動時間短，技術難度大等關鍵難點。在保證經(jīng)濟發(fā)展的前提下實現(xiàn)“碳中和”，需從低碳、零碳和負碳技術多維度入手，加強科技創(chuàng)新和相關技術研發(fā)、推廣。課堂講授過程中結合生物質能源轉化與利用技術的工程示范，加強學生對農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程理論與技術的深度理解。六、教材及教學參考書1.選用教材：理論課教材：《生物質能轉化原理與技術》，陳漢平編著，中國水利水電出版社，20182.參考書：（1）《中國生物質能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖2050》，秦世平編著，中國環(huán)境出版社，2015（2）《沼氣技術及其應用（第四版）》，張全國編著，化學工業(yè)出版社，2018（3）《生物質能源技術與理論》，陳冠益編著，科學出版社,，20183.推薦網(wǎng)站（線上資源）：（1）科學網(wǎng)，（2）BP能源統(tǒng)計，（3）SCI數(shù)據(jù)庫，七、教學條件課程需要具有網(wǎng)絡的多媒體教室和實驗所需的實驗設備。課程依