地方農業院校工程類校級實驗教學示范中心平臺建設

李松+陳麗梅+王琪+董良杰+劉春慧+李錦生

摘要：本文基于農業建筑環境與能源工程校級實驗教學示范中心建設的契機，結合生物質能相關理論課程教學內容和生物質能資源的研究方向，闡述了生物質能方向實驗教學平臺的建設思想，構建了循序漸進的三層次實驗教學平臺，獲得了初步的建設成效。

關鍵詞：生物質能；實驗教學；平臺建設；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

隨著社會經濟的高速發展，原本單一的實驗教學已不能滿足市場經濟對人才質量的需求。為了打破這一不利局面，近年來，各高校提出了建設實驗教學中心的新思想。吉林農業大學農業建筑環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，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，激發學生創新思想，高效利用實驗教學資源，提高人才培養質量。

一、生物質能方向實驗教學平臺建設思路

農業建筑環境與能源工程實驗教學中心主要依托農業建筑環境與能源工程、新能源科學與工程兩個專業，根據專業特點以及學科優勢，堅持以服務學生為本，以培養學生能力為核心，突出學科融合，以專業實驗課程群的知識體系為主線，搭建不同方向、農業結合的實驗教學平臺。平臺建設應服從農業建筑環境與能源工程實驗教學中心的總體建設規劃，同時結合專業建設、能力培養、創新創業活動等開展工作，秉承實用性、發展性的原則，既要切合當前實驗教學中心的建設現狀，又要兼顧今后的發展。

生物質能方向的實驗教學平臺以能源設備拆裝實驗室、建筑材料性能測試實驗室、建筑材料準備室、生物質熱化學實驗室、生物質成型燃料實驗室、沼氣實驗室、生物質常規分析實驗室為依托，依據實驗室原有功能，改變傳統、分散的實驗室建設形式，整合現有實驗資源，建設功能相對完善、空間布局相對集中的不同層次的實驗教學平臺，具有服務相關或相近專業本科生課程基礎實驗、綜合實驗、創新研究實驗的功能，實現農業建筑環境與能源工程實驗教學中心的示范作用。

二、整合資源，構建三層次實驗教學平臺

依據生物質能資源當前利用技術的發展方向，結合專業課程建設，在生物質能方向大平臺下，構建基礎實驗、綜合實驗以及創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。既強調實驗內容的基礎性，又注重實驗內容的前沿性，構成一個科學完整的實驗教學系統，力求將學生能力的培養和提高貫穿于整個教學過程中。

1.基礎實驗教學平臺。主要為驗證性、基本操作技術訓練等基礎性實驗。教學目標是培養學生掌握規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、燃燒學等專業基礎課程實驗教學內容以及相關檢測設備的基本操作。初步掌握物質利用技術的相關實驗方法和實驗設計思想，強化對理論課程內容的理解。利用現有的設備如：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、輻射換熱系數測定實驗、筒壁傳熱影響實驗、流量定值控制實驗、溫度定值控制實驗、生物質材料力學性能參數測定實驗、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，涉及多門專業核心課程和專業方向課程的理論知識。實驗內容、實驗方法比較復雜。教學目標是培養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、研究能力和創新思維。

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

綜合性實驗涵蓋的內容較多，需要時間較長，僅有的幾學時實驗課程學時數無法滿足。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，不與理論課程發生沖突，又能完成綜合實驗項目。

3.創新研究實驗教學平臺。創新研究實驗教學包括三方面。一是學生根據所學知識結合自己的思想自行設計實驗，自主選題，獨立設計實驗方案；二是參與完成教師相關科研項目，在整體實驗研究中，開展探究性小實驗研究；三是依托各種相關創新大賽，通過團隊協作，開展創新研究。教學目標是培養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，培養科研能力和創新意識。

自行設計的實驗項目是在現有基礎實驗和綜合實驗的基礎上，結合自己掌握的理論知識和新思想，進一步深入研究。可單獨進行也可進行團隊合作。與教師科研項目相關的創新研究實驗，主要依據教師科研項目的需求，設立相關崗位，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新大賽，鼓勵學生根據自己的興趣項目進行立項，并給予一定的經費資助，使學生走進實驗室開展創新研究。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，培養其創新思想和能力。

三、生物質能方向實驗教學平臺建設成效

通過實驗教學平臺的建設，為實驗教學水平的提高和學生創新實驗活動的開展提供了良好的條件。目前，農業建筑環境與能源工程實驗教學中心為本科生開設的生物質能方向的實驗項目數大幅度增加，每學期完成近1600個實驗時數，培養學生近100人次。近2年，由本科生申請的多個項目在全國農業建筑環境與能源工程相關專業創新設計競賽和不同級別的“挑戰杯”競賽、創新創業大賽中獲獎。

四、結束語

生物質能方向實驗教學平臺的構建，為培養素質高、能力強的農業工程類人才提供了優質的實驗教學環境，充分調動了學生參與實驗研究活動的積極性，提高了專業課程的實驗教學質量。通過合理統籌安排實驗教學，附屬于生物質能方向實驗教學平臺的實驗室和實驗設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、解決問題和創新研究的能力，增強了學生就業的社會競爭力?？偠灾?，實驗教學平臺的建設對學生的創新意識和能力培養發揮著重要作用。

參考文獻：

[1]梁建光，鮑麗杰，李維衛.高校轉型過程中實驗教學中心的建設[J].實驗室研究與探索，2013，32（6）：305-307.

[2]李有志，馮家勛，張永成，梁錦添，王邕，何勇強，樊憲偉.新形勢下實驗教學平臺和基地的建設與實踐[J].實驗室研究與探索，2012，31（8）：103-106.

[3]孫智杰，李勤，鄧玉林，劉芳，曹群.加強實驗教學示范中心建設為創新人才培養搭建平臺[J].實驗技術與管理，2014，31（3）：128-131.

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