《农业建筑环境与能源工程导论》课程教学大纲

农业建筑环境与能源工程导论（IntroductionofAgriculturalBuildingEnvironmentandEnergyEngineering）课程基本信息课程编号：04021270课程总学时：8实验学时：0学时课程性质：必修课程属性:专业类开设学期：第3学期适用专业：农业建筑环境与能源工程一、课程的教学理念、性质、目标和任务《农业建筑环境与能源工程导论》是农业建筑环境与能源工程专业基础必修课之一，是本专业本科学生首次接触农业建筑环境与能源工程专业知识的基础、概论性课程，是引导学生认知专业的重要课程，同时也是激发学生专业兴趣的重要环节。主要介绍生物质能源转化与利用的新发展与前沿知识，结合生态农业的实际应用，主要包括生物质高效转化成气体燃料、液体燃料、成型燃料等领域的发展趋势和技术进展。采用专题讲授与学生分组讨论相结合的教学方法，注重过程学习，实现过程评价；引导学生围绕课程主题结合先修课程收集前沿资料、独立思考、学会质疑，并在合作讨论中分析解决问题，充分调动学生学习主动性，体现学生是学习主体的理念。特别引导学生关注国内外研究在主题领域中的先进性成果和差距，增强学生的自信心和使命感。通过本课程的学习，使学生能够了解生物质高效转化制备气体燃料、固化成型燃料及高效提取精炼液体燃料等方向的行业发展现状和趋势，结合实际，掌握专业相关基本概念，能够初步用专业的术语表达或分析对农业建筑环境与能源工程相关问题的认知和理解。通过本课程的学习能够有向学生传达专业培养目标和专业使命，重点培养学生对本专业课程学习的兴趣和爱好，增强学生自我学习、终身学习意识以及责任担当。二、课程教学的基本要求理论知识方面：了解生物质高效转化成气体燃料、液体燃料、成型燃料等领域的发展现状和技术进展，并与生态农业相结合，掌握文献检索和热点追踪的技巧。三、课程的教学设计1.教学设计说明采用专题讲授与学生分组讨论相结合的教学方法，使学生快速对生物质能转化及利用前沿技术和发展热点有全面了解。在教学过程中，教师借助网络辅助教学等现代化手段将专题片、新闻报道、权威讲座、期刊文献等信息资讯运用于课堂讲授，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。学生可以通过教师的讲授、线上线下交流、网上信息查阅、多媒体教学软件等教学方法及手段的综合应用来完成学习过程。2.课程目标及对毕业要求的支撑序号课程目标毕业要求1目标1：了解农业建筑环境与能源工程专业的概念、内涵和发展路径。12目标2：掌握生物质高效转化成气体燃料、液体燃料、成型燃料等领域的发展趋势和技术进展。23目标3：通过课程的学习，使学生全方位地理解农业建筑环境与能源工程相关技术研究的发展背景、社会需求、技术难点、工程应用、创新模式及应用前景，增强学生自我学习、终身学习意识。12四、理论教学内容及学时分配（8学时）专题一农林废弃物热化学转化燃气技术学时数：2教学目标：本专题主要学习农林废弃物热化学转化制备高品质燃气技术与发展，了解农林废弃物利用的意义和前景，理解热化学转化制备高品质燃气的关键技术，拓展学生思维，使学生对农林业废弃物热化学高效综合利用的科学基础、关键技术和未来发展趋势有初步认识。教学重点和难点：农林废弃物热化学转化制备高品质燃气的关键技术。主要教学内容及要求：了解：农林废弃物零碳/负碳基本属性及主要特点。了解：农林废弃物利用发展历程、利用方式与现状。理解：热化学转化制备高品质燃气的技术框架、原理与技术路线。了解：农林废弃物热化学转化燃气技术未来发展趋势。教学组织与实施：选取农林废弃物热化学转化燃气技术的最新研究成果作为课堂讲授案例，引导学生课前围绕课程主题收集资料，参与课堂讨论。专题二生物质固化成型燃料技术学时数：2教学目标：本专题通过对生物质固化制成型燃料关键技术的分析，使学生理解生物质固化成型技术的难点及相应解决方案，并学习成型燃料燃烧利用过程的技术和方法。教学重点和难点：生物质固化成型燃料制备的关键技术。主要教学内容及要求：了解：成型燃料及设备研究现状理解：固化成型技术存在的问题及新型工艺设备和产业化的概况。了解：成型燃料燃烧发电、燃烧供热的典型案例。了解：河南农业大学的相关设计研究工作。教学组织与实施：通过多媒体平台对课程内容进行详细讲解，之后引导学生面对生物质成型燃料发展的争议问题进行思考和讨论，并发表个人观点。专题三生物液体燃料制备原理与技术学时数：2教学目标：本专题主要学习生物质制备乙醇、生物柴油等液体燃料的技术发展趋势和热点，使学生了解催化热解、水热液化、超临界萃取、酯交换、生化转化等主要制备方法的工艺原理及特点，能够分析其优势与瓶颈。教学重点和难点：生物质生化转化法制备乙醇和生物柴油的技术原理。主要教学内容及要求：了解：生物液体燃料种类和用途。了解：生物质提取液体燃料的主要方法和研究现状。理解：液体燃料的不同制备方法的原理与联系。了解：生物液体燃料发展趋势。教学组织与实施：课前教师将课程内容相关参考资料分享给学生自学，获取学生存在的疑难点和兴趣点；课堂根据学生反馈进行内容总结和深入讲授，并引导学生分组讨论发表个人观点。专题四生物质高效转化气体燃料制备技术学时数：1教学目标：本专题主要学习生物质转化制备沼气和氢气的前沿技术工艺和装备。通过学习生物质发酵制沼气原料及工艺条件的最新研究趋势及生物质制氢的工艺和设备的创新成果，使学生对生物质高效制备气体燃料的研究现状有较为全面的认识。教学重点和难点：生物质厌氧发酵制沼气和生物质光合制氢的技术原理。主要教学内容及要求：理解：生物质发酵制沼气的产量提升手段和影响因素。理解：生物质制氢和热化学制氢存在的问题及其进步性。了解：生物质氢烷联产的原理及研究意义。教学组织与实施：选取代表性研究成果作为案例，通过多媒体展示进行详细讲解，引导学生分组讨论，分析案例的优缺点并提出改进建议。专题五可再生能源技术与生态农业学时数：1教学目标：本专题主要学习可再生能源的关键技术工艺及其在生态农业中的应用。通过学习秸秆、粪便等农林废弃物的能源化技术，结合生态农业的发展，使学生对可再生能源技术的研究现状与生态农业的发展有较为全面的认识。教学重点和难点：农林废弃物能源化资源化与生态农业的结合。主要教学内容及要求：了解：秸秆、粪便等农林废弃物能源化技术。了解：生态农业的发展现状与趋势。理解：农林废弃物能源化资源化与生态农业的结合。教学组织与实施：选取代表性研究成果作为案例，通过多媒体展示进行详细讲解，引导学生分组讨论，分析案例的优缺点并提出改进建议。五、课程思政能源是国民经济的基础性产业，是经济社会发展的命脉。当前，全球经济快速发展，能源需求日趋增加，环境承载能力接近极限，传统的能源生产和消费模式难以为继，全球能源发展方式需要从简单、粗放式发展向集约和可持续发展方向转变。基于我国提出的“碳达峰”和“碳中和”目标，现阶段存在减排任务重，行动时间短，技术难度大等关键难点。在保证经济发展的前提下实现“碳中和”，需从低碳、零碳和负碳技术多维度入手，加强科技创新和相关技术研发、推广。课堂讲授过程中结合生物质能源转化与利用技术的工程示范，加强学生对农业建筑环境与能源工程理论与技术的深度理解。六、教材及教学参考书1.选用教材：理论课教材：《生物质能转化原理与技术》，陈汉平编著，中国水利水电出版社，20182.参考书：（1）《中国生物质能产业发展路线图2050》，秦世平编著，中国环境出版社，2015（2）《沼气技术及其应用（第四版）》，张全国编著，化学工业出版社，2018（3）《生物质能源技术与理论》，陈冠益编著，科学出版社,，20183.推荐网站（线上资源）：（1）科学网，（2）BP能源统计，（3）SCI数据库，七、教学条件课程需要具有网络的多媒体教室和实验所需的实验设备。课程依