生物質能工程考核大綱

生物質能工程考核大綱(BiomassEnergyEngineering)課程基本信息課程編號：04021234h課程學時：48課程學分：3.0一、課程的性質和地位《生物質能工程》是以生物質高效轉換利用原理與技術為研究對象的一門應用性學科，為農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)的核心課程。本課程涉及生物學、物理化學、工程熱力學、傳熱學、燃燒學等課程知識，以這些學科為基礎，緊密圍繞新能源交叉學科的特點，講述生物質轉化為新能源的方法、基本原理與相關工藝、設備，使學生通過本門課程的學習后，了解生物質能源利用的各種方法，掌握生物轉化，熱化學轉化及物理轉化的基本理論及工藝，并正確掌握基本操作的知識和技能以及一些重要的實驗，獲得科學研究方法的初步訓練，從多個角度學習和掌握生物質利用領域相關知識，并在此基礎上，掌握生物質轉化與利用系統(tǒng)的工作原理及設計方法，探索復合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的改革與實踐。二、理論教學部分的考核目標根據農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)的培養(yǎng)目標與特點，本課程的考試重點應放在生物質新能源轉化的基本理論及其工藝設備等方面。通過考試，促使學生通過本門課程的學習后，認識生物質新能源轉化的各種工藝方法，掌握生物質新能源轉化的基本原理，以及應用這些理論進行生物質高效、清凈能源轉化的工程應用中的工藝與操作方法，并正確掌握基本操作的知識和技能以及一些重要的實驗，獲得科學研究方法的基本訓練，了解本學科范圍內重大的科學技術新成就。培養(yǎng)學生辯證唯物主義的觀點和堅持理論聯(lián)系實際的原則，使學生具有初步分析問題和解決問題的能力，為學好專業(yè)知識，進一步掌握新的科技成就，或成為生物質能源領域的合格工程技術人才打好基礎。第一章緒論（一）學習目標1.一般了解：國內外能源發(fā)展現(xiàn)狀，我國能源生產利用形式與特點，生物質能工程研究進展2.一般掌握：生物質能工程研究的主要內容，生物質能轉換技術的類型與各自的特點3.熟練掌握：生物質、生物質能的概念，生物質能源轉換原理（二）考核內容生物質、生物質能的概念，生物質能工程研究的主要內容，生物質能源轉換原理，生物質能轉換技術的類型與各自的特點（三）考核要求1.識記：生物質、生物質能的概念2.領會：生物質能源轉換原理3.應用：生物質能轉換技術的選擇4.分析：生物質原料特性與轉化技術之間的關系5.綜合：針對生物質類型，依據能源轉換原理，選擇相應的生物質能轉換技術6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。第二章生物質壓縮成型燃料技術（一）學習目標1.一般了解：生物質壓縮成型技術的發(fā)展現(xiàn)狀，固體生物質結構特點，螺旋擠壓成型機、活塞沖壓成型機、壓輥成型機的結構和工作原理2.一般掌握：生物質壓縮成型過程中的物理、化學變化，生物質壓縮成型的工藝流程，生物質壓縮成型的工藝類型和設備類型，螺旋擠壓成型、活塞沖壓成和壓輥成型工藝的特點3.熟練掌握：生物質壓縮成型燃料特點與燃燒特性，典型的生物質壓縮成型設備的結構特點與工作原理（二）考核內容生物質壓縮成型原理，生物質壓縮成型的工藝流程，生物質壓縮成型的工藝類型和設備類型，螺旋擠壓成型、活塞沖壓成和壓輥成型工藝的特點，生物質壓縮成型工藝影響因素，生物質壓縮成型燃料特點與燃燒特性，典型的生物質壓縮成型設備的結構特點與工作原理（三）考核要求1.識記：生物質壓縮成型燃料的概念，生物質壓縮成型的工藝流程，生物質壓縮成型的工藝類型和設備類型2.領會：生物質壓縮成型原理，生物質壓縮成型設備的結構特點與工作原理3.應用：選用合適的生物質壓縮成型設備進行生物質壓縮成型燃料生產4.分析：生物質物料的基本特性，生物質成型設備的特性5.綜合：針對燃料生產目標，依據不同類型生物質壓縮成型燃料的燃燒特性，選擇相應的生產設備，組織生物質壓縮成型燃料的生產6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。第三章生物質燃燒技術（一）學習目標1.一般了解：生物質燃燒技術的發(fā)展現(xiàn)狀，生物質燃燒污染物排放情況，生物質燃燒設備的類型與基本特點2.一般掌握：生物質燃燒組織特點，民用爐具與工業(yè)鍋爐的常見類型及結構特點3.熟練掌握：生物質燃料的特性，生物質燃燒原理，生物質工業(yè)燃燒技術（二）考核內容生物質燃料的特性，生物質燃燒原理，民用爐具與工業(yè)鍋爐的常見類型及結構特點，生物質工業(yè)燃燒技術（三）考核要求1.識記：民用爐具與工業(yè)鍋爐的常見類型及結構特點2.領會：生物質燃燒原理，生物質工業(yè)燃燒技術3.應用：民用爐具與工業(yè)鍋爐的選擇4.分析：生物質燃料的燃燒特性，生物質燃燒設備特性 5.綜合：針對用能需求，依據生物質燃燒原理，選擇相應的生物質燃燒設備及附屬設施6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。第四章生物質熱解技術（一）學習目標1.一般了解：生物質熱解液化技術的研究現(xiàn)狀，生物油應用途徑，生物質熱解固化與液化工藝類型，炭化爐的類型和特點2.一般掌握：生物質熱解的概念，生物質發(fā)生熱解的內在機理，影響生物質熱解的主要因素，生物質熱解的主要設備類型和主要運行參數，生物油的特點與精制方法，生物質炭化的操作過程，生物質熱解液化的工藝流程3.熟練掌握：影響生物質熱解的主要因素，生物質熱解的工藝類型和主要運行參數（二）考核內容生物質熱解的概念，生物質發(fā)生熱解的內在機理，影響生物質熱解的主要因素，生物質熱解的工藝類型和主要運行參數，生物油的特點與精制方法，生物質炭化的操作過程，生物質熱解液化的工藝流程，影響生物質熱解的主要因素，生物質熱解的工藝類型和主要運行參數（三）考核要求1.識記：生物質熱解的概念，生物質熱解的工藝類型和主要運行參數2.領會：生物質發(fā)生熱解的內在機理，影響生物質熱解的主要因素，生物質熱解液化與熱解制備生物炭的工藝要求3.應用：以生物質為原料，選用合適的熱解工藝生產氣、固、液燃料4.分析：生物質物料的基本特性，生物質熱解設備的工藝參數5.綜合：針對燃料生產目標，依據生物質熱解特性，選擇相應的設備和工藝參數，生產氣、固、液態(tài)料，進行生物油精制6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。第五章生物質氣化技術（一）學習目標1.一般了解：生物質氣化技術發(fā)展現(xiàn)狀，生物質燃氣的用途，生物質氣化技術類型，生物質氣化設備類型及各自的特點2.一般掌握：生物質氣化的概念，生物質氣化制備燃氣的機理，生物質氣化過程中的影響因素，生物質氣化設備的工作原理，生物質主要的氣化設備的結構特點與工作過程，生物質燃氣中的主要雜質成分及凈化方法3.熟練掌握：生物質氣化原理，上吸式和下吸式固定氣化床的基本結構和工作原理，流化床氣化床的基本結構和工作原理，生物質氣化操作的主要參數（氣化效率、熱效率、氣化強度）及其計算方法（二）考核內容生物質氣化技術類型，生物質氣化設備類型及各自的特點，生物質氣化原理，生物質氣化影響因素，生物質主要的氣化設備的結構特點與工作過程，生物質氣化操作的主要參數（氣化效率、熱效率、氣化強度等）及其計算方法生物質燃氣中的主要雜質成分及凈化方法（三）考核要求1.識記：生物質氣化的概念，生物質氣化類型、氣化設備類型及其結構特點，生物質氣化操作的主要參數2.領會：生物質氣化機理，生物質氣化過程中的影響因素，生物質氣化設備的工作原理3.應用：根據生物質類型選用合適的氣化設備4.分析：生物質物料的基本特性，生物質熱解氣化設備的工藝參數5.綜合：針對需求情況，依據生物質氣化原理，選擇合適的氣化設備和氣化工藝，生產生物質燃氣或制備原料氣6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。第六章厭氧發(fā)酵與沼氣技術（一）學習目標1.一般了解：沼氣基本性質及燃燒特點、戶用式沼氣池的常見類型、大中型厭氧反應器的類型、沼氣工程技術發(fā)展歷程2.一般掌握：發(fā)酵原料測定指標、發(fā)酵原料的配比與產氣特性、大中型厭氧反應器的運行參數、大中型沼氣工程的工藝流程，沼氣發(fā)酵產品及利用3.熟練掌握：沼氣厭氧發(fā)酵生化反應過程、沼氣發(fā)酵的工藝條件、典型的厭氧反應器的結構與工作原理（二）考核內容沼氣發(fā)酵原料有機質測定指標、發(fā)酵原料的配比，厭氧反應器的運行參數、沼氣發(fā)酵產品及利用、厭氧發(fā)酵生化反應過程、沼氣發(fā)酵的工藝條件、典型的厭氧反應器的結構與工作原理（三）考核要求1.識記：沼氣與沼氣工程的概念、沼氣發(fā)酵原料有機質測定指標、厭氧反應器的運行參數2.領會：沼氣厭氧發(fā)酵原理、沼氣發(fā)酵的工藝條件、厭氧反應器的結構與工作原理3.應用：發(fā)酵工藝與厭氧反應器的選擇4.分析：沼氣發(fā)酵原料測定指標與配比 ，厭氧反應器的性能5.綜合：針對不同沼氣發(fā)酵原料、生產目標等選用合適的工藝流程6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。第七章生物質燃料乙醇技術（一）學習目標1.一般了解：生物燃料乙醇技術發(fā)展現(xiàn)狀，燃料乙醇的基本性質、生產原料與生產方法，發(fā)酵法乙醇生產的工藝類型2.一般掌握：菌種、糖酵解、乙醇發(fā)酵、淀粉糊化、水解（糖化）、乙醇蒸餾等概念，乙醇發(fā)酵過程中的生化反應原理，連續(xù)發(fā)酵工藝的乙醇生產原理，淀粉質、糖質原料和纖維素原料發(fā)酵法生產燃料乙醇的工藝流程，無水無水乙醇制備方法3.熟練掌握：乙醇發(fā)酵的原理，乙醇蒸餾提濃的原理（二）考核內容糖酵解、乙醇發(fā)酵、淀粉糊化、水解等概念，乙醇發(fā)酵過程中的生化反應原理，燃料乙醇生產的工藝流程，乙醇蒸餾提濃的原理（三）考核要求1.識記：菌種、糖酵解、乙醇發(fā)酵、淀粉糊化、水解（糖化）、乙醇蒸餾等概念2.領會：乙醇發(fā)酵過程中的生化反應原理，連續(xù)發(fā)酵工藝的乙醇生產原理，發(fā)酵法生產乙醇的工藝流程，無水無水乙醇制備方法3.應用：不同生產原料發(fā)酵法生產乙醇4.分析：發(fā)酵原料的基本構成與處理工藝5.綜合：針對淀粉質、糖質原料和纖維素原料，采用相應的處理方法進行厭氧發(fā)酵，生產燃料乙醇6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。第八章生物柴油技術（一）學習目標1.一般了解：生物柴油生產技術發(fā)展現(xiàn)狀，生物柴油特點與用途，生物柴油的生產工藝類型2.一般掌握：生物柴油的生產原理，生物柴油的概念，生物柴油的生產原料，生物柴油的主要生產工藝3.熟練掌握：酯交換法生產生物柴油的工藝流程（二）考核內容生物柴油的概念，生物柴油特點與用途，生物柴油的生產原理與生產工藝類型，生物柴油的主要生產工藝與各自特點（三）考核要求1.識記：生物柴油的概念，生物柴油特點與用途，生物柴油的生產工藝類型2.領會：生物柴油的生產原理，生物柴油的主要生產工藝與各自特點3.應用：掌握動、植物油脂化學催化酯交換法生產生物柴油的工藝4.分析：油脂原料的特性與處理工藝 5.綜合：針對生產原料特點，依據生物柴油生產原理，選擇合適的生產工藝制備生物柴油 6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。第九章生物質制氫技術（一）學習目標1.一般了解：氫氣的能源特性，不同的制氫途徑及其特點，幾種主要的生物質制氫裝置2.一般掌握：生物質制氫的特點，主要的生物質制氫的工藝類型，微生物產氫原理，光合微生物制氫反應器運行原理3.熟練掌握：生物質微生物制氫途徑（二）考核內容氫氣的能源特性，生物質制氫的特點，主要的生物質制氫的工藝類型，微生物產氫原理，生物質微生物制氫途徑，光合微生物制氫反應器運行原理（三）考核要求1.識記：氫氣的能源特性，生物質制氫的特點，主要的生物質制氫的工藝類型2.領會：微生物產氫原理，生物質微生物制氫途徑，光合微生物制氫反應器運行原理3.應用：根據氫氣需求選用合適的制氫方法4.分析：生物質物料特性，發(fā)酵法制氫工藝5.綜合：依據生物質制氫原理，選擇合適的制氫工藝，提高生物質產氫效率6.評價：學生能夠領會本章知識點，靈活運用所學知識，獨立完成課后作業(yè)，合格率達標。三、實驗、實習教學部分的考核要求1.正確掌握“氣相色譜儀測定沼氣成分”、“總固體（TS）與揮發(fā)性固體（VS）的測定”基本操作技能與計算方法；2.在實驗實習中培養(yǎng)學生嚴謹的科學作風和實事求是的科學態(tài)度；3.在實驗實習中培養(yǎng)學生獨立思考和獨立互作的能力。四、考核方式包括過程性考核評價及終結性考核評價。充分利用教學資源，拓寬課程考核評價的廣度，加強對學生課堂內外，線上線下的考核評價；挖掘課程考核評價的深度，加強研究型、項目式，探究式、論文式、答辯式等考核評價方式的應用；提升課程考核評價的挑戰(zhàn)度，加強對課程的非標準化、綜合性考核評價。1.過程性考核評價：包含課程學習、階段測評、綜合測評、課堂表現(xiàn)、實驗實踐等環(huán)節(jié)。（1）課堂表現(xiàn)：包括課堂簽到情況、上課狀態(tài)、回答問題情況等。（2）課程學習：包括課程自主學習情況、資料查詢情況、小組學習討論等。（3）階段測評：課程每章節(jié)完成后進行，形式包括參與科學研究、專業(yè)知識探討、PPT制作、論文撰寫、單元測驗、單元作業(yè)等。（4）綜合測評：課程進行過程中每月一次，形式包括專業(yè)知識探討、PPT制作、論文撰寫、課程答辯、綜合測驗等。（5）實驗實踐：包括參與科學研究、實驗參與情況、實驗完成情況、實驗操作能力、實驗報告撰寫質量等。（6）核心課期中考試：核心課期中考試所獲得成績。2.終結性考核評價：考核方式采用閉卷考試結合開放性考察。創(chuàng)新開放探究的終結性考核評價辦法，加強考察學生對所學知識的靈活運用，設置開放性試題，鼓勵團體研討，提出多種方案解決針對不同生物質原料的能源化利用與轉化途徑。3.考核頻次：每章課程教學完成后設置單元測驗，課程教學期間設置定期考核及期中考核。五、成績評定1.平時成績的評價方法。平時成績＝課堂表現(xiàn)（5%）+