【摘要】针对农业建筑环境与能源工程和新能源科学与工程两个专业工科性质及其发展趋势，为了更好地培养系统应用生物化学的基本理论和实践技能去解决生物质能源开发利用领域的能源工程专业人才，结合能源专业的培养目标和任务，对能源专业基础课-能源生物化学教学进行多角度全方位的优化分析，以获得一套适合能源工科专业生物化学的教学体系。
【关键词】工学 能源生物化学 教学改革
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）04-0248-01
能源是维持人类生存的物质基础，也是促进人类物质文明发展的动力之源。当前，资源紧张、生态恶化加剧、环境破坏严重。开发生物质能等可再生能源及化石能源清洁利用技术，对于缓解当前的能源供给压力、发展循环经济等具有十分重要的意义[1]。根据能源生物化学的基础知识，将先进的生物化学技术应用到生物质能源的开发利用中，将会极大地提高能源产量、改善能源品质及增加能源产出效率。
能源生物化学是生物化学的一个新的分支，对能源专业工科学生来讲，是一门理论性强、相对抽象深奥的基础学科，传统的以教师为主体一味地灌输式教学模式，已经对学生的创造性开放思维产生一定程度的限制[2]。如何使学生结合自身生物质能源专业性质和特点，系统学习和掌握能源生物化学基础理论知识，以便更深入理解和运用生物化学知识和研究方法解决生物质能开发利用源领域（沼气工程、燃料乙醇生产、氢燃料等）的相关实际问题，是农业建筑与能源工程及新能源科学与工程两个专业教育发展面临的新的挑战。我主要根据几年的教学感触，结合工科专业特点，针对能源专业的生物化学教学进行初步探索。
1.明确教学目标，结合专业特点优化教学内容
能源生物化学是农业建筑环境与能源工程和新能源科学与工程两个专业的专业基础课，学生对能源生物化学的基本理论和基本试验方法的掌握程度和理解深度将直接影响后续相关课程体系的学习。能源生物化学课程的教学目标是在能源工科专业没有设置相应生物学课程前提下，如何使学生主动系统掌握能源生物化学中深奥难懂的理论以及错综复杂的代谢反应，并将其应用到生物质能源开发利用和农业生物环境等领域。
目前适合于能源专业的生物化学专业特色教材很少，为此，在教学中结合能源工科专业学生的特点及专业课程体系的要求，选用张丽萍、杨建雄主编，高等教育出版社发行的《生物化学简明教程》（第4版）作为授课参考教材，以该教材体系为主线，对某些教学内容进行了适当调整，对传统学科的一般性内容大量融合、压缩、削减和取消，保留必须的基本部分和最新的研究成果，同时结合当前生物质能源利用转化和农业生物环境等领域研究热点问题，新增加与能源发展息息相关的前瞻性知识内容。能源生物化学的教学内容主要包括：绪论、蛋白质化学、糖类及糖代谢、酶化学、脂类及脂类代谢、新能源生物化学机理，删除了核酸化学的相关知识。在教材滞后和课时较少的情况下，调整后的教学内容概括生物化学核心问题，反映当代生物化学研究与生物质能源开发利用的必然联系，结合学科发展动态，精心设计、提炼、优化教学内容，确保其先进性、科学性和新颖性[3]。
2.强化学习碎片化，知识无主化教学理念进行教学方法和教学手段的探索
在信息高速运转的时代，获得知识的手段体现了明显的多样性、直观性和全面性。结合生物质能源专业的发展特色，将碎片化学习、知识无主化及教学无中心化理念灌输到整个教学体系中，学生和老师成为能源生物化学这门课程的两个不可分割的复合体。打破“以教材为中心，以课堂为中心，以教师为中心”的教学模式[4]，灌输学生采用灵活性强、富有生命力的“碎片式”学习方式，通过网络、图书及各种信息平台获取知识，同时结合电化教学手段，努力提高学生掌握并运用专业基础知识的能力，培养具有良好素质和较强实践创新能力的生物质能源工程人才。在教学过程中，围绕能源专业的研究领域及所要重点解决的实际问题，结合能源生物化学的基础理论知识，引导学生通过一片一片、一点一滴的信息和知识的获取，以及学习思考积累，达到消化增加知识，提高专业技能的目的。
3.因材施教，突出基础理论和实践能力相结合的教学模式
作为一门理论深奥、抽象的实验性学科，能源生物化学成为与经济和环境同步发展的基础学科，已逐步成为新能源领域发展的基础，该课程已成为许多工科院校生物质能源方向本科生的必修课，在能源专业的课程设置体系中处于核心地位。同时，随着化学与环境微生物学相互交融的强化，生物化学在固废资源化研究领域凸显出不可替代的重要位置。在能源生物化学的教学过程中，我们着重突出工科特点，培养学生从事科研的专业素质和解决工程应用中的实践动手能力。紧密围绕能源专业的教学目标，加大实验教学和实践环节在教学计划中的比重，使一些抽象难以理解的基础理论在实验过程中得以验证，又通过实践活动得以具体化和形象化，便于学生的消化理解。例如，在兼顾能源学科发展方向的前提下，结合专业特点，经过精心设置，在能源生物化学实验课程设置蛋白质和氨基酸呈色反应、聚丙烯酰胺凝胶、脂肪酸的β-氧化及淀粉酶的活力测定等基本实验外，还专门设置了部分与生物质能源生化检验密切相关的实验，如微生物沼气发酵中挥发酸的测定、餐厨垃圾中葡萄糖的测定、沼液总氮含量的测定——凯氏定氮法、餐厨垃圾厌氧产氢动力学测定等。通过实验理论和实验技能的有机结合，使学生对抽象理论有了更深的直观和感观理解，为将来从事与生物相关的能源生产打下坚实的基础，同时也是未来社会对高层次生物质能源人才的需要。
根据生物质能源团队中教师的科研方向，将学生分成几个小组，深入到具体的科学研究中，主要围绕科研课题中涉及到的生物化学理论和物质转化途径、机理进行有目的的学习，让他们了解能源生物化学的新理论、新知识和新技术。然后进行分组讨论，通过查阅大量的参考文献、书籍，结合实验遇到的具体问题进行总结、归纳，从而锻炼学生的发现问题、思考问题和解决问题的综合能力。鼓励学生自主学习，增强学生的创新能力和实践能力，提高能源专业人才培养质量。同时组织学生对大型沼气示范工程区、乙醇生产厂等地进行实践学习，通过理论和实践密切联系，让学生在动态中学习，在静态中思考，激发学生学习的热情，加快学生认识生物化学在能源工程领域的重要地位。通过上述方法和途径，培养学生对学科的兴趣，拓宽视野，启迪思维和增长技能。
4.强化综合能力考核
合理的考核方式将直接或间接影响学生的学习态度和学习方法，为扩展学生的知识面，提高综合能力，增加对学生学习情况评分的客观性，能源生物化学课程考核中我们采用综合考评的方式。学生的最终成绩评定由几部分组成，即平时课堂出勤率和课堂表现占10%，能力考核占20%，以实验技能操作为主，课余论文撰写为辅。期末闭卷理论考核占70%，其中试卷中部分试题与实践相关联，重点考核学生利用生物化学基础理论解释生物质能源产生和转化机理。
参考文献：
[1]曾虹燕，刘跃进，张小云，张继红，冯波，构建工科生物化学教学体系的探索与实践，湘潭师范学院学报（自然科学版），2008，30（4）：173-175
[2]张敏，孙清，赵玲，敖永华，陈东雨，能源微生物课程教学改革的探索与实践，高师理科学刊
作者简介：
郑国香（1972—），女，汉族，黑龙江省肇州县，副研究员，博士，主要从事农业生物环境与能源工程领域研究。
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