农林生物专业论文（共3篇）
农林生物专业论文 篇1
农林生物是我国经济社会赖以生存发展的宝贵原料, 随着我国经济社会的快速发展, 对农林生物质进行综合开发利用具有重要意义。为突出“农林生物质综合开发利用”支撑现代农业可持续发展的保障作用, 2006年国家出台《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006—2020年) 》 (以下简称《纲要》) , 提出了“农林生物质综合开发利用”优先领域主题, 推动了科技部、国家发改委、财政部、农业部、林业局等国家部委, 各级地方政府相关部门以及相关企业等制定农林生物质发展规划、部署重点科技计划项目、推进农林生物质的产业化发展。有关部门颁布了多项促进农林生物质技术及产业化发展的导向性和激励性政策, 通过科技支撑和财税政策扶持, 形成了一批农林生物质产业的高新装置和示范工程, 建成了数十个国家级重点实验室和工程中心等研发平台, 也带动了部门、省、市、地区、企业、研究院所、高校等相关平台、基地及重点实验室的建设。国家相关部委、地方科技主管部门立项近500项, 突破了农林生物质气体、液体、固体能源, 以及生物基材料与化学品等多项产业关键瓶颈技术, 建成了10余类标志性示范工程, 培养出了大量优秀专业人才和核心团队, 产生了良好的生态、环境效益, 整体推进了该优先领域科技快速发展, 缩小了与国际先进水平的差距。
整体来说, 《纲要》中部署的农林生物质综合开发利用的各个方向均有相关任务部署, 并得到了全面贯彻落实。今后, 根据社会经济发展需要、特别是生态环境改善的需要, 应在农林生物质资源的系统培育和生产, 生物质航空燃油、车用燃料及纤维素乙醇等农林生物质综合炼制产品上进一步加大支持力度。
一、《纲要》颁布后, 农林生物质综合开发利用优先主题技术方向的任务落实
《纲要》颁布以来, 得到了各级政府、各部门的积极响应, 纷纷出台相关规划与部署, 在实践中积累了丰富的经验。
1. 各部门地方的政策响应情况
国家有关部委、各级地方政府制定中长期科技发展规划、部署科技计划项目、出台财税补贴政策等响应并落实《纲要》的实施, 同时也引导了部分国有大型企业、民营企业的产业战略规划、项目部署、工程建设与发展模式探索。
(1) 在发展规划方面, 国家科技部、发改委、农业部、能源局、林业局等部门及各省市地方政府在中长期发展规划、“十一五”及“十二五”科技规划中均对农林生物质技术进行部署, 如国家《可再生能源中长期发展规划》、科技部《生物质能源科技发展“十二五”重点专项规划》、国家能源局《生物质能“十二五”规划》、农业部《农业生物质能产业发展规划 (2007—2015年) 》、中科院《创新2050:科技革命与中国的未来》等, 中石油、中石化、中粮集团、国能集团等也制定了农林生物质发展规划, 并进行战略性研发任务和产业示范工程部署, 《纲要》中规划的任务, 得到了全面适度的落实。
(2) 在扶持政策方面, 国家财税部门、农林生物质产业主管部门对农林生物质发电上网、燃料乙醇、成型燃料等给予价格补助, 对生物质发电、生物质成型燃料及生物柴油等进行财政税收减免, 并制定生物质发电厂布局规范原则等。
2. 任务部署和落实情况
科技部、农业部、中科院、地方省市等设立了该领域的重大、重点、国际合作及科技成果转化项目, 并积极推动重点实验室和研发平台建设, 引导企业积极参与, 配套项目示范资金等。
据不完全统计, 从2006年至今, 在农林生物质综合利用领域, 重点部署了生物质发电、生物质成型燃料、生物质燃料乙醇、沼气产业化、生物质气化发电等方项的科技计划项目, 共资助项目近500项。其中, 科技部各司共资助项目百余项, 农业部资助项目326项, 中科院资助项目34项。中石油在生物燃料领域的科技孵化上投资3亿、其他国资企业也进行了项目部署投资等。各地方政府也部署资助了相关科技计划项目, 例如, 广东、江苏、内蒙古等7省 (区) 在农林生物质综合利用领域立项。农林生物质综合利用优先主题确定的所有技术方向都部署了科技计划任务。今后, 将根据社会经济发展的需要, 以及技术进步升级的实际情况, 继续深入部署和进一步落实《纲要》中的任务, 并适度加强向农林生物质资源、新兴生物质能源产品和生物基化学品方向的倾斜。
在人才和平台建设方面, 科技部组建了近10个国家重点实验室和中程中心, 教育部、中科院设置了多个重点实验室和工程研究中心, 农业部成立生物质工程中心, 各高校及科研单位纷纷加大该领域的研究力度, 设立相应的学科并逐步完善建设。经过近10年的工作, 在落实农林生物质综合利用领域的各个技术任务上, 培养出了各专业技术方向的领军人才和优秀青年骨干, 并组建了产业技术创新战略联盟, 凝聚了产学研团队, 具备了深入落实《纲要》中该优先主题的人才和条件。
3. 任务部署和落实中的经验
在落实农林生物质综合开发利用优先领域主题过程中, 通过宏观引导、全产业链系统部署项目, 借鉴市场拉动和科技推动的双重合力, 突破产业瓶颈, 快速推进了农林生物质产业的发展, 积累了丰富的经验。
(1) 科技创新驱动了生物质战略性新兴产业的快速发展。以科技部为首的科技主管部门, 依据《纲要》精神, 结合社会经济发展需求, 以科技创新驱动为抓手, 系统部署科技项目, 带动企业积极参与, 迅速突破产业发展的技术瓶颈, 建设农林生物质开发和综合利用的标志性示范工程, 推进农林生物质产业快速发展, 使得农林生物质工程从小试、中试, 逐步进入到产业化和商业化阶段, 成为能源战略性新兴产业的重要组成部分;生物质发电和成型燃料产业已经初步形成, 具备盈利的商业模式, 生物燃气和非粮液体燃料产业化工程已建成, 正在形成商业模式, 社会效应作用越来越明显。
(2) 产学研紧密结合机制推进了《纲要》任务的有效落实。以生物质能源产业技术战略联盟等产学研创新机制为抓手, 紧密围绕社会经济发展中需求、凝聚科研院所、大学、企业的科技创新力量, 搭建公共平台, 推进生物质产业的整体科技创新, 打通了产业链发展技术瓶颈, 逐步完善产业链的技术、设备、工程、模式等, 优化整合了原始创新、引进消化吸收再创新和集成创新的综合体系, 有效落实了规划中任务, 形成系列自主知识产权, 带动产业科技发展, 在国际上具有相当影响力。
二、《纲要》实施后, 农林生物质综合开发利用任务的实施进展与成效
《纲要》实施以来, 我国农林生物质综合开发利用技术得到了快速发展, 相关技术取得突破性的进展, 一系列标志性成果产生在此过程中产生, 并取得了一定的社会效应。
1. 总体进展及科技进步比较分析
以2006年为基准, 本优先主题科技进展良好, 取得大量成果, 我国的一批农林生物质综合开发利用技术已进入商业化早期发展阶段, 具有一定的经济竞争力, 如生物质发电、固体成型燃料、生物燃气技术等。但是国内农林生物质综合开发利用整体水平偏低, 各种技术的成熟度和商业化水平很不平衡, 许多新兴生物质能源技术仍处于研发示范阶段, 可望在未来20年内逐步实现工业化、商业化应用:主要是以纤维素生物质为原料的生物液体燃料技术、能源藻类、微生物制氢等, 如纤维素液体燃料、生物质合成燃料和裂解油、微藻生物柴油等。农林生物质整体技术仍需要进一步通过补贴等经济激励政策, 将公益性效益转化为经济效益, 促进农林生物质的商业化发展, 如生物液体燃料、固体成型燃料、生物燃气、生物基材料等。
调研组初步分析判断, 与2006年相比, 我国农林生物质综合利用优先领域科技水平明显提高 (见图1) , 与国外的差距进一步缩小。其中, 在生物基化学品、催化合成等方向上, 目前已达到国际先进水平。
以2006年—2012年的世界授权专利为例, 2006年, 中国与美国、欧盟的生物质技术国内外授权专利数量持平, 2012年我国生物质技术专利接近美国与欧盟的2倍, (见表1、图2) 。
2006年以来, 国内在生物柴油领域专利数量始终比欧美多20%左右, 生物乙醇知识产权在2006年—2012年间, 欧美专利数量是国内的3倍多, 但2012年国内专利数量约为欧美专利的3倍, 在2006年—2012年间生物质液态烷烃领域国内专利是欧美的2倍多, 国内外技术水平的差距逐步在缩小, 甚至部分技术我国已超过欧美处于国际领先水平。但是生物质能源整体技术仍然与德国、瑞典、美国、巴西等国家有较大差距, 我国农林生物质综合开发利用的不同主导产品发展不平衡 (见图3) 。
目前, 我国的生物燃气、生物液体燃料、生物基化学品等, 尽管包含预处理技术、转化和提质技术的单元过程均可实现, 但能耗高、成本高、效率低下、品质不高、技术工艺的稳定性不足或者设备连续运行能力与国际水平相距较大, 如沼气利用方式仍以农村户用为主, 缺乏推进现代化高质化利用沼气工程的配套体系。生物柴油原料供应限制了国内的商业化示范生产, 农林生物质综合利用在目前的技术水平下, 仍然需要在核心关键技术上有突破性进展。
2. 技术提升或突破的进展
(1) 生物质气化发电、直燃发电技术发展迅速, 形成了一定的产业规模。我国自主研发和改进了中小型生物质气化发电, 研发了6MW以上大型气化发电系统及关键技术, 混燃及直燃发电在引进技术的前提下, 逐步吸收和模仿创新。但由于受原材料等因素制约, 国家支持开发出适合国情的中小型生物质气化发电系统, 技术指标达到国际先进水平 (2006年度、2008年度国家科学技术进步奖二等奖各一项, 2007年度国家技术发明二等奖一项) 。
(2) 生物质成型燃料形成一定的产业规模。开发了适合我国国情的、具有国际先进水平的农作物秸秆成型燃料技术, 建成了多个万吨级示范基地, 年产量已达300万吨。
(3) 生物质液体燃料方面取得明显进展, 一些技术达到世界先进水平。该技术以燃料乙醇、合成燃料、生物质裂解油与生物汽油/柴油/航空燃油为代表。燃料乙醇技术已由最初以陈化粮玉米为原料的生产工艺转向木薯、甜高粱茎秆、纤维素等不同原料的生物柴油技术, 并已取得了一定的突破。以生物质气化为原料的费托合成甲醇、二甲醚等液体燃料技术以趋完善, 并已建成千吨级二甲醚示范工程。生物质快速热解制备生物油技术在生物油产率、高含水量方面有大幅度改进, 对生物油产品的性能有较大提升。以木质纤维素为原料的生物汽油/柴油/航空燃油制备技术作为亮点, 在创新性与技术性均有较大突破, 技术指标为国际领先水平, 预计将会在“十三五”取得重大突破。以小桐子为原料制备航空生物燃料在首都机场成功完成中国首次航空生物燃料的“试飞”试验。非粮乙醇、纤维素乙醇、生物柴油等生物质液体燃料均建成了千吨级以上的示范基地 (2008年度国家科技术发明二等奖一项, 2011年度国家科学技术进步二等奖一项) 。
(4) 生物质燃气技术稳步发展, 产业雏形已经呈现。沼气技术实现了高效规模化生产及利用, 用户达4000万以上。生物燃气技术已从支撑产业化发展阶段进入到支撑商业化推广应用阶段, 特别是特大型生物燃气热电联产工程技术已与欧洲的技术趋同, 投资更低, 更适应在中国的产业化推广应用, 已获得温室气体减排交易, 年收入约700万元, 并且部分以技术已开始在国外进行商业化的合作交流与应用 (2012年度国家科学技术进步二等奖一项) 。
(5) 生物质资源培育技术、生物基材料及化学品技术弥补国内空白。筛选并培育出多种可适合特殊地区的如黄河三角洲地区边界性土地种植的速生种植的培育, 包括农作物、草本和木本植物、淡水藻类、海藻、浮萍、小桐子种质, 并建立多个培育基地。已开发出性能优异的可生物降解地膜、热塑性淀粉和生物降解聚酯共混材料、无醛生物胶粘剂等多种化学品, 为替代我国目前大量使用的石化塑料增塑剂开辟了一条新途径 (2006年度国家技术发明二等奖两项, 2011年度国家技术发明二等奖一项) 。
3. 应用成效与影响分析 (支撑经济社会发展、保障国家食物及生态安全方面的成效)
农林生物质综合利用在沼气气化技术、生物质发电技术、成型燃料技术、液体燃料技术、生物基材料与化学品及生物质种质培育技术等均有突破, 并在沼气、发电、成型燃料等方向形成一定的产业规模, 在液体燃料方向、生物基材料及化学品与种质培育方向, 完成示范基地建设。实现二氧化碳减排2300多万吨, 产生一定的社会效益。
4. 标志性成果
《纲要》实施以来, 本领域在各方面的技术任务上均取得了一定的成果, 其最具标志性成果在沼气及生物基材料方面。
(1) 生物燃气热电肥联供及废弃物综合利用技术:
针对我国沼气工程发酵效率低、冬季产气少、沼气净化成本高等难题, 通过科技计划项目课题支撑, 开发了规模化沼气发酵贮存一体化成套装置, 高浓度厌氧发酵工艺生产生物燃气技术, 突破了高氨氮原料的高效厌氧发酵技术、厌氧罐低能耗搅拌与增温保温技术、沼气高效生物脱硫技术、净化沼气热电联产关键技术、发酵残余物综合循环利用技术等, 将原料氨氮耐受度从常规的3, 000 mg/L提升至6, 000 mg/L, 新型搅拌系统比传统的机械搅拌节省能耗50%, 生物脱硫比传统化学脱硫成本降低70%, 生物燃气制备、净化、热电联产、发电上网等整体工程造价比目前分体式装置降低15%, 占地面积节省30%, 建设周期缩短50%, 有效解决了我国农业废弃物污染, 并生产出高品质能源, 预示了良好的经济前景, 且社会和环境效益巨大。
以山东民和示范工程为例, 形成了国内最大的农业领域生物燃气发电工程, 日产沼气32000 m3, 日发电量65, 000 k W·h, 并入电网, 每年可获得卖电收益1400万元。发酵液用于周边著名的烟台苹果和张裕葡萄的种植基地, 既减少了化肥的使用量, 又实现了资源的循环利用和污染物的零排放, 沼肥收入700万元/年。本项目实现温室气体减排70, 000吨二氧化碳当量/年, CDM碳交易收入近700万元/年。
在知识产权方面与获奖方面, 获得发明专利授权60项, 发表SCI/EI收录论文130篇, 获国家科技进步二等奖2项。
(2) 生物基材料制造关键技术与产品技术:
突破了生物基PVC热稳定剂、增塑剂产品的工程化制备技术, 研制出油脂/松香基液体钙锌复合热稳定剂, 热稳定性高于国外同类产品40%以上, 售价仅为国外同类产品的1/2~1/3, 完成5000吨/年生物基热稳定剂产业化示范装置设备安装, 通过该装置的建立, 将传统的皂化反应和复分解反应工艺一步完成, 使生产时间从4~6小时缩短为2~3小时, 降低能耗, 节约生产成本。环氧脂肪酸甲酯增塑剂的环境友好工程化制备技术, 形成年产2万吨生物增塑剂生产线及配套设施, 应用单塔复合分离切割技术, 结合清洁臭氧氧化工艺, 替代传统双氧水氧化法, 解决了传统方法闪点偏低 (170℃左右) 、碘值不可控等问题, 提高产品性能, 减少了三废排放。
以江苏卡特新能源示范工程为例, 形成了国内最大的脂肪酸甲酯增塑剂示范工程, 该示范基地与100多家废油脂回收企业建立了合作关系, 不仅保证了原料供应, 而且利用废弃油脂制备高科技产品, 变废为宝, 是国家产业政策鼓励的环保型循环经济。基地年产生物增塑剂约1.5万吨, 实现产值1.5亿元, 利润1500万元。在社会效益方面, 示范基地参与2010年4月《国家清洁发展机制项目审核理事会第七十四次会议》, 正式参与国际碳排放交易 (年减排量约176044吨二氧化碳当量) 。
在知识产权方面与获奖方面, 获得发明专利授权50余项, 发表SCI/EI收录论文约160篇, 获国家科技进步二等奖1项。
(3) 生物质发电关键技术与装备:
针对生物质发电规模效应与原料分散特性的矛盾, 在生物质直燃发电、混燃发电、气化发电技术及装备方面进行了系统研发, 生物质锅炉和小型蒸汽轮发电机初步具备独立建设生物质直燃发电项目的能力, 锅炉负荷在20~50MW, 系统发电效率在20%~30%, 开发了许多种类的木柴 (木屑) 锅炉、甘蔗渣锅炉、稻壳锅炉等应用于生物质直燃发电及供热的系统。同时, 开发了生物质-煤混合燃烧和生物质燃料-煤混合燃烧等技术与装置, 固定床、流化床气化炉和内燃机/燃气轮机等, 气化发电规模从几k W到10MW, 完成了5MW规模的生物质气化发电示范工程, 系统效率已提高到28%, 进入产业化阶段, 在国内外推广应用30多套, 在示范应用中逐步完善了生物质发电技术设备的成套性和稳定性, 提高了经济性, 形成适合我国资源特点的生物质发电及综合利用成套工艺技术设备。目前, 在科技支撑下, 我国生物质发电装机容量已达550万k W, 有效解决了秸秆焚烧、丢弃带来的污染, 产生了良好的社会和环境效益巨大。
以江苏兴化示范工程为例, 形成了国内最大的生物质气化联合循环发电工程, 采用循环流化床气化炉+内燃发电机和余热锅炉+汽轮发电机联合发电, 以稻壳、稻草和棉秆等生物质为燃料, 日处理量150吨, 发电装机容量5.5MW, 气化效率78%, 发电效率28%, 年发电量可达3600万k W·h, 并入电网可获收益约2000万元。每年可分别减少5万吨CO2和1000吨SO2的排放量。
在知识产权方面与获奖方面, 获得发明专利授权60余项, 发表SCI/EI收录论文约130篇, 获国家科技进步二等奖1项。
三、我国农林生物质综合开发利用面临的问题与挑战
《纲要》实施以来, 我国农林生物质综合开发利用技术取得了重要成绩, 但在实施过程中依然面临一些问题与挑战。
1. 实施中的问题
该领域虽然在技术与产业方面取得了一定的突破和进展, 但是在实施与执行过程中, 存在以下问题:
一是对国家能源需求增长和环境恶化加速估计不足。中国社会经济的持续快速发展, 进一步加剧中国的能源需求, 能源形势对外依存度也进一步加大, 生物质有效补充传统化石能源需求的市场容量增长迅速。同时, 农林业废弃物随意丢弃带来的污染在加剧, 车辆快速发展带来的空气污染影响越来越严重, 对生物质产业发展应发挥的公益效应和影响期望值大大提升。
二是对生物质综合利用的全产业链复杂性估计不足。生物质能源产业涉及到第一、第二、第三产业, 与农业生产、工业利用、社会服务、人民生活紧密结合。生物质综合利用的全产业链包括原料培育、收集、加工转化、产品应用及后续服务等, 直接衔接土地利用、水土保持、农民增收、城镇化发展、生态环境保护等, 每一个环节都影响到产业规模和商业盈利模式。在执行《纲要》推进生物质产业逐步形成的过程中, 对全产业链复杂性的认识需更加全面和系统。正是由于生物质能源产业链涉及多部门的工作, 任何一个部委工作的缺失或者不足, 都将导致产业链的瓶颈或者断裂, 导致生物质产业链的不完善或者工作推进滞后, 以生物质发电与生物质燃气为例, 就存在生物质发电难以入网、生物燃气难以进入天然气管网等问题。
三是生物质能源财税补贴政策的条款需要细化和调整。国内外生物质产业的发展都离不开财税补贴政策的支持, 我国在支持生物质能源发展方面, 各相关部门制订了较完善的政策, 希望将公益性的效益转变成企业的经济效益。但是具体、可操作的条款不足, 在执行过程中, 其贯彻力度与实施力度存在一定的脱节, 存在补贴不到位的现实问题, 仍然需要进一步细化和完善。
四是科技创新和支撑能力建设需要进一步加强。生物质能源产业健康发展, 仍然需要科技创新的持续支持, 也只有科技的支撑才能使我国生物质能源产业赶上国家先进水平, 并逐步领先世界。近年来, 我国生物质能源产业的快速发展, 也主要是在科技支撑的引领下取得的成果, 今后应继续发挥生物质能源产业技术创新战略的作用, 加强生物质能源重点实验室和工程中心的建设, 推进产学研的进一步合作, 推进生物质能源产业健康发展。
2. 面临的挑战
生物质能源产业是可再生清洁能源的重要组成部分, 是当前世界上主要大国发展低碳技术的重点, 生物质能源在推进城镇化进程、建设生态文明、改善化石能源结构、消除环境污染、促进社会经济可持续发展上的作用明显。虽然, 农林生物质产业发展进程公益效益明显, 但未能从经济效益中体现出来, 导致农林生物质产业发展过程中的商业模式难以盈利, 阻碍生物质产业发展, 也是生物能源快速、健康发展面临的挑战。
我国农林生物质资源丰富、潜力大, 今后的发展方向是在现有传统生物质原料的基础上, 按照“不与粮争地、不与人争粮”的原则, 拓展边际土地资源, 实现产业与生态的共赢, 既有效增加农民收入, 又减少温室气体排放。充分利用生物资源, 并加强科技创新, 逐步将生物质能源的公益效益有效转化为经济效益, 将有助于吸引资本, 发展生物质能源产业, 改善生态环境、发展生产力。
四、新形势下农林生物质综合开发利用调整与实施建议
农林生物质综合开发利用是我国经济社会健康发展的重要保证, 为保证《纲要》实施过程中取得更大的收益, 结合实践经验和未来发展方向, 许多领域专家建议如下:
1. 推进本优先主题任务实施的措施及政策建议
一是推动可再生能源产业与已有能源产业间的衔接。解决生物质发电可上网, 生物质气可进管网、液体燃料如生物柴油与石化柴油之间的衔接等问题, 同时, 更需可以加强即将完善的生物质能源产业与已成熟的传统产业之间的链接和并轨问题。
二是加大资金投入, 探索合适的财税补贴和科技后补助方式。对生物燃气制备与利用、秸秆发电、非粮燃料乙醇制备技术以及秸秆收集储运等关键技术和设备研发、生物柴油技术和应用给予适当补助。将农林生物质开发的相关设备纳入农机购置补贴范围, 并给予信贷支持, 鼓励和引导社会资本投入。
三是继续加大科技支撑支持。继续加大对于农林生物质产业的支持力度, 继续支持开发高效、低成本、大规模农林生物质的培育、收集与转化关键技术的研发, 重点支持生物燃气、固体成型燃料、生物质航空燃料、非粮燃料乙醇、生物柴油等生物质能以及生物基新材料和化工产品等生产关键技术的研发, 支持农村垃圾、污水资源、生活垃圾等的利用技术, 开发相关的成套装备等。
2. 优先主题及其重点技术方向的补充和调整建议
在近10年的《纲要》实施中, 在生物质成型燃料、生物质发电、户用沼气等方面已投入大量项目与资金的支持, 建议在《纲要》实施的后几年, 对优先主题的其他技术任务加大支持力度, 加快其产业化进程, 特别是在缺乏系统性支持的农林生物质培育方向、航空燃油、纤维素乙醇及车用燃气、生物基材料和化学品等方向应加大支持力度。构建完善的生物质能源利用及资源综合利用技术体系, 建设生物质能源科技创新平台, 培养生物质能源研发人才队伍, 实现能源替代、保护环境、促进农村经济社会健康快速发展。
注释
1资料来源《:国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006—2020年) 》实施情况调研组系列调研报告《:农业领域农林生物质综合开发利用优先主题调研报告》。
农林生物专业论文 篇2
(一)生物质能源的含义
提到能源，人们通常会想到煤炭、石油、天然气，抑或是风能、水能和核能。
可是，在人类所面临的能源危机日益严峻之际，一种人们司空见惯却并未过多留意的能源――生物质能源，正悄然兴起。
生物质能源是植物通过光合作用而固定于地球上的太阳能，通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料来替代矿物燃料，以减少人类对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费对环境造成的污染。
例如：用玉米、甘蔗、甜高粱、木薯生产燃料乙醇，用甜高粱、麻风树生产生物柴油。
(二)生物质能源的特性
1、可再生性。
生物质能源是以农林等有机废弃物和利用边际性土地种植能源植物为原料，以及以农作物淀粉油脂作为调剂，生产的可再生清洁能源及相关化工产品。
是一种对环境友好，可再生的能源，如多种燃料乙醇、生物柴油和沼气等。
2、环保性。
生物质能源是以农林产品及其加工生产的有机废气物、畜禽粪便、生活垃圾等为原料，通过有机酶转换技术生产的，可以使有机废气物和污染物无害化和资源化，从而有利于环保和资源的循环利用，可以显著改善农村能源的消费水平和质量，净化农村生产和生活环境。
3、高科技性。
生物质能源在转化的过程中，都要使用新技术，不论在玉米变燃料乙醇，还是沼气的生产等生物质能源的生产过程中，都要经过现代的酶裂变工程或现代的发酵工程，具有较高的技术要求。
(三)生物质能源的作用
1、缓解能源短缺。
随着中国经济社会的快速发展，能源供求矛盾将长期存在，特别是油气供求矛盾十分突出。
据测算，2010年前我国拟开工建设的煤矿项目缺精查储量500多亿吨，2011～2020年缺1200多亿吨。
在考虑大力节能降耗、调整经济结构和发展可替代品等因素下，2020年石油缺口仍将达2。5亿吨。
虽然我国物产丰富，但由于人口众多，尽管能源资源总量比较大，但人均拥有量远远低于世界平均水平。
煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量分别只有世界平均水平的58。6%、7。69%和7。05%。
能源需求的巨大缺口已成为中国乃至亚洲经济社会可持续发展的“瓶颈”。
在众多的可再生能源和新能源中，生物质能源的.可再生性和生产原料的丰富性使其易于规模化生产，那么，加快生物质能源发展，可最大地缓解资源与环境的压力。
2、促进区域经济发展。
各国经验表明，发展清洁可再生的生物质能源在经济上，可以扩大就业，增加收入，缩小区域间的收入差距。
在社会发展上，可以扶持社会弱势阶层，提高低收入者收入水平。
在环境上，通过使用生物柴油，减少废气和空气污染，可以降低社会的医疗成本。
在发展战略上，可以减少对进口能源的依赖，降低国家能源安全风险。
纵观国际国内，已经进入生物质能源发展的时代，在强劲有力的政府支持下将给生物质能行业带来广阔的市场发展机遇。
3、发挥农业物质功能多样性。
多功能是农业的客观属性，在现代社会中农业一直以来发挥着食品安全、原料供给、市场、就业增收、劳动力输出等多种功能。
随着社会的进步，环境的变化，科学技术的提高，农业新的功能被不断的开发和认识，生物质能源就是赋予农业的一个新的功能。
二、生物质能源的发展状况
(一)国外生物质能源发展情况
现代工业的迅速发展，大规模开发利用作为清洁能源的可再生资源显得日益重要，可再生能源进入能源市场，已成为世界各国能源战略的重要组成部分。
生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。
有许多国家都制定了相应的开发研究计划，在日本有阳光计划、印度有绿色能源工程、美国有能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。
其他诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。
按照欧盟规定，其成员国的可再生能源在一次能源中的比例将于2010年达到12%，2020年达到20%。
美国提出，到2020年生物燃料在交通燃料中的比例达到20%;瑞典提出，2020年之后利用纤维素生产的燃料乙醇全部替代石油燃料，彻底摆脱对石油的依赖。
(二)我国生物质能源发展规划
为降低能源供求矛盾，健康发展生物质能源，我国于2006年先后颁布了《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》和《关于发展生物质能源和生物华工财税扶持政策的实施意见》，国务院于2007年6月7日通过了《可再生能源中长期发展规划》，确定了生物质能源发展目标。
1、生物质能源产业发展总体思路。
今后15年，中国在生物质能方面将重点发展农林生物质发电、生物液体燃料、沼气及沼气发电、生物固体成型燃料技术四大领域，开拓农村发展新型产业，为农村提供高效清洁的生活燃料，并为替代石油开辟新的渠道。
2、生物质能源产业发展目标。
到2010年，生物质发电将达到550万千瓦，生物液体燃料达到200万吨，沼气年利用达到190亿立方米，生物固体成型燃料达到100万吨，生物质能年利用量占到一次能源消费量的10%(现为7。5%);到2020年，达到16%，生物质能发电装机达到3000万千瓦，生物液体燃料达到1000万吨，沼气年利用达到400亿立方米，生物固体成型燃料达到5000万吨，生物质能年利用量占到一次能源消费量的4%。
我国国家发改委也就我国生物燃料产业发展作出三个阶段的统筹安排：“十一五”实现技术产业化，“十二五”实现产业规模化，2015年以后实现大发展。
预计到2020年，我国生物燃料消费量将占到全部交通燃料的15%左右，建立起具有国际竞争力的生物燃料产业。
三、黑龙江省发展生物质能源的优势分析
纵观国际国内，已经进入生物质能源发展的时代，在强劲有力的政府支持下将给生物质能行业带来广阔的市场发展机遇。
作为物产丰富的农业大省黑龙江来说有着极其丰富的生物质能源的生产资料和基础设施建设，具有良好的发展基础，在发展生物质能源上有着别人无法比拟的优势。
一定要抓住这个契机另辟蹊径，以农业为基础，科学规划在不与
人争粮不与粮争地的条件下，大力发展生物质能源，振兴我省经济，为我国减少对进口能源的依赖，降低国家能源安全风险作出贡献。
(一)粮食产量和农业废弃物丰富
黑龙江省耕地面积、林地面积和石油储量居全国首位，粮食综合生产能力600亿公斤左右，商品率60%以上，是我国重要的商品粮生产基地。
目前，可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。
据调查，我省年产农作物秸秆5600万吨，约2800万吨标准煤，除约933万吨作为饲料、生活用能源、造纸、纺织和建材等用途外其余4667万吨可作为能源用途;薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林，我省年均薪柴产量约为900万吨，折合标准煤525万吨;畜禽排泄物3亿吨，在加上大量的野生灌木、枝丫和枯草，在生物总量和人均占有量上其他省区是不可比的，可提供丰富的生物质能源生产资料(农林废气物转换能源量是根据占国家的比例计算得出)。
若建设一处300户规模的秸秆气化集中供气工程，每年可节约秸秆燃料800吨，相当于保护林地400多亩。
而目前我省农村直接用作燃料的秸秆消耗量每年在3000万吨以上，约占秸秆总量的60%，直接用于燃料的薪柴294万吨，如此多的生物质资源直接作为初级生活燃料消耗，其利用价值被大大降低，形成了“资源消耗—生态破坏—能源更加短缺”的恶性循环。
(二)多个先进基础设施即将建成
近几年，我省虽然出台了一些发展新能源的政策法规，但没有明确提出生物质能源的概念，而国家2007年6月7日通过的《可再生能源中长期发展规划》中明确提出生物质能源的概念。
我省对生物质能源的概念还很模糊，但也取得了一些进展，投入了大量的资金建设了生物质能源的生产基地。
“十五”期间建设了以陈化粮为原料的燃料乙醇生产厂和已建立了甜高粱种植、甜高粱秆制取乙醇的基地。
并有在建的技术比较先进的以木制纤维素为生产原料的生物质能源项目。
例如，有获国家发改委立项批复，预计2008年10月投产由黑龙江帅亿集团公司投资建设的年产15万吨秸秆燃料乙醇、20万吨生物油项目，2007年6月在肇源县大庆新肇粮食产业园区奠基，该项目采用国际先进的酶裂解和微波技术，以玉米、高粱等农作物秸秆为原料，加工生产乙醇燃料、生物油及其他副产品，是目前为止黑龙江省首个产业化生物能源项目。
作为非粮食生物能源的开发，具有明显的先进性，它不但具有巨大的市场价值，而且提升了农产品的附加值，将增加周边农民收入。
虎林清河泉米业有限责任公司生物质热电联厂，是利用稻壳发电，余热供暖的可再生能源利用的CDM项目[即清洁发展机制，是141个国家签字同意的于2005年2月16日生效，世界上第一个带有法律约束力的国际环保协议《联合国气候变化框架公约京都议定书》简称《京都议定书》第12条确定的一个基于市场的灵活机制，其核心内容是允许附件一缔约方(即发达国家)与非附件一国家(即发展中国家)合作，在发展中国家实施温室气体减排项目]。
目前，该项目已经完成前期投资8 000万元，2007年10月份竣工后将年发电8000万度，可支持供热面积100万平方米。
利用稻壳作为生产资料不仅可以解决环境卫生，更有利于环保。
CDM项目的潜力大，是新型科技环保项目，具有很好的市场前景。
(三)具有生物质能源发展的政策基础
几年来，黑龙江省相继出台了一些政策法规鼓励生物质能源的发展。
制定了《黑龙江省“十一五”资源综合利用专项规划》，规划年限为2006—2010年，展望到2020年。
发展目标：到2010年，力争实现全省资源综合利用产值100亿元，其中：农林废弃资源26亿元，城市垃圾资源2亿元，农村畜禽粪便资源3。1亿元;工业废渣综合利用率达到90%，其中：林区三剩物综合利用率55%，秸秆和壳皮综合利用率54%，畜禽粪便资源利用率达到2。3%，主要城市生活垃圾综合利用率达到10%。
到2020年，预计全省资源综合利用实现产值380亿元，其中，农林废弃资源100亿元，城市垃圾资源10亿元。
林区三剩物综合利用率85%，秸秆和壳皮综合利用率达到50%。
发展技术：重点发展农林废弃物综合利用技术、农村粪便处理及综合利用技术、城市生活垃圾综合利用技术等。
要求重点发展机械化秸秆还田、秸秆生物快速腐熟、秸秆微贮和氨化、秸秆饲料、秸秆供热、秸秆气化、秸秆固化、秸秆和壳皮发电、秸秆包装装饰、秸秆造纸、草砖草板新型建材、林业“三剩”物系列应用等深加工综合利用技术。
重点发展农村户用沼气技术和集约化养殖场粪便资源化利用技术，引导农民和养殖企业利用厌氧发酵技术处理畜禽粪便。
重点发展推广垃圾综合利用(发电、堆肥等)系列技术。
引导企业按照市场化运营的方式，开发具有自主知识产权、国产化的垃圾处理技术、装备，逐步实现垃圾处理的资源化、无害化和减量化。
重大示范工程：鼓励以企业为主体，优选先进适用技术，建设一批在全省有较大带动作用，在全国居领先水平的资源综合利用示范项目，包括农村秸秆、壳皮综合利用示范工程、林业“三剩”物综合利用示范工程、农村粪便资源化利用示范工程。
建设秸秆饲料加工、秸秆气(固)化、秸秆(壳皮)发电、秸秆包装装饰、秸秆造纸等深精加工综合利用项目，在秸秆综合利用重点地区建立比较健全的管理和服务体系，加快秸秆综合利用产业化建设步伐。
在林区和木材加工集中区建立林业“三剩”物综合利用示范工程。
加快推广农村户用沼气技术和建设集约化养殖场大中型沼气工程，积极开展沼气综合利用技术示范项目，推动农牧生产清洁化、能源利用优质化进程。
(四)科技力量较强
黑龙江省现有数十家包括农学院、农科院、农业生物技术职业学院等农业科技院所，有着较强的科研实力。
在生物质转化与利用方面，已建设有高水平的生物质能源实验室、综合生化分析实验室。
具有承担国家级大型项目、接纳国内外学者开展科学研究的能力。
并取得了解决农业废弃物在转化过程中的某些关键问题的成果，可降低生物质能源转化过程中的生产成本，提供实用化生产技术和设备，这对推动我国生物质能利用技术的发展及其产业化进程具有十分重要的意义。
在沼气生产工业化和沼气商品化，利用厌氧发酵的原理有效地处理畜牧场废弃物、生活垃圾以及农业废弃物研究方面也建有高水平的实验室并有先进的成果。
例如：农学院完成的利用厌氧发酵技术研究开发高效全天候生物质燃料的工业化生产系统，适用于高寒地区对各种有机废弃物处理，解决了高寒地区冬季沼气周年生产的问题。
“十一五”期间将在厌氧条件下的微生物筛选和优良菌种培育;农业秸秆、生活垃圾、牲畜粪便混合物的同时粉碎、筛选分离;高浓度酸化装置中的料液分离和酸化液的输送方法，微生物高密度保持反应器;太阳能和沼气联合加热保温系统调控技术;沼液沼渣快速好氧制肥技术等方面取得突破进展。
四、黑龙江省生物质能源发展的限制因素
(一)不能与食用粮争地限制生物质能源的发展
我省粮食产量虽然居全国首位，玉米产量也在全国居前，种植面积也在逐年增加，预计2007年比上年增加700万亩达5000多万亩。
但我省是重要的商品粮基地，到2010年，我省除每年自用40亿公斤粳稻外，每年向国家提供粳稻商品粮156。3亿公斤，承担着国家粮食安全的重任。
因此，不可能拿出太多的土地来种植玉米等可转化为生物质能源的作物，这样在原料的供给上不能最大地满足生物质能源的大规模生产。
(二)资金短缺，生产水平低
虽然我省建立了一批生物质能源建设基地，但多数是以粮食为原料的燃料乙醇的生产，以农林废弃物作为原料生产生物质能源的技术和产业相对落后，不能实现规模生产。
就粮食转乙醇还存在技术水平落后，生产成本高，市场竞争力弱的问题。
目前较成熟的燃料乙醇的生物转化方法是以玉米为原料，但其原料成本高达总成本的70%～80%，生产成本每吨3500元左右，而巴西以甘蔗生产燃料乙醇的成本1998年就降到300美元以下。
在现有的技术和市场条件下，要扩大以农林废弃物为原料的生物质能源的生产规模需要大量的资金投入，对于经济相对落后的黑龙江省来说难度比较大。
因此，生物质能源的生产成本和技术水平制约着我省生物质能源产业的发展。
(三)政策法规不完善，操做性差
在国家能源政策调控下，虽然出台了包括黑龙江省实施国务院《节约能源管理暂行条例》细则及农村能源管理办法等一些发展新能源的法规，但没有我省自己的可再生能源管理细则，也没有明确提出生物质能源的概念，而国家2007年6月7日通过的《可再生能源中长期发展规划》中明确提出生物质能源的概念，我省对生物质能源的概念还处于模糊状态，不能在政策上指导生物质能源的发展。
另外，国家对燃料乙醇的生产和销售仍采取严格的管制，虽有许多企业和个人试图生产或销售燃料乙醇，但由于受到现行政策的限制，不能普遍享受到财政补贴，也难以进入汽油现有的销售渠道。
对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策，特别是还没有生物柴油的国际标准，更没有生物柴油的正常的销售渠道。
五、黑龙江省发展生物质能源的对策建议
1、确立发展生物质能源的战略目标。
要提高对发展生物质能源重要性的认识，制定生物质能源发展目标。
我省在制定振兴东北工业基地方案时确定的是能源工业基地，但仍然是以提高原煤和原油开采量为目标，不利于保护资源和环境，不符合可持续发展的要求，也不能从根本上改变能源危机，也不能达到长期的经济发展。
我省应抓住绿色能源时代的契机，发挥农林作物丰富地域辽阔的优势，建立以农业为基础，以发展生物质能源为目标的生物质能源工业基地的振兴计划，促进龙江经济的腾飞。
2、积极进行技术创新，实现规模化生产。
用粮食生产乙醇燃料，不但成本高，而且存在与食用粮争地的风险，应鼓励以木质纤维素为原料的生物质能源生产工艺的研究并扩大其生产规模。
丰富而廉价的木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，主要来源于农业废弃物，如麦草、玉米秸秆、玉米芯、大豆渣、甘蔗渣等;工业废弃物，如制浆和造纸厂的纤维渣、锯末等;林业废弃物和城市废弃物，如废纸、包装纸等。
改变沼气一户一建的模式，实现规模化生产的方式，可用于供热发电、(经存化压缩)车用燃料或罐装管输。
3、结合区域特征，合理规划布局。
在发展生物质能源的产业建设中，要搞好调研，结合省内区域间粮食及农林废气物产量的分布科学规划。
对于正处于转型期的资源城市，可在荒地及塌陷地等不适宜粮食生产的地带，种植秸杆等可用于生产乙醇燃料等生物质能源的植物，对现有的能源加工企业进行改造，使其成为可生产生物质能源型企业，安置下岗人员，提高收入。
4、加快融资渠道建设，实现融资和扩张手段的多元化。
发展能源经济必须有强大的资金支持，而且资金需求巨大。
来自国际能源署的观点是，2001—2030年，中国能源部门的投资需要2。3万亿美元，黑龙江帅亿集团公司投资建设的年产15万吨秸秆燃料乙醇项目就需投资20亿。
目前，能源企业大多依靠银行贷款和政策性扶持，但是，在大力进行能源开发建设的时候，这种仅仅依靠银行融资的方法已经很难满足能源企业对资本的需求。
必须加快各类融资渠道建设，来帮助能源企业拓展融资渠道。
政府应积极进行招商引资的同时，可采用国际通行做法建立产业投资基金，每年从财政收益以及税收中提取一定比例的资金存人能源基金，投向金融市场运作以期进行增值，最后用于能源发展上。
我国现正推进相关的立法工作。
也可鼓励民间设立能源产业投资基金，开放民企投资生物质能源，激发民间潜力。
鼓励生物质能源企业发行债券和以股票上市的形式融资。
5、完善生物质能源的相关政策。
主要完善生物质能源在生产流通等环节的法律、法规、税收等政策，尽快建立我省自己的生物柴油的标准，可利用现有的燃料乙醇的销售体系进行生物柴油的销售。
农林生物专业论文 篇3
我校动物科学学院水产养殖专业是2003年创办的,在人才培养上既注重学生对基础理论知识的掌握,更注重对学生实践能力的培养。实践教学活动是整个教学过程中的一个重要环节,是提高学生操作能力、培养复合型人才的重要途径,是培养学生动手能力、实践能力及创新能力的有效形式。学生通过实验和实习,能获得丰富的实践知识,培养并提高工作能力,进而提高学习成绩,为将来就业储备知识和技能。通过我校水产养殖系多年教学改革实践摸索,根据目前实践教学改革方向,确定本课程“基础、综合、创新、提高”的教学目标。在目前教学大纲要求的教学基础上,明确提出学生必须掌握基本实验技能,提高专业实验技能,建立科学思维方式,整合实践教学内容,建设涵盖基础实验、综合性实验和自选设计型实验的教改内容体系。现结合我校现有实践教学条件及学校水域生态环境,对农林院校水生生物学实践教学改革加以探讨。
实践教学改革的主要措施
独立开设实验课
独立开设实验课是实践教学改革思路之一。实践教学对培养学生能力和素质有着举足轻重的作用。改变实践教学依附于理论教学的陈旧观念,充分发挥实践教学在人才培养中的主动性与创新性,把理论教学与实践教学放在同等重要的地位,与理论教学有机结合建立独立运行的实践教学模式,是很有意义的探索。水生生物学是水产养殖专业实践性较强的基础课程。目前,该课程教学中存在着一些问题,如实践教学课时比较少,水生生物标本采集器材较少;有地域特色的教学标本未能及时补充并系统整理。因此,对其实践教学进行改革,可考虑独立开设实验课,建立独立的考核评价体系,单独设学分,规范实验课的成绩考评制度,提高学生的学习积极性。水生生物学实验课成绩的考核由平时实验考核成绩和期末测试成绩组成,平时单个实验考查占总分的60%,每个实验考查内容包括预习报告(20%)、实验课表现(50%)、实验报告(30%),每次实验均按上述三项比例列出成绩。在实验课程结束后,对学生进行期末考试,期末考试可由笔试和实验操作两部分组成。
基础实验的开设
基础实验主要包括蓝藻、硅藻、甲藻、金藻、黄藻、裸藻门、绿藻门等浮游藻类常见种类鉴定和细胞形态观察;原生动物、轮虫、枝角类、桡足类、其他甲壳生物、浮游幼虫等浮游生物常见种类鉴定和形态观察;水生环节生物、软体生物、水生昆虫等底栖生物和水生维管束植物观察;进行校内维管束植物的采集和鉴定、浮游植物生物的定量等。观察实验在实验室进行,要求学生实验前先预习,完成预习报告、了解实验内容;指导教师讲述观察内容、绘图要求及注意事项,并进行课堂指导。学生自行完成实验内容、写出实验报告并及时上交。
综合性实验的开设
综合性实验开设有校内湿地公园维管束植物的采集和鉴定、校内观音湖浮游植物采集和定量分析、校内观音湖浮游动物采集和定量分析、平潭海域潮间带软体动物的采集和鉴定等。校内湿地公园和平潭海域生态环境包括了湿地、岩岸、沙滩和泥滩,生物多样性丰富,便于学生对各个生态环境的生物进行全面了解。
自选设计型实验的开设
自选设计型实验可以活跃学生思维,提高学生创新意识。自选设计型实验以小组为单位进行。学生可以根据兴趣和基础自由组合形成课题小组,通过查阅资料,自主设计与本课程知识和技能相关的小课题,拓展实验内容;可将任课教师提供的小课题作为备选。学生课题小组须完成从准备实验到写作论文的全过程。这样能提高学生分析和解决问题的能力,提高学生团队意识,还能使学生体会到参与科学研究的艰辛和乐趣。
科学研究与实践教学改革的紧密结合
安排部分学生进入省级、校级大学生创新项目的科研团队。创新项目的科研团队由不同年级学生组成,高年级学生可负责课题设计,把科学研究的思维、研究方法及团队精神有机融合到实践教学中,摸索如何把科研成果转化为实践教学内容。如结合水域生态学、水环境化学,在水生生物学课程实习过程中,在进行水生生物调查的同时,科研团队进行水质测定,了解不同生态环境条件下水生生物的适应和分布情况。
实习课程的开设
实习分校内湿地公园和平潭海域两个区域的实习,包含淡水和海水水域。首先,带领学生进行实习地点的勘察,认识湿地公园或潮间带的划分及不同的生态环境,要求学生不仅要采集标本、制作标本,更重要的是观察生物的形态、生活习性和栖息环境等,同时用检索表检索和鉴定采集的标本。由学生分小组完成湿地公园或潮间带生物生态调查,并结合底质环境的变化,选点定量取样,分析采集生物的生物量、密度和优势种群。通过学生对标本的采集和调查及对数据的分析,自行整理资料写出实习报告,有效提高学生的科研水平,锻炼学生调查能力。任课教师也可结合每年学生调查的资料、拍摄或绘制所观察到的浮游生物图谱,来编写实习指导教材供理论教学参考。通过上述实验教学改革,达到从“基础实验”到实验教学“综合教学”的目标。
实践教学方法的改革
实践教学方法的改革在实践教学中日益重要,应着重改变学生被动学习的传统观念,提高学生自觉能动性,逐渐建立提高型的实践教学模式。
水生生物学课程实习教学改革
开展实验技能培训的教学实践探索,如安排校内水体浮游植物种群数量分布及周年变化的调查,浮游动物不同水域差异值调查,湿地公园不同生态类群维管束植物种群调查及标本制作,学校观音湖水面作业技能实践培训(撑船、水体生物采样等),平潭海域潮间带软体动物的采集和分布调查等。
现代化技术辅助实践教学
引进上海海洋大学水生生物学专业的CAI课件,为提高实验课堂教学效果,我们建立互动显微摄像系统,强化上课时教师和学生的互动。将投影仪、投影显微镜等现代化设备用于课堂教学,拍摄实践操作录像;将水生生物形态结构、实验操作观察要点制成教材;将实践教学资源传上网,进行网上辅助教学,并拍摄制作水生生物学部分实验录像,传上网供学生课后学习。这样,达到了学生自主学习和互动教学结合,有效提高了学生的学习兴趣。
水生生物学标本库建设
发挥学生的能动性,积极鼓励、动员学生参加水生生物学标本库建设。通过外出实习期间采集标本等方式,补充制作部分有地域特色的水生生物学实物标本,完善水生生物学标本库。建设的水生生物学软体动物贝壳标本墙,制作的水生生物标本库图片册,均可开放供全校学生学习使用。水生生物标本库是我校国家级动物科学实践教学示范中心动物标本库的一部分。示范中心项目的进一步建设,对动物标本库进一步完善具有重要意义。
水生生物学标本库对外开放
除供校内相关学科教学使用,水生生物学标本库作为我校国家级动物科学实践教学示范中心动物标本库建设的一部分,还作为福州市青少年素质教育基地对校外开放,这也能增强学生的自豪感。通过水生生物学实践教学方法的改革,达到了实验教学创新和提高的教学目标。
优化实践教学的内容与结构
在教学改革过程中,根据实验内容的难易程度,在“基础、综合、创新、提高”这四个层次上全面培养学生的学习和科研能力。基础实验以观察验证型实验为主,包括常见水生生物的观察和鉴定等内容,可为以后的综合性实验、开放性实验及科研性实验奠定基础。
实践教学内容的适时更新。其中,采用直观教学法,能让学生尽快掌握常见水生生物的观察鉴定等实验。综合性实验以湿地公园水生生物调查、维管束植物采集、潮间带海洋生物采集等实验为主,将实践教学大纲中所要求的基本操作融合到每次教学实验中,反复训练学生的基本实验技能。如在校内观音湖水生生物调查、采集实验中,不仅要求学生深入了解池塘淡水浮游生物的组成,掌握用浮游生物网采集制作标本,还要求学生结合水化学内容测定观音湖湖水水质,了解校内湖泊浮游生物的种群分布与水环境之间的关系。这样可以扩大实践教学的知识量,强化基本操作,让学生参与学校现有浮游生物资源的调查,提高学生的参与兴趣,增强实践教学的效果。自选开放性实验可由学生自行设计,而对于科研性实验,教师可提供一些课题供学生挑选。学生自行组队的课题小组可选择感兴趣的实验,各自进行文献查阅、实验设计,并逐步完成实验,教师起辅助指导作用即可。
当然,实践教学改革也对任课教师提出了更高的要求。实践教学改革要求主讲教师在讲解实验课时,不但要简明扼要,抓住重点、难点讲授,而且要形象讲解,让学生自己去探索、发现问题,并加以总结。例如,采用提问、讨论、比较等多种方法对学生加以引导,学生主导完成对实验课内容的理解和掌握。实践教学改革还要求教师不仅要熟悉和讲述实验原理等理论知识,还要熟悉实验过程中可能出现的难点、疑点。教师由灌输知识变成辅助指导,学生则由被动学习变成主动求学。
通过实践教学改革,学生端正了基本科研态度,提高了综合分析问题的科研能力。在课程实习中,学生搜集相关资料、自行采样,定性、定量测定、数据分析,最后按要求写出实习报告。实践教学改革在培养学生发现、分析、解决问题能力等方面取得了良好效果,提高了学生综合分析问题的能力(见表1)。优化和重组水生生物学实践教学的内容与结构,达到了课程的教学目标。
实践教学改革对学生的影响调查
在实践教学改革前后对学生的影响调查结果如表1所示。前后对比发现,本次实践教学改革取得了明显的教学效果。
这一调查结果表明,上述实践教学改革效果良好,对农林院校开设该课程及相关实践教学课程改革有很好的参考价值。
摘要：探讨了水生生物学实践教学改革:在实验课程改革方面,提出了实验课程独立设课、实验组成和设计的具体做法;在实践教学方法的改革方面,对实践教学改革、学生参加水生生物学标本库建设等方面进行探索;还介绍了如何优化和重组实践教学的内容与结构,并对实践教学改革对学生的影响进行了调查。
关键词：农林院校,水生生物学,实践教学
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