木材科学与工程专业能源类课程的教学探讨.docx

木材科学与工程专业能源类课程的教学探讨摘要针对木材加工行业的转型升级及当前高等教育课程设置改革的不断推进，明确能源类课程在木材科学与工程专业教育中设置的必要性，探索新形势下能源类课程设置的教学内容，分析能源类课程在木材科学与工程专业教育教学过程中的重点与方法，以期推进木材科学与工程专业课程体系的建设，完善木材科学与工程专业毕业生的知识体系。关键词木材科学与工程；能源类课程；教学探讨基于当前本科教学课程设置重基础、重实践的指导原则，许多专业基础课、专业选修课的设置受到了冲击。前期以热工理论基础、工业企业供热等为代表的能源类课程在我国主要的林业类院校的木材科学与工程专业本科课程体系中开设较为广泛。热工理论基础课程在很多高校中都被认定为夯实学生专业知识基础的重要课程[1]。以南京林业大学为例，该校在木材科学与工程专业的教学中，一直设有热工教研组，长期以来教研组的师资主要以东南大学等传统的热工专业毕业生构成。适当的学时数、专业的师资保证了较好的教学成果。能源类课程在我国各林业高校的木材科学与工程专业并不是都有设置，而且在专业课程调整时，该类课程的保留以及相应学时数的设置经常会受到质疑。例如在南京林业大学新一轮的本科课程设置教学大纲的修订工作中，工业企业供热课程就由专业基础课调整为通识选修课，学时也从32学时调整为24学时。基于当前木材科学与工程专业的教学体系及木材加工行业的能源利用状况，该文探讨了在木材科学与工程专业开设能源类课程的必要性，分析了能源类课程在木材科学与工程专业教学中的教学内容及教学重点。1能源类课程在木材科学与工程专业开设的必要性1.1木材科学与工程相关行业的能源利用对从业人员专业知识的要求传统的木材加工行业主要包括制材、干燥、木制品处理等环节。木材干燥环节对能源利用的依赖性最强，涉及到干燥热介质的生产、输送；干燥窑内部流场、温度场的优化设置；木质品干燥过程中的传热、传质特性；干燥窑的保温，能源的高效利用，新能源、可再生能源在木材干燥方面的开发应用等相关的问题。然而当前我国的木材干燥特别是实木干燥产业规模较小，能源利用总量不大。在整个木材加工产业中，人造板加工行业是全行业的重点产业。我国人造板产量早已跃居世界第一，其中胶合板产量约为13725万m3/年，纤维板产量约为6400万m3/年，刨花板产量约为1885万m3/年[2]。在三板生产过程中，胶合板能耗的优秀标准为≤200kg标准煤/m3[3]，纤维板能耗的优秀标准为≤320kg标准煤/m3[4]，刨花板能耗的优秀标准为≤120kg标准煤/m3[5]。从以上数据可以看出能源利用在人造板产业中的重要性，特别是随着能源利用成本的提高以及我国当前大气污染问题的日益严重，整个行业在探寻人造板加工工艺过程中能源优化利用途径的工作中做出了大量努力，同时也取得了比较好的成果。代表性的技术如“热能中心”在人造板热能供应中的应用，热能中心以生产过程中产生的木质剩余物为能源，为适应燃料特性，锅炉燃烧设备以往复炉排搭配喷燃装置为主要模式，块状剩余物在炉排上进行燃烧，粉状剩余物通过燃烧器喷入燃烧室进行燃烧。锅炉生产蒸汽、导热油供应热磨、热压工艺，由于采用木质剩余物为燃料，因此锅炉尾气中灰分和SO2含量低，可直接混合冷风，作为纤维、刨花的干燥热介质。热能中心生产的热能最后由旋风分离器排入环境中，出口处尾气温度仅有60℃左右，进而整套热能中心供热系统对能源实现了清洁、高效的利用。在各行业的能源利用中，林产行业的“热能中心”能源利用模式是非常成功的案例。当前我国规模较大的人造板生产线热能供应都以热能中心供应模式为主。调查发现，热能工程专业背景的毕业生很少选择在木材加工行业就业，例如热能中心等先进的能源生产与利用系统的运行管理人员多以木材科学与工程专业木工设备等方向的毕业生为主。先进的能源利用理念及集成的能源利用系统对该方面从业人员的专业素养提出了一定要求，只有掌握一定的能源利用相关知识，才能有效理解“热能中心”等先进能源利用理念，才能对能源利用、设备运行进行专业化的管理。因此具备一定的能源利用相关知识，对木材科学与工程专业的毕业生在林产加工行业的从业中会起到非常有益的作用，特别是对工厂中能源生产、输送、使用岗位上的从业人员而言，具备能源利用的相关基础知识更应是必备的要求。同时，从业人员具备能源利用的基础知识，对优化林产加工行业的能源利用，推进产业的升级具有重要作用。1.2木材科学与工程课程体系对能源课程设置的要求当前全国开设木材科学与工程专业的院校有17所，不同学校的专业设置略有差别，但主要包括木材加工工艺、木材加工机械装备、家具设计与制造、胶黏剂与涂料、木结构建筑等几个方向。以南京林业大学为例，在该专业的两个主要培养方向：木材加工工艺、木材加工装备与自动化培养方案的设置中，将能源动力类的基础课程