专业介绍和培养方案

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“生物质资源化与绿色低碳工程”微专业 培养方案

一、微专业简介

生物质资源化与绿色低碳工程微专业是学校依托环境科学与工程优势学科,首次获批建设的资源循环利用领域的交叉工程类专业。专业紧扣“双碳”战略目标,面向农林废弃物、有机固废等生物质资源的绿色循环与高值利用产业需求,致力于资源循环处理与环境污染治理。专业坚持“以学生为中心、以产出为导向”的工程教育理念,深度融合生物学、化学工程与环境科学等多学科前沿技术。旨在培养具备扎实的生物质资源学、生物质转化技术与生物质材料工程理论基础,能够在固体废物资源化、生物质材料开发与绿色能源等领域,从事工程设计、技术研发与管理的创新型复合人才,为构建可持续的生态文明体系提供坚实的人才支撑与智力保障。

二、培养目标

本专业立足国家“双碳”重大战略需求,坚持立德树人根本任务,旨在培养德智体美劳全面发展、具有深厚家国情怀、强烈社会责任感、扎实科学素养及生态文明理念的高素质人才。本专业着力培养具备创新思维、跨学科交叉能力、国际视野及终身学习能力,系统掌握生物质资源化与绿色低碳工程的科学知识、人工智能与碳足迹评估、工程实践与管理技能的复合型人才。毕业生能够在固废处理、生物质能源与材料、循环经济产业等领域,从事科学研究、技术研发、工艺设计及运营管理等工作,并具备运用多学科交叉思维解决生物质循环利用与污染协同控制等复杂工程问题的能力。

三、培养要求

本专业学生主要学习生物质资源学、生物质转化技术、生物质材料工程、生物炭土壤环境效应和环境土壤学实验等方面的基本理论和基本知识,接受复杂环境污染治理问题分析、解决方案设计开发、科学研究、现代工具使用等方面的基本训练,掌握团队协作、沟通交流、项目管理等方面的基本能力,养成自主终身学习等方面的素质。

(一)毕业生应掌握的知识

1.基础科学知识:掌握扎实的数学、物理学、化学(含有机化学、物理化学)、生物学(含微生物学、生物化学)等自然科学基础知识,具备运用科学原理解释自然现象的能力。

2.工程基础知识:掌握工程力学、工程制图、化工原理、电工电子学等工程基础知识,具备基本的工程设计和设备选型能力。

3.专业知识体系:系统掌握生物质资源化与绿色低碳工程的核心理论与技术,包括但不限于:生物质特性:生物质组成(纤维素、半纤维素、木质素)、结构与理化性质;转化原理:生物质热化学转化(燃烧、气化、热解)、生物化学转化(发酵、酶解)、物理化学转化的基本原理与工艺;污染控制:生物质处理过程中的“三废”治理技术及生物质材料开发与环境应用;资源评估:生物质资源分布、收集物流、储量评估及全生命周期评价(LCA)方法。管理与法规知识:熟悉国家关于环境保护、再生资源利用、节能减排及“双碳”战略的法律法规、产业政策等。

(二)毕业生应具备的能力

1.工程实践能力:能够综合运用所学理论,针对农林废弃物、市政污泥、有机固废等特定对象,进行工艺路线设计、设备选型及系统集成,具备解决生物质高效转化过程中复杂工程问题的能力。

2.创新研发能力:能够基于文献研究和科学实验,对生物质高值化利用(如生物基材料、生物燃料)中的关键技术瓶颈进行分析、实验验证与优化,具备一定的新产品、新工艺开发能力。

3.现代工具应用能力:熟练掌握计算机辅助设计(CAD)、过程模拟软件及数据分析工具;能够将人工智能(AI)、大数据技术应用于生物质资源预测、过程控制及碳足迹核算中。

(三)毕业生应养成的素质

1.思想政治素质:热爱祖国,拥护中国共产党领导,树立科学的世界观、人生观和价值观,具备深厚的家国情怀和强烈的社会责任感。

2.职业道德与伦理:恪守工程伦理和职业规范,在生物质资源化项目中坚持“绿水青山就是金山银山”的理念,坚决抵制以牺牲环境为代价的伪资源化行为,维护公众健康与安全。

3.科学文化素养:具备良好的人文底蕴和科学精神,拥有批判性思维和辩证唯物主义方法论,尊重事实,追求真理。将循环经济和碳中和目标内化为自身的职业信仰,在工程实践中自觉践行绿色低碳发展。

4.终身学习与适应能力:具有自主学习和终身学习的意识,能够敏锐洞察生物质能、合成生物学、智慧环保等前沿领域的动态,不断更新知识结构,适应行业技术的快速变革。

四、招生对象与条件

(一)招生对象

面向在校全日制大二与大三本科生。需要学生具有环境科学、能源、以及材料化工等的学习背景。要求学生品学兼优,对资源循环利用领域感兴趣。

(二)招生计划

每年招收25-30人。如果报名人数超过招生人数上限,学院采取平均学分绩点50%+面试成绩50%的排名依次录取。

五、课程设置

围绕生物质资源化与绿色低碳工程相关知识体系需要与发展前沿,充分考虑理论知识学习与创新实践能力拓展,共设置课程5门(10学分),包括生物质资源学、生物质转化技术、生物质材料工程、生物炭土壤环境效应、环境土壤学实验,具体学时分配如下表所示。

序号 课程代码 课程名称
(英文名称)
学分 课内学时 考核
方式
开课
学期
合计 理论 实验 实践
1 070201v 生物质资源学
Biomass Resource Science
2 32 32 0 0 考查/
考试
3
2 070202v 生物质转化技术
Biomass conversion technology
2 32 32 0 0 考查/
考试
3
3 070203v 生物质材料工程
Biomaterials Engineering
2 32 32 0 0 考查/
考试
4
4 070204v 生物炭土壤环境效应
Environmental Effect of Biochar in Soil
2 32 32 0 0 考查/
考试
4
5 070205v 环境土壤学实验
Environmental Soil Science Experiment
2 32 0 32 0 考查 5

注:    
1.课程代码编码规则:课程代码由7位组成,第1-2位是承担该课程的学院代码,3-4位是该课程的学分,5-6位是归属该学院微专业课程的流水号,第7位是“v”,用于标识微专业课程。如030201v,表示机电工程学院第一门2学分的微专业课程。    
2.开课学期:分别填写第一学期,第二学期。

六、课程介绍

课程代码 课程名称 课程简介
070201v 生物质资源学
Biomass Resource Science
课程系统讲授生物质资源(涵盖农林废弃物、能源作物及有机固废等)的分类、分布、化学组成与理化特性等基础理论。课程重点剖析生物质的资源评估方法及全生命周期可持续性分析,旨在为学生构建从原料认知到科学利用的完整知识体系,为后续深入学习生物质转化与材料工程等核心技术奠定坚实的理论基石。
070202v 生物质转化技术
Biomass conversion technology
课程系统讲授生物质热化学转化(燃烧、气化、热解)与生物化学转化(发酵、酶解)的核心原理及工艺。课程聚焦农林废弃物与有机固废,强调工程实践与环保理念的融合,致力于培养学生解决生物质高效转化与污染控制等复杂工程问题的能力,为学生未来从事技术研发、工程设计及产业管理奠定坚实基础。
070203v 生物质材料工程
Biomaterials Engineering
课程系统讲授以生物质为原料制备高性能生物质材料的基础理论与工程技术。课程内容涵盖生物质材料的组成、结构与其性能之间的关系,重点探讨生物质基复合材料、生物降解材料及纳米功能材料的制备原理、成型加工工艺与改性技术。通过本课程的学习,学生将深入掌握生物质材料设计、性能表征与标准化评价方法,为将来从事生物质高值化利用产品的研发与产业化工作奠定坚实的理论与实践基础。
070204v 生物炭土壤环境效应
Environmental Effect of Biochar in Soil
课程聚焦生物质炭化固碳与土壤生态修复的交叉前沿,系统讲授生物炭的理化特性、在土壤中的老化机制及其对碳封存、污染物钝化、养分调控与水文过程的调控原理。课程培养学生运用生物炭技术解决土壤退化、面源污染及温室气体减排等复杂环境问题的能力,服务于国家“双碳”战略与农业绿色发展需求。
070205v 环境土壤学实验
Environmental Soil Science Experiment
实验课程衔接土壤学理论与生物质资源化利用的专业知识,旨在通过系统的实验训练,使学生掌握土壤物理性质(如质地、结构、持水性)、化学性质(如pH、有机质、养分及重金属形态)及生物活性的分析测试方法。课程注重培养学生的实验操作规范、数据处理能力及独立分析问题的思维,引导学生深入理解土壤污染与修复过程中的微观机理,为生物质资源化、生物质材料应用土壤污染防治、生态修复等工程实践奠定坚实的技能基础。