“燃烧学”课程建设与教学改革初探.docx

“燃烧学”课程建设与教学改革初探 摘要：分析了能源与动力类专业“燃烧学”课程的特点，结合笔者的教学实践，从教学内容设计、实践教学以及课堂教学方法三方面阐述了课程教学改革的思路与详细措施。 关键词：能源与动力专业；燃烧学；教学改革 目前，世界上80%以上的能源来自于煤、石油、自然气等化石燃料的燃烧。而“燃烧学”则正是探讨燃料燃烧过程化学能向热能高效低污染转换的一门特地学科，其内容丰富，涉及热力学、流体力学、化学、传热传质学等诸多学科门类。重庆科技学院热能与动力工程专业（现已改名能源与动力工程专业）于2022年正式开办招生，主要包含电厂热动力和内燃机两个学科方向。然而，作为能源动力类专业最重要的专业基础课，燃烧学直到2022年才起先对本科生独立开课。因此，许多与燃烧相关的教学资源都正在经验从无到有的发展过程。为更好的提升燃烧学课程的教学质量，在分析相关现状的基础上，笔者结合近两年教学实践中的一些体会，对燃烧学课程教学改革进行了初步的探究。 一、燃烧学课程的特点 （1）课程学习起点较高 “燃烧学”是一门内容丰富、发展快速、好用性很强的交叉性学科，燃烧科学目前正在从一门传统的阅历科学成为一门系统的基础应用学科。该课程以工程热力学、传热学和流体力学为先修课程，其内容涉及面广，尤其对数学基础要求较高。因此，一般来说，该课程设置在大三或大四学年。假如学生对相关基础理论学问理解驾驭不够深化，将大大增加课程的讲授难度。 （2）强调理论联系实际 燃烧学是一门比较年轻的学科，整个理论体系还不完备，很大一部分学问内容是通过不断的实践而总结出来的阅历规律。如燃烧的动力学反应机理、紊流火焰的传播规律以及污染物的生成和抑制，这些都是目前探讨的热点和难点。在这种状况下，老师在讲授过程中应摒弃对理论学问体系的过分强调，而应通过对实际案例的分析来加深学生的直观认知，从而培育其工程应用实力。 （3）工程应用领域广泛 燃烧学的课程内容一般分为两大块：一方面是燃烧基础理论，主要包括燃烧的动力学反应机理、火焰的类型及其传播、气液固三种燃料的燃烧以及污染物的生成与抑制。另一方面是燃烧应用技术，对于这一部分来说，各高等院校依据自身定位和服务领域的不同，在教学内容的设计上则呈现出不同的侧重点。如冶金类高校主要关注工业加热设备，汽车类高校偏重于内燃机中液体燃料的燃烧，而电厂热能动力专业则以锅炉设备为主。因此在教材的编写和选择千差万别，不像能源动力类的其他专业基础课（如工程热力学和传热学）有比较统一的经典教材。重庆科技学院在特地开设燃烧学课程之前，相关内容都是集成在锅炉原理的课程中进行讲授。 二、燃烧学课程教学改革探究 （1）科学合理的设计课程教学内容体系 紧扣专业的学科发展方向，从培育工程应用型人才的角度动身，设计出科学合理的课程内容教学体系（包含理论教学、实践教学、课程设计以及试卷考察重点）。就电厂热能动力专业方向而言，教学内容的设计体现出承上（工程热力学、传热学和流体力学等前期专业基础课）和启下（“锅炉原理”等专业课程）的作用。做到既可以巩固加深学生对前期专业基础课的理解，又能激发学生学习后续专业课程的热忱。对于学问点的讲授，以必需和够用为基本原则，以驾驭概念和强化应用为教学重点，摒弃对困难理论公式的过多推导，切实加强理论联系实际，让学生深刻领悟“学有所用”的丰富内涵。如对于燃烧动力学中最为重要的阿伦尼乌斯公式，重点是让学生驾驭其用于求解反应活化能和指前因子的方法，而不是公式本身的来龙去脉。 （2）切实加强实践教学环节 燃烧学是一门试验性较强的科学，只有学生充分参加教学实践环节，才能进一步加深对本课程重点、难点的理解与驾驭。 一方面，加大资金投入力度，不断升级和完善专业基础试验教学的硬件设施，为大幅度增加课程试验的学时数供应重要保障。我校热能动力试验教学中心是重庆市市级试验教学示范中心，已经建成了比较完备的热力学、传热学以及流体力学试验室。近两年来，在中心财政支持地方高校发展专项经费的支持下，总计投入150余万元用于“燃烧学教学试验室”的建设，先后购置了元素分析仪、热重分析仪、烘箱、马弗炉、灰熔点仪、在线烟气分析仪、自动量热仪以及本生灯火焰装置等试验设备。通过不断的设计和开发，目前全部的仪器设备已全部投入试验教学运用，初步形成了燃烧学的试验教学体系。 另一方面，将科研与教学相结合，通过充分利用校内的各种科研平台，实现实践教学的常态化。以我校为例，通过与美国卡万塔公司和三峰卡万塔公司紧密合作，目前已在校内建成两条具有国际一流水平的垃圾焚烧发电中试生产线。以此为依托，能动专业特地为学生设计了多个不同形式的实践环节，包括专业认知实习、课程设计乃至本科毕业设计。对于燃烧学课程来说，固体燃料的燃烧过程、气体燃烧器的结构布置以及烟气污染物的处理等内容均放在中试基地进行现场讲解。实践表明，由于能够把理论学问的讲授与工程实际操作紧密关联，大大提高了学生的爱好和主动性。 （3）创新改革课堂教学方法 采纳讲座式教学法串联整个课程教学内容体系。传统的教学方式一般是根据教材的章节内容支配进行逐一推动，而“讲座式”教学则通过将相互关联的学问点融合为一个有机的案例，然后在进行学问点的模块式推动。这样既可节约学时，又满意了学生对学问连贯性的需求，很简单将理论与实践联系到一起。例如以煤粉的燃烧过程为载体，可以将燃烧反应的动力学机理、燃料的着火与熄灭、热量的释放与迁移以及污染物的生成与抑制等相关内容揉和成连贯的学问体系。 在课堂教学过程中，有意识的摒弃传统的填鸭式教学方式，而是通过提问的方式，逐步引导学生对某一个学问点进行主动性的分析和思索，从而达到深化理解和驾驭的目的。燃烧学是一门工程性极强的学科，在实践环节相对薄弱的状况下，充分借助多媒体手段，把原来书本上抽象的概念和理论以图片、动画、视频等方式直观呈现出来，这样既便于同学们的理解记忆，也有利于调动学生的学习爱好。 三、结语 燃烧学是能源动力类本科专业的主干专业基础课，是对学生所学工程热力学、传热学、流体力学等学问的综合运用，同时也为后续专业课的学习打下良好的基础。笔者在近两年来的教学实践过程中，从教学内容设计、实践教学以及课堂教学方法三方面对燃烧学课程的教学改革进行了探究，并取得了较为志向的效果。 参考文献 （1）金晶，胡晓红，杨沫. “工程燃烧学”课程教学方法改革与探究J. 中国电力教化，2022，（33）：53-54. （2）段锋，张西和，许诗双. 燃烧学课程教学改革的探讨J. 安徽工业高校学报（社会科学版），2022，29（5）：120-122. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页