馮仁華　郭　棟　付建勤　楊新樺　李朝輝

摘 要 本文針對(duì)“燃燒學(xué)”課程理論性強(qiáng)、涉及面廣、內(nèi)容豐富、工程性強(qiáng)的特點(diǎn)，指出了“燃燒學(xué)”課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并在教學(xué)內(nèi)容和方法上面提出提出了改革和創(chuàng)新措施，這些改革和創(chuàng)新的措施對(duì)提高“燃燒學(xué)”課程的教學(xué)效果方面將起到非常重要的作用。

關(guān)鍵詞 燃燒學(xué) 教學(xué)內(nèi)容 改革與創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展和改善人民生活質(zhì)量具有十分重要的保障作用。世界總能源的80%左右來(lái)自于石油、天然氣、煤等物質(zhì)的燃燒，而且絕大多數(shù)污染物如HC、CO、NOx、CO2等的排放也源自于燃燒，這將引起環(huán)境污染和氣候變暖等問(wèn)題。目前，節(jié)能減排是當(dāng)今社會(huì)的主題?！叭紵龑W(xué)”正是研究將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能的一門學(xué)科，對(duì)能源的高效利用和污染物的有效控制至關(guān)重要，尤其是隨著全世界能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，“燃燒學(xué)”作為基礎(chǔ)應(yīng)用研究越來(lái)越受到各高校及科研機(jī)構(gòu)的重視。

在我國(guó)絕大多數(shù)普通高等院校中，“燃燒學(xué)”作為本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課程在能源動(dòng)力、消防與安全、化學(xué)化工、航天航空等專業(yè)中獨(dú)立開(kāi)設(shè)。作為一門既年輕又古老的基礎(chǔ)學(xué)科，隨著社會(huì)對(duì)高等院校學(xué)生的要求不斷提高，“燃燒學(xué)”課程對(duì)能源類專業(yè)的教學(xué)改革與創(chuàng)新尤為重要。

近年來(lái)，各院校在“燃燒學(xué)”課程的教學(xué)技巧、方法、手段等方面都取得了一定的成就，總結(jié)了不少的寶貴經(jīng)驗(yàn)。但是隨著社會(huì)需要的不斷變化，在很多方面還需要不斷的發(fā)展和完善。為了更好地促進(jìn)“燃燒學(xué)”課程的教學(xué)，并培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的能源類高素質(zhì)人才，筆者根據(jù)“燃燒學(xué)”課程的特點(diǎn)，并結(jié)合最近幾年講授能源與動(dòng)力工程專業(yè)本科生“燃燒學(xué)”課程的經(jīng)驗(yàn)，從“燃燒學(xué)”課程的特點(diǎn)、存在的問(wèn)題、改革與創(chuàng)新等方面進(jìn)行介紹總結(jié)。

1“燃燒學(xué)”課程特點(diǎn)

1.1理論性強(qiáng)

“燃燒性”涉及的理論較多，如燃燒反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)理，燃燒的著火、熄火、火焰?zhèn)鞑ァ⒒鹧娣€(wěn)定、預(yù)混火焰、擴(kuò)散火焰、層流和湍流燃燒、燃燒產(chǎn)物的形成機(jī)理等，而且各種理論相互關(guān)聯(lián)，較為復(fù)雜。

1.2涉及面廣

“燃燒學(xué)”內(nèi)容涉及面較寬，包括傳熱學(xué)、流體力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)和高等數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)需要有一定的化學(xué)、物理、高等數(shù)學(xué)、流體力學(xué)和傳熱學(xué)等相關(guān)知識(shí)才能更好的掌握。

1.3內(nèi)容豐富

“燃燒學(xué)”課程的內(nèi)容非常豐富，主要分為兩大方面：一是燃燒理論方面的內(nèi)容，主要以燃燒過(guò)程涉及的基本過(guò)程作為對(duì)象。二是燃燒技術(shù)方面的內(nèi)容，主要是應(yīng)用上述理論研究的結(jié)果來(lái)解決工程技術(shù)中的各種實(shí)際問(wèn)題。

1.4工程性強(qiáng)

燃燒科學(xué)應(yīng)用極其廣泛，涉及到日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防軍工、航空航天等各個(gè)行業(yè)。例如火力發(fā)電廠的鍋爐、工業(yè)燃燒和蒸汽、各種交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)，都以固體、液體和氣體燃料的燃燒產(chǎn)生的熱能為動(dòng)力；在冶金、化工、玻璃、化肥生產(chǎn)、水泥、陶瓷、石油化工等生產(chǎn)過(guò)程中，都以燃料的燃燒來(lái)提供熱源等。

2“燃燒學(xué)”教學(xué)存在的問(wèn)題

由于“燃燒學(xué)”存在理論性強(qiáng)、涉及面廣、內(nèi)容豐富、工程性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以對(duì)教學(xué)的要求較高，在教學(xué)過(guò)程中也存在部分問(wèn)題。

2.1教學(xué)手段不夠豐富

目前的教育教學(xué)中教師作為教學(xué)的主體往往采用板書(shū)和PPT等硬性灌輸?shù)姆绞綄?duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的傳播，而教學(xué)效果好壞的評(píng)估就是學(xué)生最后的成績(jī)，這樣不夠豐富的教學(xué)手段導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性和功利性很強(qiáng)，尤其是“燃燒學(xué)”這樣的課程，導(dǎo)致課程教學(xué)中該課程對(duì)學(xué)生的吸引力不強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不夠。

2.2教學(xué)內(nèi)容更新不及時(shí)

目前“燃燒學(xué)”課程的教材內(nèi)容變化和更新不夠及時(shí)，無(wú)法滿足時(shí)代的發(fā)展及社會(huì)的需求，也導(dǎo)致課程內(nèi)容的吸引力不夠，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不強(qiáng)。

2.3理論結(jié)合實(shí)際針對(duì)性不強(qiáng)

由于“燃燒學(xué)”教材內(nèi)容更新的不及時(shí)，加上授課老師在新的燃燒理論、方式、技術(shù)等方面所掌握的素材有限，導(dǎo)致“燃燒學(xué)”教學(xué)過(guò)程中理論與當(dāng)前的應(yīng)用實(shí)際結(jié)合得不夠緊密，針對(duì)性不強(qiáng)。

3“燃燒學(xué)”課程教學(xué)改革與創(chuàng)新

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和對(duì)“燃燒學(xué)”知識(shí)的應(yīng)用需求和研究的不斷變化，“燃燒學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容方面需要進(jìn)行一定的改革和創(chuàng)新。

針對(duì)“燃燒學(xué)”課程的特點(diǎn)及教學(xué)過(guò)程中存在的部分問(wèn)題，筆者將結(jié)合自己“燃燒學(xué)”課程教學(xué)工作的實(shí)踐，探討“燃燒學(xué)”教學(xué)工作中的體會(huì)和建議，在教學(xué)內(nèi)容方面提出部分的改革和創(chuàng)新措施，以供與其他同行進(jìn)行交流探討。

3.1具體教學(xué)內(nèi)容的改革，與時(shí)俱進(jìn)

目前我校使用的“燃燒學(xué)”教材是StephenR.Turns主編的“燃燒學(xué)導(dǎo)論”，涉及固體、氣體、液體等方面的燃燒理論和特征，而我校能源與動(dòng)力工程專業(yè)主要偏向于汽車動(dòng)力方面，以內(nèi)燃機(jī)的燃燒及節(jié)能減排為主，因此在教學(xué)過(guò)（下轉(zhuǎn)第117頁(yè)）（上接第64頁(yè)）程中，我們?cè)诮虒W(xué)中擴(kuò)展了各章教學(xué)內(nèi)容。例如，在燃燒反應(yīng)機(jī)理介紹中增加了一些車用內(nèi)燃機(jī)中的主要燃料如汽油、柴油、生物柴油、乙醇、丁醇等燃燒的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、影響因素等。隨著先進(jìn)的燃燒模式和模型的出現(xiàn)，我們?cè)黾恿藘?nèi)燃機(jī)中新的燃燒模型的講解和分析，并分析了這些技術(shù)相應(yīng)的理論支撐，如預(yù)混合壓燃（PCCI）、均質(zhì)充量壓燃（HCCI）、燃油反應(yīng)活性亞燃（RCCI）等。

3.2拓寬知識(shí)面，與課程內(nèi)容緊密結(jié)合

由于“燃燒學(xué)”涉及的知識(shí)面廣，在教學(xué)過(guò)程中需要將知識(shí)面拓寬，并與課程內(nèi)容緊密結(jié)合。如在將燃燒過(guò)程中氣流狀況時(shí)，應(yīng)該給學(xué)生適當(dāng)補(bǔ)充和拓寬流體力學(xué)中層流、湍流等知識(shí)。在講燃燒效率、排放污染物等內(nèi)容時(shí)，應(yīng)結(jié)合目前能源狀況、國(guó)家節(jié)能減排主題、十三五規(guī)劃、中國(guó)制造2025等，讓學(xué)生體會(huì)到該方面的重要性和必要性。

3.3注重實(shí)踐與試驗(yàn)

教學(xué)實(shí)踐可以有效地提高學(xué)生對(duì)于課程的理解能力和工程意識(shí)，并有效培養(yǎng)和提高創(chuàng)新能力?！叭紵龑W(xué)”在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該注重實(shí)踐與試驗(yàn)。主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，利用先進(jìn)的CFD及燃燒計(jì)算分析軟件（如Fluent、AVL Fire、 Star CD、Converge、KIVA、Chemkin等）進(jìn)行燃燒的模擬和分析，讓學(xué)生能比較直觀的去理解和體會(huì)課程中所學(xué)的知識(shí)。二是進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)，我校雖然沒(méi)有燃燒器、定容燃燒彈等基礎(chǔ)的燃燒學(xué)試驗(yàn)設(shè)備，但是可以有效的利用學(xué)校的AVL發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試臺(tái)架，讓學(xué)生參與柴油機(jī)、汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃燒的測(cè)試和分析，讓學(xué)生在內(nèi)燃機(jī)燃燒試驗(yàn)中更加直觀的理解和掌握各因素對(duì)燃燒和排放的影響情況。三是帶領(lǐng)學(xué)生去參觀和燃燒密切相關(guān)的企業(yè)，如發(fā)電廠、化工廠、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠等，讓學(xué)生真切體會(huì)到“燃燒學(xué)”在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用情況。

3.4教學(xué)與科研相結(jié)合

授課老師可以根據(jù)自己的研究方向，將科研成果與“燃燒學(xué)”教學(xué)有效地結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中把所學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)、科研實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，不但可以有效的培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的能力，同時(shí)為學(xué)生后期在碩士、博士生研究生階段的學(xué)習(xí)和研究打下一定的基礎(chǔ)，滿足后續(xù)科研的需求。同時(shí)鼓勵(lì)興趣濃、能力強(qiáng)的學(xué)生參與到授課老師的科研當(dāng)中。

4結(jié)論

作為能源與動(dòng)力類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，“燃燒學(xué)”扮演著重要角色。從理論性、涉及面、內(nèi)容和工程性等方面對(duì)“燃燒學(xué)”課程的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并指出“燃燒學(xué)”課程教學(xué)過(guò)程中存在的教學(xué)手段不夠豐富、教學(xué)內(nèi)容更新不及時(shí)、理論結(jié)合實(shí)際針對(duì)性不強(qiáng)等問(wèn)題，并提出了“燃燒學(xué)”課程在教學(xué)內(nèi)容方面的改革與創(chuàng)新措施和方法。

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