馮仁華　郭　棟　付建勤　楊新樺　李朝輝

摘 要 本文針對“燃燒學(xué)”課程理論性強、涉及面廣、內(nèi)容豐富、工程性強的特點，指出了“燃燒學(xué)”課程教學(xué)過程中存在的問題，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：G642.0 文獻標識碼：A

能源是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，對經(jīng)濟穩(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題。目前，節(jié)能減排是當(dāng)今社會的主題?！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)境污染等問題的日益嚴峻，“燃燒學(xué)”作為基礎(chǔ)應(yīng)用研究越來越受到各高校及科研機構(gòu)的重視。

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

近年來，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。但是隨著社會需要的不斷變化，在很多方面還需要不斷的發(fā)展和完善。為了更好地促進“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，并結(jié)合最近幾年講授能源與動力工程專業(yè)本科生“燃燒學(xué)”課程的經(jīng)驗，從“燃燒學(xué)”課程的特點、存在的問題、改革與創(chuàng)新等方面進行介紹總結(jié)。

1“燃燒學(xué)”課程特點

1.1理論性強

“燃燒性”涉及的理論較多，如燃燒反應(yīng)的動力學(xué)機理，燃燒的著火、熄火、火焰?zhèn)鞑?、火焰穩(wěn)定、預(yù)混火焰、擴散火焰、層流和湍流燃燒、燃燒產(chǎn)物的形成機理等，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)動力學(xué)和高等數(shù)學(xué)等多學(xué)科知識，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時需要有一定的化學(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，主要以燃燒過程涉及的基本過程作為對象。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)果來解決工程技術(shù)中的各種實際問題。

1.4工程性強

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)、國防軍工、航空航天等各個行業(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)動機，都以固體、液體和氣體燃料的燃燒產(chǎn)生的熱能為動力；在冶金、化工、玻璃、化肥生產(chǎn)、水泥、陶瓷、石油化工等生產(chǎn)過程中，都以燃料的燃燒來提供熱源等。

2“燃燒學(xué)”教學(xué)存在的問題

由于“燃燒學(xué)”存在理論性強、涉及面廣、內(nèi)容豐富、工程性強等特點，所以對教學(xué)的要求較高，在教學(xué)過程中也存在部分問題。

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和PPT等硬性灌輸?shù)姆绞綄W(xué)生進行知識的傳播，而教學(xué)效果好壞的評估就是學(xué)生最后的成績，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，尤其是“燃燒學(xué)”這樣的課程，導(dǎo)致課程教學(xué)中該課程對學(xué)生的吸引力不強，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

目前“燃燒學(xué)”課程的教材內(nèi)容變化和更新不夠及時，無法滿足時代的發(fā)展及社會的需求，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。

2.3理論結(jié)合實際針對性不強

由于“燃燒學(xué)”教材內(nèi)容更新的不及時，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)過程中理論與當(dāng)前的應(yīng)用實際結(jié)合得不夠緊密，針對性不強。

3“燃燒學(xué)”課程教學(xué)改革與創(chuàng)新

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

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

3.1具體教學(xué)內(nèi)容的改革，與時俱進

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，而我校能源與動力工程專業(yè)主要偏向于汽車動力方面，以內(nèi)燃機的燃燒及節(jié)能減排為主，因此在教學(xué)過（下轉(zhuǎn)第117頁）（上接第64頁）程中，我們在教學(xué)中擴展了各章教學(xué)內(nèi)容。例如，在燃燒反應(yīng)機理介紹中增加了一些車用內(nèi)燃機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)機理、影響因素等。隨著先進的燃燒模式和模型的出現(xiàn)，我們增加了內(nèi)燃機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拓寬知識面，與課程內(nèi)容緊密結(jié)合

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

3.3注重實踐與試驗

教學(xué)實踐可以有效地提高學(xué)生對于課程的理解能力和工程意識，并有效培養(yǎng)和提高創(chuàng)新能力?！叭紵龑W(xué)”在教學(xué)過程中，應(yīng)該注重實踐與試驗。主要體現(xiàn)在三個方面：一是通過計算機輔助教學(xué)，利用先進的CFD及燃燒計算分析軟件（如Fluent、AVL Fire、 Star CD、Converge、KIVA、Chemkin等）進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課程中所學(xué)的知識。二是進行相關(guān)的試驗，我校雖然沒有燃燒器、定容燃燒彈等基礎(chǔ)的燃燒學(xué)試驗設(shè)備，但是可以有效的利用學(xué)校的AVL發(fā)動機測試臺架，讓學(xué)生參與柴油機、汽油機運轉(zhuǎn)時燃燒的測試和分析，讓學(xué)生在內(nèi)燃機燃燒試驗中更加直觀的理解和掌握各因素對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)動機廠等，讓學(xué)生真切體會到“燃燒學(xué)”在生產(chǎn)實踐中的應(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，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中把所學(xué)的理論知識和生產(chǎn)、科研實踐相結(jié)合起來，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。同時鼓勵興趣濃、能力強的學(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“燃燒學(xué)”課程的特點進行了分析，并指出“燃燒學(xué)”課程教學(xué)過程中存在的教學(xué)手段不夠豐富、教學(xué)內(nèi)容更新不及時、理論結(jié)合實際針對性不強等問題，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。

參考文獻

[1] 郭名女，楊仲卿. 淺談青年教師如何上好熱能動力專業(yè)課“燃燒學(xué)”[J]. 科教導(dǎo)刊（上旬刊），2014，（04）：100-101.

[2] 段鋒，張西和，許詩雙. 燃燒學(xué)課程教學(xué)改革的探討[J]. 安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2012，（05）：120-122.

[3] 荊艷艷，梁盼. 燃燒學(xué)教學(xué)中的體會[J]. 科技視界，2013，（25）：131.

[4] 胡曉紅，金晶. 燃燒學(xué)實驗教學(xué)的改革與實踐[J]. 上海理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2015，（03）：297-299.