“燃烧学”课程的创新与改革探讨

摘 要 本文針对“燃烧学”课程理论性强、涉及面广、内容丰富、工程性强的特点，指出了“燃烧学”课程教学过程中存在的问题，并在教学内容和方法上面提出提出了改革和创新措施，这些改革和创新的措施对提高“燃烧学”课程的教学效果方面将起到非常重要的作用。

关键词 燃烧学 教学内容 改革与创新

中图分类号：G642.0 文献标识码：A

能源是国民经济的基础，对经济稳定持续发展和改善人民生活质量具有十分重要的保障作用。世界总能源的80%左右来自于石油、天然气、煤等物质的燃烧，而且绝大多数污染物如HC、CO、NOx、CO2等的排放也源自于燃烧，这将引起环境污染和气候变暖等问题。目前，节能减排是当今社会的主题。“燃烧学”正是研究将燃料的化学能转换成热能的一门学科，对能源的高效利用和污染物的有效控制至关重要，尤其是随着全世界能源短缺和环境污染等问题的日益严峻，“燃烧学”作为基础应用研究越来越受到各高校及科研机构的重视。

在我国绝大多数普通高等院校中，“燃烧学”作为本科生的专业基础课程在能源动力、消防与安全、化学化工、航天航空等专业中独立开设。作为一门既年轻又古老的基础学科，随着社会对高等院校学生的要求不断提高，“燃烧学”课程对能源类专业的教学改革与创新尤为重要。

近年来，各院校在“燃烧学”课程的教学技巧、方法、手段等方面都取得了一定的成就，总结了不少的宝贵经验。但是随着社会需要的不断变化，在很多方面还需要不断的发展和完善。为了更好地促进“燃烧学”课程的教学，并培养具有创新能力的能源类高素质人才，笔者根据“燃烧学”课程的特点，并结合最近几年讲授能源与动力工程专业本科生“燃烧学”课程的经验，从“燃烧学”课程的特点、存在的问题、改革与创新等方面进行介绍总结。

1“燃烧学”课程特点

1.1理论性强

“燃烧性”涉及的理论较多，如燃烧反应的动力学机理，燃烧的着火、熄火、火焰传播、火焰稳定、预混火焰、扩散火焰、层流和湍流燃烧、燃烧产物的形成机理等，而且各种理论相互关联，较为复杂。

1.2涉及面广

“燃烧学”内容涉及面较宽，包括传热学、流体力学、化学动力学和高等数学等多学科知识，学生在学习该课程时需要有一定的化学、物理、高等数学、流体力学和传热学等相关知识才能更好的掌握。

1.3内容丰富

“燃烧学”课程的内容非常丰富，主要分为两大方面：一是燃烧理论方面的内容，主要以燃烧过程涉及的基本过程作为对象。二是燃烧技术方面的内容，主要是应用上述理论研究的结果来解决工程技术中的各种实际问题。

1.4工程性强

燃烧科学应用极其广泛，涉及到日常生活、工业生产、国防军工、航空航天等各个行业。例如火力发电厂的锅炉、工业燃烧和蒸汽、各种交通工具的发动机，都以固体、液体和气体燃料的燃烧产生的热能为动力；在冶金、化工、玻璃、化肥生产、水泥、陶瓷、石油化工等生产过程中，都以燃料的燃烧来提供热源等。

2“燃烧学”教学存在的问题

由于“燃烧学”存在理论性强、涉及面广、内容丰富、工程性强等特点，所以对教学的要求较高，在教学过程中也存在部分问题。

2.1教学手段不够丰富

目前的教育教学中教师作为教学的主体往往采用板书和PPT等硬性灌输的方式对学生进行知识的传播，而教学效果好坏的评估就是学生最后的成绩，这样不够丰富的教学手段导致学生学习的目的性和功利性很强，尤其是“燃烧学”这样的课程，导致课程教学中该课程对学生的吸引力不强，学生学习的积极性不够。

2.2教学内容更新不及时

目前“燃烧学”课程的教材内容变化和更新不够及时，无法满足时代的发展及社会的需求，也导致课程内容的吸引力不够，学生学习的积极性不强。

2.3理论结合实际针对性不强

由于“燃烧学”教材内容更新的不及时，加上授课老师在新的燃烧理论、方式、技术等方面所掌握的素材有限，导致“燃烧学”教学过程中理论与当前的应用实际结合得不够紧密，针对性不强。

3“燃烧学”课程教学改革与创新

随着社会的不断进步和对“燃烧学”知识的应用需求和研究的不断变化，“燃烧学”课程在教学内容方面需要进行一定的改革和创新。

针对“燃烧学”课程的特点及教学过程中存在的部分问题，笔者将结合自己“燃烧学”课程教学工作的实践，探讨“燃烧学”教学工作中的体会和建议，在教学内容方面提出部分的改革和创新措施，以供与其他同行进行交流探讨。

3.1具体教学内容的改革，与时俱进

目前我校使用的“燃烧学”教材是StephenR.Turns主编的“燃烧学导论”，涉及固体、气体、液体等方面的燃烧理论和特征，而我校能源与动力工程专业主要偏向于汽车动力方面，以内燃机的燃烧及节能减排为主，因此在教学过（下转第117页）（上接第64页）程中，我们在教学中扩展了各章教学内容。例如，在燃烧反应机理介绍中增加了一些车用内燃机中的主要燃料如汽油、柴油、生物柴油、乙醇、丁醇等燃烧的化学反应机理、影响因素等。随着先进的燃烧模式和模型的出现，我们增加了内燃机中新的燃烧模型的讲解和分析，并分析了这些技术相应的理论支撑，如预混合压燃（PCCI）、均质充量压燃（HCCI）、燃油反应活性亚燃（RCCI）等。

3.2拓宽知识面，与课程内容紧密结合

由于“燃烧学”涉及的知识面广，在教学过程中需要将知识面拓宽，并与课程内容紧密结合。如在将燃烧过程中气流状况时，应该给学生适当补充和拓宽流体力学中层流、湍流等知识。在讲燃烧效率、排放污染物等内容时，应结合目前能源状况、国家节能减排主题、十三五规划、中国制造2025等，让学生体会到该方面的重要性和必要性。

3.3注重實践与试验

教学实践可以有效地提高学生对于课程的理解能力和工程意识，并有效培养和提高创新能力。“燃烧学”在教学过程中，应该注重实践与试验。主要体现在三个方面：一是通过计算机辅助教学，利用先进的CFD及燃烧计算分析软件（如Fluent、AVL Fire、 Star CD、Converge、KIVA、Chemkin等）进行燃烧的模拟和分析，让学生能比较直观的去理解和体会课程中所学的知识。二是进行相关的试验，我校虽然没有燃烧器、定容燃烧弹等基础的燃烧学试验设备，但是可以有效的利用学校的AVL发动机测试台架，让学生参与柴油机、汽油机运转时燃烧的测试和分析，让学生在内燃机燃烧试验中更加直观的理解和掌握各因素对燃烧和排放的影响情况。三是带领学生去参观和燃烧密切相关的企业，如发电厂、化工厂、汽车发动机厂等，让学生真切体会到“燃烧学”在生产实践中的应用情况。

3.4教学与科研相结合

授课老师可以根据自己的研究方向，将科研成果与“燃烧学”教学有效地结合起来，让学生在学习过程中把所学的理论知识和生产、科研实践相结合起来，不但可以有效的培养学生的学习兴趣，提高学生的能力，同时为学生后期在硕士、博士生研究生阶段的学习和研究打下一定的基础，满足后续科研的需求。同时鼓励兴趣浓、能力强的学生参与到授课老师的科研当中。

4结论

作为能源与动力类专业一门重要的专业基础课程，“燃烧学”扮演着重要角色。从理论性、涉及面、内容和工程性等方面对“燃烧学”课程的特点进行了分析，并指出“燃烧学”课程教学过程中存在的教学手段不够丰富、教学内容更新不及时、理论结合实际针对性不强等问题，并提出了“燃烧学”课程在教学内容方面的改革与创新措施和方法。

参考文献

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