基于科研創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃的“燃燒學(xué)”探究式教學(xué)方法改革探索

【摘要】為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的科研能力，同時(shí)提高“燃燒學(xué)”的課堂教學(xué)效果，提出了以科研項(xiàng)目為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用燃燒學(xué)課程知識(shí)參與科研創(chuàng)新訓(xùn)練的探究式教學(xué)模式。該模式將科研與教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生積極參與課堂互動(dòng)和大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃，有效地實(shí)現(xiàn)了科教結(jié)合，因而取得了較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】燃燒學(xué) 科研創(chuàng)新 探究式

【基金項(xiàng)目】本文系中國(guó)礦業(yè)大學(xué)課程建設(shè)與教學(xué)改革項(xiàng)目（2014QN46）的研究成果。

【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）07-0222-01

一、引言

當(dāng)今世界科技飛速發(fā)展，然而，化石能源短缺和因化石能源的利用帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也日益突出，直接影響著人類社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展。燃燒是人類獲取能量賴以生存的主要方式，因此，目前人類所面臨的能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題也與燃燒有著緊密的聯(lián)系。為了更好地提高能源利用率，優(yōu)化環(huán)境，就必須深入地研究能源物質(zhì)的燃燒科學(xué)問(wèn)題?！度紵龑W(xué)》正是研究能源燃燒的發(fā)生、發(fā)展和熄滅過(guò)程的學(xué)科，其在能源高效利用、污染有效控制等節(jié)能減排方面具有非常重要的作用[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)多所高校的熱能工程、安全工程或相關(guān)專業(yè)均已開(kāi)設(shè)了《燃燒學(xué)》課程，其中熱能專業(yè)的燃燒學(xué)課程主要研究的是如何利用燃燒基本理論提高燃燒效率[3]，而安全工程相關(guān)專業(yè)的燃燒學(xué)課程主要研究的是基于燃燒基本理論解決災(zāi)害性燃燒現(xiàn)象的燃燒防治。就安全工程專業(yè)本身而言，燃燒學(xué)是安全工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)主干課的基礎(chǔ)，在安全工程專業(yè)課程設(shè)置中具有重要的地位。就安全工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)性質(zhì)而言，安全工程專業(yè)的學(xué)生將來(lái)所要從事的工作主要為災(zāi)害防治、安全管理、應(yīng)急救援、事故調(diào)查等，注重的是應(yīng)用基礎(chǔ)理論解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題的能力，因此學(xué)習(xí)燃燒學(xué)的目的不是簡(jiǎn)單的計(jì)算和公式推導(dǎo)，而是應(yīng)用其中的理論知識(shí)分析現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害的應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題。

隨著科學(xué)技術(shù)飛速猛進(jìn)地發(fā)展，無(wú)論是燃燒理論還是燃燒技術(shù)也都處于不斷發(fā)展的狀態(tài)，而目前很多高校仍然多采用傳統(tǒng)講授法給學(xué)生講授傳統(tǒng)燃燒學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，既缺乏與學(xué)生之間的充分研討、交流和啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)效果，又缺少與現(xiàn)代燃燒學(xué)以及實(shí)際生產(chǎn)生活的聯(lián)系，限制了教學(xué)效果的改進(jìn)和提高，同時(shí)枯燥繁瑣的公式和理論也使得學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情下降。目前，我國(guó)高等教育正由培養(yǎng)文化型、學(xué)科型人才轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才，本文以大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練為引導(dǎo)，建立探究式的《燃燒學(xué)》教學(xué)模式，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，同時(shí)改進(jìn)《燃燒學(xué)》的教學(xué)效果。

二、教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)

《燃燒學(xué)》是一門復(fù)雜的交叉學(xué)科，其內(nèi)容涉及到有機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)以及火災(zāi)學(xué)等學(xué)科。為了使學(xué)生能夠熟練運(yùn)用掌握最新的燃燒理論和燃燒技術(shù)分析現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害，并做好災(zāi)害防治和安全管理工作，我們將教學(xué)內(nèi)容分成理論和實(shí)踐兩大部分。理論部分主要講述“燃燒”發(fā)生所涉及的物理化學(xué)基礎(chǔ)及“燃燒”關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算方法，闡述可燃系統(tǒng)的“著火方式”、“著滅火”發(fā)生的過(guò)程機(jī)理及條件和可燃性氣體、液體、固體三種不同相態(tài)可燃物的著火及燃燒特性，介紹可燃系統(tǒng)爆燃（轟）等熱動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的機(jī)理及防治方法，以及固體可燃物阻燃的基本原理及室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展的基本規(guī)律。實(shí)踐部分主要為與課堂知識(shí)相連的科研創(chuàng)新訓(xùn)練，要求學(xué)生調(diào)研燃燒學(xué)研究現(xiàn)狀，參與相關(guān)的研究，撰寫(xiě)科研論文。為了較好地結(jié)合科研創(chuàng)新實(shí)踐，使得學(xué)生更好地運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際生產(chǎn)生活問(wèn)題，實(shí)行包括理論考試和平時(shí)實(shí)踐創(chuàng)新以及科研論文撰寫(xiě)的綜合考核方式，徹底解決學(xué)生過(guò)分考前“臨時(shí)抱佛腳”的習(xí)慣。

三、教學(xué)方法的改革

“燃燒學(xué)”是以工業(yè)生產(chǎn)與生活實(shí)際問(wèn)題為基礎(chǔ)的具有較強(qiáng)實(shí)踐性的學(xué)科。為了更好地實(shí)施“大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練”為基礎(chǔ)的探究式教學(xué)改革，在課堂教學(xué)上，我們根據(jù)安全和消防專業(yè)燃燒學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)、生活生產(chǎn)實(shí)例、多媒體動(dòng)畫(huà)等方式提出既有啟迪性，又能激發(fā)學(xué)生探究欲望的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，讓學(xué)生學(xué)會(huì)探索新知識(shí)。其中，要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是如何創(chuàng)設(shè)情境，積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出質(zhì)疑。例如在講述影響可燃?xì)怏w燃燒的因素時(shí)，可以啟發(fā)學(xué)生聯(lián)系生活生產(chǎn)實(shí)際，分組開(kāi)展小型的學(xué)術(shù)研討會(huì)，討論影響可燃?xì)怏w燃燒速度的因素，并作出總結(jié)分析，從而提出高效利用可燃?xì)怏w的方法以及預(yù)防氣體爆炸的可行方法。

同時(shí)，建立學(xué)生課外學(xué)習(xí)的第二課堂，組織學(xué)生在教師的指導(dǎo)下進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)并參與教師的科研實(shí)踐也是我們進(jìn)行“燃燒學(xué)”探究式教學(xué)的一大舉措。這種教學(xué)模式注重科研實(shí)驗(yàn)向教學(xué)實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式、探究式教學(xué)，并與科研、工程實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。其中關(guān)鍵問(wèn)題是在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)后，及時(shí)幫助學(xué)生把探究過(guò)程中所獲取的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)或資料進(jìn)行整理、歸納和分析，引導(dǎo)學(xué)生從中找到問(wèn)題的規(guī)律性，組織并激發(fā)學(xué)生展開(kāi)研討，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和理解。

四、結(jié)論

針對(duì)當(dāng)前世界能源利用和環(huán)境所面臨的問(wèn)題，分析了“燃燒學(xué)”的課程特點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)下社會(huì)對(duì)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的需求，提出了以大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃為基礎(chǔ)的“燃燒學(xué)”探究式教學(xué)方法改革方案。該方案在學(xué)校大力支持大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練的引領(lǐng)下受到了較好的成效，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，為其后續(xù)發(fā)展打好了基礎(chǔ)，更重要的是提高了“燃燒學(xué)”的教學(xué)成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]童正明， 張松壽， 周文鑄. 工程燃燒學(xué)[M]. 北京： 中國(guó)計(jì)量出版社，2008.

[2]曹玉春，吳金星，焦森林.熱能動(dòng)力工程專業(yè)“燃燒學(xué)”課程的教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].中國(guó)電力教育，2010，（4）：69-71.

[3]周松.“燃料與燃燒”課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)[J].教育教學(xué)論壇，2015，（40）：113-114.

作者簡(jiǎn)介：

竇國(guó)蘭，女，博士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院副教授。