《燃燒與燃燒室》課程教學(xué)的探索與思考

李樹豪 王正鶴 韓非非 馬高山

摘要：為提升燃燒與燃燒室的課堂教學(xué)效果，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核形式等多個方面提出探索思路。課堂采用以學(xué)生為主導(dǎo)的模式，并充分利用慕課等形式，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)生的課堂參與度，使學(xué)生能夠高效率、高質(zhì)量地完成課程學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：燃燒與燃燒室；教學(xué)方法；探索思考

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）08-0177-02

一、引言

燃燒與燃燒室是飛行器動力工程專業(yè)（簡稱飛動）的一門核心專業(yè)課，主要通過對燃燒學(xué)基礎(chǔ)知識、燃料的燃燒、航空發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理的介紹，使學(xué)生學(xué)習(xí)燃料的燃燒和發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)知識，了解航空燃料的燃燒機(jī)制和發(fā)動機(jī)的工作原理，對飛行器動力來源有直接的認(rèn)識。燃燒與燃燒室是飛行器動力工程專業(yè)學(xué)生需要掌握的專業(yè)知識[1]。本課程開設(shè)于我校大學(xué)本科階段的第七學(xué)期，是在大學(xué)化學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、航空發(fā)動機(jī)原理等專業(yè)課的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的[2]。本課程可以使學(xué)生對之前的專業(yè)課程進(jìn)行回顧，但其最主要的目的是綜合多學(xué)科的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，對學(xué)生今后的工作和深造都是很重要的。

二、教學(xué)實(shí)施過程中呈現(xiàn)的問題

燃燒與燃燒室旨在為飛動專業(yè)學(xué)生建立系統(tǒng)的燃燒理論和航空發(fā)動機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)、原理等基礎(chǔ)知識，同時從專業(yè)角度出發(fā)，詳細(xì)介紹燃燒理論在發(fā)動機(jī)燃燒室中的實(shí)際應(yīng)用。在“燃燒與燃燒室”課程的教學(xué)實(shí)施過程中，主要呈現(xiàn)出以下幾個問題：

1.教學(xué)方法過于單一。在本課程的課堂教學(xué)過程中，教師授課方式主要以理論講解為主，課堂教學(xué)以多媒體講授為主要手段，教學(xué)手段較為單調(diào)，課堂上不能長時間地吸引學(xué)生的注意力，學(xué)生的聽課效果不好。

2.教學(xué)內(nèi)容綜合性較強(qiáng)。本課程涉及燃燒學(xué)基礎(chǔ)知識和航空發(fā)動機(jī)燃燒室的主要結(jié)構(gòu)。需要學(xué)生掌握工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)和航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)等先修課程，但是由于學(xué)生對這些先修課程掌握程度不好，再加上部分先修課程學(xué)習(xí)時間較早，直接導(dǎo)致學(xué)生對知識的遺忘率較高，以至于學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程過程中較為吃力。另外，由于教學(xué)內(nèi)容知識范圍比較寬泛，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的歸納總結(jié)能力，這也是大部分學(xué)生的軟肋。

3.學(xué)生課堂活動參與度不高。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣不好，不能養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)的模式；部分學(xué)生雖然學(xué)習(xí)習(xí)慣較好，但缺乏獨(dú)立思考的過程，這都會直接導(dǎo)致學(xué)生對知識較為陌生，對于知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)全靠課堂時間，導(dǎo)致學(xué)生思維跟不上教師的講課節(jié)奏。另外，學(xué)生處于大三這一特殊階段，面臨就業(yè)和考研的選擇，學(xué)生的學(xué)習(xí)會偏向考研專業(yè)課程，對本課程的興趣整體比較低迷。

4.課程考核方式單一。該課程目前的主要考核方式為：平時成績和期末試卷成績通過加權(quán)得到最終的考核成績。這種考核方式主要針對學(xué)生對教材中涉及的理論知識掌握情況，而對于學(xué)生的獨(dú)立思考能力和實(shí)際應(yīng)用能力的考核偏弱，不利于提高學(xué)生的實(shí)踐、創(chuàng)新等綜合能力。

三、課程教學(xué)的探索與思考

針對《燃燒與燃燒室》課程教學(xué)過程中存在的上述問題，提出幾點(diǎn)具體的教學(xué)舉措，實(shí)踐表明，在實(shí)際的教學(xué)活動這些措施能夠顯著提高學(xué)習(xí)效率。

1.豐富課程教學(xué)方法?！度紵c燃燒室》課程內(nèi)容范圍涉獵較廣、綜合性較強(qiáng)，如果課堂的教學(xué)方法單一，會直接導(dǎo)致課堂的枯燥和學(xué)生學(xué)習(xí)效率的降低，甚至直接影響學(xué)生對于知識的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)。在傳統(tǒng)教學(xué)方法之外，可以加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、開辟網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實(shí)施雙語教學(xué)等。該課程的主要教學(xué)內(nèi)容分為兩大部分：燃燒基礎(chǔ)知識和燃燒室構(gòu)造級原理。燃燒學(xué)知識偏重理論講授，而燃燒室的講解則應(yīng)與實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系。因此教學(xué)過程中要對每部分的知識進(jìn)行分類歸納，分析知識點(diǎn)的不同和學(xué)習(xí)特點(diǎn)方法，通過針對性講授或者實(shí)踐講解來完成實(shí)際的教學(xué)環(huán)節(jié)。如在燃燒學(xué)基礎(chǔ)知識講解時，充分利用計算機(jī)多媒體的可視、可見、可聽的優(yōu)勢，采用視頻、動畫讓同學(xué)們直觀地了解自然界和人類社會中多種燃燒現(xiàn)象，然后引導(dǎo)同學(xué)們嘗試用所掌握的知識去解釋這些燃燒現(xiàn)象。這種引導(dǎo)式教學(xué)可以促使同學(xué)們從不同角度去思考燃燒的本質(zhì)，例如：燃燒現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？為什么會有不同的燃燒現(xiàn)象？如何認(rèn)識燃燒的微觀機(jī)制？如何充分利用燃燒和組織燃燒？燃燒過程中污染物是如何形成的？學(xué)生們先思而后學(xué)，一方面會激發(fā)學(xué)生的求知欲，另一方面會大大提升課堂的學(xué)習(xí)效率；同時，引導(dǎo)式教學(xué)也鍛煉了學(xué)生的思考問題的能力，再通過對課程針對性的學(xué)習(xí)，進(jìn)而培養(yǎng)了其解決問題的能力。對于燃燒室的教學(xué)，主要以實(shí)踐教學(xué)和理論講授并重。在教學(xué)過程中，引入我國渦噴6和渦噴7航空發(fā)動機(jī)進(jìn)行實(shí)際教學(xué)，首先讓同學(xué)們自己對兩種航空發(fā)動機(jī)的燃燒室進(jìn)行了解，對其類型和構(gòu)造深入學(xué)習(xí)。這個過程讓同學(xué)們知道本課程的燃燒基礎(chǔ)知識的重要性以及與燃燒室的緊密聯(lián)系。另外，在該部分學(xué)習(xí)過程中，可以配合計算機(jī)仿真技術(shù)，讓同學(xué)們了解燃燒室的基本構(gòu)造，同時對燃燒室的燃?xì)饬鲃印⑷紵M織和燃燒室特性有系統(tǒng)、深入的了解。在實(shí)際的教學(xué)過程中，特別是在教學(xué)活動中期的時候，可以采用翻轉(zhuǎn)課堂和慕課的授課模式，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和計算機(jī)對知識點(diǎn)先行學(xué)習(xí)。課堂學(xué)生問題為主，針對性教學(xué)。并配合航空發(fā)動機(jī)實(shí)際問題，讓同學(xué)們預(yù)測問題出現(xiàn)的原因并提出解決方案。另外，學(xué)生可以自由結(jié)合成學(xué)習(xí)小組，從該課程出發(fā)選取自己感興趣的知識模塊進(jìn)行資料收集、文獻(xiàn)整理，并以PPT或者研究報告等形式進(jìn)行成果展示；教師通過初步評定后，學(xué)生可以在課堂上以講解的形式展示其主要成果；在講解過程，學(xué)生和教師可以針對其內(nèi)容進(jìn)行討論與提問；最后授課教師進(jìn)行總結(jié)。

2.充實(shí)課程教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容可以教材為主，但是內(nèi)容必須要大于教材；且教學(xué)內(nèi)容要結(jié)合實(shí)際的工程應(yīng)用，同時教學(xué)過程中更要注重與領(lǐng)域前沿相關(guān)的研究，這一方面可以增加學(xué)生的注意力和好奇心，使得學(xué)生知道該課程所學(xué)知識，能夠用到哪些領(lǐng)域，能夠解決什么問題，在未來工作中能夠起到什么樣的基礎(chǔ)，另一方面，可充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，將相關(guān)的知識串聯(lián)起來，使得同學(xué)們能夠靈活運(yùn)用重要知識點(diǎn)，掌握相關(guān)知識線，了解整個知識面。在講解燃燒基礎(chǔ)知識時，要讓同學(xué)們了解燃燒學(xué)的發(fā)展。從燃素說到現(xiàn)代計算燃燒學(xué)的發(fā)展歷程，讓同學(xué)了解科學(xué)研究的歷程，從現(xiàn)象中挖掘科學(xué)的本質(zhì)。在燃燒學(xué)章節(jié)講解過程中，由于授課對象對于大學(xué)化學(xué)等課程沒有學(xué)習(xí)過，所以有必要讓學(xué)生了解化學(xué)的相關(guān)知識，通過簡單的燃燒反應(yīng)動力學(xué)介紹，讓同學(xué)們理解從燃燒現(xiàn)象到燃燒本質(zhì)的過渡。通過對流體力學(xué)的介紹，讓同學(xué)們了解燃料燃燒是流體流動和靜態(tài)燃燒的結(jié)合。對于燃料燃燒基礎(chǔ)和火焰穩(wěn)定時，可以加入目前航空燃料的介紹，對于目前主要的航空燃料及其分類、燃燒特性等方面進(jìn)行全方位介紹，此時的講解宜廣不宜深。而對于燃燒室的結(jié)構(gòu)和原理講解后，搜集目前主流航空發(fā)動機(jī)制造商，對他們在燃燒室技術(shù)上的不同進(jìn)行補(bǔ)充，講述具體的案例，闡明燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計的原因，以及設(shè)計過程的重要事項。

3.改革課程考核方式?，F(xiàn)行課程考核方式以期末卷面成績?yōu)橹鳎赜趯χR的記憶，且考核內(nèi)容局限于教材、課件內(nèi)容等，對于學(xué)生綜合素質(zhì)能力的考核嚴(yán)重不足，也會對課程的整體授課效果產(chǎn)生影響。課程考核方式的改革，以課程的性質(zhì)與特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，以培養(yǎng)復(fù)合應(yīng)用型人才為目標(biāo)，積極尋求適用于本課程的考核方式。

四、結(jié)論

“燃燒與燃燒室”是飛行器動力工程專業(yè)重要的專業(yè)選修課之一。通過對本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可掌握燃燒學(xué)基礎(chǔ)和航空噴氣發(fā)動機(jī)燃燒室的主要結(jié)構(gòu)和原理，加深其對航空發(fā)動機(jī)的認(rèn)識。本文就燃燒與燃燒室課程提出了若干教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方式方面的一些改進(jìn)措施，以學(xué)生為主體，教師以引導(dǎo)、解惑為主，在教學(xué)實(shí)踐中強(qiáng)調(diào)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的把控，注重學(xué)生思考能力、自學(xué)能力、團(tuán)隊合作能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，顯著地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，教學(xué)效果也得到了較好改善。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃勇.燃燒與燃燒室[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009.

[2]黃勇.從歷史的角度深化課程教學(xué)改革——以“燃燒與燃燒室”為例[J].中國大學(xué)教學(xué)，2008，（4）：26-29.