王中賢　王涵

摘要：本文針對目前工程燃燒學教學偏理論、實踐較少的現(xiàn)象，通過教學內(nèi)容的合理安排、重點突出、更新及時、與時俱進和采用啟發(fā)式教學、研討式教學方法，并結(jié)合日常生活和生產(chǎn)中的實際應用，讓學生感受到知識的實用性，提高學生學習的熱情和興趣。

關鍵詞：燃燒學；內(nèi)容優(yōu)化；研討式教學；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）28-0151-02

一、引言

工程燃燒學是熱能動力專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。由于燃燒過程實質(zhì)上是耦合了流動、傳熱以及復雜的化學反應過程，所以其內(nèi)容涉及傳熱學、工程流體力學、工程熱力學等多門學科知識，是一門具有多學科交叉性的課程[1，2]。本文針對目前工程燃燒學教學偏理論、實踐較少的現(xiàn)象，通過教學內(nèi)容的安排、教學方法的改進以及日常生活和生產(chǎn)實際應用，讓學生感受到知識的實用性，提高學生學習的熱情和興趣。

二、工程燃燒學教學發(fā)展現(xiàn)狀

首先，工程燃燒學是一門發(fā)展非常快的學科，它的理論性、系統(tǒng)性和實踐性均很強。學生面對復雜的理論模型、燃燒設備等感到茫然，不知從何學起，普遍感到理論抽象，理論與實際聯(lián)系脫鉤。

其次，教材更新較慢，教學內(nèi)容過于陳舊，所教的知識落后于實際的需要，學生覺得所學知識枯燥無味，對將來沒有什么用處，學習積極性不高。而一些新的燃燒理論、燃燒技術以及新型燃燒測試技術已經(jīng)成熟、完善并獲得推廣應用，但現(xiàn)有教材中并沒有涉及這部分的內(nèi)容[3，4]。

再者，目前工程燃燒學的教學偏重于理論方面，而實踐教學環(huán)節(jié)較少。一方面學生感覺枯燥，難以理解；另一方面又涉及大型燃燒系統(tǒng)，學生很少有機會進行實踐，也很難將課堂知識應用于實際。

三、教學內(nèi)容改進

（一）教學內(nèi)容合理安排，重點突出

工程燃燒學課程授課時數(shù)32學時，其中2學時為實驗課，要在30個學時內(nèi)完成課程，并做到內(nèi)容連貫合理、重點突出，實則不易。因此，在工程燃燒學內(nèi)容的安排上，幾個重要理論和知識點都要涉及。如：燃料及燃燒計算、燃燒理論基礎、氣體燃料燃燒、液體燃料燃燒、固體燃料燃燒和燃燒污染控制技術等。但在難度和深度上要合理，在時間安排上要緊湊。對于重點內(nèi)容在講解的過程中應深入細致，占用學時數(shù)要多一些。如在講解燃燒計算時著重通過對燃燒的化學方程式的學習，知道燃燒空氣量、煙氣量的計算公式來源而不需要死記公式。教學中特別需要強調(diào)的是所有的氣體都要當成理想氣體來處理。在燃料理論基礎內(nèi)容部分，要求學生掌握兩個定律、兩種理論和分析影響燃燒速率的因素，關于兩個定律的推導不做講解。理論學習主要注重理論的理解和理論模型的解釋，而對理論模型的推導過程不做要求。

在氣、液、固燃料燃燒部分，重點放在氣體燃料的燃燒部分，一般安排8—10個課時，液、固燃料燃燒部分一般各安排3個課時，主要通過理解液、固燃料燃燒和氣體燃料燃燒的區(qū)別，從而掌握液、固燃料燃燒的特點。氣體燃料的燃燒包括對預混氣體的著火、火焰的傳播、擴散燃燒、火焰的穩(wěn)定和燃燒器等方面的詳細介紹，讓學生對氣體燃料的燃燒過程有個比較清楚的了解。

（二）更新及時，與時俱進

科學技術飛速發(fā)展，燃燒技術也不例外[5]。如現(xiàn)代利用先進的激光技術、現(xiàn)代質(zhì)譜、色譜等光學、化學分析儀器，研究了燃燒過程的各種機理，改進了燃燒的試驗方法，提高了測試精度，使燃燒學在深度和廣度上都有了飛躍的發(fā)展。計算機的迅猛發(fā)展也提供了可以求出各種理論數(shù)學模型解的可能性，從而把燃燒理論和燃燒現(xiàn)象有機的聯(lián)系起來，使燃燒學上升到系統(tǒng)理論的高度。因此在教學過程中應適時對于一些最新的燃燒技術和燃燒理論的發(fā)展動態(tài)進行介紹，力求追蹤當代科技的最新成果，將當代燃燒學發(fā)展過程中的新成就、新思想和新發(fā)展及時傳授給學生，不斷開拓學生的視野。如高溫空氣的蓄熱燃燒技術，具有節(jié)省燃料、減少二氧化碳和氮氧化物的排放以及降低燃燒噪音功效，被譽為21世紀的關鍵技術之一。催化燃燒技術是在催化劑的催化作用下，可燃性氣體在低溫條件下能夠充分氧化燃燒，燃燒溫度低于火焰燃燒，并且能夠解決火焰燃燒過程中低效、污染排放較高等問題。再如均質(zhì)沖量壓燃燒技術是綜合了壓燃式發(fā)動機和火花點燃式發(fā)動機的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)排放和燃料消耗的同時減少。

四、教學方法改進

（一）采用啟發(fā)式教學和研討式教學

結(jié)合教學內(nèi)容，激發(fā)學生聯(lián)系生活、生產(chǎn)中的燃燒實例，運用燃燒理論進行分析。如在講到燃燒理論基礎時，讓學生課后查閱各種滅火器的滅火原理。如對于油類、紡織品、木材、煤氣等燃料在燃燒時會產(chǎn)生許多異?；钴S的中性原子或原子團，化學上叫自由基，如氫原子、氫氧原子團等，它們一方面加速可燃物質(zhì)的分解，同時又不斷產(chǎn)生更多的自由基。一旦開始燃燒，就會迅速蔓延，直至燃盡，因此撲滅這類火焰的關鍵是吸收、降低自由基的能量。干粉滅火劑，主要的藥品是小蘇打（碳酸氫鈉），其他的為石英粉、化石粉、云母粉等，當干粉噴射到燃燒區(qū)后，細小的干粉顆粒跟自由基碰撞，從而使自由基的能量大大降低，失去活性，阻斷了鏈鎖反應的進行，達到迅速滅火的目的。在分析燃燒速率影響因素時，引導學生思考如何強化燃燒，如從提高溫度和加強氣流混合兩方面來考慮，可以采用煙氣預熱燃氣和空氣或?qū)⑷紵a(chǎn)生的部分高溫煙氣回流來提高火焰?zhèn)鞑サ乃俣?，進而提高燃燒溫度，既可使燃燒得到強化，又能夠提高燃燒設備的熱效率，也可以采用旋轉(zhuǎn)氣流來提高氣流混合的強度，進而極大地提高燃燒速度。學習氣體燃料燃燒的著火理論時，聯(lián)系礦井中的瓦斯爆炸、易燃易爆品的存放等講解。如瓦斯爆炸，這是我國煤礦生產(chǎn)中最常見的災害事故，不僅造成了大量的人員傷亡，而且嚴重摧毀了井巷設施，中斷了生產(chǎn)，甚至引起了煤塵爆炸、礦井火災、井巷垮塌等二次事故。大量的瓦斯爆炸事故表明，礦井瓦斯爆炸必須滿足以下三個條件：瓦斯?jié)舛取⒁欢ǖ囊饻囟群脱鯕獾臐舛?，并且需要三者同時具備，因此預防瓦斯爆炸的措施就是防止瓦斯的積聚和杜絕或限制高溫熱源的出現(xiàn)，同時還需要從思想上提高每個人對瓦斯爆炸及防治的認識。在講到氣體燃料的擴散燃燒和動力燃燒時，引導學生分析早期的煤氣燈和本生燈的燃燒原理，并讓學生查閱火炬的燃燒原理等。介紹燃燒污染物控制時，讓學生查閱燃煤鍋爐中脫硫、脫銷以及二氧化碳減排和儲存方面的最新技術等。采用啟發(fā)式教學和研討式教學，培養(yǎng)學生學以致用、理論聯(lián)系實際的能力和素養(yǎng)。

（二）注重實踐教學

實踐教學內(nèi)容和時間根據(jù)課堂教學來安排。如課堂講授預混燃燒、非預混燃燒等內(nèi)容時，應結(jié)合本生燈實驗講授相關內(nèi)容；也可通過演示和購置各種燃燒設備模型，供學生現(xiàn)場觀摩、研究，進一步加深學生對燃燒設備結(jié)構和工作原理的認識；還可以借用科研實驗基礎，建立學生課外學習第二課堂，組織部分學生進入實驗室學習參與到科研工作中，實現(xiàn)教學科研的有機結(jié)合，切實提高學生的綜合能力。

增加實踐教學環(huán)節(jié)，讓學生了解或參與到實驗室建設項目、科研項目中，能夠綜合運用所學理論知識進行綜合實驗和創(chuàng)新實驗。增加新燃燒設備的演示，使教學內(nèi)容具有新穎性和時代感，使學生貼近工程實際和現(xiàn)實生活。

總之，在教學過程中，要將書本中的理論和實際相聯(lián)系，讓所學的知識能夠融會貫通，并讓學生感受到知識的實用性。

五、結(jié)論

通過案例分析和實際項目應用可以使學生對于專業(yè)知識的認識更加深刻，對學科學習更加有信心，參加學科競賽的積極性更加強烈，為學生以后從事燃燒系統(tǒng)及設備的設計、運行和控制，防治和減少燃燒排放物對環(huán)境污染，等等方面的工作打下必要的基礎，使學生能夠很快適應工廠企業(yè)的發(fā)展要求，使企業(yè)的燃燒設備的設計更加完善，提高企業(yè)能源利用效率，對于節(jié)能降耗和減少污染，促進建設節(jié)約型社會和可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]王寶文，王為術，高傳昌.電廠熱能動力工程專業(yè)“燃燒學”教學內(nèi)容設計[J].中國電力教育，2010，（30）：100-102.

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

[3]汪軍，馬其良，張振東.工程燃燒學[M].北京：中國電力出版社，2008.

[4]徐旭常.燃燒理論與燃燒設備[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990.

[5]趙靜.淺析燃燒學新技術[J].中國高新技術企業(yè)，2015，（20）：36-37.