劉爽 劉建禹 張鴻瓊 羅立娜 李杞超 鄭國(guó)香

摘要：燃燒學(xué)是能源類專業(yè)的必修課，在學(xué)生將來的深造和就業(yè)過程中起著重要作用。本文基于成果導(dǎo)向教育理念，并結(jié)合燃燒學(xué)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)目前東北農(nóng)業(yè)大學(xué)能源類專業(yè)燃燒學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、方法、評(píng)價(jià)體系的不足進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的改革方案。這些方案對(duì)于夯實(shí)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜燃燒工程問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)具有積極的作用。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育；燃燒學(xué)；農(nóng)業(yè)院校；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）26-0096-02

燃燒學(xué)是研究燃燒現(xiàn)象、理論和應(yīng)用的科學(xué)，在能源高效利用、污染有效控制等方面具有舉足輕重的地位[1]。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)能源類專業(yè)于2014年開設(shè)了燃燒學(xué)課程，在教材、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面取得了很大進(jìn)步，基本滿足了人才培養(yǎng)方案對(duì)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求。成果導(dǎo)向教育（Outcome based education，簡(jiǎn)稱OBE），是指教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果，它具有三個(gè)特點(diǎn)：以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)。目前，OBE已成為美國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)家教育改革的主流理念，被工程教育專業(yè)認(rèn)證完全采納[2，3]。在此背景下，有必要以O(shè)BE理念為引導(dǎo)，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)燃燒學(xué)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及評(píng)價(jià)體系進(jìn)行調(diào)整，制訂體現(xiàn)農(nóng)業(yè)院校自身特點(diǎn)的燃燒學(xué)課程教學(xué)策略，以培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)深厚、實(shí)踐能力強(qiáng)大、綜合素質(zhì)優(yōu)良的高質(zhì)量農(nóng)業(yè)院校能源類人才。

一、實(shí)際教學(xué)中燃燒學(xué)課程存在的問題

（一）教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng)目標(biāo)不完全匹配

目前，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)能源類專業(yè)燃燒學(xué)課程教學(xué)學(xué)時(shí)為40課時(shí)，教學(xué)內(nèi)容主要包括燃料特性、燃料的燃燒計(jì)算、燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、著火與滅火、氣體、液體和固體燃料燃燒等。由于農(nóng)業(yè)院校能源類畢業(yè)生畢業(yè)和深造主要面向新能源領(lǐng)域，采用現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容存在兩方面問題，一是過于注重燃燒學(xué)理論的數(shù)學(xué)解析，數(shù)學(xué)推導(dǎo)內(nèi)容過多，就難以起到在前期基礎(chǔ)課和后續(xù)專業(yè)課之間的銜接和過渡作用；二是采納工科院校能源類專業(yè)的授課方案，側(cè)重于大型火力發(fā)電行業(yè)的燃燒設(shè)備，沒能體現(xiàn)新能源領(lǐng)域以生物質(zhì)或者生物質(zhì)衍生物為燃料的燃燒工藝和設(shè)備的特點(diǎn)，因此往往造成畢業(yè)生所學(xué)知識(shí)與人才培養(yǎng)的要求不完全匹配。

（二）教學(xué)手段單一，學(xué)生參與度低

教師教學(xué)基本以課堂講授為主，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性低。受課堂教學(xué)時(shí)間的限制，學(xué)生無法參與到教學(xué)的全過程，這限制了學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮。

（三）評(píng)價(jià)體系過于依賴考試，缺少過程考核

原考核方式主要包括：閉卷考試成績(jī)（占70%）和平時(shí)成績(jī)（占30%）。這種考核方式缺乏對(duì)課程考核的過程管理，不能全面反映學(xué)生真實(shí)水平；同時(shí)由于課程考試內(nèi)容局限于教材、課堂筆記，知識(shí)考核多，能力考核少，缺乏對(duì)學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的評(píng)價(jià)，教學(xué)效果不理想。

二、農(nóng)業(yè)院校燃燒學(xué)課程教學(xué)改革方案

（一）課程教學(xué)目標(biāo)的制訂

成果導(dǎo)向教育遵循的是反向設(shè)計(jì)原則，由學(xué)科發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需求決定培養(yǎng)目標(biāo)，由培養(yǎng)目標(biāo)決定畢業(yè)要求。能源類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是具備在新能源技術(shù)與裝備領(lǐng)域從事研究與規(guī)劃設(shè)計(jì)、裝備開發(fā)與集成、經(jīng)營(yíng)與管理、教學(xué)與科研等工作能力，綜合素質(zhì)優(yōu)良的復(fù)合型工程技術(shù)人才。在此背景下，為了提高學(xué)生在知識(shí)、能力和素質(zhì)三個(gè)方面與學(xué)科發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步需求的契合度，確定本課程的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）能夠認(rèn)知和理解燃燒基礎(chǔ)和燃燒原理，明確燃燒學(xué)的知識(shí)框架體系。

（2）能夠利用燃燒的基本理論和定性與定量相結(jié)合等方法，對(duì)實(shí)際生活和生產(chǎn)中的燃燒現(xiàn)象進(jìn)行分析。

（3）能夠根據(jù)工程條件，提出燃燒裝置的工程設(shè)計(jì)方案，完成設(shè)計(jì)計(jì)算和輔助設(shè)備選型，并在設(shè)計(jì)過程中體現(xiàn)整體、人本、審美等意識(shí)。

（4）通過現(xiàn)有的知識(shí)結(jié)合文獻(xiàn)檢索對(duì)新的燃燒技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（5）將生態(tài)文明理念貫穿于課程，在分析工程問題時(shí)考慮環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展。

（6）在項(xiàng)目研究中，能夠形成合理的組織分工，學(xué)生能夠融入團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行有效的溝通，高效地完成項(xiàng)目任務(wù)。

在課程教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上制訂了教學(xué)內(nèi)容、方法和評(píng)價(jià)體系的改革方案。

（二）教學(xué)內(nèi)容的改革

由于本課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，針對(duì)的對(duì)象是本科生，因此教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)應(yīng)放在與先修課程的無縫銜接及與后續(xù)專業(yè)課程的過渡。一方面，刪減了過于艱澀難懂的純理論知識(shí)和煩瑣的公式推導(dǎo)過程，以燃燒流動(dòng)的控制方程組、化學(xué)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)為統(tǒng)領(lǐng)，從中引出后面各章節(jié)的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)了與先修課程的無縫銜接。隨后根據(jù)燃料種類，在后續(xù)各章節(jié)逐步展開介紹氣體、液體和固體燃料燃燒等知識(shí)，重點(diǎn)講述問題的來龍去脈，以便學(xué)生理解，使其對(duì)燃燒學(xué)理論和現(xiàn)有技術(shù)有較為全面的認(rèn)知。另一方面，突出燃燒學(xué)理論在生物質(zhì)能源領(lǐng)域的應(yīng)用，如沼氣燃?xì)忮仩t、沼氣燃?xì)廨啓C(jī)、生物質(zhì)直燃電廠等。還根據(jù)課時(shí)情況對(duì)一些生物質(zhì)領(lǐng)域特有的燃燒技術(shù)，如生物質(zhì)熱解、陰燃等進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。

（三）教學(xué)方法的改革

針對(duì)農(nóng)業(yè)院校能源類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，將教學(xué)內(nèi)容劃分為緒論和燃燒基礎(chǔ)、燃燒原理、燃燒學(xué)發(fā)展前沿三個(gè)層次，根據(jù)每個(gè)層次的特點(diǎn)進(jìn)行分段式的教學(xué)設(shè)計(jì)。

1.緒論和燃燒基礎(chǔ)部分主要采用問題式教學(xué)。列舉酒精燈火焰、本生火焰等典型燃燒現(xiàn)象，根據(jù)燃燒學(xué)復(fù)雜性和多學(xué)科交叉性的特點(diǎn)，分析其所包含的流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，將相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容從歷史和理論兩個(gè)方面展開[4]。通過燃燒學(xué)基本理論發(fā)展背后的歷史故事、科學(xué)家的事跡，提高課程的吸引力；通過介紹燃燒基礎(chǔ)理論體系的建立過程，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)對(duì)復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行分析，提高其邏輯思維能力。

2.燃燒原理部分主要采用案例教學(xué)形式。緊扣農(nóng)業(yè)院校能源類專業(yè)的學(xué)科發(fā)展方向，針對(duì)氣體、液體、固體燃料的燃燒，分別選取典型案例尤其是生物質(zhì)領(lǐng)域的工程應(yīng)用案例引出本部分主要知識(shí)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)評(píng)述和拓展。通過采用工程案例分析、大作業(yè)等形式，使學(xué)生開闊視野、增強(qiáng)工程觀念，提高分析和解決實(shí)際工程問題的能力。

3.燃燒學(xué)發(fā)展前沿主要采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。根據(jù)每年中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)燃燒學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)的議題，選擇燃燒污染的控制、燃燒測(cè)試與診斷、燃燒過程仿真、新型燃燒技術(shù)等學(xué)科發(fā)展前沿內(nèi)容為主題，每2—3人組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組，在進(jìn)行文獻(xiàn)檢索和MOOC學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，分別對(duì)相應(yīng)主題的原理、應(yīng)用、研究現(xiàn)狀等內(nèi)容進(jìn)行綜合述評(píng)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作制作并講授微課。這種學(xué)生通過組建研究團(tuán)隊(duì)緊跟學(xué)科發(fā)展前沿的方式，既可以鍛煉學(xué)生對(duì)新問題的歸納和總結(jié)能力，也能鍛煉其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和語(yǔ)言表達(dá)能力[5]。

（四）評(píng)價(jià)體系改革

在教學(xué)過程中以超星學(xué)習(xí)通為教學(xué)輔助工具，在課前、課上、課后環(huán)節(jié)充分利用學(xué)習(xí)通促進(jìn)學(xué)生的課外學(xué)習(xí)和師生間的互動(dòng)交流，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)教學(xué)與課堂教學(xué)的深度融合，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的積極性。在此基礎(chǔ)上采用綜合評(píng)判的方式，對(duì)課堂表現(xiàn)、作業(yè)、大作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、翻轉(zhuǎn)課堂、考試成績(jī)等部分分別進(jìn)行獨(dú)立評(píng)分，將考核過程貫穿于教學(xué)過程的始終，從而實(shí)現(xiàn)教師考核和學(xué)生自我評(píng)價(jià)相結(jié)合，提高綜合能力考核比例，降低知識(shí)記憶考核比例，構(gòu)建一種基于過程的知識(shí)、能力和素質(zhì)多元評(píng)價(jià)體系。

三、結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)實(shí)踐表明，通過基于OBE理念的教學(xué)改革，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性有了明顯的提高，邏輯思維、工程思維、動(dòng)手實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作、語(yǔ)言表達(dá)等方面的能力得到了全面的鍛煉和提升，有效地提高了授課的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]段鋒，張西和，許詩(shī)雙.燃燒學(xué)課程教學(xué)改革的探討.安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012，29（5）：120-121.

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[3]李培振，張波，單伽锃，等.基于OBE理念的課程考試及其評(píng)價(jià)研究.教育教學(xué)論壇，2019，（13）：83-85.

[4]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(guó)大學(xué)教學(xué)，2008，（04）：26-29.

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