基于科研創新訓練計劃的“燃燒學”探究式教學方法改革探索

【摘要】為了激發學生的創新意識，提高學生的科研能力，同時提高“燃燒學”的課堂教學效果，提出了以科研項目為基礎，引導學生運用燃燒學課程知識參與科研創新訓練的探究式教學模式。該模式將科研與教學相結合，使學生積極參與課堂互動和大學生科研創新訓練計劃，有效地實現了科教結合，因而取得了較好的教學效果。

【關鍵詞】燃燒學 科研創新 探究式

【基金項目】本文系中國礦業大學課程建設與教學改革項目（2014QN46）的研究成果。

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）07-0222-01

一、引言

當今世界科技飛速發展，然而，化石能源短缺和因化石能源的利用帶來的環境問題也日益突出，直接影響著人類社會的可持續性發展。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題和環境問題也與燃燒有著緊密的聯系。為了更好地提高能源利用率，優化環境，就必須深入地研究能源物質的燃燒科學問題。《燃燒學》正是研究能源燃燒的發生、發展和熄滅過程的學科，其在能源高效利用、污染有效控制等節能減排方面具有非常重要的作用[1-2]。目前，國內多所高校的熱能工程、安全工程或相關專業均已開設了《燃燒學》課程，其中熱能專業的燃燒學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]，而安全工程相關專業的燃燒學課程主要研究的是基于燃燒基本理論解決災害性燃燒現象的燃燒防治。就安全工程專業本身而言，燃燒學是安全工程專業學生進一步學習專業主干課的基礎，在安全工程專業課程設置中具有重要的地位。就安全工程專業學生的就業性質而言，安全工程專業的學生將來所要從事的工作主要為災害防治、安全管理、應急救援、事故調查等，注重的是應用基礎理論解決現場實際問題的能力，因此學習燃燒學的目的不是簡單的計算和公式推導，而是應用其中的理論知識分析現場火災、爆炸等災害的應用技術問題。

隨著科學技術飛速猛進地發展，無論是燃燒理論還是燃燒技術也都處于不斷發展的狀態，而目前很多高校仍然多采用傳統講授法給學生講授傳統燃燒學基礎知識，既缺乏與學生之間的充分研討、交流和啟發式、互動式的教學效果，又缺少與現代燃燒學以及實際生產生活的聯系，限制了教學效果的改進和提高，同時枯燥繁瑣的公式和理論也使得學生的學習熱情下降。目前，我國高等教育正由培養文化型、學科型人才轉變為培養具有創新能力的高素質人才，本文以大學生科研創新訓練為引導，建立探究式的《燃燒學》教學模式，旨在激發學生的學習熱情，培養學生的科研創新能力，同時改進《燃燒學》的教學效果。

二、教學內容重構

《燃燒學》是一門復雜的交叉學科，其內容涉及到有機化學、無機化學、傳熱學、工程熱力學以及火災學等學科。為了使學生能夠熟練運用掌握最新的燃燒理論和燃燒技術分析現場火災、爆炸等災害，并做好災害防治和安全管理工作，我們將教學內容分成理論和實踐兩大部分。理論部分主要講述“燃燒”發生所涉及的物理化學基礎及“燃燒”關鍵參數的計算方法，闡述可燃系統的“著火方式”、“著滅火”發生的過程機理及條件和可燃性氣體、液體、固體三種不同相態可燃物的著火及燃燒特性，介紹可燃系統爆燃（轟）等熱動力災害發生的機理及防治方法，以及固體可燃物阻燃的基本原理及室內火災發生、發展的基本規律。實踐部分主要為與課堂知識相連的科研創新訓練，要求學生調研燃燒學研究現狀，參與相關的研究，撰寫科研論文。為了較好地結合科研創新實踐，使得學生更好地運用理論知識解決實際生產生活問題，實行包括理論考試和平時實踐創新以及科研論文撰寫的綜合考核方式，徹底解決學生過分考前“臨時抱佛腳”的習慣。

三、教學方法的改革

“燃燒學”是以工業生產與生活實際問題為基礎的具有較強實踐性的學科。為了更好地實施“大學生科研創新訓練”為基礎的探究式教學改革，在課堂教學上，我們根據安全和消防專業燃燒學的教學內容和學生實際，運用實驗、生活生產實例、多媒體動畫等方式提出既有啟迪性，又能激發學生探究欲望的問題，引導學生發現問題、鼓勵學生提出問題，讓學生學會探索新知識。其中，要解決的關鍵問題是如何創設情境，積極引導學生發現問題并提出質疑。例如在講述影響可燃氣體燃燒的因素時，可以啟發學生聯系生活生產實際，分組開展小型的學術研討會，討論影響可燃氣體燃燒速度的因素，并作出總結分析，從而提出高效利用可燃氣體的方法以及預防氣體爆炸的可行方法。

同時，建立學生課外學習的第二課堂，組織學生在教師的指導下進入實驗室學習并參與教師的科研實踐也是我們進行“燃燒學”探究式教學的一大舉措。這種教學模式注重科研實驗向教學實驗的轉化，實現開放式、探究式教學，并與科研、工程實踐有機結合，提高學生的綜合素質、工程實踐和創新能力。其中關鍵問題是在進行探究實驗后，及時幫助學生把探究過程中所獲取的實驗現象、數據或資料進行整理、歸納和分析，引導學生從中找到問題的規律性，組織并激發學生展開研討，加深學生對所學知識的掌握和理解。

四、結論

針對當前世界能源利用和環境所面臨的問題，分析了“燃燒學”的課程特點，根據當下社會對應用創新型人才的需求，提出了以大學生科研創新訓練計劃為基礎的“燃燒學”探究式教學方法改革方案。該方案在學校大力支持大學生科研創新訓練的引領下受到了較好的成效，激發了學生的學習熱情，拓寬了學生的知識面，為其后續發展打好了基礎，更重要的是提高了“燃燒學”的教學成效。

參考文獻：

[1]童正明， 張松壽， 周文鑄. 工程燃燒學[M]. 北京： 中國計量出版社，2008.

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

[3]周松.“燃料與燃燒”課程教學內容設計[J].教育教學論壇，2015，（40）：113-114.

作者簡介：

竇國蘭，女，博士，中國礦業大學安全工程學院副教授。