《燃燒與燃燒室》課程教學的探索與思考

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效果，結合教學實踐，從教學內容、教學方法和考核形式等多個方面提出探索思路。課堂采用以學生為主導的模式，并充分利用慕課等形式，改變傳統教學模式，調動學生的學習主動性，提高學生的課堂參與度，使學生能夠高效率、高質量地完成課程學習。

關鍵詞：燃燒與燃燒室；教學方法；探索思考

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：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（簡稱飛動）的一門核心專業課，主要通過對燃燒學基礎知識、燃料的燃燒、航空發動機的結構和原理的介紹，使學生學習燃料的燃燒和發動機結構知識，了解航空燃料的燃燒機制和發動機的工作原理，對飛行器動力來源有直接的認識。燃燒與燃燒室是飛行器動力工程專業學生需要掌握的專業知識[1]。本課程開設于我校大學本科階段的第七學期，是在大學化學、熱力學、傳熱學、流體力學、航空發動機原理等專業課的基礎上學習的[2]。本課程可以使學生對之前的專業課程進行回顧，但其最主要的目的是綜合多學科的學習體驗，對學生今后的工作和深造都是很重要的。

二、教學實施過程中呈現的問題

燃燒與燃燒室旨在為飛動專業學生建立系統的燃燒理論和航空發動機燃燒室結構、原理等基礎知識，同時從專業角度出發，詳細介紹燃燒理論在發動機燃燒室中的實際應用。在“燃燒與燃燒室”課程的教學實施過程中，主要呈現出以下幾個問題：

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

2.教學內容綜合性較強。本課程涉及燃燒學基礎知識和航空發動機燃燒室的主要結構。需要學生掌握工程熱力學、傳熱學、流體力學和航空發動機結構等先修課程，但是由于學生對這些先修課程掌握程度不好，再加上部分先修課程學習時間較早，直接導致學生對知識的遺忘率較高，以至于學生在學習本門課程過程中較為吃力。另外，由于教學內容知識范圍比較寬泛，要求學生具有較強的歸納總結能力，這也是大部分學生的軟肋。

3.學生課堂活動參與度不高。由于學生的學習習慣不好，不能養成課前預習、課后復習的模式；部分學生雖然學習習慣較好，但缺乏獨立思考的過程，這都會直接導致學生對知識較為陌生，對于知識點的學習全靠課堂時間，導致學生思維跟不上教師的講課節奏。另外，學生處于大三這一特殊階段，面臨就業和考研的選擇，學生的學習會偏向考研專業課程，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得到最終的考核成績。這種考核方式主要針對學生對教材中涉及的理論知識掌握情況，而對于學生的獨立思考能力和實際應用能力的考核偏弱，不利于提高學生的實踐、創新等綜合能力。

三、課程教學的探索與思考

針對《燃燒與燃燒室》課程教學過程中存在的上述問題，提出幾點具體的教學舉措，實踐表明，在實際的教學活動這些措施能夠顯著提高學習效率。

1.豐富課程教學方法。《燃燒與燃燒室》課程內容范圍涉獵較廣、綜合性較強，如果課堂的教學方法單一，會直接導致課堂的枯燥和學生學習效率的降低，甚至直接影響學生對于知識的系統性學習。在傳統教學方法之外，可以加強實踐教學環節、開辟網絡教學、實施雙語教學等。該課程的主要教學內容分為兩大部分：燃燒基礎知識和燃燒室構造級原理。燃燒學知識偏重理論講授，而燃燒室的講解則應與實際應用緊密聯系。因此教學過程中要對每部分的知識進行分類歸納，分析知識點的不同和學習特點方法，通過針對性講授或者實踐講解來完成實際的教學環節。如在燃燒學基礎知識講解時，充分利用計算機多媒體的可視、可見、可聽的優勢，采用視頻、動畫讓同學們直觀地了解自然界和人類社會中多種燃燒現象，然后引導同學們嘗試用所掌握的知識去解釋這些燃燒現象。這種引導式教學可以促使同學們從不同角度去思考燃燒的本質，例如：燃燒現象是如何產生的？為什么會有不同的燃燒現象？如何認識燃燒的微觀機制？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？學生們先思而后學，一方面會激發學生的求知欲，另一方面會大大提升課堂的學習效率；同時，引導式教學也鍛煉了學生的思考問題的能力，再通過對課程針對性的學習，進而培養了其解決問題的能力。對于燃燒室的教學，主要以實踐教學和理論講授并重。在教學過程中，引入我國渦噴6和渦噴7航空發動機進行實際教學，首先讓同學們自己對兩種航空發動機的燃燒室進行了解，對其類型和構造深入學習。這個過程讓同學們知道本課程的燃燒基礎知識的重要性以及與燃燒室的緊密聯系。另外，在該部分學習過程中，可以配合計算機仿真技術，讓同學們了解燃燒室的基本構造，同時對燃燒室的燃氣流動、燃燒組織和燃燒室特性有系統、深入的了解。在實際的教學過程中，特別是在教學活動中期的時候，可以采用翻轉課堂和慕課的授課模式，以學生為主體，讓學生利用網絡教學平臺和計算機對知識點先行學習。課堂學生問題為主，針對性教學。并配合航空發動機實際問題，讓同學們預測問題出現的原因并提出解決方案。另外，學生可以自由結合成學習小組，從該課程出發選取自己感興趣的知識模塊進行資料收集、文獻整理，并以PPT或者研究報告等形式進行成果展示；教師通過初步評定后，學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，學生和教師可以針對其內容進行討論與提問；最后授課教師進行總結。

2.充實課程教學內容。教學內容可以教材為主，但是內容必須要大于教材；且教學內容要結合實際的工程應用，同時教學過程中更要注重與領域前沿相關的研究，這一方面可以增加學生的注意力和好奇心，使得學生知道該課程所學知識，能夠用到哪些領域，能夠解決什么問題，在未來工作中能夠起到什么樣的基礎，另一方面，可充實教學內容，將相關的知識串聯起來，使得同學們能夠靈活運用重要知識點，掌握相關知識線，了解整個知識面。在講解燃燒基礎知識時，要讓同學們了解燃燒學的發展。從燃素說到現代計算燃燒學的發展歷程，讓同學了解科學研究的歷程，從現象中挖掘科學的本質。在燃燒學章節講解過程中，由于授課對象對于大學化學等課程沒有學習過，所以有必要讓學生了解化學的相關知識，通過簡單的燃燒反應動力學介紹，讓同學們理解從燃燒現象到燃燒本質的過渡。通過對流體力學的介紹，讓同學們了解燃料燃燒是流體流動和靜態燃燒的結合。對于燃料燃燒基礎和火焰穩定時，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、燃燒特性等方面進行全方位介紹，此時的講解宜廣不宜深。而對于燃燒室的結構和原理講解后，搜集目前主流航空發動機制造商，對他們在燃燒室技術上的不同進行補充，講述具體的案例，闡明燃燒室結構設計的原因，以及設計過程的重要事項。

3.改革課程考核方式。現行課程考核方式以期末卷面成績為主，偏重于對知識的記憶，且考核內容局限于教材、課件內容等，對于學生綜合素質能力的考核嚴重不足，也會對課程的整體授課效果產生影響。課程考核方式的改革，以課程的性質與特點為出發點，以培養復合應用型人才為目標，積極尋求適用于本課程的考核方式。

四、結論

“燃燒與燃燒室”是飛行器動力工程專業重要的專業選修課之一。通過對本門課程的學習，學生可掌握燃燒學基礎和航空噴氣發動機燃燒室的主要結構和原理，加深其對航空發動機的認識。本文就燃燒與燃燒室課程提出了若干教學方法、教學內容、考核方式方面的一些改進措施，以學生為主體，教師以引導、解惑為主，在教學實踐中強調對學生學習過程的把控，注重學生思考能力、自學能力、團隊合作能力和綜合素質的培養，顯著地提高了學生學習的主動性，教學效果也得到了較好改善。

參考文獻：

[1]黃勇.燃燒與燃燒室[M].北京：北京航空航天大學出版社，2009.

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