燃料燃烧与污染控制课程建设及思考

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一、课程建设的总体思路

课程建设的目的是提高教学质量，而在课程教学改革的过程中教学思想要与现代科学技术、社会经济发展、学生的综合素质和能力的全面培养和提高相一致，因此，应该首先确定先进的教学思想。“燃料燃烧与污染控制”课程建设与改革的指导思想主要基于以下两点:一是提高学生分析问题和解决问题的能力;二是深化学生对燃烧基本理论及污染的认识，为以后学习打下坚实的基础。“燃料与燃烧学”及“热动力装置污染与控制”原为两门独立开设的课程，分设在不同的学期，且课程内容有很大关联，“燃料与燃烧学”为考试课，2．5学分40学时，开设于第五学期，由于是考试课学生往往比较重视;“热动力装置污染与控制”为考查课，1．5学分24学时，开设于第六学期，作为考查课学生往往容易忽视，使得很多理论知识掌握的不理想，针对这一问题，将两门课程进行合理整合，即整合为“燃料燃烧与污染控制”一门课程，设为考试课，3学分48学时，开设于第五学期。根据几年来的教学经验优化教学内容，重新编写和大纲，不断地丰富和完善“燃料燃烧与污染控制”课程的多媒体教学课件，使课程在教学过程中能够更好地做到理论与实践相结合，提高学生对理论应用的认识和理解。本文主要将主要从教学内容、教学方法、教学手段建设和考核方式等六个方面来介绍“燃料燃烧与污染控制”课程建设的具体情况。

二、课程建设的具体内容

(一)优化教学内容

“燃烧与燃烧学”的研究内容主要包括两个方面，一方面是燃烧理论的研究，如燃料的着火、熄火、火焰传播及火焰稳定、预混火焰、扩散火焰、层流和湍流燃烧、液滴燃烧、碳粒燃烧、燃烧产物的形成等过程的机理;另一方面是燃烧技术，如对现有燃烧方法进行分析和改进，对新的燃烧方法进行探索和实践，提高燃料利用范围和利用效率，实现对燃烧过程的控制，控制燃烧过程中污染物质的生成和排放等等［3-4］。“热动力装置污染与控制”的研究内容主要包括四个方面，燃烧污染物的形成与分类、燃烧时污染物的产生与分解，锅炉、内燃机及燃气涡轮发动机的排气污染与控制，以及噪声污染及控制等等。从两门课程的主要研究内容可以清晰地看出，“燃烧与燃烧学”主要讲述理论知识与应用，而“热动力装置污染与控制”课程是讲述上述理论与应用后产生环境污染问题的控制与治理;二者有着密不可分的联系。将“燃烧与燃烧学”与“热动力装置污染与控制”的有机地整合为“燃料燃烧与污染控制”一门课程，必然要涵盖两门课的主要内容，不仅在精简学时，还要通过课程的学习使学生充分地掌握燃料燃烧及污染与控制的理论知识与实际应用。优化整合后的“燃料燃烧与污染控制”课程主要内容包括:能源的分类与现状，三大石化燃料的特性，燃烧基本理论，燃烧基本方法，燃烧过程中污染物的形成与控制等。在气体燃料、液体燃料和固体燃料，在这一模块中，为了提高学生学习的热情，增加了许多燃烧实践方面的内容，如气体燃料燃烧方面的本生灯火焰、家用燃气灶和蜡烛火焰等;液体燃料燃烧方面的有柴油机、燃油锅炉和燃气轮机等;固体燃料燃烧方面的燃煤锅炉、垃圾焚烧等。同时结合当前学科研前沿发展，及时地补充一些前沿的学科知识，譬如微尺度燃烧技术、微重力燃烧技术等。并对不同燃料在不同燃烧状态下污染物的形成及控制进行细致讲解，包括锅炉、内燃机等的排放标准，污染物的控制等等，从而增加学生节约能源保护环境的认识［5］。课程事例前后的具体教学内容设置与学时分配详见表1、表2、表3。

(二)改进教学方法

结合几年来课程的教学经验的教学内容的设置，在教学过程中还需要注重教学方法的改革与实践。在教学方法上，应该注重理论联系实际，尤其是在讲解“燃烧与燃烧学”部分中的抽象理论的时候，应该从易到难，逐步的深入讲解，必要的时候选取一些比较有代表性并且比较经典的实例进行细致的分析，如对于一些非常重要的理论知识点燃料燃烧热化学、化学动力学以及气体燃料、液体燃料和固体燃料的燃烧理论等都有所涉及。此外，燃料在燃烧过程中产生的污染物的成分、含量及形成机理都有所不同，特别是污染物形成机理［6］，在讲解过程中难度深度要安排合理，重点内容在讲解的过程中应深入细致，占用学时数要多一些，让学生最大限度的掌握知识要点，为以后的工作学习打下坚实的理论基础。为了进一步启发学生们的独立思考能力，使知识融会贯通，让学生感受到知识的实用性，也必须注重将书本中的抽象理论和实际相联系。如学习着火和熄火理论时，联系到矿井中的瓦斯爆炸、早期矿灯的发明原理等。介绍燃料燃烧过程污染物排放和控制时，让学生们了解当代燃煤锅炉、燃油内燃机及燃气涡轮发动机等在脱硫、脱硝以及二氧化碳减排和储存方面的最新技术，并引导学生从燃烧原理角度对这些新技术进行解释，等等。另外，为了能够更好的活跃课堂氛围，在课堂教学中演示一些简单的小实验。如给学生演示打火机、火柴的火焰等，让学生观察火焰的区别，并结合燃烧知识对这些差异进行解释;通过小实验，很大程度上提高了学生的学习积极性，以及分析和探索实际问题的能力。

(三)创新教学手段

“燃料燃烧与污染控制”课程采用多媒体授课，可以充分利用现代多媒体的网络技术，制作带有Flash等动画的多媒体教学课件。为了加强师生之间在课堂上的互动，在多媒体教学的同时有机结合了传统板书的教学方式，例如较为复杂的定理公式应尽可能在黑板上进行推导;相对复杂抽象的课程内容应该尽可能采用Flash动画的形式进行讲解，详细且生动地展示给学生，从而将感性认识和理性认识相结合，促进了学生对复杂抽象课堂内容的理解和掌握［7］。课程经过多年的不断完善和总结，已经形成较完善的多媒体课件，通过本次课程的整合与改革，这些多媒体课件不但图文并茂，并且内容丰富，信息量大，对学生有很强的启迪作用。通过多媒体技术和传统板书相结合的教学方式，为学生营造轻松愉快的学习环境，从而提高学生的学习积极性，教学效果将明显提高［8］。

(四)改革考核方式

“燃料燃烧与污染控制”课程设置为考试课，成绩采用多样化的考核方式，即平时成绩和期末考试成绩加权的方法。平时成绩(包括作业习题、出勤率、小测验等)占总成绩的30%，其中作业成绩占总成绩的10%;小测验的成绩占总成绩的10%;出勤占总成绩的10%，对于无故迟到、早退及旷课的学生，出勤成绩要适当扣分，同时鼓励学生的创造性思维开发和激励机制，对于在学习过程中有创造性地解决相关问题同学适当给予加分。期末考试为闭卷考试，占期末总成绩的70%，试卷由任课教师统一出题，学校统一安排考试时间地点，这种考核方式能更加真实地反映学生的学习情况。期末考试的试题主要分为五种题型:填空、选择、选择、分析简答及计算题。填空、选择及判断题可以考核学生对基本燃烧理论及污染控制的掌握情况，分析简答题考核了学生运用所学知识解决实际问题的能力，而计算题则考核了学生对燃料燃烧的工程计算的掌握情况。并在教学过程中通过逐渐积累，建立相应试题库。通过这些考核方式的设置，能够明显减轻学生在期末考试中的压力，减少了平时不上课、考试临时突击的现象。

三、结语

“燃料燃烧与污染控制”作为能源动力类专第12期吕雪飞，等:燃料燃烧与污染控制课程建设及探讨75业的一门重要课程，课程建设过程中通过对教学大纲的修改，随着教学方法的不断丰富、教学手段的不断更新，多媒体PPT课件的不断完善，学生的学习积极性必然会有所提高，教学效果将在不断提升，学生能够更好的掌握燃料燃烧及燃烧过程中污染物的形成与控制的理论知识，学有所用。通过实践对课程的理论与实践各环节的合理设置和实施，必将提高学生的理论水平及工程实践能力和素质，同时也为相关专业课程的教学改革与实践，提升专业教学水平提供有力的借鉴，具有广泛的应用和推广价值。

本文作者:吕雪飞甘树坤工作单位:吉林化工学院