论文部分内容阅读
摘 要:针对《燃烧学》内容繁多、难度系数大、学生基础良莠不齐、兴趣缺乏的情况,在应用型人才建设的背景下,探索使用新的教学模式开展教学,通过对教学内容进行模块化,综合应用项目法、案例法、讲授法、讨论法等多种教学方法,充分使用板书、多媒体、计算机等教学手段,推进以综合能力进行考核的考核方式,激发学生的兴趣,提升其学习的主观能动性,从而培养出具备扎实的理论知识与分析解决实际工程应用问题的能力的应用型人才。
关键词:燃烧学;应用型;教学模式
中图分类号:G420文献标志码:A文章编号:2095-9214(2016)04-0123-02
《燃烧学》是能源与动力类专业的重要基础课程之一,涉及到热力学、流体力学、传质学等,知识面广泛,要求学生有较好的理论基础[1]。在专业教学中扮演承上启下的重要角色。基于《燃烧学》的重要性,已有教师针对课程改革和建设提出了自己建议[2-3],但就学校在提倡培养应用型人才的大背景下,仍有必要根据课程性质从提高教师教学水平和提高学生学习效果进行应用型教学的探讨。
一、《燃烧学》课程教学中存在的问题
《燃烧学》的课程内容涉及到传热、传质、化学反应等过程,难度系数较大。其以高等数学、流体力学、工程热力学等为先修课程,对学生的理论学习基础要求较高[4]。《燃烧学》课程里面公式、概念较多,学生对相关的原理、设备只有抽象的概念,容易产生枯燥无味的想法[5]。理论学习基础不牢、学习兴趣缺乏,在教学过程当中,学生难免出现看天书的情况,觉得云里雾里。因此,针对学生基础知识良莠不齐、学习兴趣缺乏、教学效果不理想的情况,在应用型人才建设的背景下,提出对《燃烧学》教学进行改革,在教学内容、教学方法、考核方式等方面进行应用型教学模式的改进与探索。
二、教学改革的具体尝试途径
1.教学内容的模块化
在应用型人才培养的背景下,学生需要掌握相应的基础知识与专业理论,具备一定的逻辑思维能力和工程项目处理能力,能将相应的知识点和实际的应用相结合。因此,在教学内容上,作为能源与动力类专业的专业基础课,需将《燃烧学》进行模块化划分,从而使学生更好的理解与掌握,并增长其见识。在探索的过程中,将其主要划分为四个内容模块,如表1所示。第一模块是燃料概论,第二模块为燃烧反应计算,第三模块为燃烧基本原理,第四模块为燃烧方法与装置。前三个模块为相应的理论知识,而最后一个模块为生产实际的应用。
表1 模块划分方式
序号模块名称主要内容
一燃料及性质燃烧概念、燃料的分类及性质
二燃烧反应计算空气需要量、燃烧产物生成量、燃烧温度、空气消耗系数及不完全燃烧热损失的计算
三燃烧基本原理射流混合过程、反应速度与机理、着火、传播过程、火焰结构
四燃烧方法与装置气体、液体、固体燃料燃烧方法与装置
而针对每一个主模块,又可细分成子模块,学生可以根据自身专业发展的需求,着重选择学习对应的子模块。专业课老师研究的方向不同,对所擅长的领域各有不同,可以由不同的老师结合自己的研究项目,将燃烧领域的最新进展与成果及时融入至教学中,讲解对应的模块,从而增加学生的对相应模块知识的理解,能很好的将理论和实际的工程应用结合起来,让学生对实际工程的应用有一个清晰的概念。
2.教学方法与手段的应用化改革
能源动力类专业的应用型人才即要掌握具备相关行业的基础通用能力以及具体岗位工作的能力。由此在教学过程中需和实际工程岗位应用的需要紧密结合。在教学过程中以教师为实施主体,学生作为主要接受主体。教学的主要目标为“应用”,因此在教学过程中要突出学以致用,把课程教学特点与各类工程实际应用特性相结合,综合应用多种教学方法(如项目法、案例法、讲授法、讨论法等),在教学过程中遵循由理论到实践再到应用的路线。
可以根据对应的内容模块,将学生按照宿舍成员进行模块化分组。在老师的引导下,每个模块的小组成员按照学习的要求开展自主性学习设计,每完成相应模块的任务。比如燃烧反应的计算,根据选用的燃料不同,可将燃烧反应计算分成三个模块,各模块分别负责气体、液体、固体燃料的计算。每个模块小组,由其自行选取计算模块,自行决定小组负责人,确定小组每个的具体分工。采用的计算方法可由学生进行自由探索,根据最后的统计结果学生有用C语言、VB、MATLAB、Excel宏计算等多种计算方法和方式,并根据所采用的方法,制作一个计算说明,并在讲台上用10分钟左右的时间讲解整个计算的原理和过程以及各个组员的贡献。这样增加学生在学习的过程中的主观能动性,学生有兴趣并愿意花时间去学习和探索。在小组的分工合作中,也提高了其团体合作的水平,提高其学习、组织、沟通能力。
在具体的模块化内容里面,穿插燃烧的案例,如可以以一个具体的燃烧设备为例,贯穿整个《燃烧学》所需学习的知识点。从燃烧器燃料的特性开始,到燃烧过程中的温度、空气需要量、燃烧产物的计算,再到燃烧器的原理设计,燃烧所用到的技术,以及燃烧器的改进区间,针对每一个具体的环节,引导学生提问与讨论,让他们知其然,并知其所以然。形成整个知识体系的衔接,构建起理论与实践的联系。
此外,建立工程实际应用过程与相关知识点的联系。让学生知道所涉及的计算在实际应用过程是起到什么作用。若以后是从事相关岗位,在《燃烧学》这门课程所需要学习到的内容。能够明白当前的最新发展状况,相关的燃烧设备的燃烧原理,性能的优缺点以及可以改进的地方有什么。并就燃烧相关的热点问题、趋势进行介绍,督促学生的理论学习的自觉性,从而提高教学的效果。
教学手段可结合板书,多媒体及计算机技术,通过精彩的视频或者Flash展现燃烧的原理、过程、新技术。可以借助计算机,开设计算机辅助教学实验课程,进行CFD模拟计算,通过对燃烧过程简化、建立几何模型、数值模型、求解计算、结果分析等过程,加深学生对燃烧相关理论的理解,了解燃烧技术的实质。此外,鼓励学生自己制作小视频、课件,针对现有的燃烧现象做出合理的解释或者有关燃烧的最新技术进展,以小讲座的形式在同学之间形成交流互动。建立开放式的实验平台,学生在掌握常规的实验方法和测试的基础上,可自行设计实验,结合大学生创新训练,培养其独立思考、动手设计的能力,培养创新型应用人才。
3.考核方式多元化
一般的课程考核以期末考试成绩为主,占70%,平时成绩为30%,考核方法单一,成绩以卷面成绩为主。导致的后果是学生关注的重点是怎样去解题、去考试,而不是相关知识的应用。由此,进行考核方式多元化的探索,弱化卷面考试的影响,以综合能力来评定学生的成绩。首先,以学生在模块化小组的表现作为成绩的一部分,根据小组的团体分工是否合理,小组的成员是否都充分参与其中,在成果汇报过程中的表现,形成的计算说明是否规范、美观等等一系列的标准,给定一个成绩。其次,增强实验操作技能的成绩的考核,如结合CFD技术,考核学生对简单燃烧现象的建模、求解、计算、分析的能力,以学生的实验操作的表现和实验数据后处理作为成绩考核的一部分。通过多种方式,提升学生学习的主观能动性,增强学生独立思考、逻辑分析与动手操作能力。
三、结语
在应用型人才建设的背景下,探索使用新的教学模式开展教学,对《燃烧学》教学内容进行模块化,在教学过程中注重学生的独立思考能力、实际操作能力、组织沟通能力。采用多元化的教学手段和考核方式,建立工程实际应用过程与相关知识点的联系,夯实学生的理论基础知识,提升其在实践中的操作能力,从而培养出具备分析解决实际工程应用问题的能力的能源动力类专业应用型人才。
(作者单位:桂林航天工业学院能源与建筑环境学院)
参考文献:
[1]郭名女,杨仲卿.浅谈青年教师如何上好热能动力专业课“燃烧学”[J].科教导刊(上旬刊),2014,04:100-101.
[2]段锋,张西和,许诗双.燃烧学课程教学改革的探讨[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2012,29(5):120-120.
[3]刘爱虢,徐让书,赵楠楠.提升“燃烧学”课程教学质量方法探讨[J].当代教育实践与教学研究:电子刊,2015(4):134-135.
[4]邓文义,苏亚欣.“燃烧学”课程建设与探讨[J].中国电力教育,2012(27):70-71.
[5]胡晓红,金晶.燃烧学实验教學的改革与实践[J].上海理工大学学报:社会科学版,2015(3):297-299.
关键词:燃烧学;应用型;教学模式
中图分类号:G420文献标志码:A文章编号:2095-9214(2016)04-0123-02
《燃烧学》是能源与动力类专业的重要基础课程之一,涉及到热力学、流体力学、传质学等,知识面广泛,要求学生有较好的理论基础[1]。在专业教学中扮演承上启下的重要角色。基于《燃烧学》的重要性,已有教师针对课程改革和建设提出了自己建议[2-3],但就学校在提倡培养应用型人才的大背景下,仍有必要根据课程性质从提高教师教学水平和提高学生学习效果进行应用型教学的探讨。
一、《燃烧学》课程教学中存在的问题
《燃烧学》的课程内容涉及到传热、传质、化学反应等过程,难度系数较大。其以高等数学、流体力学、工程热力学等为先修课程,对学生的理论学习基础要求较高[4]。《燃烧学》课程里面公式、概念较多,学生对相关的原理、设备只有抽象的概念,容易产生枯燥无味的想法[5]。理论学习基础不牢、学习兴趣缺乏,在教学过程当中,学生难免出现看天书的情况,觉得云里雾里。因此,针对学生基础知识良莠不齐、学习兴趣缺乏、教学效果不理想的情况,在应用型人才建设的背景下,提出对《燃烧学》教学进行改革,在教学内容、教学方法、考核方式等方面进行应用型教学模式的改进与探索。
二、教学改革的具体尝试途径
1.教学内容的模块化
在应用型人才培养的背景下,学生需要掌握相应的基础知识与专业理论,具备一定的逻辑思维能力和工程项目处理能力,能将相应的知识点和实际的应用相结合。因此,在教学内容上,作为能源与动力类专业的专业基础课,需将《燃烧学》进行模块化划分,从而使学生更好的理解与掌握,并增长其见识。在探索的过程中,将其主要划分为四个内容模块,如表1所示。第一模块是燃料概论,第二模块为燃烧反应计算,第三模块为燃烧基本原理,第四模块为燃烧方法与装置。前三个模块为相应的理论知识,而最后一个模块为生产实际的应用。
表1 模块划分方式
序号模块名称主要内容
一燃料及性质燃烧概念、燃料的分类及性质
二燃烧反应计算空气需要量、燃烧产物生成量、燃烧温度、空气消耗系数及不完全燃烧热损失的计算
三燃烧基本原理射流混合过程、反应速度与机理、着火、传播过程、火焰结构
四燃烧方法与装置气体、液体、固体燃料燃烧方法与装置
而针对每一个主模块,又可细分成子模块,学生可以根据自身专业发展的需求,着重选择学习对应的子模块。专业课老师研究的方向不同,对所擅长的领域各有不同,可以由不同的老师结合自己的研究项目,将燃烧领域的最新进展与成果及时融入至教学中,讲解对应的模块,从而增加学生的对相应模块知识的理解,能很好的将理论和实际的工程应用结合起来,让学生对实际工程的应用有一个清晰的概念。
2.教学方法与手段的应用化改革
能源动力类专业的应用型人才即要掌握具备相关行业的基础通用能力以及具体岗位工作的能力。由此在教学过程中需和实际工程岗位应用的需要紧密结合。在教学过程中以教师为实施主体,学生作为主要接受主体。教学的主要目标为“应用”,因此在教学过程中要突出学以致用,把课程教学特点与各类工程实际应用特性相结合,综合应用多种教学方法(如项目法、案例法、讲授法、讨论法等),在教学过程中遵循由理论到实践再到应用的路线。
可以根据对应的内容模块,将学生按照宿舍成员进行模块化分组。在老师的引导下,每个模块的小组成员按照学习的要求开展自主性学习设计,每完成相应模块的任务。比如燃烧反应的计算,根据选用的燃料不同,可将燃烧反应计算分成三个模块,各模块分别负责气体、液体、固体燃料的计算。每个模块小组,由其自行选取计算模块,自行决定小组负责人,确定小组每个的具体分工。采用的计算方法可由学生进行自由探索,根据最后的统计结果学生有用C语言、VB、MATLAB、Excel宏计算等多种计算方法和方式,并根据所采用的方法,制作一个计算说明,并在讲台上用10分钟左右的时间讲解整个计算的原理和过程以及各个组员的贡献。这样增加学生在学习的过程中的主观能动性,学生有兴趣并愿意花时间去学习和探索。在小组的分工合作中,也提高了其团体合作的水平,提高其学习、组织、沟通能力。
在具体的模块化内容里面,穿插燃烧的案例,如可以以一个具体的燃烧设备为例,贯穿整个《燃烧学》所需学习的知识点。从燃烧器燃料的特性开始,到燃烧过程中的温度、空气需要量、燃烧产物的计算,再到燃烧器的原理设计,燃烧所用到的技术,以及燃烧器的改进区间,针对每一个具体的环节,引导学生提问与讨论,让他们知其然,并知其所以然。形成整个知识体系的衔接,构建起理论与实践的联系。
此外,建立工程实际应用过程与相关知识点的联系。让学生知道所涉及的计算在实际应用过程是起到什么作用。若以后是从事相关岗位,在《燃烧学》这门课程所需要学习到的内容。能够明白当前的最新发展状况,相关的燃烧设备的燃烧原理,性能的优缺点以及可以改进的地方有什么。并就燃烧相关的热点问题、趋势进行介绍,督促学生的理论学习的自觉性,从而提高教学的效果。
教学手段可结合板书,多媒体及计算机技术,通过精彩的视频或者Flash展现燃烧的原理、过程、新技术。可以借助计算机,开设计算机辅助教学实验课程,进行CFD模拟计算,通过对燃烧过程简化、建立几何模型、数值模型、求解计算、结果分析等过程,加深学生对燃烧相关理论的理解,了解燃烧技术的实质。此外,鼓励学生自己制作小视频、课件,针对现有的燃烧现象做出合理的解释或者有关燃烧的最新技术进展,以小讲座的形式在同学之间形成交流互动。建立开放式的实验平台,学生在掌握常规的实验方法和测试的基础上,可自行设计实验,结合大学生创新训练,培养其独立思考、动手设计的能力,培养创新型应用人才。
3.考核方式多元化
一般的课程考核以期末考试成绩为主,占70%,平时成绩为30%,考核方法单一,成绩以卷面成绩为主。导致的后果是学生关注的重点是怎样去解题、去考试,而不是相关知识的应用。由此,进行考核方式多元化的探索,弱化卷面考试的影响,以综合能力来评定学生的成绩。首先,以学生在模块化小组的表现作为成绩的一部分,根据小组的团体分工是否合理,小组的成员是否都充分参与其中,在成果汇报过程中的表现,形成的计算说明是否规范、美观等等一系列的标准,给定一个成绩。其次,增强实验操作技能的成绩的考核,如结合CFD技术,考核学生对简单燃烧现象的建模、求解、计算、分析的能力,以学生的实验操作的表现和实验数据后处理作为成绩考核的一部分。通过多种方式,提升学生学习的主观能动性,增强学生独立思考、逻辑分析与动手操作能力。
三、结语
在应用型人才建设的背景下,探索使用新的教学模式开展教学,对《燃烧学》教学内容进行模块化,在教学过程中注重学生的独立思考能力、实际操作能力、组织沟通能力。采用多元化的教学手段和考核方式,建立工程实际应用过程与相关知识点的联系,夯实学生的理论基础知识,提升其在实践中的操作能力,从而培养出具备分析解决实际工程应用问题的能力的能源动力类专业应用型人才。
(作者单位:桂林航天工业学院能源与建筑环境学院)
参考文献:
[1]郭名女,杨仲卿.浅谈青年教师如何上好热能动力专业课“燃烧学”[J].科教导刊(上旬刊),2014,04:100-101.
[2]段锋,张西和,许诗双.燃烧学课程教学改革的探讨[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2012,29(5):120-120.
[3]刘爱虢,徐让书,赵楠楠.提升“燃烧学”课程教学质量方法探讨[J].当代教育实践与教学研究:电子刊,2015(4):134-135.
[4]邓文义,苏亚欣.“燃烧学”课程建设与探讨[J].中国电力教育,2012(27):70-71.
[5]胡晓红,金晶.燃烧学实验教學的改革与实践[J].上海理工大学学报:社会科学版,2015(3):297-299.