基于科研创新训练计划的“燃烧学”探究式教学方法改革探索

【摘要】为了激发学生的创新意识，提高学生的科研能力，同时提高“燃烧学”的课堂教学效果，提出了以科研项目为基础，引导学生运用燃烧学课程知识参与科研创新训练的探究式教学模式。该模式将科研与教学相结合，使学生积极参与课堂互动和大学生科研创新训练计划，有效地实现了科教结合，因而取得了较好的教学效果。

【关键词】燃烧学 科研创新 探究式

【基金项目】本文系中国矿业大学课程建设与教学改革项目（2014QN46）的研究成果。

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）07-0222-01

一、引言

当今世界科技飞速发展，然而，化石能源短缺和因化石能源的利用带来的环境问题也日益突出，直接影响着人类社会的可持续性发展。燃烧是人类获取能量赖以生存的主要方式，因此，目前人类所面临的能源问题和环境问题也与燃烧有着紧密的联系。为了更好地提高能源利用率，优化环境，就必须深入地研究能源物质的燃烧科学问题。《燃烧学》正是研究能源燃烧的发生、发展和熄灭过程的学科，其在能源高效利用、污染有效控制等节能减排方面具有非常重要的作用[1-2]。目前，国内多所高校的热能工程、安全工程或相关专业均已开设了《燃烧学》课程，其中热能专业的燃烧学课程主要研究的是如何利用燃烧基本理论提高燃烧效率[3]，而安全工程相关专业的燃烧学课程主要研究的是基于燃烧基本理论解决灾害性燃烧现象的燃烧防治。就安全工程专业本身而言，燃烧学是安全工程专业学生进一步学习专业主干课的基础，在安全工程专业课程设置中具有重要的地位。就安全工程专业学生的就业性质而言，安全工程专业的学生将来所要从事的工作主要为灾害防治、安全管理、应急救援、事故调查等，注重的是应用基础理论解决现场实际问题的能力，因此学习燃烧学的目的不是简单的计算和公式推导，而是应用其中的理论知识分析现场火灾、爆炸等灾害的应用技术问题。

随着科学技术飞速猛进地发展，无论是燃烧理论还是燃烧技术也都处于不断发展的状态，而目前很多高校仍然多采用传统讲授法给学生讲授传统燃烧学基础知识，既缺乏与学生之间的充分研讨、交流和启发式、互动式的教学效果，又缺少与现代燃烧学以及实际生产生活的联系，限制了教学效果的改进和提高，同時枯燥繁琐的公式和理论也使得学生的学习热情下降。目前，我国高等教育正由培养文化型、学科型人才转变为培养具有创新能力的高素质人才，本文以大学生科研创新训练为引导，建立探究式的《燃烧学》教学模式，旨在激发学生的学习热情，培养学生的科研创新能力，同时改进《燃烧学》的教学效果。

二、教学内容重构

《燃烧学》是一门复杂的交叉学科，其内容涉及到有机化学、无机化学、传热学、工程热力学以及火灾学等学科。为了使学生能够熟练运用掌握最新的燃烧理论和燃烧技术分析现场火灾、爆炸等灾害，并做好灾害防治和安全管理工作，我们将教学内容分成理论和实践两大部分。理论部分主要讲述“燃烧”发生所涉及的物理化学基础及“燃烧”关键参数的计算方法，阐述可燃系统的“着火方式”、“着灭火”发生的过程机理及条件和可燃性气体、液体、固体三种不同相态可燃物的着火及燃烧特性，介绍可燃系统爆燃（轰）等热动力灾害发生的机理及防治方法，以及固体可燃物阻燃的基本原理及室内火灾发生、发展的基本规律。实践部分主要为与课堂知识相连的科研创新训练，要求学生调研燃烧学研究现状，参与相关的研究，撰写科研论文。为了较好地结合科研创新实践，使得学生更好地运用理论知识解决实际生产生活问题，实行包括理论考试和平时实践创新以及科研论文撰写的综合考核方式，彻底解决学生过分考前“临时抱佛脚”的习惯。

三、教学方法的改革

“燃烧学”是以工业生产与生活实际问题为基础的具有较强实践性的学科。为了更好地实施“大学生科研创新训练”为基础的探究式教学改革，在课堂教学上，我们根据安全和消防专业燃烧学的教学内容和学生实际，运用实验、生活生产实例、多媒体动画等方式提出既有启迪性，又能激发学生探究欲望的问题，引导学生发现问题、鼓励学生提出问题，让学生学会探索新知识。其中，要解决的关键问题是如何创设情境，积极引导学生发现问题并提出质疑。例如在讲述影响可燃气体燃烧的因素时，可以启发学生联系生活生产实际，分组开展小型的学术研讨会，讨论影响可燃气体燃烧速度的因素，并作出总结分析，从而提出高效利用可燃气体的方法以及预防气体爆炸的可行方法。

同时，建立学生课外学习的第二课堂，组织学生在教师的指导下进入实验室学习并参与教师的科研实践也是我们进行“燃烧学”探究式教学的一大举措。这种教学模式注重科研实验向教学实验的转化，实现开放式、探究式教学，并与科研、工程实践有机结合，提高学生的综合素质、工程实践和创新能力。其中关键问题是在进行探究实验后，及时帮助学生把探究过程中所获取的实验现象、数据或资料进行整理、归纳和分析，引导学生从中找到问题的规律性，组织并激发学生展开研讨，加深学生对所学知识的掌握和理解。

四、结论

针对当前世界能源利用和环境所面临的问题，分析了“燃烧学”的课程特点，根据当下社会对应用创新型人才的需求，提出了以大学生科研创新训练计划为基础的“燃烧学”探究式教学方法改革方案。该方案在学校大力支持大学生科研创新训练的引领下受到了较好的成效，激发了学生的学习热情，拓宽了学生的知识面，为其后续发展打好了基础，更重要的是提高了“燃烧学”的教学成效。

参考文献：

[1]童正明， 张松寿， 周文铸. 工程燃烧学[M]. 北京： 中国计量出版社，2008.

[2]曹玉春，吴金星，焦森林.热能动力工程专业“燃烧学”课程的教学改革与创新[J].中国电力教育，2010，（4）：69-71.

[3]周松.“燃料与燃烧”课程教学内容设计[J].教育教学论坛，2015，（40）：113-114.

作者简介：

窦国兰，女，博士，中国矿业大学安全工程学院副教授。