淺談電廠能源與動力工程專業(yè)“燃燒學”教學內容設計

王何龍　武昱鑫

摘要：“燃燒學”是電廠能源與動力工程專業(yè)的一門重要的技術基礎課程，在學生的專業(yè)知識學習中，起著承上啟下的銜接作用，非常重要。但由于燃燒學發(fā)展迅速、內容豐富。本文以開設“燃燒學”課程為例，從“燃燒學”課程的定位、國內外燃燒學教材內容設計，“燃燒學”課程的陳述，以期對電廠能源與動力工程專業(yè)燃燒學教材建設和教學改革起到一定的推動作用。

關鍵詞：電廠能源與動力工程專業(yè);燃燒學;教學內容設計

引言

燃燒過程在電力生產、鋼鐵煉制、水泥煅燒、工業(yè)加熱、建筑采暖、運輸驅動、火災防護、材料合成等諸多方面都有著廣泛的應用，而燃燒學就是研究燃燒過程的一般規(guī)律和應用的一門學科，在提高燃料利用率和燃燒過程的效率、推動燃燒技術的發(fā)展、設計經濟高效的燃燒裝置、控制并減少各類燃燒污染物的排放以及規(guī)避預防火災等不利燃燒事件中都非常重要。燃燒學內容豐富、發(fā)展迅速、學科交叉性強，涉及到熱力學、化學反應動力學、流體力學、傳熱傳質學、高等數學等諸多學科門類，是電廠能源與動力工程、航天動力、推進技術、能源與環(huán)境、消防以及安全等工程專業(yè)的一門重要的理論和技術基礎課程。因此在上述相關專業(yè)開設“燃燒學”課程非常必要，對于學生回顧深化所學過的“工程熱力學”、“流體力學”和“傳熱學”等專業(yè)基礎課程，深入學習掌握后續(xù)專業(yè)課程，培養(yǎng)鍛煉學生利用所學理論知識分析、解決實際燃燒問題的能力，都有著非常重要的作用。

1“燃燒學”課程定位

在對“燃燒學”課程內容體系進行設計前，需要對本門課程進行準確定位。首先，從學科角度講，認識到“燃燒學”課程的銜接和過渡作用，本課程向上承接“工程熱力學”、“流體力學”、“傳熱學”等專業(yè)基礎課程，是對上述基礎課程內容的拓展和深化;向下則與“鍋爐原理”、“汽輪機原理”等專業(yè)課程緊密相連，為學生理解掌握相關專業(yè)知識奠定基礎。而就電廠能源與動力工程專業(yè)而言，“燃燒學”課程以鍛煉培養(yǎng)學生的工程思維意識、激發(fā)學生學習后續(xù)專業(yè)課程的熱情、提高學生理論聯系實際、解決工程實際問題的能力。

2電廠能源與動力工程專業(yè)“燃燒學”課程設計

基于“燃燒學”課程的“橋梁”作用和工程化要求，對電廠能源與動力工程專業(yè)“燃燒學”課程的教學內容進行了廣泛調研、合理取舍，采取多種有效措施加以設計，具體如下。

2.1當前“燃燒學”教材調查

從18世紀由俄國科學家羅蒙諾索夫和法國化學家拉瓦錫揭示燃燒的本質開始，燃燒學經過數百年的發(fā)展，在各種現代科學以及先進實驗技術手段的使用和推動下蓬勃發(fā)展、不斷深入，顯示了旺盛的生命力和廣闊的應用前景。這些內容也在國內外的燃燒學教材中得到一定程度的體現，使得國內外的教材內容顯示出了不同編著思路和專業(yè)傾向。

首先就教材的編著思路和風格而言，國內外教材差異明顯。國外原版教材以及相應的中文翻譯版本，內容上都體現了工程化的特點，以國內較為常見汪真、馬其良、張振東等人編著的教材為例，突出優(yōu)點在于內容淺顯易懂、實例豐富、編排合理、講解細致、由淺入深，而且大都經過至少一次的修訂，充分反映了當前學科的最新發(fā)展動向和研究成果。而就教材的內容取舍和編排而言，內容主要包括燃燒概論、工程燃燒計算、燃燒理論基礎、氣體燃料燃燒所形成的不同火焰類型（包括層流預混和擴散火焰、湍流預混和擴散火焰）、液滴以及固體的燃燒，熱機燃燒技術及背景，最后還對燃料燃燒所排放的污染物的危害及預混和擴散燃燒過程中所排放的污染物進行了簡單的介紹。因此，從內容上體現了專業(yè)的寬泛性，適合于熱能動力工程專業(yè)，也適用于航天動力、能源環(huán)境工程等專業(yè)。

2.2電廠熱能動力工程專業(yè)“燃燒學”課程設計準則

基于以上對國內外燃燒學教材編排思路和內容特點的調研分析，基于電廠能源與動力工程專業(yè)學生知識特點和就業(yè)趨向的分析，對“燃燒學”課程教學內容進行設計時，實行“立體化”設計思路，制定了以下四個設計準則，即不同課程之間聯系緊密化、課程本身不同知識點之間設計有序化、課程本身知識點總量設計精練化、課程具體知識點設計層次化。

2.3電廠能源與動力工程專業(yè)“燃燒學”課程設計內容

最后，基于電廠能源與動力工程專業(yè)“燃燒學”課程的定位、國內外相關燃燒學教材內容和編排風格的調研分析以及課程內容設計準則，對“燃燒學”課程具體內容進行了合理設計。具體內容主要由燃燒概論、工程燃燒計算、燃燒理論基礎、以氣體燃料為主并輔助一定的以煤為典型固體燃料的燃料著火理論、燃燒火焰的傳播理論和穩(wěn)定方法以及燃燒污染物的形成機理和控制方法六部分組成。

3結束語

“燃燒學”課程在電廠能源與動力工程專業(yè)學生的學習過程中，起著承上啟下的銜接作用，非常重要。但由于燃燒學發(fā)展迅速、內容豐富，編排適合我校具體情況的教學內容和體系實屬不易，本文介紹開設“燃燒學”課程的實踐為例，從“燃燒學”課程的定位、國內外燃燒學教材的調研、“燃燒學”課程教學內容的編排準則三個方面進行了詳細的介紹，最后對“燃燒學”課程的教學具體內容進行了陳述。總之，“燃燒學”課程的內容和教學體系設計從總體上思路清晰、脈絡連貫、內容充實、層次分明，很好地完成了“燃燒學”課程的既定目標和要求。

參考文獻

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