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【摘要】在燃气燃烧与应用教学中,精选教学内容,采用先进的教学方法,引入标准化理念,注意理论与实际结合是教学改革成功的重要保证。
【关键词】教学内容 教学方法 教学改革
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)11(a)-0206-02
燃气燃烧与应用是西南石油大学城市燃气专业的一门专业基础课,通过这门课的学习,城市燃气专业的学生能够掌握各种燃气的基本特性,深入了解燃气及其燃烧现象的物理本质, 掌握燃气及其燃烧学的基本理论和基本知识以及民用燃具设备的技术要求、使用方法和常见故障的处理方法。为今后从事燃气系统的管理和燃具设备的运行管理工作打下良好的理论基础。在理论教学体系中做到理论与工程实际相结合,以培养学生的工程应用能力为目标,探索出适合燃气燃烧与应用课程的教学方法和新的教学手段。
1 精选教学内容是燃气燃烧与应用教学改革的基础
城市燃气是一种高效、清洁的优质能源,然而我国的燃气燃烧及应用技术还比较落后,尤其在燃烧技术产业化以及燃烧过程的污染控制方面,提高燃气燃烧与应用技术水平势在必行。要根据燃烧技术的发展,对教学内容进行必要的筛选、补充、更新和重组,使其既能反映燃烧技术的最核心的知识,又能反映该学科最新的进展和动态。在系统讲授燃气燃烧理论和基本计算的同时,还介绍了各种燃烧器的工作原理和结构形式,还增加了各种燃烧器安装要求和故障维修知识以及各种燃烧器具的设计、安装及验收规范,为学生今后从事燃具设备的运行管理工作打下良好的理论基础。
例如:在讲解燃气燃烧的火焰传播速度时,及时引入回火和脱火的概念,再进一步介绍燃烧器出现回火和脱火的原因和处理方法。在讲解燃气的互换性时,结合我国天然气的迅猛发展,天然气将成为我国主要的城市燃气,到21世纪中期,全国65%的城市都将通上天然气。 一些城市的人工煤气和管道液化石油气要被天然气代替,所以加入了我国的燃气置换判定法和燃气的置换操作这部分内容。
总之,在教学内容的改革中,把握夯实理论,及时更新,注重实际的原则,引领学生深入的理解和掌握书上的理论的同时,结合学生的就业方向,培养学生的工程应用能力和创新精神。
2 先进的教学方式是实施教学改革的保障
随着社会的发展,社会对人才质量的要求越来越高,体现在培养目标上,强调教育应使学生掌握理论与实践相统一的、全面的知识,发展学生的智能并培养其创造性。而且,由于现代科学技术的迅速发展,人类积累的知识量越来越大,知识更新的速度也越来越快,使得教学时间与教学内容的矛盾越来越尖锐,这就要求不但要进行教学内容的精选和改革,还必须改变低效率的,落后时代要求的教学方法。[1]
在燃气燃烧与应用教学方式的改革中,主要从四方面着手:注重课堂教学、组织课程设计、到工厂参观教学和采用先进的教学手段,收到了良好的教学效果。
2.1 注重课堂教学
课堂讲授是学生学习燃气燃烧与应用课程的主要方式,在理论课的讲授中,不仅从知识体系出发,还充分尊重学生的认知规律去实施教学活动。 对燃气燃烧过程的基本概念定义,燃烧反应的动力学,气流混合过程,燃烧的火焰传播理论,燃气燃烧方法等内容,讲清“知识、结构、方法、理论背景”,使学生理解知识的规律和内在联系,能举一反三,培养学生的应用能力和自学能力。
例如:在讲授“燃气的燃烧计算”这一章时,我们的教学过程是:
第一步:提出问题,燃气燃烧与应用这门课中要利用的是燃气哪方面的性质？
第二步:引出燃气的热值,高热值和低热值概念,以及干燃气和湿燃气的概念;
第三步:补充天然气,液化石油气和人工煤气的国家标准,让学生了解国家对商品燃气的气质要求;
第四步:学生课堂讨论在实际工程中,通常利用的是燃气的哪种热值？
第五步:学生自主学习燃气热值的计算方法;
第六步:学生对燃气热值的计算方法提出问题,由教师解答,然后师生共同归纳概括。
这种引领启发和互动自学相结合的教学方式使教学过程更生动高效,增加了学生在教学过程中的参与性和主动性,使学生既学到了知识,又开阔了眼界,还锻炼了自学能力。
2.2 组织课程设计
组织课程设计,可以巩固和加强学生所学的本课程和相关课程的知识,弥补教学过程中的某些薄弱环节,培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和技能,独立分析和解决实际问题的能力,使学生受到综合训练,包括:查阅文献和收集资料的能力,理论分析大能力,设计、计算和绘制工程图纸的能力以及撰写设计说明书的能力。
燃气燃烧与应用课程设计是综合应用所学理论知识,让学生学会理论联系实际的重要途径,学生通过燃烧器的设计程序和方法,学会查阅技术资料,选用公式和图表,用EXCEL编写简单的设计程序,以及应用CAD绘图的能力。
在设计前,提供给学生有关的设计参数,要求学生查阅有关的参考资料,深入理解教材上相关的理论和例题,确定设计方案、设计步骤和技术参数。在设计阶段,主要根据设计步骤编写简单的设计程序,绘制图纸和撰写设计说明书。教师在设计的过程中指导学生确定燃烧器的设计部件,确定燃烧器的燃烧方式,正确选择计算公式、数据和图表,指导学生应用EXCEL计算功能编写简单的计算程序,计算得到引射器的喉部尺寸后,选择合适的引射器类型,计算各部分尺寸,再采用AUTOCAD软件绘制引射器的结构尺寸图。
通过课程设计,提高学生综合分析问题、解决问题的能力,深入理解了燃气燃烧原理,对学生掌握工程设计的方法具有重要的意义。
2.3 到工厂参观教学
参观教学是到现场对客观事物和现象进行直接的观察,以获得具体生动的感性认识,促使学生将理论知识建立在感性认识的基础上。特别是当某些教学内容很抽象,以课堂教学形式讲授难于理解时,可以在学理论的同时移到现场,通过参观与讲解相结合,以达到更好的教学效果。参观过程中,由现场技术人员负责讲解。参观后要求学生写参观报告,并在此基础上组织讨论,以强化参观教学的效果。[1]
组织学生到工厂现场参观燃气具的生产过程,是让学生将理论与实践结合起来的最佳教学途径,学生到热水器参观燃烧架的冲压过程和热水器的组装流水线,上架检测热水器的点火系统、水密性、气密性和水控装置。现场教学,极大的提高了学生学习的积极性,还拓宽了学生的视野,让学生切身体会到现代化的工厂生产流水线和现代化的生产管理。
2.4 采用先进的教学手段
20世纪以来,现代电子、光学技术及计算机技术的飞速发展并迅速渗透到学校教育教学中来,使现代教学方法和手段日趋多样化,多媒体教学、远距离教学、电视系统教学等新的教学模式相继出现,为教育的发展开辟了更为广阔的前景。
在燃气燃烧与应用这门课程里,燃气的气流混合过程和燃气燃烧的火焰传播,燃烧器内部气流的流动以及燃气在火孔的燃烧都可以通过图片、动画和录像展现出来,把抽象的概念和描述转变为生动直观的利于学生理解的感性认识。例如:家用燃气快速热水器的工作原理,点火系统、水—气联锁控制系统,过热保护系统和熄火保护系统,都可以通过动画的形式直观的展示出来。
3 把标准化的观念引入学生思想中
随着市场竞争意识的不断深化,人们对标准的重视程度也越来越深入。先进、合理、科学的标准已成为世界贸易的“共同语言”、“通行证”,成为打开市场的“金钥匙”。 只有高水平的标准才能保证具有高水平的产品质量。随着《中华人民共和国标准化法》的实施, 国家制定了一系列的有关燃气质量、燃具和燃气设计的标准和规范,比如:《城市燃气分类》GB/T13611,《天然气》GB17820,《液化石油气》GB11174,《人工煤气》GB13612,《城镇燃气设计规范》GB50028,《燃气燃烧器具安全技术通则》GB16914,《家用燃气快速热水器》6932,《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12等。
在教学中, 在讲到某些内容时,以标准和规范的相关规定为准。例如:在讲到燃具的使用这一部分, 课程的讲解以《城镇燃气设计规范》GB50026-2006 10.4居民生活用气这节为准,包括燃气灶具的设置,燃气热水器的设置,燃具的安装几部分,在规范中规定燃具的安装应符合国家现行标准《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12的规定。
在教学中,指导学生学习标准和规范,让学生养成学习标准的好习惯,培养以后在工作中用标准,依照标准进行工作的良好作风。
综上所述,《燃气燃烧与应用》教学改革是一项系统工程,它不仅要求教师有较高的专业水平,还要有科学的教育观念和思想,还要能关注本专业的科技发展,为教学增加新内容和新思想。这样才能形成比较完善的教学系统,为祖国和社会培养更多更好的人才。
参考文献
[1] 教育部人事司组编.高等教育学[M].北京:高等教育出版社,1999.
[2] 李方运.天然气燃烧及应用技术[M].北京:石油工业出版社,2002.
[3] 王改民,路朋献,马秋花.谈《热工过程及设备》教学改革中的实践与体会[J].高教论坛,2007,(4):88-89.
【关键词】教学内容 教学方法 教学改革
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)11(a)-0206-02
燃气燃烧与应用是西南石油大学城市燃气专业的一门专业基础课,通过这门课的学习,城市燃气专业的学生能够掌握各种燃气的基本特性,深入了解燃气及其燃烧现象的物理本质, 掌握燃气及其燃烧学的基本理论和基本知识以及民用燃具设备的技术要求、使用方法和常见故障的处理方法。为今后从事燃气系统的管理和燃具设备的运行管理工作打下良好的理论基础。在理论教学体系中做到理论与工程实际相结合,以培养学生的工程应用能力为目标,探索出适合燃气燃烧与应用课程的教学方法和新的教学手段。
1 精选教学内容是燃气燃烧与应用教学改革的基础
城市燃气是一种高效、清洁的优质能源,然而我国的燃气燃烧及应用技术还比较落后,尤其在燃烧技术产业化以及燃烧过程的污染控制方面,提高燃气燃烧与应用技术水平势在必行。要根据燃烧技术的发展,对教学内容进行必要的筛选、补充、更新和重组,使其既能反映燃烧技术的最核心的知识,又能反映该学科最新的进展和动态。在系统讲授燃气燃烧理论和基本计算的同时,还介绍了各种燃烧器的工作原理和结构形式,还增加了各种燃烧器安装要求和故障维修知识以及各种燃烧器具的设计、安装及验收规范,为学生今后从事燃具设备的运行管理工作打下良好的理论基础。
例如:在讲解燃气燃烧的火焰传播速度时,及时引入回火和脱火的概念,再进一步介绍燃烧器出现回火和脱火的原因和处理方法。在讲解燃气的互换性时,结合我国天然气的迅猛发展,天然气将成为我国主要的城市燃气,到21世纪中期,全国65%的城市都将通上天然气。 一些城市的人工煤气和管道液化石油气要被天然气代替,所以加入了我国的燃气置换判定法和燃气的置换操作这部分内容。
总之,在教学内容的改革中,把握夯实理论,及时更新,注重实际的原则,引领学生深入的理解和掌握书上的理论的同时,结合学生的就业方向,培养学生的工程应用能力和创新精神。
2 先进的教学方式是实施教学改革的保障
随着社会的发展,社会对人才质量的要求越来越高,体现在培养目标上,强调教育应使学生掌握理论与实践相统一的、全面的知识,发展学生的智能并培养其创造性。而且,由于现代科学技术的迅速发展,人类积累的知识量越来越大,知识更新的速度也越来越快,使得教学时间与教学内容的矛盾越来越尖锐,这就要求不但要进行教学内容的精选和改革,还必须改变低效率的,落后时代要求的教学方法。[1]
在燃气燃烧与应用教学方式的改革中,主要从四方面着手:注重课堂教学、组织课程设计、到工厂参观教学和采用先进的教学手段,收到了良好的教学效果。
2.1 注重课堂教学
课堂讲授是学生学习燃气燃烧与应用课程的主要方式,在理论课的讲授中,不仅从知识体系出发,还充分尊重学生的认知规律去实施教学活动。 对燃气燃烧过程的基本概念定义,燃烧反应的动力学,气流混合过程,燃烧的火焰传播理论,燃气燃烧方法等内容,讲清“知识、结构、方法、理论背景”,使学生理解知识的规律和内在联系,能举一反三,培养学生的应用能力和自学能力。
例如:在讲授“燃气的燃烧计算”这一章时,我们的教学过程是:
第一步:提出问题,燃气燃烧与应用这门课中要利用的是燃气哪方面的性质？
第二步:引出燃气的热值,高热值和低热值概念,以及干燃气和湿燃气的概念;
第三步:补充天然气,液化石油气和人工煤气的国家标准,让学生了解国家对商品燃气的气质要求;
第四步:学生课堂讨论在实际工程中,通常利用的是燃气的哪种热值？
第五步:学生自主学习燃气热值的计算方法;
第六步:学生对燃气热值的计算方法提出问题,由教师解答,然后师生共同归纳概括。
这种引领启发和互动自学相结合的教学方式使教学过程更生动高效,增加了学生在教学过程中的参与性和主动性,使学生既学到了知识,又开阔了眼界,还锻炼了自学能力。
2.2 组织课程设计
组织课程设计,可以巩固和加强学生所学的本课程和相关课程的知识,弥补教学过程中的某些薄弱环节,培养学生综合运用所学的基础理论、基本知识和技能,独立分析和解决实际问题的能力,使学生受到综合训练,包括:查阅文献和收集资料的能力,理论分析大能力,设计、计算和绘制工程图纸的能力以及撰写设计说明书的能力。
燃气燃烧与应用课程设计是综合应用所学理论知识,让学生学会理论联系实际的重要途径,学生通过燃烧器的设计程序和方法,学会查阅技术资料,选用公式和图表,用EXCEL编写简单的设计程序,以及应用CAD绘图的能力。
在设计前,提供给学生有关的设计参数,要求学生查阅有关的参考资料,深入理解教材上相关的理论和例题,确定设计方案、设计步骤和技术参数。在设计阶段,主要根据设计步骤编写简单的设计程序,绘制图纸和撰写设计说明书。教师在设计的过程中指导学生确定燃烧器的设计部件,确定燃烧器的燃烧方式,正确选择计算公式、数据和图表,指导学生应用EXCEL计算功能编写简单的计算程序,计算得到引射器的喉部尺寸后,选择合适的引射器类型,计算各部分尺寸,再采用AUTOCAD软件绘制引射器的结构尺寸图。
通过课程设计,提高学生综合分析问题、解决问题的能力,深入理解了燃气燃烧原理,对学生掌握工程设计的方法具有重要的意义。
2.3 到工厂参观教学
参观教学是到现场对客观事物和现象进行直接的观察,以获得具体生动的感性认识,促使学生将理论知识建立在感性认识的基础上。特别是当某些教学内容很抽象,以课堂教学形式讲授难于理解时,可以在学理论的同时移到现场,通过参观与讲解相结合,以达到更好的教学效果。参观过程中,由现场技术人员负责讲解。参观后要求学生写参观报告,并在此基础上组织讨论,以强化参观教学的效果。[1]
组织学生到工厂现场参观燃气具的生产过程,是让学生将理论与实践结合起来的最佳教学途径,学生到热水器参观燃烧架的冲压过程和热水器的组装流水线,上架检测热水器的点火系统、水密性、气密性和水控装置。现场教学,极大的提高了学生学习的积极性,还拓宽了学生的视野,让学生切身体会到现代化的工厂生产流水线和现代化的生产管理。
2.4 采用先进的教学手段
20世纪以来,现代电子、光学技术及计算机技术的飞速发展并迅速渗透到学校教育教学中来,使现代教学方法和手段日趋多样化,多媒体教学、远距离教学、电视系统教学等新的教学模式相继出现,为教育的发展开辟了更为广阔的前景。
在燃气燃烧与应用这门课程里,燃气的气流混合过程和燃气燃烧的火焰传播,燃烧器内部气流的流动以及燃气在火孔的燃烧都可以通过图片、动画和录像展现出来,把抽象的概念和描述转变为生动直观的利于学生理解的感性认识。例如:家用燃气快速热水器的工作原理,点火系统、水—气联锁控制系统,过热保护系统和熄火保护系统,都可以通过动画的形式直观的展示出来。
3 把标准化的观念引入学生思想中
随着市场竞争意识的不断深化,人们对标准的重视程度也越来越深入。先进、合理、科学的标准已成为世界贸易的“共同语言”、“通行证”,成为打开市场的“金钥匙”。 只有高水平的标准才能保证具有高水平的产品质量。随着《中华人民共和国标准化法》的实施, 国家制定了一系列的有关燃气质量、燃具和燃气设计的标准和规范,比如:《城市燃气分类》GB/T13611,《天然气》GB17820,《液化石油气》GB11174,《人工煤气》GB13612,《城镇燃气设计规范》GB50028,《燃气燃烧器具安全技术通则》GB16914,《家用燃气快速热水器》6932,《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12等。
在教学中, 在讲到某些内容时,以标准和规范的相关规定为准。例如:在讲到燃具的使用这一部分, 课程的讲解以《城镇燃气设计规范》GB50026-2006 10.4居民生活用气这节为准,包括燃气灶具的设置,燃气热水器的设置,燃具的安装几部分,在规范中规定燃具的安装应符合国家现行标准《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》CJJ12的规定。
在教学中,指导学生学习标准和规范,让学生养成学习标准的好习惯,培养以后在工作中用标准,依照标准进行工作的良好作风。
综上所述,《燃气燃烧与应用》教学改革是一项系统工程,它不仅要求教师有较高的专业水平,还要有科学的教育观念和思想,还要能关注本专业的科技发展,为教学增加新内容和新思想。这样才能形成比较完善的教学系统,为祖国和社会培养更多更好的人才。
参考文献
[1] 教育部人事司组编.高等教育学[M].北京:高等教育出版社,1999.
[2] 李方运.天然气燃烧及应用技术[M].北京:石油工业出版社,2002.
[3] 王改民,路朋献,马秋花.谈《热工过程及设备》教学改革中的实践与体会[J].高教论坛,2007,(4):88-89.