“三位一体”教学模式在《燃烧学》课程的探索

1、三位一体”教学模式在燃烧学课程的探索摘要：为了有效提高燃烧学课程的教学效果，提出了 “三位一体”的新型教学模式：将教学内容所要求的知识点 设计成层层递进的三个部分，匹配三种不同的教学方式，构 建基于过程考核的三元评价体系方法。针对该课程教学不足， 介绍了“三位一体”教学模式特点、设计及实施方法，该模 式可形成一个内容一方式一评价的有机整体，使教师讲授教 学、学生积极参与互动、科研创新训练三项活动形成互动机 制，相互促进，增强成效，从而达到较好的教学效果。关键词：燃烧学；教学模式；探讨 中图分类号： G642.0 文献标志码： A 文章编号： 1674-9324（2016）26-0209-02目

2、前，世界总能源的 80%来自煤、石油、天然气等矿物 燃料的燃烧，而且绝大部分污染物和 C02的排放也源自于燃 烧。燃烧学正是研究燃料化学能向热能转换的一门专门 课程，在能源高效利用、污染有效控制等节能减排方面具有 举足轻重的地位。 1国内著名高校在能源类专业培养方案中 均开设了燃烧理论课程， 燃烧学不仅为能源动力类 专业的骨干课程，还可服务于自动化专业、化学工程、机械 工程相关领域的本科教学。国内高校通常把本课程定位为专业必修课，大约 48 学时。 2 燃烧学是一门具有复杂性 和多学科交叉性的课程，特点是内容多、发展迅速、实用性 强，涉及化学动力学、传热学、热力学、热化学、工程技术 和高等数学

3、等多学科知识，如何在有限的学时内完成教学任 务是一个难题，特别是在教学学时不断受到压缩的情况下， 教学内容和学时数之间的矛盾就更加突出了。在教学内容上， 燃烧原理和燃烧技术在课程中都非常重要，如何处理好它们 之间的关系直接关系到教学质量和教学效果。3 ，4中国矿业大学于 2008 年开设了本课程，课程建设目前 尚处于探索阶段， 在此背景下， 需对燃烧理论 教学内容、 教学方法以及评价体系进行调整，以适应能源与动力工程等 相关专业学生继续深造和就业的要求。一、教学中存在的问题1. 从教学内容来看，由于化学热力学和热科学传递现象 耦合过程过于复杂，产生了火焰结构、火焰传播速度、火焰 稳定、火焰极限

4、、点火和熄灭等诸多物理化学现象或知识， 导致概念难理解、 现象不直观性和理论缺乏前沿性。 3（ 1） 学生对于传递现象、 Fick 扩散定律方程以及 Arrinus 定律这些 抽象模型的物理本质理解存在一定的困难。 （ 2）学生对于层 流预混火焰、层流扩散火焰、液滴火焰等燃烧现象没有直观 认识。（3）目前，无论是燃烧理论还是燃烧技术，仍然处于 不断发展的状态。而燃烧理论课程的内容却是相对固定 的，难以适应教学对象和环境的变化，自然对学生的吸引力 也就降低了。2. 从教学方式来看，基本以课堂讲授为主，手段单一， 通过燃烧学教师的“传道、授业、解惑” ，可以使学生在短 时间内了解和掌握较为系统、全

5、面的燃烧学知识；但教师占 用了太多的教学时间，课堂气氛较沉闷，学生在教学过程中 处于被动接受的地位，限制了学生主观能动性的发挥，进而 阻碍了学生创新精神和实践能力的形成。3. 从评价体系来说，原考核方式主要包括两部分：闭卷 考试成绩（占 70%）和平时成绩（占 30%）。这种考试方式 存在以下主要问题：一是考试形式单一，缺乏对课程考核的 过程管理，不能全面地反映学生的真实水平；二是知识考核 多，能力考核少，课程考试内容局限于教材、课堂笔记、教 师划定的范围和指定的重点，缺乏对学生综合能力和素质的 评价。因此，很容易形成“平时不学，考前突击”的作风， 教学效果不理想。二、教学模式改革 针对燃烧学

6、课程特点以及我校教学中存在的问题， 我们在课程实践中提出“三位一体”的新型教学模式：将教 学内容所要求的知识点设计成层层递进的三个部分（难以理 解的定义、机理、技术原理；缺乏直观认识的燃烧现象；发 展中的前沿性课题） ，以三种与之相匹配的教学方式（多样 性的课堂讲授，简短、开放、快捷、灵活、互动的大学生微 视频为形式的自主式互评活动和探究式的科研创新训练） ， 构建基于过程考核的三元评价体系 （闭卷考试、 微视频材料、 科研报告），从而形成一个内容一方式一评价的有机整体， 使教师讲授教学、学生积极参与互动、科研创新训练三项活 动形成互动机制，相互促进，增强成效。该教学模式由浅入 深，让学生掌握

7、所需要的知识点，有利于进一步提高学生的 积极性和主动性，也有利于就一些前言性问题对学生进行合 理引导，达到既加深学生对理论知识的理解，又提高学生的 综合思维能力和分析能力，从而培养适应新世纪我国现代化 建设需要的具有创新精神、实践能力的高素质人才。1.课程设计。以燃烧学课程内容为基础，开展多样 化的教学形式，构建综合评价体系。 （1）教学内容的合理分 配。根据三项教学方式的特点，对教学内容进行分配，这样 一方面可以保证课程内容的完整性，另一方面可以实现教师 讲授教学、学生积极参与互动、科研创新训练三项活动的有 机结合，获得更好的教学效果。 （2）多样性的课堂讲授。采 用问题驱动的知识引入、启发

8、式的提问方法及板书和多媒体 工具的交叉应用，将枯燥和抽象的理论与概念形象化。（3）以大学生微视频为形式的自主式互评方式。微视频短则 30 秒，长则不超过 20 分钟，内容广泛，视频形态多样， “短、 快、精”是其最大的特点。它已经成为大学生社会交往和表达的重要方式。这部分教学实行团队制度，即68人自由组成一个团队参与研讨活动，在视频制作过程中，教师要起 到引导作用，还要积极主动对评价过程实行有效的监督和控 制。（4）探究式的科研创新训练。通过开展课程内学术前沿 讲座让学生了解学科发展的最新动态，进一步设计难度适中、 应用性强、趣味性强的科研训练题目，引导学生积极主动进 行创新训练，是一项具有实

9、践性的研究课题。（ 5）多元评价体系的构建。由于实行多种教学方式，这样学生成绩就不仅 仅依赖于考试成绩，而是一个基于过程的包括多项成绩在内 的综合成绩，从而实现评价体系的过程性和多元性，以获得 一种更准确的评价结果， 同时可以改善某些学生 “平时不学， 考前突击”的不良学习风气。2.课程实施。根据教学过程可分为备课阶段、课堂教学阶段、课下作业阶段和成绩 评定阶段。（ 1）在备课阶段，根据课程内容进行调整，并对 微视频内容及科研训练课题进行设计。教学内容调整为三个 部分：第一部分为难以理解的定义、 机理、技术原理等知识， 掌握这些知识是完成后两部分的前提和基础；第二部分为挑 选和设计容易制作微视

10、频的直观燃烧现象，并介绍制作微视 频的预备知识，让学生对微视频的基本情况作一个初步了解， 从而引出所要进行的微视频的内容；第三部分为选择适宜的 科研创新训练前言课题，激励学生进行探究式科研活动。同 时，注意添加一些趣味性的知识点：在“燃料”这一章补充一些新奇的燃料，诸如吃火锅用的固体酒精、海底的绿藻、 南极的可燃冰等。（2）在课堂教学阶段：采用视频展示、 图片展示、表格对比等多样性的教学手段进行启发式课堂讲 授，引入一些生活中常见的燃烧现象来解释一些抽象的燃烧 理论。例如：例用家用多孔燃气灶来详细解释扩散预混火焰； 在讲解活化能这个概念时，可利用 origin 软件详细讲解活化 能的求解过程。

11、以大学生微视频为形式的自主式互评方式 开展教学活动，应尽可能地采用师生互动的方式，营造一种 会话式教学氛围，激发学生的学习热情，可设计一些学生感 兴趣的热点话题，引导学生展开谈论，教师应注意把握“启 发激励、掌握进程、突出主题、加强引导”的原则，保证过 程的活跃性和可控性。让学生了解最新的燃烧技术（如富 氧燃烧技术、化学链燃烧技术） ，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。 （ 3）在课下作业阶段，实施基于团队 合作的微视频及科研训练准备工作。根据各自要求，积极引 导学生如何收集资料、理清思路、准备视频、撰写报告，如 何进行汇报，如何

12、分工合作。在增强学生综合能力的同时， 培养学生的团队精神和创新能力。（ 4）在成绩评定阶段，构建基于过程的多元评价体系。采用综合评判的方式，综合点 名成绩、自主式互评成绩、研究报告成绩、闭卷考试成绩等 因素，构建一种基于过程而不仅仅是考试成绩的多元评价体系。综上所述，燃烧学教学如何提高教学效果，解决学生难 学、教师难讲的问题， 是目前多数青年教师一直思索的问题。 “三位一体”教学模式符合学生的认知规律，有利于调动学 生的学习积极性，培养学生自主学习的习惯，有利于拓宽学 生的知识面，培养学生的应用能力、团队精神、合作意识、 勇于创新等多方面的综合素质。参考文献：1 金晶，胡晓红，杨沫 .“工程燃烧学”课程教学方法改革与探索J