教 案
2023-2024 学年第 一 学期
课程名称: 燃烧学
课程性质: 专业核心课程,限选课
授课学时: 48学时
授课对象: 能动(热动)21-3班
任课教师: 卿梦霞
长沙理工大学能动学院
2023.10
全课程教案
一、基本信息
课程名称 | 燃烧学 | 课程编号 | 0805020249 | 课程性质 | 专业核心课程,限选课 | 学分 | 3 | ||
教学安排 | 总学时48。其中讲授 32 学时,讨论16学时。 | ||||||||
授课时间:第 1-10周,第13周,第15周 | 周学时 | 4 | |||||||
相关课程与环节 | 流体力学、工程热力、传热学、大学化学、大学物理 | ||||||||
二、授课对象
基本情况 | 专业 | 能动(热动) | 年级 | 21级 | 班级 | 3班 | 修读人数 | 32 |
授课对象分析 | 本门课程针对的是能源与动力工程专业热动方向的学生,学生已学习完相关基础课程,本课程后续衔接锅炉原理、热力发电厂、锅炉原理课程设计等课程,授课过程中应注意相关知识点的衔接。 | |||||||
三、教学内容与安排
课程简介与要求 |
课程简介:本课程为高等学校动力工程与工程热物理学科能源与动力工程专业的本科生专业核心课。课程主要内容包括燃料及燃烧设备、燃烧热力学与动力学基础知识、燃烧系统分析方法与着火理论的基本知识与基本理论,气体、液体及固体燃料的燃料特性、燃烧特点和规律,包括火的形式和条件、火焰的传播、燃烧产物的生成机理等,燃烧科学技术发展中的几个科学问题。通过本课程的学习,使学生能够运用燃烧基本知识与基本理论,分析燃烧过程的复杂工程问题,创新性地提出解决其燃烧过程中问题的解决方案,为减少燃烧过程中污染物的排放和高效的燃烧技术的开发提供指导,为学生今后从事工程技术工作、科学研究及开拓新技术领域,打下坚实的基础。 课程要求:通过本课程的学习,使学生能够运用燃烧基本知识与基本理论,表述、解释和分析燃料燃烧过程,并通过查阅文献,分析燃烧过程的复杂工程问题,学生能够综合应用燃烧系统特性、燃料燃烧及污染生成机理等专业知识,并考虑社会、自然及环境等因素,分析燃烧设备燃烧对环境和可持续发展的影响,评价和筛选高效低污染燃烧技术和设备等,选择合适的燃料、燃烧设备及燃烧技术,优化设计燃烧设备,创新性地提出解决其燃烧过程中问题的解决方案,解决实际工程燃烧过程的复杂问题。学生能够采用燃烧系统分析方法等,处理燃烧实验数据,分析燃烧设备燃烧过程,为减少燃烧过程中污染物的排放和高效的燃烧技术的开发提供指导。授课方法和模式应充分调动学生积极性,尽可能采用实际案例进行分析,充分体现理论联系实际,使学生具有良好的学习热情。挖掘课程思政资源,使学生具备工程意识、节能意识、减排意识和协作意识。同时,使学生能够更好地学习后续课程的学习,具备日后从事包括电力、汽车、航天航空等相关领域的科学研究、工程设计、运行和项目管理等工作的理论基础,为学生今后从事工程技术工作、科学研究及开拓新技术领域,打下坚实的基础。
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课程目标 | 课程目标 | 支撑毕业要求指标点 | 与课程关联度 | |||||
| 毕业要求2/工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决能源与动力工程专业的复杂工程问题。 | H | ||||||
| 毕业要求3/问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析能源与动力工程专业的复杂工程问题,以获得有效结论。 | H | ||||||
| 毕业要求4/设计(开发)解决方案:能够设计(开发)满足能源与动力工程特定需求的系统、设备或自动控制方案,并在设计环节中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。在提出复杂工程问题的解决方案时具有创新意识。 | H | ||||||
| 毕业要求5/研究:能够基于科学原理、采用科学方法对能源与动力工程专业的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、收集、处理、分析与解释数据,通过信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。 | M | ||||||
| 毕业要求8/环境和可持续发展:能够理解和评价针对能源与动力工程专业的复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 | M | ||||||
课程思政 | 坚持立德树人根本任务,以OBE理念为导向,培养具有创新能力的高素质复合型人才。通过本课程的学习,使学生能够运用燃烧基本知识与基本理论,表述、解释和分析燃料燃烧过程,并通过查阅文献,分析燃烧过程的复杂工程问题,学生能够综合应用燃烧系统特性、燃料燃烧及污染生成机理等专业知识,并考虑社会、自然及环境等因素,分析燃烧设备燃烧对环境和可持续发展的影响,评价和筛选高效低污染燃烧技术和设备等,选择合适的燃料、燃烧设备及燃烧技术,优化设计燃烧设备,创新性地提出解决其燃烧过程中问题的解决方案,解决实际工程燃烧过程的复杂问题。学生能够采用燃烧系统分析方法等,处理燃烧实验数据,分析燃烧设备燃烧过程,为减少燃烧过程中污染物的排放和高效的燃烧技术的开发提供指导。授课方法和模式应充分调动学生积极性,尽可能采用实际案例进行分析,充分体现理论联系实际,使学生具有良好的学习热情。挖掘课程思政资源,使学生具备工程意识、节能意识、减排意识和协作意识。同时,使学生能够更好地学习后续课程的学习,具备日后从事包括电力、汽车、航天航空等相关领域的科学研究、工程设计、运行和项目管理等工作的理论基础,为学生今后从事工程技术工作、科学研究及开拓新技术领域,打下坚实的基础。 | |||||||
教学方法 | (1)以启发交流式教学为主,调动学生的学习积极性。首先,要讲好绪论课, 激发学生对燃烧学浓厚的学习兴趣;然后,充分利用多媒体教学课件,课堂图文并茂、声象结合,将气体、液体和固体燃烧过程等复杂的现象形象地呈现出来,使学生能够从多方位、立体化方面形成认知。最后,要积极与学生进行沟通,通过翻转课堂等方式及时了解学生的接受情况和学习效果,从燃烧原理入手,进而到燃烧设备的作用、结构和工作原理、燃烧流程,直至燃烧系统等,循序渐进。 (2)充分利用数字化技术、网络教学平台等,开展教学活动。课前,教师通过线上教学平台等方式,引导学生提前预习燃烧学基本概念、基本方法和基本原理等知识点;课中,采用课堂提问、分组讨论、模拟和角色扮演、个案分析、基于问题的学习等多样化教学方式,将开放式问题与基本知识点结合,引导学生从多方面学习、理解和思考,能利用燃烧学知识解释、分析实际工程燃烧过程的复杂问题,形成高阶学习;课后,鼓励学生多看参考书,查阅文献资料,撰写科研小论文,综合利用燃烧学知识,选择合适的燃料、燃烧设备及燃烧技术,并考虑社会、自然及环境等因素,优化设计燃烧设备,进行燃烧设备的选型、布置等,解决实际工程燃烧过程的复杂问题,使学生具有分析问题、解决问题的能力。 (3)以大创项目和科创竞赛为依托,培养学生的动手能力和创新能力。鼓励学生自愿参加科创小组,申请大创项目,参加科创比赛,综合运用燃烧模化、实验研究方法、燃烧系统分析方法等,处理燃料燃烧过程的实验数据,分析燃烧设备燃烧过程,创新性地提出解决其燃烧过程中问题的解决方案。 (4)拓展性讲座与前沿科技交流。通过燃烧前沿科技的介绍、教师科研课题的引入,拓展性讲座的开展,使课堂教学内容更加丰富,使学生能够综合应用燃料特性、燃烧装置结构、燃烧系统工作原理和性能、污染物排放原理,分析燃烧设备燃烧对环境和可持续发展的影响,评价和筛选高效低污染燃烧技术和设备等,为减少燃烧过程中污染物的排放和高效的燃烧技术的开发提供指导。 为了支撑多样化的考核方式,建立丰富的网络教辅资源库,可以进行课前课后测试、单元测试、期中和期末考试等。 | |||||||
教学重点 与难点 | 重点:燃烧热力学与动力学基础中的化学反应动力学、燃烧与化学平衡、化学热力学及物理问题;了解着火机理,建立气体、液体、固体燃烧实质概念,其反应机理与特点。 难点:生燃烧及燃烧设备与燃烧过程的宏观空间模型及概念,燃烧的发展过程及其调控方法。 | |||||||
课程各教学环节内容与安排 | 知识单元 | 知识点 | 课内学时 | 教学方式 | 作业/测验 | 课外学习 | ||
CH1 | 绪论 | 2 | 线下讲授 | 1 | 查阅相关资料 | |||
CH2 | 燃烧化学反应动力学基础 | 8 | 讨论+讲授 | 1 | 查阅相关资料 | |||
CH3 | 燃烧空气动力学基础-混合与传质 | 6 | 讨论+讲授 | 1 | 查阅相关资料 | |||
CH4 | 着火理论 | 6 | 讨论+讲授 | 1 | 查阅相关资料 | |||
CH5 | 气体燃烧 | 6 | 讨论+讲授 | 1 | 查阅相关资料 | |||
CH6 | 液体燃烧 | 6 | 讨论+讲授 | 1 | 查阅相关资料 | |||
CH7 | 煤的燃烧 | 8 | 讨论+讲授 | 1 | 查阅相关资料 | |||
CH8 | 燃烧科学技术发展中的几个科学问题 | 6 | 讨论+讲授 | 1 | 查阅相关资料 | |||
注:课程目标、教学方法、重难点、教学环节(知识单元、知识点等)等内容应与教学大纲、教学日历一致。课外学习可包括学时和内容要求。
四、考核方式
考核项目 | 考核内容 | 考核方式 | 分值或占比 |
期末考试 | 课程教学内容 | 闭卷 | 60 |
小测验 | 各知识模块 | 随堂考试 | 0 |
作业 | 课后习题 | 提交作业 | 10 |
课堂表现 | 出勤率和课堂参与度 | 考勤、课堂讨论、课堂展示等 | 30 |
实训 |
| 实验、实训 | 0 |
期末考试 | 课程教学内容 | 闭卷 | 60 |
小测验 | 各知识模块 | 随堂考试 | 0 |
注:考核方式应符合课程教学大纲的要求。
五、教学资源
推荐教材 | [1] 冉景煜. 工程燃烧学[M]. 北京:中国电力出版社,2019. |
参考材料 | [1] 汪健生, 李君, 刘雪玲. 燃烧学[M]. 北京:北京理工大学出版社,2017. [2] 邹春. 基础燃烧学[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2021. [3] 徐通模, 惠世恩.燃烧学 [M]. 北京:机械出版社,2017. |
课程资源 | 西安交通大学《燃烧学》MOOC 吉林大学《燃烧学》视频 https://v.qq.com/x/page/o03829spzta.html 中国科技大学《燃烧学》PPT http://www.doc88.com/p-6458654798457.html 西安交通大学《燃烧学》习题答案 https://www.docin.com/p-2421225500.html |
教材分析与处理 | 采用《工程燃烧学》为主教材,并将参考材料作为辅助资料,教学中综合讲解。 |
分课时教案
知识单元名称 | CH1 绪论 | 课次 | 第1讲 |
授课类型 | 理论课☑ |