天大金课|内燃机实验新模式—内燃动力装置燃烧与热力循环的虚拟仿真实验

天津大学始终把本科教育放在核心地位，注重课程建设和课程管理。在教育部公布的首批国家级一流本科课程中，学校共有45门课程获得认定。为进一步提升课程建设质量，分享一流课程建设经验，特开辟“天大金课”专栏，让我们一起走进这些“金课”课堂吧！

课程目标

内燃动力装置燃烧与热力循环的虚拟仿真实验是针对内燃机缸内气体流动、燃油喷雾与燃烧开发的具有自主知识产权的虚拟仿真实验，通过虚拟仿真实验使学生深入认识内燃机缸内气体流动、燃油喷雾雾化与燃烧的全过程，巩固并加深燃烧学、工程热力学、流体力学及内燃机原理的基础理论知识，拓展内燃机学与燃烧学实验教学的广度和深度，并使学生接触和了解内燃机燃烧领域前沿和热点问题，熟悉内燃机燃烧测试相关的实验设备和测试方法，培养学生实际操作能力、分析解决问题能力、研究设计能力和创新能力。

课程团队

项目建设的依托单位是能源与动力工程国家级实验教学示范中心（天津大学）。内燃动力装置燃烧与热力学循环虚拟仿真实验项目主要是针对能源与动力工程专业本科生的内燃机原理（专业核心课程）所建设的。在建设过程中凝聚了一支年富力强，学术水平高、能力过硬、结构合理的教学团队。该团队由内燃机原理与燃烧学任课教师及实验指导教师组成，并吸纳在内燃机燃烧测量、喷雾及缸内空气运动测试方面具有丰富经验的科研人员包括部分博士研究生。团队成员在理论、实验和虚拟仿真方面经验丰富、知识和教学能力过硬。

课程建设情况

内燃机燃烧是天津大学动力机械及工程热物理学科的优势研究领域，有利于将先进的科研成果转化为虚拟仿真教学实验。“燃烧学”与“内燃机原理”是能源与动力工程专业的重要核心课程。在虚拟仿真实验中，结合燃烧学、工程热力学、传热学及内燃机原理课程教学大纲的要求和学生的知识结构，构建了3个层次（专业基础课程实验、专业综合实验与创新拓展实验）的7个实验教学模块，使实验教学内容由验证理论向综合应用、研究设计和创新开发延伸，使不同层次、不同类型的学生都能在本仿真项目中，根据自己的需要来进行自主学习。该虚拟仿真实验于2018年获批为国家级虚拟仿真实验项目。

课程特色与创新

通过虚拟仿真实验资源的开发，将虚拟仿真实验融入到内燃机原理实验教学体系，实现线上线下混合式、个性化、智能化实验教学新模式，实现引导式、开放式和互动式的实验教学。可燃混合气的形成、缸内气体流动、汽油机与柴油机的燃烧特征、有害排放物的生成规律等实验弥补了内燃机高温高压极端环境下很难开设这样实验课程的不足，拓展了学生的实验课程的时空范围。同时虚拟仿真实验金课建立了完善的反馈机制，为完善实验提供参考，提高实验教学效果。

学生评价

内燃动力装置燃烧与热力循环虚拟仿真实验项目在实验空间上线以来，超过3万人的浏览量，获得了广泛的好评和很好的示范效果。学生学习过程中表示，内燃动力装置燃烧虚拟仿真实验使用方便，具有很好的代入感，对于本科生是一种很好的体验方式及了解内燃机测试技术前沿的机会，同时可以比较真实全面的了解实验的基本原理。

编辑：支晓钰

审核：成雷鸣