消防燃烧学教案.docx

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消防燃烧学教案

教案

课程名称：

消防燃烧学

教研室：

火灾理论

教员姓名：

徐晓楠

技术职称：

教授

教学对象：

工程二队

武警学院消防工程系

消防燃烧学教案1

课题

第1讲：

燃烧学绪论第一节燃烧的本质和条件

时间

8月27日星期二

教学目的要求

1．明确消防燃烧学课程的地位、作用、学习方法和教学要求；

2．了解消防燃烧学的研究对象及其分类；

3．理解燃烧的本质；

4．掌握燃烧反应发生的条件。

主要内容

与时间分配

人类对燃烧的认识过程；（20分钟）

消防燃烧学的任务及学习方法；（20分钟）

燃烧的本质；（30分钟）

燃烧反应发生的条件；（20分钟）

燃烧条件在消防中的应用。

（10分钟）

重点难点

1．燃烧的本质；

2．燃烧条件的理解。

教学方法

和手段

以课堂讲授为主，在首次课程中增加一些国内外火灾简况介绍及我国火灾理论研究动态、火灾理论研究体系分析等，增加学员对燃烧科学学习兴趣。

教学手段采用电子课件，穿插一些图片和视频片断。

课后作业练习

习题：

P1：

1、2、3、4

预习：

第一章第一节物质的燃烧和条件、第二节燃烧反应速度理论、第三节燃烧时空气需要量的计算部分内容。

总结和改进意见

1．以提问的方式引入燃烧概念，关键是要使学员了解引入概念的意义。

2．燃烧的本质及发生条件是重点，要讲清讲透。

3．结合实例分析燃烧条件在消防中的应用。

4．结合实际火灾案例说明引入下一讲的问题。

消防燃烧学教案2

课题

第2讲：

燃烧反应速度理论燃烧时空气需要量的计算

时间

9月3日星期二

教学目的要求

掌握反应速率的基本概念；

能根据质量作用定律和阿累尼乌斯公式推导燃烧反应速度方程；

能根据燃烧反应速度方程说明影响燃烧反应速度的因素；

能计算一定量的可燃物燃烧时的空气需要量。

主要内容

与时间分配

化学反应速度（10分钟）

根据质量作用定律和阿累尼乌斯公式推导燃烧反应速度方程（40分钟）

固液体燃烧时空气需要量的计算（20分钟）

气体燃烧时空气需要量的计算（20分钟）

实际燃烧时空气需要量的计算（10分钟）

重点难点

烧反应速度方程的推导。

2．空气需要量的计算。

教学方法

和手段

在化学动力学基础上引入化学反应速度的基本概念、定律，让学员清楚反应速度在火灾蔓延过程中的重要作用；理解空气需要量的确定是燃烧过程中其它产量计算的基础。

授课中以讲授为主，采用电子课件及部分图片。

课后作业练习

习题：

P1，4，5，6，7，10

预习：

第四节燃烧产物及其计算

总结和改进意见

1．质量作用定律和阿累尼乌斯公式推导燃烧反应速度方程应详细。

2．根据燃烧反应速度方程分析问题应注意联系消防工作实际。

3．空气需要量的计算是全书计算的一个重点，也是难点，例题讲解应注意概念清楚，适当增加习题量。

消防燃烧学教案3

课题

第3讲：

第四节燃烧产物及其计算

时间

9月10日星期二

教学目的要求

1．掌握燃烧产物的基本概念。

2．掌握燃烧产物的毒害作用。

3．掌握燃烧产物的分、总产物体积的计算。

4．掌握燃烧产物密度的计算。

5．了解燃烧产物的危害性。

主要内容

与时间分配

1．燃烧产物的基本概念及燃烧产物的形成过程。

（10分钟）

2．燃烧产物的毒害作用。

（10分钟）

3．燃烧产物的分、总产物体积的计算公式推导。

（30分钟）

4．例题。

（10分钟）

5．燃烧产物密度的计算。

（20分钟）

6．了解燃烧产物的危害性。

（10分钟）

重点难点

1．燃烧产物的分、总产物体积的计算。

2．燃烧产物密度的计算。

教学方法

和手段

火灾中燃烧产物是火灾中最危险的因素，燃烧产物量的确定是火灾理论研究的重要参数之一，应使学员清楚了解产物的毒副作用及其危害；产物密度的确定是化工企业消防安全设计（通风设置）的主要基础，授课中应使学员掌握多种求解方法，灵活分析问题。

教学手段采用电子课件结合部分图片。

课后作业练习

习题：

P1：

8、9、10、11、12、13、14

预习：

第五节燃烧热及燃烧温度计算

总结和改进意见

1．介绍燃烧参数在制定灭火预案及防排烟设计中的重要应用，唤起学员学习的热情。

2．燃烧产物的分、总产物体积的计算和燃烧产物密度的计算是本节的重点内容，应详细讲解，概念清楚。

3．部分内容可以让学员与教员共同分析导出。

消防燃烧学教案4

课题

第4讲：

燃烧热及燃烧温度的计算

时间

9月10日星期二

教学目的要求

1．掌握热容、燃烧热、热值的基本概念。

2．掌握热容、燃烧热、热值的计算方法及换算关系。

3．掌握差值法计算理论燃烧温度。

4．了解积分法计算理论燃烧温度。

主要内容

与时间分配

1．热容、燃烧热、热值的基本概念。

（20分钟）

2．热容、燃烧热、热值的计算方法及换算关系。

（30分钟）

3．差值法计算理论燃烧温度。

（40分钟）

4．积分法计算理论燃烧温度。

（10分钟）

重点难点

1．热容、燃烧热、热值的计算方法及换算关系。

2．差值法计算理论燃烧温度。

教学方法

和手段

燃烧热在基础化学中已讲过，但注意火灾中使用的燃烧热与基础化学中燃烧热的不同，注意分析它们不同的使用条件和求解方法；对理论燃烧温度力求求解简单，但应注意与实际火灾温度可能产生的偏差。

教学方法注意对比，注意启发学员从中找出规律，教学手段采用电子课件。

课后作业练习

习题：

P2：

15、17、18、20、21、22、26

预习：

第二章燃烧的物理基础第一节热量传递基础、第二节热传导

总结和改进意见

1．本次课中的有些概念在无机化学中学过，介绍可以简洁。

2．注意强调差值法的应用条件，避免计算结果误差过大。

3．本章计算较多，应增加一次习题课或小测验。

消防燃烧学教案5

课题

第5讲：

热量传递概述、热传导

时间

9月24日星期二

教学目的要求

1．掌握热传导、热对流、热辐射的基本概念及所遵循的基本定律。

2．掌握导体内部的导热微分方程式。

3．一维稳态温度场导热微分方程式的求解（无限长平板、无限长圆柱体、球体）。

4．无限大平板的非稳态导热

集总热容法处理问题。

6．解非稳态导热的数值解法。

主要内容

与时间分配

1．热传导、热对流、热辐射的基本概念及所遵循的基本定律。

（30分钟）

2．导体内部的导热微分方程式。

（10分钟）

3．一维稳态温度场导热微分方程式的求解（无限长平板、无限长圆柱体、球体）。

（30分钟）

无限大平板的非稳态导热（10分钟）

集总热容法处理毕渥数小于的物体。

（10分钟）

非稳态导热的数值解法。

（10分钟）

重点难点

1．一维稳态温度场导热微分方程式的求解。

2．无限大平板的非稳态导热。

3．集总热容法处理毕渥数小于的物体。

教学方法

和手段

传热方式及其相关计算是学员进一步深造学习的重要基础，但由于此部分涉及的知识基础门类较多，在课堂授课及推荐参考书目过程中注意将一些实际研究中的火灾模型介绍给学员，对基础在中等水平以下的同学主要使其掌握概念并了解其应用。

教学手段采用电子课件，结合火灾模型（来自科学研究及论文）讲授，注意难易结合。

课后作业练习

习题：

P4：

1、2、3、6、7

预习：

第三节热对流、第四节热辐射

总结和改进意见

1．精讲概念、定理和定律的同时，重点介绍应用。

2．从多层无限大平壁的导热速率方程讲冰箱的保温原理。

3．本次课内容概念、定理和定律的介绍中学都有，可以简洁。

4．联系实际讲集总热容法的应用。

5．介绍一种典型科研实例，分析该部分与其他科学的衔接。

消防燃烧学教案6

课题

第6讲：

热对流、热辐射的基本定律

时间

10月8日星期二

教学目的要求

1．掌握边界层的形成过程。

2．掌握强迫对流的对流换热系数推导。

3．掌握自然对流的格拉晓夫数的物理意义。

4．了解黑体、白体、透明体的基本概念。

5．掌握黑体辐射遵循的三大定律。

主要内容

与时间分配

1．边界层的形成过程。

（15分钟）

2．强迫对流的对流换热系数推导。

（25分钟）

3．自然对流的格拉晓夫数的物理意义。

（10分钟）

4．黑体、白体、透明体的基本概念。

（10分钟）

5．黑体辐射遵循的三大定律。

（40分钟）

重点难点

1．边界层的形成过程。

2．强迫对流的对流换热系数推导。

3．黑体辐射遵循的三大定律。

教学方法

和手段

对流的内容在本书涉及的内容较少，由于前面课程中相关基础较薄弱，在课堂授课中注意概念讲解要清楚，特别是强调对流换热系数的解法；在复习黑体基本概念和定律的基础上，介绍黑体的定律与后续消防中应用的关系。

教学方法主要以启发讲授为主，采用电子课件授课。

课后作业练习

习题：

P4：

4、15、16、18、21

预习：

第四节物体表面换热、第五节物质的传递。

总结和改进意见

1．本节内容涉及流体力学的知识较多，应提前布置学员预习相关知识。

2．格拉晓夫数重在掌握其物理意义。

3．三大定律的讲解是重点，应放慢速度。

4．该部分内容较难，增加一次习题课或课后安排一次讨论颗。

消防燃烧学教案7

课题

第7讲：

物体表面间的换热、物质传递

时间

10月15日星期二

教学目的要求

1．掌握物体表面间的换热量的计算方法。

2．掌握热气和不显光火焰的辐射的特性。

3．掌握热烟气和显光火焰的辐射的辐射率计算。

4．掌握燃烧中物质传递的三种方式。

主要内容

与时间分配

1．物体表面间的换热量的计算方法。

（30分钟）

2．热气和不显光火焰的辐射的特性。

（10分钟）

3．热烟气和显光火焰的辐射的辐射率计算。

（10分钟）

4．燃烧中物质传递的三种方式。

（50分钟）

重点难点

1．物体表面间的换热量的计算方法。

2．燃烧中物质传递的三种方式。

教学方法

和手段

物体表面间换热量的计算方法是消防实际工作中消防安全间距确定的基础，课堂授课中应充分注意理论结合实际，如结合消防法规和条例进行讲解；热烟气和显光火焰的辐射率计算是油罐燃烧速度确定的基础，强调其后面的作用；物质传递中的烟囱效应是建筑火灾中最常见的现象，适当将其内容与建筑防火进行连接。

教学方法以启发式教学为主，注意结合消防规范，由理论分析自然过渡到实际应用，教学手段采用电子课件，加高层建筑火灾视频录像。

课后作业练习

习题：

P5：

20、22、23、25、26

预习：

第三章第一节着火分类和条件、第二节谢苗诺夫自燃理论

总结和改进意见

1．要把物体表面间的换热量的计算与实际火灾中计算热通量结合起来。

2．联系建筑防火设计讲烟囱效应。

3．斯蒂芬流是本节的一个难点，应详细讲述。

4．增加一次理论联系实际的讨论。

消防燃烧学教案8

课题

第8讲：

着火条件和着火分类、谢苗诺夫热自燃理论

时间

10月22日星期二

教学目的要求

1．掌握着火方式的分类。

2．正确理解着火条件。

3．分析、掌握热自燃理论得出的着火条件。

4．掌握T-t曲线图的绘制及着火感应期的影响因素。

5．会用热自燃理论预测自燃着火极限。

主要内容

与时间分配

1．着火方式的分类（10分钟）

2．着火条件（10分钟）

3．热自燃理论得出的着火条件（30分钟）

4．T-t曲线图的绘制（20分钟）

5．着火感应期的影响因素（15分钟）

6．用热自燃理论预测自燃着火极限（15分钟）

重点难点

1．热自燃理论得出的着火条件。

2．T-t曲线图的绘制。

3．用热自燃理论预测自燃着火极限。

教学方法

和手段

着火条件和着火分类、谢苗诺夫热自燃理论是消防基础理论的开端，注意结合燃烧的化学基础让学员和教员一起分析探讨，充分调动学员的学习热情，注意与《化学危险品》课程的衔接。

课堂讲授采用以调动学员积极性为主的启发式教学方式，教学手段采用电子课件。

课后作业练习

习题：

P8：

1、2、3、4、5

预习：

第三节弗兰克-卡门涅茨基自燃理论

总结和改进意见

1．要注意谢氏理论的应用条件。

2．T-t曲线图的绘制可让学员自己完成。

3．谢苗诺夫方程的应用应举一些实际应用的例子。

消防燃烧学教案9

课题

第9讲：

弗兰克-卡门涅茨基自燃理论

时间

10月29日星期二

教学目的要求

1．掌握F-K理论研究的模型条件及所作的简化假设。

2．掌握自燃临界准则参数的物理意义。

3．掌握自燃临界准则参数的求解方法。

4．掌握F-K理论的应用。

主要内容

与时间分配

1．F-K理论研究的模型条件及所作的简化假设。

（20分钟）

2．根据导热方程求解自燃临界准则参数及其物理意义。

（30分钟）

3．具有简单几何外形的物质自燃临界准则参数的求解方法。

（30分钟）

4．F-K理论的应用。

（20分钟）

重点难点

1．根据导热方程求解自燃临界准则参数。

2．F-K理论的应用。

教学方法

和手段

弗兰克-卡门涅茨基自燃理论目前仍是解决自燃问题最重要的方法，课堂中可结合燃烧学课程小组已完成的国家自然科学基金项目“煤阻化技术研究”的具体实例进行讲解，课堂讲解中可加入部分图片、图谱，书中基本内容采用电子课件。

课后作业练习

习题：

P9：

7、8、9、11

预习：

第四节典型物质自燃

总结和改进意见

1．注意对比说明F-K理论研究的对象和谢氏理论研究的对象有何不同。

2．F-K理论的应用应多举例。

3．鼓励学员查找自燃火灾的典型案例加深对授课内容的理解。

4．实验应与课堂授课有机配合。

消防燃烧学教案10

课题

第10讲：

典型物质自燃

时间

11月5日星期二

教学目的要求

1．掌握易自燃的单质和化合物的反应特点及消防安全要求。

2．掌握煤、植物、涂油物自燃的原因及防火安全要求。

主要内容

与时间分配

1．与水接触自燃的物质的反应特点及消防安全要求。

（20分钟）

2．与空气接触自燃的物质的反应特点及消防安全要求。

（20分钟）

3．相互接触、摩擦撞击自燃的物质的反应特点及消防安全要求。

（20分钟）

4．煤自燃的原因及防火安全要求。

（25分钟）

5．植物、涂油物自燃的原因及防火安全要求。

（25分钟）

重点难点

1．煤自燃的原因。

2．涂油物自燃的原因。

教学方法

和手段

典型物质自燃从内容的理解方面比较简单，课堂授课中注意每个问题都应结合实例，特别是煤自燃火灾多，成熟的理论也较多，在授课中应注意扩充部分相关知识。

课堂讲授结合学员讨论，主体内容采用电子课件，适量加入一些火场图片。

课后作业练习

习题：

P9：

12、13、14、15、18

预习：

第五节连锁反应着火理论、第六节强迫着火

总结和改进意见

1．本节内容更应该联系自燃火灾的实例，说明反应发生的条件及储运要求。

2．煤自燃和涂油物自燃的原因比较复杂，应详细讲解。

3．说明还有哪些未解决的问题，引发学员的学习积极性。

4．课后组织讨论深圳清水河危险品爆炸案例分析。

消防燃烧学教案11

课题

第11讲：

连锁反应着火理论强迫着火

时间

11月12日星期二

教学目的要求

1．掌握连锁反应过程及连锁反应的分类。

2．掌握连锁反应的着火条件。

3．用连锁反应理论解释一些物质的爆炸极限。

4．掌握强迫着火的特征及判据。

5．推导电火花引燃可燃混气的最小引燃能的半经验公式。

主要内容

与时间分配

1．连锁反应过程及连锁反应的分类。

（20分钟）

2．连锁反应着火条件。

（20分钟）

3．用连锁反应理论解释氢氧反应的爆炸极限。

（20分钟）

4．强迫着火的特征及判据。

（20分钟）

5．电火花引燃可燃混气的最小引燃能的半经验公式推导。

（20分钟）

重点难点

1．连锁反应着火条件。

2．强迫着火的判据。

3．电火花引燃可燃混气的最小引燃能的半经验公式推导。

教学方法

和手段

连锁反应着火条件应结合基础化学的知识进行讲解，以讲授为主；电火花引燃可燃混气的最小引燃能的半经验公式推导鼓励学员参与推导。

主要方法是启发式教学方法，采用电子课件授课。

课后作业练习

习题：

P10：

19、21、22、23、25

预习：

第七节灭火分析

总结和改进意见

1．总结两种理论得出的着火条件。

2．联系实际说明影响电火花引燃的主要因素。

3．请电气防火教研室的教员参加学员的自由讨论。

消防燃烧学教案12

课题

第12讲：

灭火分析

时间

11月19日星期二

教学目的要求

1．掌握热理论中的灭火分析。

2．掌握热理论得出的灭火条件。

3．掌握连锁反应理论中的灭火分析。

4．掌握连锁反应理论得出的灭火条件。

主要内容

与时间分配

1．热理论进行的灭火分析。

（30分钟）

2．热理论的灭火条件。

（10分钟）

3．连锁反应理论进行的灭火分析。

（30分钟）

4．连锁反应理论得出的灭火条件。

（20分钟）

5．两种理论综合起来得出的灭火措施。

（10分钟）

重点难点

1．热理论进行的灭火分析。

2．连锁反应理论进行的灭火分析。

教学方法

和手段

灭火分析的理论分析探讨是消防燃烧基础理论的重要内容之一，应注意与着火分析进行对比，鼓励学员参与分析过程，通过启发由学员分析得出结论；在对具体的灭火方法进行分析时，可增加灭火的视频图像或照片，增强学员的感性认识，课堂教学以讲授为主，使用电子教案。

课后作业练习

习题：

P10：

26、27、28、29

预习：

第四章第一节

总结和改进意见

1．热理论进行的灭火分析时的放散热曲线注意与前面着火分析作对比。

2．联系实际说明两种理论综合起来得出的灭火措施。

3．选择一个到两个典型灭火录像进行观看。

消防燃烧学教案13

课题

第13讲：

预混气中火焰的传播理论、火焰的传播机理

时间

11月21日星期四

教学目的要求

1．会应用雨果尼特方程和瑞利方程分析预混气中火焰的传播情况。

2．掌握正常火焰传播的特点。

3．掌握爆轰的特点。

主要内容

与时间分配

1．应用雨果尼特方程和瑞利方程分析预混气中火焰的传播情况。

（30分钟）

2．正常火焰传播的特点。

（20分钟）

3．爆轰的特点。

（20分钟）

4．火焰传播的机理。

（30分钟）

重点难点

1．应用雨果尼特方程和瑞利方程分析预混气中火焰的传播情况。

2．火焰传播的机理。

教学方法

和手段

预混气中火焰的传播理论、火焰的传播机理是爆炸理论中比较成熟的部分，但需要的相关基础也较多，建议学员参看有关爆炸动力学的有关知识，清楚的理解预混气中火焰的传播理论，预混气中火焰的传播可结合实验现象进行分析。

教学方式以课堂讲授为主，采用电子课件并结合实验照片。

课后作业练习

习题：

P11：

1、2、3

预习：

第二节层流预混气中正常火焰传播速度

总结和改进意见

1．此节内容涉及空气动力学内容较多，应布置相关数目参考。

2．正常火焰传播及爆轰的特点要掌握。

3．实验安排与课程内容应有机的衔接起来，实验现象的图片也可以先在课堂教学中展示。

消防燃烧学教案14

课题

第14讲：

层流预混气中正常火焰传播速度

时间

11月26日星期二

教学目的要求

1．掌握火焰前沿的概念、特点。

2．掌握火焰传播的两种机理。

3．掌握层流火焰传播速度的公式推导及影响因素。

4．掌握层流火焰传播速度的实验测定方法及计算。

主要内容

与时间分配

1．火焰前沿的概念、特点。

（15分钟）

2．火焰传播的两种机理。

（15分钟）

3．层流火焰传播速度的公式推导。

（30分钟）

4．层流火焰传播速度的影响因素。

（10分钟）

5．层流火焰传播速度的实验测定方法及计算。

（30分钟）

重点难点

1．层流火焰传播速度的公式推导。

2．层流火焰传播速度的实验测定方法及计算。

教学方法

和手段

层流火焰传播速度的公式推导可采用启发教学方式启发学员和教员共同推导，授课中注意分析公式的使用条件和范围及特殊例子，层流火焰传播速度的实验测定方法与燃烧实验的测定方法应进行比较，对比出它们的不同之处。

课堂讲授主要以课堂讲授为主，采用电子课件。

课后作业练习

习题：

P11：

4、5

预习：

第三节可燃气体爆炸

总结和改进意见

1．马兰特简化分析推导层流火焰传播速度可作为一个重点。

2．可联系火灾实际情况分析物理化学参数对火焰传播速度的影响。

3．注意实验安排与理论授课互相衔接。

消防燃烧学教案15

课题

第15讲：

可燃气体爆炸参数计算

时间

11月28日星期四

教学目的要求

1．掌握预混气爆炸温度的计算。

2．掌握预混气爆炸压力的计算。

3．掌握爆炸时升压速度的计算。

4．掌握爆炸威力指数和爆炸总能量计算。

主要内容

与时间分配

1．预混气爆炸温度的计算。

（30分钟）

2．预混气爆炸压力的计算。

（20分钟）

3．爆炸时升压速度的计算。

（20分钟）

4．爆炸威力指数和爆炸总能量计算。

（20分钟）

5．爆炸参数测定简介。

（10分钟）

重点难点

1．预混气爆炸温度的计算。

2．爆炸时升压速度的计算。

教学方法

和手段

教授过程中可结合计算出的参数，分析压力容器发生爆炸的火灾危险性；辨证的分析爆炸压力和升压速度的关系，可以通过液化气罐爆炸实例加深对理论知识的理解。

课堂授课采用启发式教学方式，教学手段采用电子课件结合火灾案例图片进行讲解。

课后作业练习

习题：

P11：

6、7

预习：

第四节可燃气体的爆炸极限、第五节爆轰

总结和改进意见

1．爆炸压力的计算公式可结合以前学过的知识让学员自己推导。

2．注意以上爆炸参数的计算都是理论值，与实际有一定差别。

3．课后播放液化气储罐爆炸录像，讨论预防液化气储罐爆炸的措施。

消防燃烧学教案16

课题

第16讲：

可燃气体的爆炸极限爆轰

时间

12月3日星期二

教学目的要求

掌握可燃气体爆炸极限的概念。

掌握可燃气体爆炸极限计算的经验公式。

了解可燃气体爆炸极限的影响因素及实用意义。

了解分解爆炸。

掌握爆轰的形成过程及条件。

6．掌握爆轰的特点及破坏特点。

主要内容

与时间分配

1．可燃气体爆炸极限的概念。

（10分钟）

2．可燃气体爆炸极限计算的经验公式。

（30分钟）

3．可燃气体爆炸极限的影响因素及实用意义。

（20分钟）

4．了解分解爆炸。

（10分钟）

5．爆轰的形成过程及条件。

（20分钟）

6．爆轰的特点及破坏特点。

（10分钟）

重点难点

1．可燃气体爆炸极限计算的经验公式。

2．爆轰的形成过程及条件。

教学方法

和手段

可燃气体爆炸极限是评定可燃气体火灾危险性最主要的参数，也是工业企业安全措施制定的重要依据，对单一气体的爆炸极限可简单讲授，重点是分析和探讨混合气体的爆炸极限，在参数的确定方面注意使用条件。

爆轰可结合实验进行讲解，建议学员课后参阅爆炸力学方面的参考书。

课堂授课以启发式教学为主，注意结合消防规范进行讲解，使用电子课件授课。

课后作业练习

习题：

P12：

8、9、11、12、19

预习：

第六节气体爆炸的预防、第七节湍流燃烧和扩散燃烧

总结和改进意见

可燃气体爆炸极限计算是本节一个重点内容，应多做例题，采取学员自己做与集中讲解相结合，及时发现问题，易出错的地方着重强调。

爆轰的形成过程比较复杂，应结合空气动力学的知识讲解。

爆炸极限计算形式多样，增加一次习题课或讨论课。