“理論-實踐-創新”三位一體教學方法在《航空發動機原理》課程教學中的探索與實踐

來源:用戶上傳      作者:

　　摘要：本文在深入剖析《航空發動機原理》課程特點的基礎上，針對創新型復合型人才培養的需要，提出了以培養學生綜合實踐創新能力為導向的“理論-實踐-創新”三位一體教學方法，在重構理論教學體系、強化實踐教學導向、項目驅動創新等方面進行了探索與實踐。該方法充分利用了《航空發動機原理》課程的知識結構特點，實現了“理論教學-實踐訓練-創新發展”三者有機的融合，教學效果良好，可以為工科相關課程教學改革提供參考。
　　關鍵詞：發動機原理;三位一體;教學改革
　　中圖分類號：G642.0     文獻標志碼：A     文章編號：1674-9324（2019）18-0177-02
　　 一、引言
　　《航空發動機原理》是我校飛行器系統與工程專業的一門專業基礎課程。其主要內容包括航空發動機類型介紹和熱力循環過程、航空發動機五大主要部件（壓氣機、渦輪、燃燒室、進氣道、尾噴管）的結構組成和工作原理、航空發動機設計點和非設計點工作特性、航空發動機的控制規律和過渡工作狀態等[1]。
　　根據本校新版的人才培養方案，《航空發動機原理》課程開設于第七學期，培養目標是通過課程的學習，使學員了解航空發動機的發展現狀和發展趨勢，掌握主流航空發動機（渦噴、渦扇）的基本組成和工作原理，深刻理解發動機的工作特性和控制規律，為后續《航空發動機結構》等課程的學習和今后從事航空發動機的研制和維護等工作打下基礎。同時，培養目標還要求該課程注重理論聯系實際，培養學員利用所學知識解決實際工程問題的能力。具體來說，是要求學員能夠運用所學的知識組織部隊的操作訓練，具備分析排除發動機相關故障的能力，為部隊動力系統相關的作戰指揮和技術保障培養“技指合一”的復合型人才。
　　從人才培養目標可以看出，為適應部隊武器裝備發展對人才的需求，新版人才培養方案更為注重學員專業素養和思維能力的培養，更加注重綜合運用所學知識解決問題的能力。
　　二、課程存在的主要問題分析
　　《航空發動機原理》是建立在《流體力學》《工程熱力學》《氣體動力學》《傳熱學》等課程基礎之上的一門具有理論基礎深、工程實踐強、知識融合多等特點的專業基礎課程，對照人才培養方案，結合筆者在教學實踐中的體會，筆者認為目前《發動機原理》課程教學主要存在以下幾個方面的問題。
　　1.課程內容體系與人才培養目標不相適應?！逗娇瞻l動機原理》是后續專業教學的基礎，為后續專業課程教學服務，最終目的是讓學員能夠掌握發動機各部分的結構和工作原理，具備一定的專業素養，為部隊的任職打下基礎。一方面，隨著武器裝備的發展，部隊的組訓方式和操作模式已發生了很大的變化，要求相關的課程體系進行相應的調整;另一方面，隨著航空工業的發展，發動機技術本身的發展也是日新月異，現有教學內容中對發動機領域的最新技術涉及較少。為提高教學的針對性，培養適應部隊需要的復合型人才，必須對課程體系進行調整。
　　2.實踐環節偏少，且與理論教學脫節[2，3]。實踐教學和理論教學作為最基本、最經常的教學組織形式，都對人才培養起著重要的支撐作用?！逗娇瞻l動機原理》作為一門實踐性較強、且與武器裝備結合密切的課程，更需要注重理論和實踐的結合。但由于實驗設備、教學資源的限制以及歷史傳統的原因，該課程并未開設相應的實踐課程，只是在理論課程體系內分出4學時進行實踐教學，且實踐環節沒有統一的安排。這就造成時間環節偏少，且與理論教學脫節，嚴重影響了教學效果，限制了學員把理論知識與實踐技能相結合的能力。
　　3.教學過程中創新環節設計不足，限制了學員創造性思維的培養。目前，課程的教學方式仍然以講授型教學為主，以板書和多媒體作為呈現方式。多媒體教學作為一種現代教學模式，在增大教學信息量、增強教學直觀性方面發揮了重要作用[4，5]。但從本門課程的教學實踐來看，過度依賴多媒體對培養學生的創新性思維并不利。例如，對于發動機的結構以及發動機工作過程的多媒體演示，反而束縛了學員的想象空間，束縛了學員本應自己建立的結構—原理轉換能力。
　　三、“理論-實踐-創新”三位一體教學方法
　　為配合院校的教學改革，對接部隊對新形勢下人才培養的需求，本課程從重塑課程內容體系、研究實踐教學、項目驅動創新等方面進行了改革，創建了“理論-實踐-創新”三位一體的《航空發動機原理》教學方法，在實踐中取得了較好的教學效果。
　　1.以型號武器裝備為依托，以部隊人才需要為牽引，深入剖析第一任職需要與學員長遠發展的共性需求，結合課程特點，重構課程知識理論體系。具體如下：①加強與前面所學課程的銜接。例如，在教學過程中回顧了熱力循環過程、總溫、總壓等概念，并側重講解它們與本課程相關的部分，做到課程內容的連續性。②增刪部分教學內容，優化課程體系。如進氣道和尾噴管部分，雖然二者均為航空發動機的重要組成部件，但其結構比較簡單，且在前面所學的課程中已有所涉及，特別是尾噴管一章，在前面的《氣體動力學》《工程熱力學》等課程中均有詳細的講解。因此，將進氣道一章壓縮至2學時，尾噴管一章作為學員自學內容，騰出相應的時間加時間教學環節。③重新調整課程教學的基本思路，按照“工作原理（整體）—部件特性（部分）—工作特性（整體）”的思路安排教學內容。即首先從發動機的整體性能指標出發，講解其工作原理，然后分部件講述部件級的結構、原理和工作特性，再由部件級的工作特性曲線作為標準，實現整機工作特性和控制規律的分析，使得課程的整體脈絡清晰。
　　2.根據課程特點和知識體系要求設計教學實踐環節。教學組依托院校的基礎條件建設，建成了航空動力系統教學訓練中心和航空發動機專業教室，擁有豐富的教學資源和成品裝備，包括航空發動機整機4套、關鍵結構件及零部件600余件，模擬裝備5臺套，完全可以支撐本課程的實踐教學環節。但實踐教學環節并不一定就是實驗，應該根據具體的教學內容進行設計。例如，對于發動機的工作過程進行了演示實驗，而對于發動機的推理、耗油率等參數則讓學員自主設計實驗完成，對于發動機的設計點性能計算則要求學員發動機一維建模，根據模型編程計算發動機的設計點和非設計點性能。通過實踐環節的精心設計，培養了學員多方面的綜合能力。 　　3.以自設的小型項目為驅動，培養學員的創新思維。教學組擁有自主研發的吸氣式發動機教學科研試驗平臺，既可以用于教學實驗，也可用于科學研究。依托該平臺，以“三創”比賽、畢業設計、各類競賽為契機，以創新項目為牽引，通過教員命題、學員自主選題相結合的方式，開展創新研究。內容涵蓋了發動機部件級的建模、原理分析、信號測試、發動機控制、流場仿真等各個方面。這一環節的教學實施，不僅顯著提高了學員的學習主動性和積極性，而且兼顧了學員個性特長的發展，對學員創新思維和創新能力的培養大有裨益。
　　四、結語
　　軍隊院校是為部隊培養指揮軍官和專業技術人才的搖籃，軍隊院校的人才培養必須以部隊的人才需求為牽引。隨著部隊武器裝備的發展，對人才的需求發生了根本性的變化，使得院校專業基礎教育與人才培養目標的矛盾日益凸顯。《航空發動機原理》作為一門核心專業基礎課程，對理論層次和思維能力的培養都有著很高的要求。筆者結合本人的教學體會與實踐，在分析《航空發動機原理》課程特點的基礎上，從課程體系重構、實踐環節設計、創新項目驅動等方面進行了一些探索，在實踐中也取得了較好的教學效果。但教學改革是一個永恒的話題，如何在課程教學中平衡第一任職與長遠發展的矛盾，探索理論和實踐有機結合的有效方法，進而進一步提高教學質量仍是一個亟需研究的課題。
　　參考文獻：
　　[1]薛倩.淺談《航空發動機原理》課程教學方法改革[J].西安航空學院學報，2015，33（1）：80-83.
　　[2]王正鶴等.基于混合教學理念的《航空發動機原理》教學模式探索[J].高教學刊，2017，（18）：94-96.
　　[3]瞿紅春等.民航院?！逗娇瞻l動機原理》教學改革研究[J].科技創新導報，2012，（02）：163.
　　[4]陳釗.《發動機原理及構造》課程教學方法的探討[J].高教論壇，2006，（5）：116-118.
　　[5]鄭焱等.發動機原理課程教學方法探討[J].江蘇理工學院學報，2016，22（4）：119-121.
　　Abstract：The teaching approach based on the trinity of theory-practice-innovation，which aims at fostering students' innovative ability，is proposed in the present paper based on the analysis of the characteristic of the principle of the aero-engine course and the requirement of training students into innovative applied talents.This approach forms the "three-in-one" talent training mode by optimizing the curriculum teaching content，strengthening the practice activity and conducting the innovation project.The teaching practice has shown this reform approach can realize the trinity of theory-practice-innovation and thus has a better teaching effect.This approach can also provide some meaningful reference for the relevant course reform.
　　Key words：principle of Aero-engine;trinity teaching approach;teaching reform
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/9/view-14827617.htm