淺談航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造專業(yè)課教學(xué)

姜曉蓮，蔡忠春，董彥斌

（空軍航空大學(xué)，吉林長(zhǎng)春130022）

航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，是航空工程技術(shù)應(yīng)用型人才應(yīng)具備的基本知識(shí)，是飛行器動(dòng)力工程專業(yè)必修的專業(yè)課。實(shí)踐性是本課程最顯著的特點(diǎn)。本課程研究的是實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，教材上幾乎沒有數(shù)學(xué)公式，全部是文字?jǐn)⑹龊蛨D表，從表面上看，內(nèi)容簡(jiǎn)單、易懂，理論性不強(qiáng)。但實(shí)際的航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，是一個(gè)容納多學(xué)科的、相互滲透的、具體的統(tǒng)一體，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)具體結(jié)構(gòu)的誕生是多學(xué)科綜合的結(jié)果。

即使一個(gè)簡(jiǎn)單的葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都涉及到工程熱力學(xué)、葉片機(jī)原理、氣體動(dòng)力學(xué)、傳熱學(xué)、彈性力學(xué)、疲勞與斷裂力學(xué)、有限元分析方法、機(jī)械振動(dòng)理論、材料學(xué)以及加工工藝等等。因此要學(xué)員自己分析，則往往無(wú)從下手，特別是碰到實(shí)際的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是束手無(wú)策。為培養(yǎng)學(xué)員綜合分析問題的能力，為后續(xù)維護(hù)課的學(xué)習(xí)及今后改裝其他機(jī)種打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為了提高教學(xué)效率、獲得滿意的教學(xué)效果，在教學(xué)中采取了以下教學(xué)方法：

1 采用實(shí)物教學(xué)法，加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶

采用實(shí)物教學(xué)法，就是將抽象理論教學(xué)變?yōu)榭吹靡姟⒚弥暮?jiǎn)單的實(shí)物教學(xué)。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造專業(yè)課的教學(xué)過程中，實(shí)物教學(xué)法是一種高效、快捷、直觀的教學(xué)法。可以使學(xué)員從感性認(rèn)識(shí)入手，逐步提高學(xué)員的理性認(rèn)識(shí)，從而使學(xué)員盡快掌握教學(xué)內(nèi)容，樹立自信，培養(yǎng)興趣。

比如在進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的附件五、八級(jí)放氣活門結(jié)構(gòu)和工作原理的教學(xué)時(shí)，采用邊演示邊講解的方法。對(duì)照結(jié)構(gòu)圖一邊分解一邊講解，使學(xué)員通過實(shí)物直接感悟，仔細(xì)體味，加深了印象。

這時(shí)，教員可以因勢(shì)利導(dǎo)地歸納出“放氣活門在起動(dòng)時(shí)，在彈簧力的作用下是打開的，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到關(guān)閉轉(zhuǎn)速時(shí)，在十級(jí)壓縮氣體的作用下關(guān)閉”這一知識(shí)重點(diǎn)，獲得很好的教學(xué)效果，并為今后更好地理解高壓燃油泵控制五、八級(jí)放氣活門的打開和關(guān)閉打下良好基礎(chǔ)。

另一方面，學(xué)員也可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，親自動(dòng)手,通過看一看、摸一摸、擰一擰、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，反復(fù)實(shí)踐，加深了學(xué)習(xí)的刺激程度，便于強(qiáng)化學(xué)生的記憶力，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶。

2 采用討論教學(xué)法，培養(yǎng)考慮問題周到細(xì)致的能力

討論式教學(xué)法,是在教員指導(dǎo)下,由全班或小組成員圍繞某一中心問題發(fā)表自己的看法，從而進(jìn)行相互學(xué)習(xí)的一種方法。高等學(xué)校以培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才為目標(biāo),不僅要求學(xué)員掌握專業(yè)理論知識(shí),更要著眼于認(rèn)識(shí)問題和解決問題能力的養(yǎng)成。在高等學(xué)校的專業(yè)課教學(xué)中,由于學(xué)員已經(jīng)具備了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、一定的理解能力和獨(dú)立思考能力,采用討論式教學(xué)的方法,具有相應(yīng)的前提條件,并能夠取得較好的效果。

比如課堂教學(xué)主要講授結(jié)構(gòu)的理論與方法，重點(diǎn)闡述結(jié)構(gòu)的普遍性、規(guī)律性，對(duì)具體的結(jié)構(gòu)只能作宏觀的介紹，對(duì)于一些“不起眼”的結(jié)構(gòu)，如壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子上小孔位置與分布、燃燒室冷卻孔的大小與位置等等，一般不做細(xì)致的闡述。然而這些細(xì)致的結(jié)構(gòu)，卻往往是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作所必需的。首先讓學(xué)生仔細(xì)觀察，然后針對(duì)這些微小的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出問題，并開展討論，或者作為課后的作業(yè)題，從而讓學(xué)生知道發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)一絲不茍，以培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮問題周到、細(xì)致的能力。

3 采用模塊式教學(xué)法，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性

在教學(xué)過程中，學(xué)員是具有很強(qiáng)潛在能動(dòng)性的主體。要想充分調(diào)動(dòng)起學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和能動(dòng)性，關(guān)鍵在于教員采取的授課方法是否得當(dāng)。

當(dāng)今的學(xué)員喜好計(jì)算機(jī)，而且有較多的計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，習(xí)慣于“模塊”這個(gè)概念。因而在講授這門課的時(shí)候，應(yīng)充分滿足學(xué)員的心理，采用模塊式教學(xué)方法，定將事半功倍。

所謂模塊式的教學(xué)方法，就是將教學(xué)內(nèi)容分成幾個(gè)獨(dú)立的模塊進(jìn)行講授。首先，利用各個(gè)模塊的相關(guān)性，找到相互間的控制關(guān)系；然后，通過對(duì)各個(gè)模塊的具體研究，分析出它們各自的工作原理；最后，再利用各模塊之間的相關(guān)性，將它們串聯(lián)在一起，形成整個(gè)系統(tǒng)的工作原理，讓學(xué)員學(xué)到系統(tǒng)的知識(shí)，而不是支離破碎的。

發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造課中，有一部分特殊的內(nèi)容是其中的控制系統(tǒng)，在以往發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造課的學(xué)習(xí)中，學(xué)員反映最難掌握的就是控制系統(tǒng)部分，而外場(chǎng)工作中需要調(diào)整的“點(diǎn)”，又大多數(shù)出自于控制系統(tǒng)部分，所以控制系統(tǒng)本身，就是發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造課學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

重點(diǎn)加難點(diǎn)，決定了學(xué)員對(duì)控制系統(tǒng)部分內(nèi)容掌握的好壞，直接影響著構(gòu)造課教學(xué)的成敗。運(yùn)用模塊式教學(xué)法，講授發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中的控制系統(tǒng)時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是突出工作原理，以原理帶動(dòng)構(gòu)造的學(xué)習(xí)。在研究各個(gè)模塊具體工作原理時(shí)，必然要涉及到構(gòu)造方面的內(nèi)容，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)都是為最終實(shí)現(xiàn)控制目的服務(wù)的，原理掌握好了，構(gòu)造也就清楚了。例如“螺旋槳與調(diào)速器系統(tǒng)”一章，講授過程如下：

第一步——對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初步研究，分析出它是一個(gè)典型的閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，通過對(duì)螺旋槳和調(diào)速器的研究，找到它們相互間的控制關(guān)系，畫出系統(tǒng)的控制模塊圖，如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)模塊圖

第二步——分析各組成部分的具體工作原理，畫出控制模塊圖（圖2）。

圖2 各組成部分的控制模塊圖

第三步——將各組成部分的相關(guān)模塊圖，嵌入到總系統(tǒng)的模塊圖中（圖3），于是得到整個(gè)系統(tǒng)的工作原理。

圖3 總系統(tǒng)的模塊圖

每一個(gè)控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)完畢，烙在學(xué)員頭腦中的是相關(guān)模塊的控制圖，他們?cè)诨叵脒@些模塊圖中的各模塊的功用、工作原理時(shí)，很自然就會(huì)聯(lián)想起它們的構(gòu)造，這樣就抓住掌握知識(shí)的要點(diǎn)。

4 采用啟發(fā)式教學(xué)法，培養(yǎng)分析能力和構(gòu)思能力

由于課程的“實(shí)踐性”特點(diǎn)，從表面上看很直觀、易于理解，理論性不強(qiáng)，教材上的敘述大多都能看懂。航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，零部件繁多。一臺(tái)實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如何設(shè)計(jì)、應(yīng)該由哪些零件組成、各零件之間的聯(lián)系如何等等，這些問題學(xué)員往往感到難以掌握。

面對(duì)實(shí)際的航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，讓他們自己去進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析也無(wú)從下手，這樣采用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)分析能力和結(jié)構(gòu)構(gòu)思能力顯得非常重要。

比如：滑油系統(tǒng)的組成這一部分，教材與參考書上，均直接給出系統(tǒng)圖，然后介紹各部分的作用，如果按照此編排，學(xué)員往往陷入死記硬背的地步，不能靈活地分析。

針對(duì)這一情況，講解時(shí)讓學(xué)員自己參與系統(tǒng)“設(shè)計(jì)”。即針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作特點(diǎn)，首先讓學(xué)員分析如果滑油系統(tǒng)僅僅由黑板上畫出的現(xiàn)有零件組成（第一步只給出發(fā)動(dòng)機(jī)軸承和進(jìn)油泵兩個(gè)零件），其工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么問題，然后讓學(xué)員自己思考，應(yīng)該加上什么零件。這樣一步一步，最終得出組成一個(gè)完整的滑油系統(tǒng)所必需的基本部件。實(shí)際也就完成了一個(gè)系統(tǒng)的原始方案設(shè)計(jì)。學(xué)員通過自己“設(shè)計(jì)”，有了深的體會(huì)，然后再去看書，會(huì)發(fā)現(xiàn)所有發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油系統(tǒng)的組成均類似。

5 積極引入學(xué)科新知識(shí)

此外，由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造課程的特殊性，課程的教材和參考書很少，且教材均編于上世紀(jì)80年代末期，所涉及的結(jié)構(gòu)基本上是上世紀(jì)80年代之前的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)然其基本原理仍然適用，結(jié)構(gòu)形式與當(dāng)前的絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)類似。

但是在上世紀(jì)90年代以后，世界上先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用金屬?gòu)?fù)合材料、單晶葉片、粉末高溫合金等先進(jìn)材料，以及焊接整體轉(zhuǎn)子等先進(jìn)工藝，其結(jié)構(gòu)形式與以前的大不一樣，而我國(guó)也在這些方面積極開展預(yù)研工作，因此在講課中適當(dāng)補(bǔ)充這些內(nèi)容，以便學(xué)員參加工作后能夠較迅速地投入這些方面的研究工作。

6 結(jié)束語(yǔ)

總之，教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)蘊(yùn)藏著豐富的內(nèi)涵，只有不斷地探索才能有所收獲；優(yōu)良的教學(xué)效果是教學(xué)工作所追求的目標(biāo),改進(jìn)教學(xué)方法則是永遠(yuǎn)的課題。

在發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造專業(yè)課教學(xué)中，始終貫徹培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題能力的宗旨，采用適應(yīng)課程特點(diǎn)的教學(xué)方法,可以集思廣益，相互啟發(fā)，加深理解，提高認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,從而極大地提高課堂教學(xué)效果。

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