基于創(chuàng)新實(shí)踐理念的空氣動力學(xué)及飛行原理課程教學(xué)體系建設(shè)

蔣蓓等

針對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，新疆職業(yè)大學(xué)開設(shè)航空機(jī)電設(shè)備維修專業(yè)，空氣動力學(xué)與飛行原理作為本專業(yè)專業(yè)課程，基本完成了課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)方案設(shè)計，通過課堂理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐三個過程，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和良好的職業(yè)素養(yǎng)。

引言

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，民用客機(jī)的廣泛使用，國家對航空領(lǐng)域內(nèi)人才的需求日益增長?？諝鈩恿W(xué)與飛行原理作為機(jī)務(wù)維修專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課，作為新疆職業(yè)大學(xué)特色課程之一，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的全面建設(shè)勢在必行。鑒于該課程在我校實(shí)施的特殊性，我們提出的教學(xué)體系建設(shè)的總體目標(biāo)是：通過課堂理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐三個過程，使學(xué)生基本掌握空氣動力學(xué)的基本特性、研究方法；掌握飛行原理的基本理論，并能熟練應(yīng)用該原理。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度，以及發(fā)現(xiàn)問題綜合利用所學(xué)知識解決問題、創(chuàng)新實(shí)踐的能力。

構(gòu)建現(xiàn)代教學(xué)理念 深化教學(xué)體系改革

在空氣動力學(xué)與飛行原理課程教學(xué)體系的建設(shè)過程中，我們堅持以培養(yǎng)合格的機(jī)務(wù)維修工作者為目標(biāo)，以機(jī)務(wù)維修考試為指引，從增強(qiáng)學(xué)生理論知識、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)操能力、提升學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)目標(biāo)入手，始終把機(jī)務(wù)維修手冊作為培養(yǎng)學(xué)生的基本規(guī)范，根本目的是培養(yǎng)學(xué)生熟練的動手能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。在此基礎(chǔ)上，我們計劃建立“課堂理論教學(xué)+實(shí)訓(xùn)基地實(shí)驗(yàn)教學(xué)+創(chuàng)新實(shí)踐”相結(jié)合的符合學(xué)生職業(yè)需求的教學(xué)體系，并對實(shí)際教學(xué)內(nèi)容做了相應(yīng)調(diào)整。在進(jìn)行課堂教學(xué)方案設(shè)計時，注重學(xué)生理論知識的加強(qiáng)和實(shí)操過程相融合。課堂理論教學(xué)分為“空氣動力學(xué)基礎(chǔ)”和“飛行原理”兩部分，而“空氣動力學(xué)基礎(chǔ)”部分又分為“大氣物理”和“空氣動力學(xué)”兩部分，在大氣物理部分，以大氣層為研究對象，重點(diǎn)介紹隨著高度的增加，大氣物理參數(shù)之間的變化關(guān)系；而在空氣動力學(xué)部分，重點(diǎn)突出流體運(yùn)動基本參數(shù)，以及機(jī)翼在氣流作用下的各種作用力的形成及變化趨勢。在飛行原理部分，針對現(xiàn)有常用飛行器外形特點(diǎn)，介紹了飛機(jī)飛行基本理論，及其不同姿態(tài)下的穩(wěn)定性和操縱性。在整個教學(xué)過程中，結(jié)合相應(yīng)視頻影像資料，使學(xué)生進(jìn)一步開闊視野，了解本課程研究的基本方法，加深對本課程的認(rèn)識。其中“空氣動力學(xué)基礎(chǔ)”部分課堂講授30學(xué)時，實(shí)操過程6學(xué)時，創(chuàng)新研究2學(xué)時；“飛行原理”部分課堂講授24學(xué)時，實(shí)操課學(xué)時6學(xué)時，并將創(chuàng)新研究融入實(shí)操過程之中。最后綜合利用所學(xué)知識進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。

（1）課堂理論教學(xué)

該教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)理論概念的清晰化和數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的嚴(yán)謹(jǐn)性。注重遵守概念清楚明白、推理過程嚴(yán)謹(jǐn)、重點(diǎn)舉例講解為原則，運(yùn)用基礎(chǔ)部分突出概念理解、原理分析、理論推導(dǎo)的方法；應(yīng)用部分突出理論知識的運(yùn)用，參數(shù)的設(shè)計分析和引導(dǎo)學(xué)生正確方法論的教學(xué)理念。組織主講教師對本課程的課程標(biāo)準(zhǔn)及教學(xué)方案進(jìn)行討論，分析本課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及授課方法。同時，在知識傳授過程中，適時地向同學(xué)們介紹一些流體力學(xué)的前沿研究方法及試驗(yàn)思路，及對力學(xué)研究有突出貢獻(xiàn)的力學(xué)家們的科研事跡，有效提高同學(xué)對本課程的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真謹(jǐn)慎的生活方式、學(xué)習(xí)習(xí)慣。對學(xué)生日后職業(yè)素養(yǎng)的形成有著重要作用。

（2）實(shí)訓(xùn)基地的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

該教學(xué)過程以動手實(shí)操能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為主，將顯示和定量分析、感性認(rèn)知和理性分析相結(jié)合，重視理論分析結(jié)果對試驗(yàn)過程的指導(dǎo)作用。根據(jù)本過程的基本培養(yǎng)方案要求，我們在該過程計劃將試驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行深入研究，詳細(xì)設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改善實(shí)驗(yàn)手段，提高教學(xué)效果。

針對該部分開設(shè)的8個學(xué)時的實(shí)驗(yàn)課程，我們詳細(xì)討論了各個分項(xiàng)試驗(yàn)的教學(xué)方案設(shè)計，充分發(fā)揮學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，利用所學(xué)知識解決問題的能力。

（3）創(chuàng)新實(shí)踐的培養(yǎng)

該教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。第一，依托現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在講授試驗(yàn)方法的同時，向?qū)W生傳授科學(xué)的研究方法，以及國際頂尖的科研進(jìn)展，以開闊同學(xué)的視野，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情。第二，為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，我們充分利用學(xué)生課外活動和擴(kuò)展理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，有目的的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐活動，達(dá)到事倍功半的效果。其中，為了更好的增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，我校和廣州民航職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)基地建立聯(lián)系，為學(xué)生的實(shí)踐活動提供了重要的條件，共同培養(yǎng)合格的機(jī)務(wù)維修人員。經(jīng)過幾年的教學(xué)體系試驗(yàn)，該教學(xué)體系效果顯著，學(xué)生在該科目的學(xué)習(xí)中取得良好的學(xué)習(xí)成果。

改革教學(xué)手段和方法 提高教學(xué)質(zhì)量

在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，廣泛運(yùn)用多樣的教學(xué)方法。

1.啟發(fā)式教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合

為了培養(yǎng)學(xué)生探究性、主動性學(xué)習(xí)習(xí)慣，我們強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，增強(qiáng)學(xué)生和老師之間的互動能力，變以往以教師為中心的教學(xué)方式為現(xiàn)代以學(xué)生為中心的教育方式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動提出問題、思考問題，利用已學(xué)知識解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的能力。

2.傳統(tǒng)板書與現(xiàn)代多媒體技術(shù)相結(jié)合

針對本課程性質(zhì)不同的教學(xué)內(nèi)容，采用傳統(tǒng)板書與現(xiàn)代多媒體技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)手段。一方面，該課程需要數(shù)學(xué)推導(dǎo)演繹的邏輯推理知識很多，特別是理論教學(xué)部分的基本概念和基本原理的推導(dǎo)，傳統(tǒng)的板書教育更能使學(xué)生理解掌握，更能滿足學(xué)生的需求。另一方面，高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，需要學(xué)生更形象的了解空氣動力學(xué)與飛行原理的基本知識。為此，我們充分利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)，通過虛擬實(shí)驗(yàn)、教學(xué)視頻、影像資料將抽象、復(fù)雜的流動現(xiàn)象展示出來，從而使學(xué)生更深刻的理解知識內(nèi)涵。相比較而言，多媒體教育技術(shù)具有信息量大、豐富、直觀的特點(diǎn)。例如介紹翼型特點(diǎn)、翼型擾流特性、機(jī)翼受力特點(diǎn)分析等知識更適合多媒體教學(xué)。

（1）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)方法

針對不同深度難度的教學(xué)內(nèi)容，我們開展了教學(xué)模式和教學(xué)方法的研究與探討，具體形式與指導(dǎo)方法如下：

1）統(tǒng)一指導(dǎo)和典型示范相結(jié)合

對于以傳承實(shí)驗(yàn)知識為主的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺，強(qiáng)調(diào)基本理論、方法的驗(yàn)證和實(shí)踐，要求學(xué)生在教師的統(tǒng)一指導(dǎo)下獨(dú)立完成。對于稍有難度的實(shí)驗(yàn)，可先由指導(dǎo)教師理論指導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的方式進(jìn)行典型示范，然后由學(xué)生分組根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)完成。

2）自主設(shè)計和小組協(xié)作相結(jié)合

對于可以體現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的設(shè)計能力和自主創(chuàng)新能力的綜合實(shí)驗(yàn)，如機(jī)翼的空氣動力實(shí)驗(yàn)等，這類實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生了解空氣動力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的系統(tǒng)構(gòu)成，驗(yàn)證流體動力學(xué)的基本定律，能熟練掌握氣體壓力、流量的測量方法，理解機(jī)翼在空氣動力作用下的受力情況，在完成實(shí)驗(yàn)的過程中遇到有不同程度的探索性實(shí)驗(yàn)，通過這類實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3）教師指導(dǎo)方法

本課程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)由主講教師一人承擔(dān)負(fù)責(zé)，講課內(nèi)指導(dǎo)和課外興趣小組緊密結(jié)合。在整個過程控制上，計劃建立實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告、實(shí)操、實(shí)驗(yàn)報告和考試相結(jié)合的教學(xué)機(jī)制，更系統(tǒng)更全面綜合培養(yǎng)學(xué)生個人能力。同時依托信息技術(shù)手段，將理論和實(shí)驗(yàn)課程掛網(wǎng)，構(gòu)建良好的師生交流平臺，以期取得更好的教學(xué)成果。

結(jié)語

綜上，我校開設(shè)空氣動力學(xué)與飛行原理課程特殊，具體課程體系的建設(shè)仍在探索之中，根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在理論課和實(shí)踐課的教學(xué)基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)探索的主動性和積極性，注重培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)務(wù)維修職業(yè)素養(yǎng)，得到了用人單位的一致好評。

（作者單位：新疆職業(yè)大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院）

作者簡介：蔣蓓（1986-），女，新疆昌吉人，助教，碩士研究生，主要從事機(jī)械設(shè)計等方面的教學(xué)研究。