工科專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)的“基”與“?！钡年P(guān)系研究

胡宇 孫振生 郭一鋒 楊正偉 朱杰堂 張世英

摘要：本文以工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程為對象，從職業(yè)發(fā)展、教學(xué)內(nèi)容和專業(yè)內(nèi)涵三個層面深入剖析了專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程存在的矛盾關(guān)系，提出了“理論指導(dǎo)實踐，實踐深化理論，創(chuàng)新驅(qū)動實踐”的專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革方法，探索實現(xiàn)學(xué)生基礎(chǔ)能力和專業(yè)素養(yǎng)均衡發(fā)展的教學(xué)模式。教學(xué)實踐證明，該教學(xué)模式可有效提高“航空發(fā)動機(jī)原理”專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)動手實踐的能力。

關(guān)鍵詞：專業(yè)基礎(chǔ);教學(xué)改革;基礎(chǔ)能力;專業(yè)素養(yǎng)

中圖分類號：G642 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）22-0072-03

一、引言

專業(yè)基礎(chǔ)課程是工程專業(yè)介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間，發(fā)展專業(yè)內(nèi)涵和培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)的一門核心課程。工科專業(yè)基礎(chǔ)課程主要承擔(dān)起一個承前啟后的作用，是前期學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程理論知識的延伸和升華，也是后續(xù)面向?qū)嶋H應(yīng)用專業(yè)課的鋪墊和銜接，既包含著豐富的理論知識體系，同時也具備較強(qiáng)的實踐操作性，在整個工科專業(yè)本科學(xué)歷教育中占有非常重要的地位[1-3]。以工科專業(yè)飛行器動力工程“航空發(fā)動機(jī)原理”為例，該課程是在學(xué)生掌握“氣體動力學(xué)”、“流體力學(xué)”和“工程熱力學(xué)”等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的，目的在于使學(xué)生了解掌握航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理、部件特性和工作規(guī)律，為后續(xù)“航空發(fā)動機(jī)控制”和“操作使用”等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。對于培養(yǎng)未來側(cè)重于實際裝備操作使用的工程技術(shù)人員來說，工科專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，不僅要掌握深厚的專業(yè)理論知識，還需要培養(yǎng)實際動手使用的能力素養(yǎng)[4，5]。這種需求就對專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)提出了更高的要求，在教學(xué)實施過程中，不僅要把握本專業(yè)基礎(chǔ)課程的核心理論知識，體現(xiàn)本專業(yè)的專業(yè)內(nèi)涵的“基”，還需要加強(qiáng)本專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的引導(dǎo)，體現(xiàn)本專業(yè)面對對象操作使用的“?！?。雖然在教學(xué)實施過程中理論教學(xué)和專業(yè)實踐教學(xué)之間必定存在一定的矛盾問題，如側(cè)重理論教學(xué)，則專業(yè)實踐可能不突出，反之亦然。然而二者之間本質(zhì)上存在一定承接關(guān)系，加強(qiáng)理論教學(xué)能更好地促進(jìn)專業(yè)實踐教學(xué)，專業(yè)實踐教學(xué)反之能夠促進(jìn)理論教學(xué)的融會貫通。因此，如何把握好專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程的“基”與“?！保幚砗帽舜说拿芎完P(guān)系，實際上也是工科專業(yè)培養(yǎng)未來工程師與技術(shù)人員的專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)改革關(guān)注的重點。

二、專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)“基”與“專”矛盾關(guān)系分析

通過對航空航天類及相關(guān)專業(yè)的從業(yè)人員的調(diào)研情況來看，本科學(xué)歷教育過程中對其后續(xù)工作及發(fā)展影響最大的課程中就包含“航空發(fā)動機(jī)原理”。但對該課程基礎(chǔ)性知識和專業(yè)知識的分配銜接還存在一定矛盾問題。根據(jù)調(diào)研結(jié)果及總結(jié)分析，專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程“基”與“專”的矛盾關(guān)系主要體現(xiàn)在如下幾個方面。

1.首次任職需要與長遠(yuǎn)發(fā)展之間的矛盾關(guān)系。工科專業(yè)飛行器動力工程專業(yè)主要為航空航天及相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的研究所、研發(fā)生產(chǎn)和使用單位培養(yǎng)工程技術(shù)專業(yè)人才。對于技術(shù)能力要求較高、工作任務(wù)比較重的研發(fā)生產(chǎn)使用單位來說，希望畢業(yè)學(xué)生能盡快地縮短適應(yīng)周期，盡快適應(yīng)首次任職崗位的需求，則要求專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程應(yīng)該更加側(cè)重于“實用”，加強(qiáng)裝備和實踐教學(xué)。而從學(xué)生未來成長規(guī)律及長遠(yuǎn)發(fā)展來看，厚實的基礎(chǔ)理論知識是未來持續(xù)發(fā)展的基石，則要求專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程應(yīng)該更側(cè)重于“基礎(chǔ)”，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論教學(xué)。這是從人才未來職業(yè)發(fā)展層面所體現(xiàn)的專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程“基”與“專”的矛盾關(guān)系，也是院校專業(yè)人才培養(yǎng)所面臨的首要問題。

2.專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)理論性和專業(yè)性之間的平衡問題。專業(yè)基礎(chǔ)課程不同于基礎(chǔ)理論課程，也不同于專業(yè)課程，它既包含豐富的基礎(chǔ)理論知識體系，又蘊含大量的專業(yè)操作和實踐使用知識。以“航空發(fā)動機(jī)原理”為例，該課程既包含“氣體動力學(xué)”中氣體能量方程和氣體流動，又包含“工程流體力學(xué)”的熱力循環(huán)等豐富的基礎(chǔ)理論，同時，它也包含航空發(fā)動機(jī)控制所需要的熱力計算、性能分析和工作規(guī)律等面向?qū)ο髮嶋H使用的專業(yè)環(huán)節(jié)。在教學(xué)實施過程，如何將基礎(chǔ)理論講深講透，能夠從基礎(chǔ)理論出發(fā)來指導(dǎo)專業(yè)實踐，同時，又能將專業(yè)實踐環(huán)節(jié)能盡可能融合到教學(xué)過程中，使得學(xué)生能夠從實踐操作使用中加深對基礎(chǔ)理論的理解和領(lǐng)悟，形成深厚的專業(yè)素養(yǎng)，這是專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程中理論性和專業(yè)性之間必須把握的一個重點問題。

3.理論思維層次和專業(yè)能力素養(yǎng)之間關(guān)系問題。大學(xué)本科學(xué)歷教育的目的是通過教育，開啟學(xué)生的思維能力，廣納新知，建立對自我的重新認(rèn)識[6]。實際上就是充分挖掘?qū)W員的思維潛力，培養(yǎng)分析解決問題的能力、培育創(chuàng)新意識和鉆研的精神、形成科學(xué)的思維方式和思想觀念，這是本科學(xué)歷教育的核心。專業(yè)理論基礎(chǔ)課程實際上是實現(xiàn)大學(xué)教育的重要載體，它是前期基礎(chǔ)理論課程的高度融合，通過對前期所學(xué)的基礎(chǔ)理論進(jìn)行融會貫通，將其與實際對象的有機(jī)結(jié)合，實際上也是學(xué)生理論思維層次的錘煉和升華。通過專業(yè)基礎(chǔ)課程理論知識與實踐的有機(jī)結(jié)合，提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實踐能力。因此，在專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程中要善于將學(xué)生從理論思維層次有機(jī)銜接到專業(yè)能力素養(yǎng)培養(yǎng)上，培養(yǎng)具有深層次思維和專業(yè)能力的專業(yè)人才。

三、專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)的探索與思考

針對從職業(yè)發(fā)展層面、教學(xué)內(nèi)容層面和專業(yè)內(nèi)涵層面三個方面所提出的專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)過程“基”與“?！钡拿荜P(guān)系，筆者所在教學(xué)團(tuán)隊從培養(yǎng)高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人才出發(fā)，結(jié)合人才需求單位的實際，深入開展專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式的探索與研究，提出了“理論指導(dǎo)實踐，實踐深化理論，創(chuàng)新驅(qū)動實踐”專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)模式，以適應(yīng)不斷發(fā)展的新時代對專業(yè)技術(shù)人才要求的新特點、新規(guī)律和新趨勢。

1.以人才需求為牽引，構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容體系。根據(jù)航空航天及相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域單位對本專業(yè)人才的需求，以及學(xué)生未來發(fā)展的需要兩個方面出發(fā)，需要有針對性地優(yōu)化構(gòu)建“航空發(fā)動機(jī)原理”專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容，既要能夠體現(xiàn)深厚的基礎(chǔ)理論內(nèi)涵，又要能夠與實際運用緊密結(jié)合，體現(xiàn)出“理論指導(dǎo)實踐”。因此，根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求，對本科教學(xué)內(nèi)容體系進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，具體體現(xiàn)如下：（1）適當(dāng)壓縮緒論相關(guān)內(nèi)容，在發(fā)動機(jī)基本結(jié)構(gòu)基本原理基礎(chǔ)上增加國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及相關(guān)前沿技術(shù)，使得學(xué)生能夠?qū)W(xué)習(xí)對象有一個全面的認(rèn)知。（2）加強(qiáng)與前續(xù)的基礎(chǔ)理論課程的銜接。如：在發(fā)動機(jī)的熱力循環(huán)分析中增加了理想氣體狀態(tài)方程、氣體能量方程以及熱力學(xué)過程等基礎(chǔ)理論的講解，并側(cè)重于分析這些基礎(chǔ)知識與本課程的關(guān)系，使得學(xué)生能夠更容易與前期理論知識融合。（3）以發(fā)動機(jī)系統(tǒng)地整體結(jié)構(gòu)為主線，按照從發(fā)動機(jī)整體系統(tǒng)到各分部件的層次來講解整個發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的工作原理及特性，講授過程注重將各分部件原理和整系統(tǒng)之間關(guān)系講深講透。（4）在發(fā)動機(jī)設(shè)計點性能分析與工作規(guī)律的內(nèi)容基礎(chǔ)上，增加發(fā)動機(jī)氣動熱力學(xué)模型的學(xué)習(xí)，并加入程序編寫和數(shù)值仿真過程，通過建立的數(shù)學(xué)模型來對發(fā)動機(jī)性能及特性進(jìn)行分析，加深對發(fā)動機(jī)工作特性及使用的認(rèn)識。（5）為滿足專業(yè)技術(shù)人才未來首次任職需求，將部分研究成果納入教學(xué)內(nèi)容，如發(fā)動機(jī)模型建立方法，控制規(guī)律與數(shù)值仿真方法等，使得教學(xué)內(nèi)容更加豐富，更加貼近實際工程運用。