基于民航特色的《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》課程教學(xué)資源建設(shè)

張青 郭慶 王炫 但敏 丁坤英

摘要：以2016版教學(xué)方案為指導(dǎo)，以《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》2016版教學(xué)大綱為依據(jù)，重新編寫校內(nèi)講義、教案與電子課件，構(gòu)建課程的教學(xué)活動(dòng)，包括集中答疑課、典型任務(wù)虛擬仿真操作等。通過建設(shè)民航特色的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，可豐富教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，加深對理論知識(shí)的掌握，滿足2016版教學(xué)大綱的要求和目標(biāo)，增強(qiáng)教師與學(xué)生間的互動(dòng)交流，提升教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī);教學(xué)資源;制造與維修

中圖分類號(hào)：V241.7;TP391.9? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）43-0193-02

一、《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》課程建設(shè)的重要性

《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》是飛行器動(dòng)力工程專業(yè)開設(shè)的核心專業(yè)課程，隸屬于飛行器動(dòng)力工程2016版培養(yǎng)方案，其前身為2012版培養(yǎng)方案中的《航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修技術(shù)》和《發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝學(xué)》兩門課程的結(jié)合。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，存在教學(xué)理念落后、教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)模式傳統(tǒng)等問題，使得《航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修技術(shù)》和《發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝學(xué)》兩門課程的教學(xué)改革迫在眉睫，需更新教學(xué)理念，改革教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)基于民航特色的《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，探索理論與實(shí)踐仿真結(jié)合、虛擬與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的新教學(xué)模式[1]。

二、課程建設(shè)的整體思路

飛行器動(dòng)力工程是我校積淀最為深厚、招生人數(shù)最多、且最具民航特色的專業(yè)，畢業(yè)生大部分都走入了民航維修第一線，《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》在2016版教學(xué)大綱中明確了培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)是提高工程實(shí)踐及創(chuàng)新能力，通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握制造和維修的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及未來的發(fā)展趨勢，涵蓋機(jī)械制造基礎(chǔ)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型零件的加工工藝、典型零件的材料特性、制造與維修過程中的裝配工藝、零部件及附件系統(tǒng)的典型故障與維修、制造及維修過程中的試車和適航驗(yàn)證性試車的內(nèi)容、CAD/CAM及基于增材技術(shù)的先進(jìn)制造工藝等知識(shí)。這恰恰彌補(bǔ)了我國民航院校發(fā)動(dòng)機(jī)制造工藝、維修技術(shù)課程少和教材少的缺陷，提升了我校學(xué)生今后就業(yè)的競爭力。

以2016版教學(xué)方案為指導(dǎo)，以《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》2016版教學(xué)大綱為依據(jù)，重新編寫基于民航特色《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》自編教材（校內(nèi)講義），并重新編寫教案與電子課件，設(shè)計(jì)移動(dòng)終端APP教學(xué)，構(gòu)建課程的教學(xué)活動(dòng)，包括集中答疑課、典型任務(wù)虛擬仿真操作等。通過建設(shè)民航特色的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，可豐富教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，加深對理論知識(shí)的掌握，滿足2016版教學(xué)大綱的要求和目標(biāo)，增強(qiáng)教師與學(xué)生間的互動(dòng)交流，提升教學(xué)質(zhì)量[2]。

三、積極開展《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》教學(xué)資源建設(shè)

到民航企業(yè)調(diào)研，歸納北京“華普發(fā)動(dòng)機(jī)培訓(xùn)中心”的知識(shí)結(jié)構(gòu)，探索民航高級(jí)工程人才知識(shí)需求結(jié)構(gòu)。根據(jù)2016版培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱，建設(shè)新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修知識(shí)體系，更新教學(xué)理念并改革教學(xué)內(nèi)容，編寫新版自編講義。新版教材將從知識(shí)結(jié)構(gòu)體系和知識(shí)內(nèi)容兩方面進(jìn)行改革，立足于工程實(shí)際，剔除老舊的、不適用于民航的內(nèi)容，同時(shí)添加民航產(chǎn)業(yè)一線的實(shí)用型工程知識(shí)，對教材的重、難點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化分布。

以《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》課程相關(guān)內(nèi)容為基礎(chǔ)，開發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)《結(jié)合3D打印的發(fā)動(dòng)機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)仿真設(shè)計(jì)》。將AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與3D打印相結(jié)合，已經(jīng)打印出的發(fā)動(dòng)機(jī)各單元體和零部件作為三維識(shí)別物，利用Android手機(jī)的攝像頭獲取3D打印發(fā)動(dòng)機(jī)模型，進(jìn)行三維實(shí)物的識(shí)別，利用高通物體識(shí)別開發(fā)包和Unity3D軟件，通過腳本語言C#完成對FBX模型的控制，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)維護(hù)拆卸仿真。移動(dòng)端識(shí)別成功后在3D打印實(shí)物模型上疊加顯示各類文字信息、維修方法提示、注意事項(xiàng)及維護(hù)拆裝動(dòng)作，以虛實(shí)疊加的增強(qiáng)信息呈現(xiàn)在學(xué)生視野中，以輔助學(xué)習(xí)課程相關(guān)內(nèi)容[3]。

通過廣泛搜集民航發(fā)動(dòng)機(jī)的資料，包括飛機(jī)維修手冊和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)廠商編寫的培訓(xùn)課程資料，查閱AMM某章某節(jié)找到該工作號(hào)，對其中涉及的一些維修程序內(nèi)容及維修工具，按航線維護(hù)工作類別進(jìn)行整理，給出不同維護(hù)工作樣例。設(shè)計(jì)基于Unity3D軟件的APP教學(xué)，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造維修中新技術(shù)的相關(guān)知識(shí)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障與維修等，可將發(fā)動(dòng)機(jī)部件及系統(tǒng)維修過程及發(fā)動(dòng)機(jī)與各系統(tǒng)部件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系和拆卸/安裝關(guān)系，如同真實(shí)場景一樣展示給學(xué)生，使學(xué)生更好地理解發(fā)動(dòng)機(jī)航線維護(hù)和車間修理的理論知識(shí)[4]。

利用Unity3D軟件將發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬模型和維修手冊給出的具體維修動(dòng)作、維修工具聯(lián)系起來，利用C#語言和iTween腳本插件編程，iTween用于處理模型從起始點(diǎn)到結(jié)束點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過創(chuàng)建材質(zhì)球，調(diào)整顏色、高光渲染等手段，對發(fā)動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行貼圖渲染，采用C#腳本語言實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)部件的維修、拆卸與指示，使學(xué)生對發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)典型故障與維修進(jìn)行全面學(xué)習(xí)[5]。

基于BB平臺(tái)，開發(fā)《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》立體化教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，在平臺(tái)上建設(shè)教學(xué)大綱、教學(xué)日歷和電子教案、作業(yè)習(xí)題庫網(wǎng)上作業(yè)系統(tǒng)，新書介紹、發(fā)動(dòng)機(jī)制造維修中新技術(shù)及趨勢發(fā)展前沿、航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車工藝和航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工藝視頻等[6]。

四、結(jié)論

以2016版教學(xué)方案為指導(dǎo)，以《航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造與維修》2016版教學(xué)大綱為依據(jù)，建設(shè)民航特色的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，可豐富教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，加深對理論知識(shí)的掌握，加強(qiáng)師生互動(dòng)，滿足2016版教學(xué)大綱的教學(xué)要求和教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[6]李旻，張鐵，胡廣華.基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的機(jī)械精度設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式改革與實(shí)踐[J].裝備制造技術(shù)2017，05（04），262-264.