《飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理》課程教改模式研究

劉思佳

摘要：我國航空產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠以及航空公司對高端技術(shù)技能型人才需求強(qiáng)烈。文章通過分析飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理課程特點(diǎn)，在授課過程中融入現(xiàn)代飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理的先進(jìn)技術(shù)方法，以典型部件的裝配與維修作為牽引，結(jié)合工程實(shí)際，將理論與實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚?、虛擬裝配仿真、項(xiàng)目實(shí)作融為一體的理虛實(shí)一體化教學(xué)模式，將課程提升為集實(shí)用性與創(chuàng)新性為一體的應(yīng)用型課程，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科交叉思維和處理飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理實(shí)際工程問題的能力。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī);裝配與維修;理虛實(shí)一體化;教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：TK407-4;G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）22-0247-02

0? 引言

目前我國航空工業(yè)高速發(fā)展，航空企業(yè)對高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員的需求增加，裝配和維修人員供不應(yīng)求。隨著ARJ21、C919等國產(chǎn)客機(jī)適航驗(yàn)證的逐步實(shí)施，對設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)等環(huán)節(jié)的技術(shù)人才需求迫切，然而，運(yùn)用傳統(tǒng)飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理分段式的教學(xué)方法已偏離了崗位實(shí)際，無法滿足高素質(zhì)技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的需要，因此，需要進(jìn)行課程改革。此外，隨著高職擴(kuò)招專項(xiàng)工作的開展，全國各地全面深化職業(yè)教育改革，穩(wěn)定高職擴(kuò)招規(guī)模，致使高職院校生源結(jié)構(gòu)復(fù)雜，提前招生、對口單招、統(tǒng)招、注冊入學(xué)和“3+3”中高職銜接等多樣化生源，使得學(xué)生培養(yǎng)難度不斷加大[1]。在飛機(jī)機(jī)電設(shè)備維修專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，《飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理》課程是與崗位對接的專業(yè)核心課程。如何培養(yǎng)基礎(chǔ)不同的學(xué)生，讓其掌握本門專業(yè)課程，并提高處理飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理實(shí)際工作的崗位技術(shù)能力，便成了高職院校飛機(jī)機(jī)電設(shè)備維修專業(yè)教學(xué)中亟待解決的問題。

1? 我國航空制造與維修產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

《中國民用航空發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》指出，要以行業(yè)需求為導(dǎo)向，建設(shè)并完善民航持續(xù)安全和建設(shè)民航強(qiáng)國相匹配的現(xiàn)代民航教育體系，培養(yǎng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的不同層次高素質(zhì)人才[2];同時(shí)“中國制造2025”提出，高職院校不斷深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)改革，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，越來越注重綜合職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力的培養(yǎng)[3]。

1.1 制造與維修行業(yè)發(fā)展與人才對接分析

目前我國飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)主要依靠航空工業(yè)和航發(fā)集團(tuán)的主機(jī)廠，其中航空工業(yè)的主機(jī)廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)飛機(jī)及其配件，航發(fā)集團(tuán)主機(jī)廠生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)及其配件，合格的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)部件最終在總裝配廠數(shù)字化對接裝配成整機(jī)[4]。在航空工業(yè)集團(tuán)和中航發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)獨(dú)立運(yùn)營的背景下，從事傳統(tǒng)裝配和數(shù)字化裝配的技術(shù)技能型人才，大多數(shù)單純從事飛機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配制造，僅在飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)部件對接總裝時(shí)，才需要對飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)裝配知識(shí)都掌握的技術(shù)技能型人才;而航空公司、飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)大修廠等航空維修企業(yè)，為保證航空器安全而進(jìn)行航線維護(hù)作業(yè)，則需要同時(shí)具備飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)全面檢查和維護(hù)能力的機(jī)務(wù)人員。

1.2 我國航空院校航空產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)開設(shè)飛機(jī)機(jī)電設(shè)備維修專業(yè)的院校有近百所，各高校為了使輸送人才與行業(yè)完全契合，將飛機(jī)裝配與修理、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理課程的理論和實(shí)訓(xùn)教學(xué)分段開設(shè)，不利于學(xué)生對飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理知識(shí)全面系統(tǒng)的掌握，同時(shí)也導(dǎo)致了缺乏集飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理于一體的專業(yè)教材，而在役的飛機(jī)需要將飛機(jī)機(jī)體與發(fā)動(dòng)機(jī)對接裝配成一體，因此，飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理知識(shí)要深度融合，將飛機(jī)裝配與修理、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理融合為一本教材并整合為一門課程，不僅減少了教材的數(shù)量，而且將飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配和修理有機(jī)的結(jié)合起來。

2? 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

傳統(tǒng)教學(xué)多采用理論、實(shí)訓(xùn)分段授課的教學(xué)方式，缺乏虛擬現(xiàn)實(shí)前沿技術(shù)的融入，無法緊扣崗位技能要求。以機(jī)翼等大部件對接裝配為例，授課過程涉及飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)、工程力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與原理等交叉學(xué)科，從理論到實(shí)踐跨度較大，不利于學(xué)生透徹的理解知識(shí)，即使學(xué)生理解了理論知識(shí)，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，因?qū)W校缺乏必要的工藝裝備和裝配生產(chǎn)線，無法完成和行業(yè)對接的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，致使學(xué)生對零、部件間的連接關(guān)系、裝配工藝等難以把握;對于能進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目，教學(xué)中也需要教師多次示范，學(xué)生不斷練習(xí)，因此，這種理論、實(shí)訓(xùn)一體的傳統(tǒng)教學(xué)方式，不利于學(xué)生對飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與維護(hù)知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，造成了人員、設(shè)備、時(shí)間的浪費(fèi)。為此，將飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)部件裝配或維修工程問題設(shè)計(jì)成虛擬裝配、虛擬維修的形式，教學(xué)過程中增加學(xué)生對飛機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)典型部件裝配工藝分析、數(shù)字化裝配等實(shí)際問題的處理能力，課前采用逆向工程，從零、部件掃描、建模，課中實(shí)施虛擬裝配、運(yùn)動(dòng)模擬分析等環(huán)節(jié)，使得學(xué)生對部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、裝配工藝等知識(shí)點(diǎn)充分理解，同時(shí)虛擬裝配仿真可以有效降低實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中學(xué)生裝配和維修差錯(cuò)，能夠和航空制造企業(yè)以及航空維修企業(yè)崗位無縫對接，因此，虛擬裝配就顯得十分必要。

3? 理虛實(shí)一體化教學(xué)模式的改革

隨著航空產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，以往通過學(xué)校單獨(dú)培養(yǎng)學(xué)生的傳統(tǒng)教學(xué)模式，已經(jīng)難以適應(yīng)行業(yè)數(shù)字化裝配與維修的發(fā)展節(jié)奏，在產(chǎn)教融合的時(shí)代背景下，高校需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)方法，將數(shù)字化虛擬裝配與維護(hù)引入課堂，設(shè)計(jì)全新的教學(xué)模式，將理論、虛擬裝配、項(xiàng)目實(shí)作有機(jī)的融為一體，緊密結(jié)合崗位實(shí)際，以“虛擬”充實(shí)“理論”，并以“虛擬”指導(dǎo)“實(shí)作”作為教學(xué)驅(qū)動(dòng)力，是教學(xué)改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.1 改進(jìn)理論教學(xué)方法

在理論教學(xué)中，主要以飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)典型部件的裝配與修理為牽引進(jìn)行剖析。飛機(jī)裝配主要分析傳統(tǒng)裝配和數(shù)字化裝配方法在飛機(jī)裝配中的實(shí)際應(yīng)用，以機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落架等大部件的裝配為例分析部裝、總裝過程中的裝配工藝。其中傳統(tǒng)裝配模式涉及飛機(jī)裝配過程、定位方法、尺寸協(xié)調(diào)方法、裝配工裝、裝配連接技術(shù);而數(shù)字化裝配模式涉及數(shù)字量協(xié)調(diào)方法、柔性工裝、裝配過程數(shù)字化檢測等;發(fā)動(dòng)機(jī)裝配部分主要分析發(fā)動(dòng)機(jī)裝配工藝過程、定位方法、裝配精度保障方法、裝配工裝、柔性工裝、裝配連接技術(shù)的傳統(tǒng)裝配和數(shù)字化裝配方法，主要以壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪等典型部件為例分析傳裝、總裝等工程實(shí)際問題，通過對行業(yè)現(xiàn)狀的分析傳統(tǒng)裝配和數(shù)字化裝配在飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中的重要性。

3.2 虛擬仿真系統(tǒng)

現(xiàn)代飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，形狀復(fù)雜，在我國飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)自主研制的背景下，為適應(yīng)時(shí)代需求，在人才培養(yǎng)上需要注重反設(shè)計(jì)及創(chuàng)新，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)中設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)分析[5]。另外，高校存在缺少機(jī)型、裝配工裝和專用工具等問題，難以實(shí)現(xiàn)大型部件的實(shí)際裝配工作，需要引入虛擬裝配仿真，虛擬裝配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。教學(xué)中通過對產(chǎn)品裝配工藝的分析，結(jié)合人機(jī)環(huán)境規(guī)劃裝配路徑，以飛機(jī)大部件中的機(jī)翼部件為例，設(shè)計(jì)了“某型飛機(jī)中外翼對接裝配”工程問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式，采用虛擬裝配方法，學(xué)生可以直觀的看到機(jī)翼零部件結(jié)構(gòu)，感受裝配全場景，有利于裝配知識(shí)的學(xué)習(xí)。這種教師課前下發(fā)任務(wù)單、典型部件分解工藝文件，采用逆向工程，完成部件的分解、掃描、建模，課中通過對部件的虛擬裝配和裝配運(yùn)動(dòng)模擬，進(jìn)行裝配工藝分析的“項(xiàng)目”制定模式，可以使學(xué)生掌握飛機(jī)大部件結(jié)構(gòu)，并能充分學(xué)習(xí)分解、裝配工藝方法，增強(qiáng)了解決問題的能力。

另外，隨著VR、AR等可視化軟件的普及，將虛擬軟件作為輔助工具是培養(yǎng)現(xiàn)代民航裝配與維修人才的必然選擇。以活塞五發(fā)動(dòng)機(jī)的虛擬拆裝為例，通過虛擬裝配軟件與活塞五發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)手冊相融合的可視化虛擬拆裝項(xiàng)目教學(xué)，按機(jī)型維護(hù)工卡進(jìn)行虛擬拆裝，可使學(xué)生充分感受到發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與維修的行業(yè)全景，減少后續(xù)在實(shí)作過程中產(chǎn)生的人為差錯(cuò)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和課堂參與度。

3.3 啟發(fā)式實(shí)踐教學(xué)

以校企合作為基礎(chǔ)，進(jìn)行教育資源與行業(yè)深度整合，分析崗位需求，在教學(xué)過程中致力于實(shí)現(xiàn)專業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈對接、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接。為解決此類問題，實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中需要大量引入飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配或維修的實(shí)際案例，為此，收集了一些典型國內(nèi)發(fā)生的裝配事故和飛行事故案例。通過與航空公司、航空專家等進(jìn)行溝通，尋找飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)裝配和服役中存在的典型問題，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生共鳴。校企共同承擔(dān)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，例如以飛機(jī)機(jī)身壁板鉚接裝配為例，在工作空間狹小、環(huán)境嘈雜的情況下容易引起鉚接損傷，針對此類問題采用啟發(fā)式教學(xué)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，從生產(chǎn)實(shí)際、裝配方法等方面入手，達(dá)到提高學(xué)習(xí)興趣的目的，增加學(xué)生解決實(shí)際問題和提高自身綜合素質(zhì)的能力。

3.4 教學(xué)檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)《飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理》課程的教學(xué)效果，通過對某部件的虛擬裝配考核、項(xiàng)目拆裝實(shí)作考核、期末考核相結(jié)合的方式檢驗(yàn)教學(xué)成效。另外，可以通過定期舉辦飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝大賽的方式，聘請航空公司專家制定項(xiàng)目工卡，盡可能與行業(yè)接軌的檢驗(yàn)方法，對學(xué)生的實(shí)際操作過程進(jìn)行專業(yè)評(píng)分與考核，以檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

4? 結(jié)論

《飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與修理》是集理論性、實(shí)踐性、綜合性于一體的專業(yè)課程。依托校企合作航空產(chǎn)業(yè)基地，搭建飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字化裝配與修理平臺(tái)，優(yōu)化理虛實(shí)教學(xué)方案，建立虛實(shí)互補(bǔ)教學(xué)和產(chǎn)業(yè)融通與互補(bǔ)，切實(shí)滿足飛機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配與維修領(lǐng)域?qū)I(yè)人才素養(yǎng)的實(shí)際需求，達(dá)到理虛實(shí)相結(jié)合的應(yīng)用型、綜合型、創(chuàng)新型的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸建軍，李兵.高職院校多樣化生源背景下學(xué)風(fēng)建設(shè)問題分析[J].現(xiàn)代教育，2018（06）：49-51.

[2]中國民用航空發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃[Z].中國民用航空局，2016，12.

[3]沈梅.高職學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐[J].環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)瞭望，2019（10）：139-140.

[4]楊洋，羅宇，陳軍.基于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字化對接安裝工藝研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（01）：34-35.

[5]胡曉安，丁相玉.航空發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度與振動(dòng)教改探討[J].教育教學(xué)論壇，2018（48）：96-97.