基于“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”的航空航天類課程創(chuàng)新教學(xué)與實踐探究

胡海龍，張 帆，岳建嶺

（1.中南大學(xué) 航空航天技術(shù)研究院，長沙 410083；2.中南大學(xué) 資源加工與生物工程學(xué)院，長沙 410083；3.中南大學(xué) 粉末冶金研究院，長沙 410083）

教育部《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實施意見》（教高〔2019〕8 號）中明確表明課程建設(shè)是專業(yè)人才培養(yǎng)的核心要素，課程建設(shè)質(zhì)量將直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。為貫徹落實習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述和全國教育大會的重要精神，進(jìn)一步落實新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議要求，一方面，要求必須深化教育教學(xué)改革，把教學(xué)改革成果落實到課程建設(shè)上。另一方面，樹立課程建設(shè)新理念，推進(jìn)課程改革創(chuàng)新，實施科學(xué)評價，嚴(yán)格管理。同時，課程教學(xué)建設(shè)方面應(yīng)突出“兩性一度”，即高階性，課程內(nèi)容強調(diào)廣度和深度，具備勇于創(chuàng)新的精神和能力；創(chuàng)新性，教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)前沿性與時代性，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式與個性化學(xué)習(xí)，同時還應(yīng)增加挑戰(zhàn)度，適當(dāng)?shù)乜茖W(xué)“增負(fù)”，嚴(yán)格考核評價，增強學(xué)生們刻苦學(xué)習(xí)能力和素質(zhì)提高的成就感。

此外，近年來，地方院校創(chuàng)新教學(xué)教育在人才建設(shè)、課程建設(shè)和基地建設(shè)等方面得到了快速發(fā)展。尤其是“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”教學(xué)模式的提出，“創(chuàng)學(xué)結(jié)合”以制度機制為依托合理配置教學(xué)資源，以培養(yǎng)人才、使用人才為動力，促進(jìn)學(xué)生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)為追求，是對創(chuàng)業(yè)教育、學(xué)業(yè)教育的超越，有著自身獨特的機制?！皩W(xué)創(chuàng)結(jié)合”，一方面促進(jìn)學(xué)生專業(yè)知識、技能學(xué)習(xí)的提升，提高學(xué)生人文素養(yǎng)，繼而提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、更好地發(fā)揮服務(wù)地方功能的需要；另一方面，通過“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)、積極參與課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)與調(diào)研能力，繼而培養(yǎng)學(xué)生獨立思索、獨立調(diào)研的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維與能力。《深入實施新時代人才強國戰(zhàn)略 加快建設(shè)世界重要人才中心和創(chuàng)新高地》重要文章里面也明確指出，黨的十八大以來，黨中央作出人才是實現(xiàn)民族振興、贏得國際競爭主動的戰(zhàn)略資源的重大判斷，推動新時代人才工作變革。因此，應(yīng)該加強“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”航空航天類課程創(chuàng)新教學(xué)與實踐探究。

一、當(dāng)前課程教學(xué)存在的主要問題

（一）教學(xué)觀念滯后，削弱教學(xué)影響力

受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響，教師教學(xué)過程中沒有真正確立學(xué)生的主體地位，過分強調(diào)自己的權(quán)威地位，將自己個人置于教學(xué)的中心，使學(xué)生處于教學(xué)的邊緣地帶，學(xué)生的主體地位被嚴(yán)重忽視。沒有深刻地認(rèn)識到學(xué)生仍處于不斷發(fā)展的過程中，應(yīng)充分引導(dǎo)。教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為主體地位，基于“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”的模式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）教學(xué)方法單一，影響教學(xué)實際效果

教學(xué)方法具有很大的靈活性與多樣性，教學(xué)方法的運用是加強教學(xué)效果的一種手段，一個好的教師能夠從教學(xué)任務(wù)、內(nèi)容及學(xué)生的實際情況出發(fā)，合理選擇和運用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，從而達(dá)到理想的教學(xué)效果。呈現(xiàn)的教學(xué)方法也多種多樣，比如講授法、演示法、討論法及舉例法。然而，倘若不因?qū)嶋H情況出發(fā)，一味地采用單一的教學(xué)方法則很容易讓學(xué)生被動地接受滿堂灌，無法充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更無法達(dá)到預(yù)期的效果。

（三）教學(xué)實踐不足，學(xué)生知行不一

知即為知識，行即為實踐。通過教育理論知識與實踐，使學(xué)生達(dá)到知行合一的程度[1]。然而，實際過程中，對學(xué)生的教育往往知行不一，原因歸結(jié)如下：學(xué)生知識、經(jīng)驗和能力的不完善，往往需要時間逐漸發(fā)展和完善。應(yīng)加強認(rèn)知，做到求真求實，明確規(guī)范，同時加強督導(dǎo)。

二、課程“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”實施的主要路徑

（一）提升教師素質(zhì)：不能只做教書匠，要做大先生

百年大計，教育為本。教師不能只做傳授書本知識的教書匠，而要成為塑造學(xué)生品格、品行和品味的大先生?？萍嫉娘w速發(fā)展，各行各業(yè)不斷變革，對人才的要求也更高。知識更新?lián)Q代，人才要跟得上，就得具有創(chuàng)新力，對人才的高要求，是對教育、教師的挑戰(zhàn)。除了創(chuàng)新能力的要求，同樣需要高素養(yǎng)的人才。在這樣的時代背景下，教育不能只是單方面灌輸知識，更要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力與實踐技能，培養(yǎng)學(xué)生的個性、健全的人格和全面素養(yǎng)。因此，學(xué)校，尤其是教師就不能只做傳授知識、灌輸知識的教書匠，更要成為塑造學(xué)生品格、品行和品味的大先生。

因此，教師要從傳統(tǒng)的傳授知識、灌輸知識，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的傳道者、引導(dǎo)者，學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)者。傳道授業(yè)，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的思考，讓學(xué)生富有思想。同時教師應(yīng)承擔(dān)一個研究者的角色，對教學(xué)進(jìn)行研究，不斷總結(jié)、更新、實踐和改善。

（二）升級教學(xué)方式：實現(xiàn)價值引領(lǐng)、知識教育和能力培養(yǎng)有機統(tǒng)一

高校和教師應(yīng)當(dāng)堅持以人為本、協(xié)同發(fā)展的教育理念，從思政教育的學(xué)科屬性、現(xiàn)實問題出發(fā)，推動知識傳授和價值引領(lǐng)協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建知識傳授和價值引領(lǐng)同頻共振的思政教育新格局。習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！痹趯I(yè)類基礎(chǔ)課程中推行課程思政，寓道于教、寓德于教、寓教于樂，將“知識傳授”與“價值引領(lǐng)”有機統(tǒng)一起來，可以從專業(yè)課教育起點把握正確的思想方向，在傳輸專業(yè)知識的同時培育學(xué)生科學(xué)的人生觀、世界觀和價值觀，引導(dǎo)正能量，發(fā)揮正確價值觀對學(xué)生認(rèn)識世界和改造世界的積極導(dǎo)向作用，以及對人生道路選擇的重要導(dǎo)向作用，滿足社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的人才需要。具體可以從教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行改革[2]，如圖1 所示。

圖1 課程“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”實施路徑主要構(gòu)思

（三）創(chuàng)新實踐訓(xùn)練：優(yōu)化課程設(shè)置、修訂專業(yè)教材和加強教學(xué)管理

教育部發(fā)布《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實施綱要》，統(tǒng)籌推進(jìn)課程育人，大力推動以“課程思政”為目標(biāo)的課堂教學(xué)改革，優(yōu)化課程設(shè)置，修訂專業(yè)教材，完善教學(xué)設(shè)計，加強教學(xué)管理，梳理各門專業(yè)課程所蘊含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學(xué)各環(huán)節(jié)，實現(xiàn)思想政治教育與知識體系教育的有機統(tǒng)一[3]。深入推動習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想進(jìn)教材、進(jìn)課堂、進(jìn)頭腦，實施高校課程體系和教育教學(xué)創(chuàng)新計劃。

三、課程“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”存在問題的改進(jìn)策略

課程培養(yǎng)應(yīng)以提高實踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，在適應(yīng)社會分工日益精細(xì)化、專業(yè)化和對人才需求多樣化方面具有獨特優(yōu)勢，已成為高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)的主陣地，需要大力發(fā)展教育。例如，飛行器材料結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計課程涉及的具體教學(xué)構(gòu)思、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程及教學(xué)反思。課程圍繞多功能一體智能結(jié)構(gòu)涉及的材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用，尤其是飛行器多功能一體結(jié)構(gòu)設(shè)計、耐高溫與智能防護結(jié)構(gòu)、智能隱身結(jié)構(gòu)和發(fā)動機熱端部件等具體應(yīng)用案例，改善教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生們的專業(yè)知識自主學(xué)習(xí)和實踐創(chuàng)新能力，服務(wù)新時代航天強國的戰(zhàn)略需求，培養(yǎng)擁有家國情懷的航空航天領(lǐng)域高端人才。具體改進(jìn)方面如下。

（一）教學(xué)頂層設(shè)計

教師方面：教師教學(xué)培養(yǎng)體系強化頂層設(shè)計。聚焦教學(xué)基本功訓(xùn)練、嚴(yán)把授課入門關(guān)，通過全程聽課、輔導(dǎo)，進(jìn)行教學(xué)過程訓(xùn)練、試講訓(xùn)練，傳授教學(xué)理念、教學(xué)設(shè)計與教學(xué)方法及試講點評，強化教學(xué)訓(xùn)練，提高課堂授課能力，跟蹤聽課、質(zhì)量診斷，專題研討、專項研究，精準(zhǔn)指導(dǎo)，進(jìn)一步提升教學(xué)能力和水平。發(fā)揮科研育人功能，優(yōu)化科研環(huán)節(jié)和程序，完善科研評價標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)學(xué)術(shù)評價方法，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，引導(dǎo)師生樹立正確的政治方向、價值取向和學(xué)術(shù)導(dǎo)向，培養(yǎng)師生至誠報國的理想追求、敢為人先的科學(xué)精神、開拓創(chuàng)新的進(jìn)取意識和嚴(yán)謹(jǐn)求實的科研作風(fēng)。

（二）創(chuàng)新學(xué)創(chuàng)結(jié)合模式

豐富教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)科內(nèi)容更具深度；創(chuàng)新教學(xué)方法，讓課堂氛圍有溫度；提升教學(xué)效果，讓教育富有力度[4]。在更新教材建設(shè)與課程體系的同時，課程積極進(jìn)行授課與考核方法改革，以航空航天類課程為例，要求研究生組建小組結(jié)合具體問題，撰寫創(chuàng)新性論文或者文獻(xiàn)調(diào)研形成綜述性報告，并通過答辯獲得成績，打破傳統(tǒng)的閉卷考試形式，讓學(xué)生把知識學(xué)“活”。通過課堂理論學(xué)習(xí)與課后任務(wù)相結(jié)合實現(xiàn)。改進(jìn)措施：圍繞課程所學(xué)，讓同學(xué)們進(jìn)行專題調(diào)研、課程答辯匯報與研討相結(jié)合的方式、要點歸納與分享的方式，深化理論知識，尤其是其中的重點、難點進(jìn)行針對性的二次學(xué)習(xí)。課程內(nèi)容進(jìn)行不斷的優(yōu)化設(shè)計，包括理論知識點與實踐環(huán)節(jié)，立足于理論與實踐完美結(jié)合的理念，提升學(xué)生們的理論知識能力與科學(xué)素養(yǎng)，同時使同學(xué)們具有國際化的視野，能夠獨立自主用英文檢索、讀懂，并實時知悉航空航天材料及應(yīng)用領(lǐng)域中國內(nèi)外最新的研究進(jìn)展報道，努力培養(yǎng)學(xué)生們的國際化視野和創(chuàng)新知識學(xué)習(xí)能力。

（三）精準(zhǔn)定位學(xué)生需求

找準(zhǔn)學(xué)生需求，完善教學(xué)評價，打通專業(yè)壁壘，實現(xiàn)教學(xué)載體的創(chuàng)新、教學(xué)效果的激勵策略，優(yōu)化全員、全過程、全方位協(xié)同育人效果。當(dāng)研究新生進(jìn)入科研團隊后，首先應(yīng)進(jìn)行科研訓(xùn)練，全程參與科研實驗的基本訓(xùn)練，熟悉基本測試，有了一定的科研基礎(chǔ)再進(jìn)行協(xié)同安排相關(guān)的項目研究。采用此種遞進(jìn)式的培養(yǎng)方式，全方位培養(yǎng)研究生的原始創(chuàng)新能力、實踐能力和團結(jié)協(xié)作能力。以練促學(xué)，以學(xué)促創(chuàng)，以創(chuàng)促能，開辟專業(yè)人才培養(yǎng)新途徑。

四、課程“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”的教學(xué)反思

（一）深耕以學(xué)促創(chuàng)

優(yōu)化教學(xué)設(shè)計、改善教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)理念，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使同學(xué)們善于學(xué)習(xí)，熱愛學(xué)習(xí)。同時通過教學(xué)設(shè)計的研討、答辯與互相評審環(huán)節(jié)，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)習(xí)興趣。最終能夠?qū)W有所得，同時鼓勵并指導(dǎo)他們參加相關(guān)的學(xué)科競賽，在實踐中檢驗學(xué)習(xí)的理論知識，同時又通過實踐升華所學(xué)的理論知識，相輔相成。

（二）不斷升級創(chuàng)新教學(xué)與實踐探究的模式

教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)不可或缺，不能停留在理論層面，需要通過實踐去檢驗。然而，面對教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計，如何達(dá)到平衡，如何高效進(jìn)行，如何讓學(xué)生們積極參與其中，需要不斷地完善教學(xué)設(shè)計方案，基于學(xué)科自身的特色與優(yōu)勢，尋找到最優(yōu)化的方案。

（三）收集學(xué)生的反饋并及時調(diào)整教學(xué)設(shè)計

學(xué)生是教學(xué)的主體，他們的感受與意見需要及時收集，針對教學(xué)中的不足，及時調(diào)整教學(xué)設(shè)計與模式。教學(xué)將在課件制作、授課模式等方面都將進(jìn)行升級：（1）授課教師定期討論、制作并完善出具有要點突出、用詞準(zhǔn)確到位和信息全面等特征的課程單元課件；（2）在授課模式上需要改變傳統(tǒng)的灌輸式模式，積極引導(dǎo)學(xué)生們思考問題、課堂積極參與討論、課后自己調(diào)研資料并積極與課程授課成員或其他同學(xué)們討論解決問題；（3）與國外資深授課教師積極探討教學(xué)理念或方法，努力調(diào)整并改善自己的教學(xué)模式。

（四）精心設(shè)計檢測與考評環(huán)節(jié)

同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中會存在對教學(xué)知識掌握不牢固等問題，通過設(shè)計的檢測環(huán)節(jié)，把握學(xué)習(xí)的重點與難點。同時，通過考評環(huán)節(jié)，讓同學(xué)們積極參與其中，找到自己的短板，及時跟進(jìn)。通過布置課后任務(wù)，包括課后習(xí)題、課后理論模擬任務(wù)、課后文獻(xiàn)調(diào)研及課程小論文等不同形式的任務(wù)，依據(jù)課程培養(yǎng)要求，針對每一章的要點、難點，進(jìn)行不同任務(wù)形式與分類評價相結(jié)合的課后檢測。

綜上，應(yīng)將教學(xué)過程中涉及的硬件設(shè)施、教學(xué)資源，教學(xué)方式與手段，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計、考核評價等方面綜合升級。例如，航空航天類課程中，我們以主講老師在先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域內(nèi)多年的研究成果（《先進(jìn)結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料》專著與科學(xué)研究論文）為主要基礎(chǔ)，同時結(jié)合當(dāng)今國內(nèi)外最新的研究現(xiàn)狀，試圖向?qū)W生呈現(xiàn)出當(dāng)前先進(jìn)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計，尤其是在飛行器設(shè)計方面。航天器在長期飛行中，由于疲勞、腐蝕、材料老化及高空環(huán)境因素等影響，產(chǎn)生損傷積累，造成無法挽回的傷害，因此健康監(jiān)測十分重要。本課程學(xué)習(xí)將從航空構(gòu)件健康監(jiān)測的定義及應(yīng)用出發(fā)，引出實現(xiàn)監(jiān)測的重要系統(tǒng)之一即傳感器技術(shù)，通過對比分析傳感器的種類及實現(xiàn)監(jiān)測技術(shù)的途徑方案，接著基于傳感器技術(shù)設(shè)計具體監(jiān)測方案，從而真正實現(xiàn)傳感技術(shù)用于原位健康監(jiān)測。此外，通過結(jié)合有限元模擬分析進(jìn)行智能傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化，用于飛行器構(gòu)件健康監(jiān)測。培養(yǎng)學(xué)生具有材料-結(jié)構(gòu)-性能-仿真優(yōu)化分析及應(yīng)用的全方位能力，最終能服務(wù)空天智能結(jié)構(gòu)的材料選取、結(jié)構(gòu)設(shè)計及智能構(gòu)件健康監(jiān)測性能優(yōu)化分析等方面。教師在帶領(lǐng)同學(xué)們學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時也要肩負(fù)起引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)社會主義核心價值觀的意識，體現(xiàn)教育立德樹人的核心價值。

五、結(jié)束語

教學(xué)始終基于“引導(dǎo)并培養(yǎng)學(xué)生獨立自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力”的理念，培養(yǎng)同學(xué)們將理論知識的科學(xué)思維與實踐設(shè)計相結(jié)合，將所學(xué)知識點真正地運用于飛行器材料及應(yīng)用設(shè)計方面，緊跟國內(nèi)的重大需求，實現(xiàn)航天科技報國。然而，圍繞“學(xué)創(chuàng)結(jié)合”實現(xiàn)航空航天類課程創(chuàng)新教學(xué)與實踐仍存在的關(guān)鍵問題，可從教師自身素質(zhì)提升、豐富教學(xué)模式和完善教學(xué)實踐方案等方面進(jìn)行改善。具體如下。

1.構(gòu)建專業(yè)知識的學(xué)習(xí)體系。完善課程體系設(shè)計，將課堂理論學(xué)習(xí)與課后任務(wù)相結(jié)合實現(xiàn)，圍繞課程所學(xué)，讓同學(xué)們進(jìn)行專題調(diào)研、課程答辯與研討相結(jié)合的方式、要點歸納與分享的方式，深化理論知識，尤其是其中的重點、難點進(jìn)行針對性的二次學(xué)習(xí)。

2.構(gòu)建本課程專門的教學(xué)教材。航空航天材料及應(yīng)用這門課，內(nèi)容涉及面很廣，對教學(xué)內(nèi)容的選擇與重構(gòu)，是極為重要的。通過設(shè)計專門的教材，同時結(jié)合精心的課程設(shè)計與課程實施，達(dá)到“源于教材、高于教材”的效果，可能是教學(xué)需要追求的目標(biāo)之一。

3.實現(xiàn)實踐與教學(xué)有機融合。讓學(xué)生加入教師科研課題的開展中進(jìn)一步融合并提升所學(xué)的理論知識，真正讓學(xué)生將所思、所學(xué)、所感運用到實踐中去。當(dāng)前已開始逐步引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程之余，針對涉及本課程感興趣的部分繼續(xù)深入探究，同時加入老師實驗室進(jìn)行深入的課題研究。