立足崗位需求的飛機飛行動力學課程教學改革與實踐

蘇新兵 張登成 張艷華

摘? 要：針對課程教學內(nèi)容與裝備發(fā)展匹配不夠、教學手段與信息技術(shù)融合不深、抽象理論與工程實踐聯(lián)系不緊和專業(yè)教學與課程思政結(jié)合不實等現(xiàn)實問題，通過確定對接任職崗位需求的教學目標、重塑與新裝備發(fā)展相適應的實戰(zhàn)化教學內(nèi)容、設(shè)計促進能力培養(yǎng)的復合式教學方法、實踐基于信息化資源的線上線下混合式教學、探索專業(yè)課程“滴水浸潤”的課程思政育人模式和優(yōu)化過程與結(jié)果并重的課程評價機制等，有效破解教學難點、提高教學效益。為專業(yè)課程教學改革提供良好示范和有益參考。

關(guān)鍵詞：飛行動力學；崗位需求；教學改革；課程思政；混合式教學

Abstract： Aircraft Flight Dynamics is a basic course of general principles of core equipment， in view of the practical problems such as the insufficient matching of the curriculum teaching content with the development of equipment， the lack of integration of teaching means with information technology， the weak connection between abstract theory and engineering practice， and the unreality of the combination of professional teaching with ideological and political work in the curriculum， we define the teaching objectives for linking up the post requirements， reshape the actual combat-oriented teaching content in line with the development of new equipment， design a compound teaching method to promote the cultivation of ability， practice the online and offline mixed teaching based on information resources， explore the ideological and political education mode of the "dripping water"， optimize the co-evaluation mechanism with equal emphasis on process and result， etc. It effectively solves the teaching difficulties and improves the teaching efficiency， and provides a good demonstration and a useful reference for the teaching reform of professional curriculum.

Keywords： Flight Dynamics; job demand; teaching reform; the ideological and political education in all courses; mixed teaching

2019年11月27日，習近平在全軍院校長集訓開班式上明確指出：新時代軍事教育方針，就是堅持黨對軍隊的絕對領(lǐng)導，為強國興軍服務(wù)，立德樹人，為戰(zhàn)育人，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)、專業(yè)化新型軍事人才[1]。當前，軍隊院校實戰(zhàn)化教學已成為教學改革和實戰(zhàn)化訓練的重要組成部分，為加速空軍工程大學（以下簡稱“我校”）實戰(zhàn)化教學水平，突出“為戰(zhàn)而教，為戰(zhàn)而學”使命任務(wù)和新時代“打贏型”人才培養(yǎng)目標，我們在飛機飛行動力學課程中立足任職崗位需求開展實戰(zhàn)化教學改革與實踐，力求為專業(yè)基礎(chǔ)課實戰(zhàn)化教學探出一條符合當前教育教學熱點及趨勢的新路子。

飛機飛行動力學是我校飛行器動力工程專業(yè)的一門裝備通用原理類核心課程，主要研究固定翼飛機的飛行性能與作戰(zhàn)運用、飛行品質(zhì)與安全保證、飛行控制與效能提升等基本理論。課程創(chuàng)建于1961年，經(jīng)過幾代人持續(xù)建設(shè)，先后被評為軍隊院校優(yōu)質(zhì)課程、陜西省混合式一流本科課程和線上一流本科課程、軍隊院校精品課程[2]。

一? 課程教學的瓶頸突破

飛機飛行動力學課程教學改革與實踐著眼德才兼?zhèn)涞男聲r代“航空機務(wù)軍官”人才培養(yǎng)要求，立足學員首任崗位需求，圍繞系統(tǒng)掌握“飛機飛行”基本理論、全面具備“保障飛行”專業(yè)技能、大幅提升“服務(wù)作戰(zhàn)”綜合素質(zhì)的課程教學目標，旨在突破以下亟待解決的瓶頸問題[3]。

一是教學內(nèi)容與裝備發(fā)展匹配問題。隨著航空裝備的跨越式發(fā)展，先進氣動布局、主動控制技術(shù)、推力矢量和過失速空戰(zhàn)機動等新理論、新技術(shù)大量應用于新型戰(zhàn)機，需要對“舊、缺、淺、散、虛”的教學內(nèi)容進行體系重構(gòu)和動態(tài)更新，使其與裝備發(fā)展同步。

二是教學手段與信息技術(shù)融合問題。軍隊院校網(wǎng)絡(luò)環(huán)境保密要求高、信息化資源應用受限、飛機飛行原理復雜、課程教學學時有限、教學手段相對單一和難點內(nèi)容不易突破等問題突出，需用好“互聯(lián)網(wǎng)+教育”這個“最大增量”豐富教學手段，提高教學效益。

三是抽象理論與工程實踐聯(lián)系問題。本課程教學內(nèi)容抽象、理論性強，而飛機實裝飛行試驗成本高、風險大，加之虛擬仿真等多元實踐教學平臺缺乏，導致學員知識應用條件偏少，需要加強理論講授與直觀教學的結(jié)合，促進抽象理論與工程實踐的緊密聯(lián)系。

四是專業(yè)教學與課程思政結(jié)合問題。針對專業(yè)課程教學中易出現(xiàn)重知識傳授與能力培養(yǎng)、輕品德培育與價值塑造的現(xiàn)象，需有效運用課程中蘊含的思政元素，通過教員言傳身教開展德育工作，促進育才與育人的有機統(tǒng)一，實現(xiàn)專業(yè)教學與思政課程同向同行。

二? 課程教學的創(chuàng)新實踐

圍繞以上四個問題，按照“飛行原理指導作戰(zhàn)運用、虛擬仿真結(jié)合實裝訓練、基礎(chǔ)理論對接工程實踐”的思路，重塑與新裝備發(fā)展相匹配、緊貼實戰(zhàn)的教學內(nèi)容，設(shè)計使抽象理論與工程實踐緊密對接的復合式教學方法，實踐基于信息化資源的混合式教學，探索專業(yè)課程“滴水浸潤”的思政育人模式，優(yōu)化過程與結(jié)果并重的課程評價機制，持續(xù)開展課程教學的創(chuàng)新實踐。

（一）? 重塑“緊盯裝備發(fā)展，強化作戰(zhàn)適用”的教學內(nèi)容新體系

立足學員任職崗位需求，秉承“為戰(zhàn)教戰(zhàn)”的教學理念，以“飛行性能服務(wù)作戰(zhàn)運用、飛行品質(zhì)保證飛行安全、飛行控制提升總體效能”為主線，構(gòu)建“實戰(zhàn)化”教學內(nèi)容體系，增強課程教學的適應性。

一是遵循認知規(guī)律加強邏輯遞進。將“性能與作戰(zhàn)、品質(zhì)與安全、飛控與效能”三大知識模塊，按照由淺入深、由簡單到復雜、由質(zhì)點到剛體、由靜態(tài)品質(zhì)到動態(tài)品質(zhì)，以及由開環(huán)控制到閉環(huán)控制的遞進關(guān)系進行內(nèi)容優(yōu)化設(shè)置，并制定思維導圖使其更加符合教育規(guī)律和認知規(guī)律。

二是突出空戰(zhàn)特色加強技戰(zhàn)融合。適應近距空戰(zhàn)高機動、協(xié)同多等特點，增加空戰(zhàn)動力學、戰(zhàn)術(shù)綜合機動等內(nèi)容，加強基本飛行性能指導作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃、機動性能和敏捷性能指導戰(zhàn)術(shù)動作選擇等戰(zhàn)訓內(nèi)容，引入與空戰(zhàn)聯(lián)系密切的飛行案例，實現(xiàn)課堂連通部隊、理論直達戰(zhàn)訓。

三是緊盯裝備發(fā)展加強內(nèi)容更新。在保留經(jīng)典理論的基礎(chǔ)上，拓展先進飛機氣動布局、隱身、超聲速巡航、過失速機動、主動控制、推力矢量、空中加油和火/飛/推綜合控制等新技術(shù)、新裝備發(fā)展內(nèi)容，引入最新的科研成果反哺課堂，使內(nèi)容與裝備發(fā)展相匹配、與新技術(shù)同步。

（二）? 設(shè)計促進知識綜合運用與任務(wù)驅(qū)動提升能力復合教學方法

本課程既有知識理論性強和邏輯推理嚴密等特征，又有與空戰(zhàn)關(guān)聯(lián)密切和戰(zhàn)訓飛行案例眾多等特點。針對不同的內(nèi)容和學員特點，綜合運用“問題探究+邏輯推演+任務(wù)驅(qū)動”等教學方法破解教學重、難點。

問題探究教學。如圖1所示，針對典型飛行案例中隱藏的運動機理和影響因素，沿問題遞進和能力培養(yǎng)兩條路線同時推進，如引入戰(zhàn)訓案例→提出問題+開拓思維；剖析運動機理→分析問題+邏輯思維；探究影響因素→辨析問題+辯證思維；確定應對策略→解決問題+創(chuàng)新思維；最后引申拓展，舉一反三，通過“導→析→探→思→拓”提高探究辨析和解決問題的能力。

邏輯推演教學。如圖2所示，根據(jù)內(nèi)容體系各知識點關(guān)聯(lián)性強且邏輯推理嚴密的特征，在正向思維時，根據(jù)飛機的運動特征→建立動力學模型→進行性能品質(zhì)分析和作戰(zhàn)效能評估；在逆向思維時，根據(jù)具體飛行案例特征→研究運動機理→進行飛行故障定位或安全風險評估，通過正向和逆向思維相融合的方式鍛煉學員的邏輯思維，提高其飛行故障分析和效能評估能力。

任務(wù)驅(qū)動教學。如圖3所示，按照“知識綜合運用、航模競技提升”的能力生成思路，以“航模設(shè)計、制作和飛行”任務(wù)貫穿教學全程，讓學員在不同階段體驗飛機總師、設(shè)計師、飛行員、機械師或工程師等角色，完成航?？傮w規(guī)劃、優(yōu)化設(shè)計、制作飛行和維修保障等任務(wù)，在沉浸式角色體驗中實現(xiàn)抽象理論和工程實踐無縫對接，提高創(chuàng)新思維和工程實踐能力[4]。

（三）? 實踐突出信息技術(shù)應用的全時空“線上線下”混合式教學

在國內(nèi)率先建成飛機飛行動力學慕課和虛擬實驗系統(tǒng)，與航模俱樂部、飛機與發(fā)動機數(shù)字化資源平臺等形成“虛實結(jié)合”的資源體系，實踐了“課前線上自學+課中引導探究+課后拓展實踐”的混合式教學[5]。

一是課前，教員通過MOOC平臺、雨課堂等信息平臺發(fā)布學習任務(wù)單、電子教材、課件和參考文獻等學習資料。學員自主完成微課學習、單元測驗、論壇/投票、互評和討論等活動。教員通過后臺數(shù)據(jù)監(jiān)測，對學員的學習情況進行實時跟蹤和分析，監(jiān)督學員課前的自主學習，保證課前學習進度和效果，并據(jù)此及時調(diào)整教學策略。通過自主學習達成知識記憶、部分理解、簡單應用等低階教學目標。

二是課中，教員進行理論精講、案例分析，系統(tǒng)深入地分析重點、難點內(nèi)容將學員引向深度學習，對學員提出的疑難問題進行解答，通過小組研討辯論、飛行案例分析、翻轉(zhuǎn)課堂等方式進行高階認知訓練，引導學員積極參與有挑戰(zhàn)度的研討與交流。同時利用手機和平板電腦等信息化平臺進行在線測驗、投票、問答和討論等教學互動，提升學員深度思考的體驗感和獲得感，達成高階思維培養(yǎng)教學目標。

三是課后，教員要求學員編制思維導圖、完成課后作業(yè)、進行虛擬實驗和瀏覽數(shù)字化資源網(wǎng)站查閱文獻等，布置航模設(shè)計、制作與飛行等使抽象理論與工程實踐結(jié)合的綜合性研究課題或?qū)W習任務(wù)，以培養(yǎng)學員綜合運用知識解決實際工程問題的能力和創(chuàng)新意識。答疑解惑則利用信息平臺進行在線交流討論，及時解決學員的疑難問題，做好知識深化鞏固和教學信息收集，開展教學總結(jié)和效果評估。

（四）? 探索注重潤物無聲的“滴水浸潤”課程思政協(xié)同育人模式

發(fā)揮課程“主戰(zhàn)場”和課堂“主陣地”的職能作用，挖掘凝練思政素材、拓寬思政育人途徑、豐富思政教學形式和加強思政育人考核等，在“啟智潤心”中使顯性和隱性教育統(tǒng)一[6]。

一是挖掘課程思政多維元素。課程內(nèi)容和飛行、空戰(zhàn)相關(guān)，將挖掘的5類（人物、裝備、事件、技術(shù)和精神類）、4種（家國情懷、創(chuàng)新意識、機務(wù)作風和戰(zhàn)斗精神）共56個思政案例融入課堂，使知識傳授與價值塑造統(tǒng)一。

二是拓寬課程思政育人渠道。在MOOC平臺開辟思政教育專欄、發(fā)布思政討論話題，講述機務(wù)尖兵夏北浩等先進人物的典型事跡；在虛擬實驗系統(tǒng)中實踐空戰(zhàn)模擬和對抗等，培養(yǎng)嚴謹細致的機務(wù)作風和敢打必勝的戰(zhàn)斗精神。

三是豐富課程思政教學形式。通過分組研討、案例分析等教學組織活動培養(yǎng)學員團隊合作能力；通過航模設(shè)計任務(wù)、參加學科競賽等活動提高創(chuàng)新意識和實操能力，培養(yǎng)關(guān)注裝備發(fā)展、排除問題故障的探究精神和職業(yè)道德。

四是加強課程思政育人考核。將思政教育專欄的討論發(fā)帖情況計入平時成績，將戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法、飛行故障分析、風險評估和航模設(shè)計飛行等促進能力增長的實踐活動納入考核、融入考卷，實現(xiàn)課程考核各環(huán)節(jié)潤物無聲的培根鑄魂。

（五）? 優(yōu)化突出能力培養(yǎng)和“過程與結(jié)果”并重的考核評價機制

采取線上考核（40%）+線下考核（60%）相結(jié)合的多元化考核方式，引導學員將學習重心放在平時的點滴積累上，考題據(jù)難易程度進行挑戰(zhàn)度區(qū)分，注重學員知識應用與轉(zhuǎn)化能力的考核。

線上考核。包含視頻學習（20%）+討論發(fā)言（10%）+同步測試（20%）+期中測驗（20%）+期末考試（30%）。注重學習過程考核，重點考查對飛行原理、數(shù)學建模等基本理論和方法的理解掌握。

線下考核。包含平時成績（20%）+期末考試（80%），平時成績包括作業(yè)、課堂表現(xiàn)和實踐情況，期末考試為閉卷筆試。注重能力素質(zhì)的綜合考核，著重考查利用理論解決戰(zhàn)訓問題的能力。

三? 課程教學的成果應用

（一）? 課程教學成效顯著

課程團隊授課優(yōu)良率100%，教學競賽獲校級一、二等獎。連續(xù)3年實踐線上線下混合式教學，共計有4期11個班級的591名學員受益，考試成績和知識綜合運用水平明顯提高。畢業(yè)設(shè)計優(yōu)良率由87.6%提高到93.8%，1人畢業(yè)設(shè)計獲國家二等獎。近年參加飛行器創(chuàng)新設(shè)計等競賽獲國家級獎項50余項。申請授權(quán)發(fā)明專利10余項，上研學員2人獲軍隊優(yōu)秀碩士學位論文。部隊對畢業(yè)學員的滿意度達99.3%，認為理論基礎(chǔ)扎實、飛行風險評估能力強，據(jù)統(tǒng)計60%的航空機務(wù)技術(shù)骨干畢業(yè)于本專業(yè)。

（二）? 校內(nèi)引領(lǐng)示范明顯

本課程為航空發(fā)動機控制、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)原理等課程成功申報省級一流本科課程和校級“金課”提供借鑒，指導空氣動力學基礎(chǔ)、航空機械設(shè)計等課程建成MOOC；編寫的課程思政案例和課程教學計劃等被學校作為模板和范例；本課程網(wǎng)絡(luò)課程曾獲陜西省教學成果二等獎；以本課程為核心的“飛行器動力工程專業(yè)課程體系重構(gòu)與實踐”獲軍隊級教學成果二等獎；高質(zhì)量完成了“基于‘網(wǎng)絡(luò)+教育的專業(yè)基礎(chǔ)課程‘實戰(zhàn)化教學改革與實踐”等校級重點教育理論研究課題2項。在推進“智慧”教學模式改革中起到良好的引領(lǐng)示范作用，輻射效應強。

（三）? 同行普遍認可應用

課程MOOC得到國內(nèi)同行普遍認同，先后被西北工業(yè)大學、國防科技大學、中山大學等航空航天類“雙一流”大學和海軍航空大學、中國民用航空飛行學院等近20所軍地高校作為輔助教學資源應用。教育部高等學校航空航天類專業(yè)教指委也給予課程很高評價，具有良好的社會影響。課程組線上教學事跡被《中國空軍》《解放軍生活》和《陜西日報》等媒體宣傳報道，應邀赴兄弟院校進行慕課建設(shè)骨干培訓。

（四）? 服務(wù)于社會學習者

有超過2萬的社會學習者學習本課程MOOC，他們在授課視頻、教學資源、輔導答疑和學習指導等方面均給予了高度評價。課程還在軍職在線平臺服務(wù)于部隊官兵的軍事職業(yè)教育，包括空軍試飛員學校，西安、石家莊和哈爾濱等飛行學院運用課程MOOC和虛擬實驗系統(tǒng)作為飛行原理課程的教學資源；解放軍93427、95389等8個部隊單位也將其應用于干部、技師的日常培訓中，使他們的“碎片化”時間得到有效利用，應用效果明顯。

四? 結(jié)束語

在飛機飛行動力學課程實戰(zhàn)化教學模式改革探索與實踐中，建成了省部級“金課”并充分發(fā)揮其引領(lǐng)和示范作用，提出了“飛行原理指導作戰(zhàn)運用、虛擬仿真結(jié)合實裝訓練、基礎(chǔ)理論對接工程實踐”的教學思想，凝練了“飛行性能服務(wù)作戰(zhàn)、飛行品質(zhì)保證安全、飛行控制提升效能”的課程內(nèi)涵，構(gòu)建了“突出整機特性，強化作戰(zhàn)適用”的教學內(nèi)容新體系，搭建了“虛擬實驗仿真、課外實踐基地”的實踐教學新平臺，創(chuàng)設(shè)了“知識綜合運用、航模競技提升”的能力生成新模式，提高了學員能力素質(zhì)，有助于他們迅速適應第一任職崗位，更好協(xié)助飛行員充分發(fā)揮飛機的作戰(zhàn)效能。但課程教學改革永遠在路上，仍需我們每一位教學參與者獻言獻策、戮力前行，持續(xù)開展融入思政元素的實戰(zhàn)化內(nèi)容凝練與建設(shè)、探索實踐為戰(zhàn)教戰(zhàn)的混合式教學模式，為培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)、專業(yè)化新型軍事人才貢獻更大力量。

參考文獻：

[1] 習近平出席全軍院校長集訓開班式并發(fā)表重要講話[EB/OL].http：//jhsjk.people.cn/article/31478192.

[2] 蘇新兵，張登成，張艷華，等．飛機飛行動力學[M]．北京：北京國防工業(yè)出版社，2022.

[3] 蘇新兵，周章文，張曉露．飛行器動力工程專業(yè)課程思政建設(shè)探索與實踐[J]．南京航空航天大學學報，2020（12）：66-69．

[4] 蘇新兵，胡良謀，姚東野．形象化教學在《飛機飛行動力學》課程中的實踐[J]．第一屆全國高等學校航空航天類專業(yè)教育教學研討會論文集，2019（10）：256-260．

[5] 蘇新兵，周章文，張登成．《飛機飛行動力學》課程混合式教學探索與實踐[J]．第二屆全國高等學校航空航天類專業(yè)教育教學研討會論文集，2021（4）：277-281．

[6] 蘇新兵，周章文，張曉露，等．軍隊院?！讹w機飛行動力學》思政育人的探索與實踐[J]．第二屆全國航空航天類課程思政教學改革會論文集，2021（6）：249-354．