飛行器制造工程專業(yè)的項目式教學(xué)方法探索與實踐

［摘 要］隨著航空航天制造業(yè)對人才具備創(chuàng)新力、國際競爭力、實踐能力、科學(xué)思維的需求不斷凸顯，傳統(tǒng)的知識灌輸式教學(xué)模式已無法滿足培養(yǎng)背景清晰的飛行器制造工程專業(yè)“卓越工程師”人才的需求。專業(yè)教育水平影響行業(yè)發(fā)展?jié)摿?，因此亟須開展工程教學(xué)改革，強化產(chǎn)教融合、科教融合，開展具有啟發(fā)性、探索性，激發(fā)學(xué)生主動性的項目式教學(xué)。文章分析了飛行器制造工程專業(yè)本科教學(xué)中存在的問題，總結(jié)了航空航天制造類專業(yè)產(chǎn)教融合的項目式教學(xué)一般過程，并以鈑金成形原理與工藝專業(yè)課程為例，介紹了項目式教學(xué)方法的探索和實踐。以學(xué)生為中心，通過多個關(guān)聯(lián)課程教學(xué)內(nèi)容與方法的協(xié)調(diào)，結(jié)合產(chǎn)教和科教深度融合的實戰(zhàn)項目，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué)。通過理論課上研討為主、實踐課上項目實施的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和創(chuàng)新思維。

［關(guān)鍵詞］飛行器制造工程；項目式教學(xué)；產(chǎn)教融合；鈑金成形；超塑成形

［中圖分類號］G642 ［文獻標(biāo)識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）02-0068-07

以飛行器設(shè)計與工程、飛行器制造工程、飛行器動力工程等專業(yè)為代表的航空航天類專業(yè)，圍繞航空航天事業(yè)，開展飛行器設(shè)計、運動、制造、控制、運維等方面專業(yè)人才的培養(yǎng)，具有科技含量高、體系龐大復(fù)雜、功能繁多、綜合性強等特點，是典型的事關(guān)國家戰(zhàn)略、國家安全的新工科專業(yè)。其中，飛行器制造工程專業(yè)聚焦現(xiàn)代飛行器機體零部件和整機制造技術(shù)及裝備需求，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實和創(chuàng)新能力強，能夠在飛行器制造領(lǐng)域從事設(shè)計、制造、研究、開發(fā)與管理等工作的高素質(zhì)技術(shù)人才[1]?，F(xiàn)代航空航天制造業(yè)呈現(xiàn)出探索性、創(chuàng)新性和戰(zhàn)略性強，高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險和高效益并存，系統(tǒng)工程性強等特點。國內(nèi)外新型號飛行器的研制周期短、研制難度大，尤其是商業(yè)航空航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展，加劇了航空航天制造領(lǐng)域內(nèi)的競爭，要求航空航天制造專業(yè)人才專業(yè)知識過硬、有膽識、抗壓能力強、心理素質(zhì)過硬、能解決實際問題，這也倒逼了本科生和研究生培養(yǎng)質(zhì)量的進一步提高。為滿足航空航天領(lǐng)域各類飛行器的高效率、高質(zhì)量、高性能、高精密等制造要求，顯著提升飛行器制造工程專業(yè)本科人才培養(yǎng)水平、助推我國航空航天制造事業(yè)，已成為航空航天院校亟須解決的重要任務(wù)。針對人才培養(yǎng)背景清晰、與工程應(yīng)用聯(lián)系緊密、知識面廣、教學(xué)進度緊、學(xué)科交叉、技術(shù)迭代快等專業(yè)特點[2]，傳統(tǒng)的知識灌輸式教學(xué)模式已無法滿足飛行器制造工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的需求。

杜威認(rèn)為經(jīng)驗是教育的核心，教育不應(yīng)只是傳授知識，而應(yīng)是學(xué)生通過親身活動獲得直接經(jīng)驗的過程，通過這種方式，學(xué)生不僅獲得知識，還能培養(yǎng)良好的社會生活能力和道德品德。根據(jù)構(gòu)建主義理論，知識是由認(rèn)知主體主動建構(gòu)的。學(xué)習(xí)不能脫離認(rèn)知主體，不能不考慮認(rèn)知主體的經(jīng)驗和學(xué)習(xí)意向而進行知識的簡單灌輸，學(xué)習(xí)應(yīng)發(fā)生于真實的學(xué)習(xí)任務(wù)之中。哈佛大學(xué)首先開展了案例式教學(xué)，通過具體的案例，讓學(xué)生直接參與具體問題，教師組織學(xué)生進行分析、討論、學(xué)習(xí)和表達等，鍛煉學(xué)生主動探索意識，提高學(xué)生獲取知識和解決問題的能力。隨著科教融合、產(chǎn)教融合戰(zhàn)略的深入，我國大力推進大學(xué)生科技創(chuàng)新項目和競賽，引入項目式教學(xué)法，即一種以學(xué)生為中心、以任務(wù)為導(dǎo)向，通過實施一系列完整的教學(xué)項目，引導(dǎo)學(xué)生通過解決實際問題來獲取知識的教學(xué)方法，具有實踐性、體驗性等特征[3-4]。項目式教學(xué)以場景學(xué)習(xí)推動理論體系學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)—提出—分析—解決—總結(jié)問題”的能力，引導(dǎo)學(xué)生在實踐中提出內(nèi)在理論問題、主動鉆研學(xué)習(xí)，感悟“理論源于實踐、理論引領(lǐng)實踐、理論超越實踐”，尊重科學(xué)發(fā)展規(guī)律。

面向航空航天制造業(yè)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新成果，飛行器制造工程專業(yè)尤其適合開展項目式教學(xué)。借助專業(yè)優(yōu)勢，堅持聚焦前沿技術(shù)，遴選典型“產(chǎn)教融合、科教融合、專創(chuàng)融合、虛實融合”的項目案例，以項目為引線貫穿課程教學(xué)，讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做，鼓勵學(xué)生“反客為主”，開展啟發(fā)性、探索性、主動性學(xué)習(xí)，為提高本科生綜合利用所學(xué)知識解決工程問題的能力提供了一種思路。本文以鈑金成形原理與工藝課程為例，探索其項目式教學(xué)方法。

一、專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀

南京航空航天大學(xué)（以下簡稱南航）自誕生起就為國培養(yǎng)紅色航空工程師，始終是卓越工程師培養(yǎng)基地，師生們通過“真刀真槍”開展教學(xué)，研制出了“南航一號”靶機、超聲速靶機、1015B雷達傘靶、長空一號無人機、延安二號直升機等。學(xué)校的教學(xué)科研有明確的產(chǎn)業(yè)背景，“三航特色”鮮明，產(chǎn)教融合的項目式教學(xué)已成為學(xué)校人才培養(yǎng)的鮮明特色。

飛行器制造工程專業(yè)是南航的核心專業(yè)，先后經(jīng)歷了飛機設(shè)計與制造專業(yè)、飛機工藝專業(yè)、飛行器制造工程專業(yè)的變革，培養(yǎng)了一批批優(yōu)秀的本科生和研究生。隨著航空航天制造業(yè)迅速發(fā)展和知識爆炸性增長，專業(yè)知識“半衰期”明顯縮短，新型飛行器制造要求培養(yǎng)的學(xué)生既有知識廣度又有知識深度、既掌握傳統(tǒng)工藝又領(lǐng)悟新技術(shù)、既深刻理解制造工藝的嚴(yán)謹(jǐn)性又富有創(chuàng)造力。然而，現(xiàn)有的部分課程存在重知識輕能力、重技巧輕體系、重理論輕實踐、重演繹輕創(chuàng)造、綜合訓(xùn)練不足等問題，教學(xué)團隊在改革課程內(nèi)容及教學(xué)方法時，發(fā)現(xiàn)一些迫切需要解決的問題。

（一）總分關(guān)系和前修后續(xù)課程知識體系不清晰

南航航空航天類專業(yè)采用“2+2”大類培養(yǎng)方式，將飛行器設(shè)計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器環(huán)境與生命保障工程、航空航天工程和飛行器控制與信息工程6個專業(yè)的一、二年級學(xué)生合并至長空學(xué)院，進行“貫通式”大類培養(yǎng)，到了三、四年級再分流至各專業(yè)學(xué)院，促進學(xué)生們?nèi)娴卣J(rèn)知航空航天類專業(yè)，了解學(xué)科、知曉行業(yè)。針對大類培養(yǎng)改革，學(xué)校對應(yīng)調(diào)整了各專業(yè)三、四年級課程，但難免存在前修后續(xù)課程系統(tǒng)性及協(xié)調(diào)性不足、飛行器總體結(jié)構(gòu)與零部件制造總分關(guān)系不清，以及部分課程知識點零亂、重點不突出等問題。例如，航空航天類專業(yè)大類培養(yǎng)教學(xué)改革后，飛行器制造工程專業(yè)原有的金屬塑性成形原理、沖壓工藝學(xué)和飛機鈑金成形技術(shù)三門必修課程被合并為鈑金成形原理與工藝這一門必修課程，教學(xué)內(nèi)容卻直接沿用，導(dǎo)致各內(nèi)容之間邏輯性不足，且缺少了現(xiàn)代飛行器先進鈑金制造工藝相關(guān)的內(nèi)容[5]。

（二）教學(xué)方法需要改進，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性未能激發(fā)

當(dāng)前，專業(yè)課程的教學(xué)方法多以知識單向傳授為主，導(dǎo)致部分學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法難以提起興趣，學(xué)習(xí)主動性未能激發(fā)。盡管學(xué)生的課程考核成績不錯，但一些學(xué)生仍然停留在被動獲取知識、考前突擊學(xué)習(xí)的低端學(xué)習(xí)層次，考后就忘，未能形成深刻的知識體系，更不知道為何而學(xué)、學(xué)后怎么用。為此，迫切需要改進教學(xué)方法，通過“翻轉(zhuǎn)課堂”等形式，培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)—提出—分析—解決—總結(jié)問題”的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)獲得感。

（三）存在一定程度的“學(xué)術(shù)漂移”問題

飛行器制造工程專業(yè)為行業(yè)背景清晰的工程教育專業(yè)，近些年卻表現(xiàn)出一定程度的“學(xué)術(shù)漂移”問題，即在“科學(xué)—技術(shù)”中偏向科學(xué)一端，在“研究—實踐”中偏向研究一端，在“大學(xué)—產(chǎn)業(yè)”中偏向大學(xué)一端。師生更注重學(xué)術(shù)研究和論文發(fā)表，出現(xiàn)培養(yǎng)體系學(xué)術(shù)化、教師教學(xué)“重學(xué)輕術(shù)”、課程設(shè)置“重理輕實”、學(xué)業(yè)評價“重考輕練”等問題[6]。為培養(yǎng)卓越工程師，應(yīng)回歸工科專業(yè)工程屬性。

（四）基于產(chǎn)教融合的實踐教學(xué)體系不完善

飛行器制造工程專業(yè)屬于典型的工程教育專業(yè)，建校時教師多選拔于一線企業(yè)，師生全程參與型號研制，深度的產(chǎn)教融合培養(yǎng)了一批具有較強自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、工程能力、全局思維的優(yōu)秀畢業(yè)生。然而，隨著老教師退休，在專業(yè)細分、學(xué)科交叉等改革中，青年教師們的航空航天制造實際工程經(jīng)驗不足、對產(chǎn)業(yè)技術(shù)難點缺乏了解、專業(yè)知識面窄、對飛行器整機結(jié)構(gòu)制造全局把握不足等問題日益凸顯。事實上，飛行器制造工程專業(yè)的課程內(nèi)容與航空航天企業(yè)密切相關(guān)，適于采用理論和實踐密切結(jié)合的項目式案例教學(xué)方法，例如通過直接將C919等型號制造技術(shù)引入課堂、聘請一線專家來到課堂授課等方式，融入最新科研成果和企業(yè)需求，兼顧知識傳授和解決問題能力培養(yǎng)，完善實踐教學(xué)體系，將產(chǎn)教深度融合，大幅提高教學(xué)質(zhì)量。

二、飛行器制造工程專業(yè)的項目式教學(xué)過程

以飛行器制造工程專業(yè)為例，南航與成都飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司共同搭建了工信部“智匯藍天”產(chǎn)教融合平臺，通過企業(yè)發(fā)布實踐課題、教師組織學(xué)生承接課題的模式，構(gòu)建了“企業(yè)出題、高校解題、學(xué)生答題”的產(chǎn)教融合的項目式培養(yǎng)方法。項目式教學(xué)的一般范式可總結(jié)為7步。

（一）提出問題

根據(jù)飛行器機體結(jié)構(gòu)特點、主機廠實際情況、新型號發(fā)展趨勢，提出零部件研制中有現(xiàn)實意義、能引起學(xué)生興趣的問題。這類問題需具有上手容易、有一定深度和難點、開放性答案、能引起有價值的思考等特點。提前給出題目，引導(dǎo)學(xué)生進行針對性討論，引發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維和爆炸性思考，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識。

（二）明確要求

為學(xué)生提供必要的概念、關(guān)鍵詞等知識基礎(chǔ)，列明挑戰(zhàn)和呈現(xiàn)形式，如調(diào)研報告、設(shè)計方案、演講展示、圖紙模型、數(shù)值仿真、視頻制作、實物研制等。為促進學(xué)生深入思考，需明確考核指標(biāo)，真實模擬科研項目。

（三）文獻調(diào)研

學(xué)生根據(jù)所提問題和要求，課下主動查閱資料、調(diào)研企業(yè)，擬定初步思路。以某薄壁筒形件拉深工藝和模具設(shè)計項目為例，要求材料為10號鋼，精度等級為IT13，產(chǎn)量為5萬件/年。學(xué)生需從制造工藝的定義及分類、基本原理、工藝流程、參數(shù)控制、典型缺陷、常用設(shè)備及構(gòu)成、新技術(shù)及發(fā)展趨勢等方面開展全方位調(diào)研，弄清項目的基本狀況、理清需解決的問題，全面把握項目難點。

（四）確定方案，設(shè)計制作

學(xué)生基于調(diào)研情況，參考以往優(yōu)秀項目案例，細化目標(biāo)、制定計劃，包括人員安排、時間安排、階段性任務(wù)、考核節(jié)點、成果形式等。此階段，學(xué)生在動手設(shè)計、理論推導(dǎo)、模擬仿真、樣件試制等過程中發(fā)現(xiàn)問題、挑戰(zhàn)困難、逐步解決問題，從而鍛煉綜合能力，領(lǐng)略飛行器制造專業(yè)文化。項目執(zhí)行過程中，教師需及時指導(dǎo)，避免因?qū)W生方向錯誤、能力不足等問題導(dǎo)致項目實施失敗。

（五）階段討論，團隊協(xié)作

組織各小組在課堂上進行階段性總結(jié)，其他小組則進行針對性討論、提問和評價，暴露問題、給出建議、指明方向。教師從學(xué)術(shù)角度給予專業(yè)評價，相關(guān)企業(yè)給出針對實踐的建設(shè)性指導(dǎo)。通過階段討論，學(xué)生強化長處、找尋短板，不斷完善自我、開闊視野，提高個人素質(zhì)。

（六）回顧初始問題，優(yōu)化迭代

根據(jù)階段性討論成果，學(xué)生回顧和思考初始問題，糾偏完善，優(yōu)化方案和設(shè)計制作，并感悟變化。優(yōu)化迭代過程中，學(xué)生逐漸進入融會貫通、舉一反三的學(xué)習(xí)階段，經(jīng)過反復(fù)思考、多次實踐，在主動探索、研究、討論中掌握知識，最終實現(xiàn)項目目標(biāo)。

（七）總結(jié)評估

學(xué)生在迭代優(yōu)化后，撰寫項目總結(jié)報告。教師對項目結(jié)果作出全面深刻的評析，指出項目蘊含的理論原理，剖析學(xué)生的分析思路和方法，注重對學(xué)生分析能力、決策能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。通過總結(jié)思考，鍛煉學(xué)生的開放意識、創(chuàng)造精神和批判性思考能力，使學(xué)生能夠培養(yǎng)解決實際問題的綜合素質(zhì)，并明確終身教育理念。

項目式教學(xué)中，教師可以更多地站到學(xué)生的中間，使教學(xué)與實際問題的距離縮短，是一種準(zhǔn)實踐的教學(xué)方式，也是一種研究性學(xué)習(xí)。事實上，飛行器制造工程專業(yè)的項目式教學(xué)促進了學(xué)生、教師和企業(yè)三方共同進步，學(xué)生獲得知識與能力、了解企業(yè)急迫問題，教師不斷豐富項目式教學(xué)案例、理解學(xué)生的思維習(xí)慣、提前介入和引導(dǎo)學(xué)生，企業(yè)以實際問題提前培訓(xùn)、選拔學(xué)生，同時解決實際問題。

三、專業(yè)課程的項目式教學(xué)方法探索

鈑金成形原理與工藝課程是飛行器制造工程專業(yè)第六學(xué)期的專業(yè)核心課，圍繞鈑金成形開展教學(xué)，主要介紹金屬塑性變形物理機制和塑性力學(xué)等基本原理，沖裁、彎曲和拉深三大基本工藝，以及飛行器制造中的管材彎曲、旋壓、拉彎、橡皮囊、熱成形、超塑成形/擴散連接、漸進成形、噴丸成形等工藝。課程與機械工程材料、材料力學(xué)等先修基礎(chǔ)課程中晶格結(jié)構(gòu)、位錯與滑移、應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和屈服準(zhǔn)則等內(nèi)容密切相關(guān)，又與航空航天概論課程中飛機、直升機、發(fā)動機、火箭等飛行器的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計互相關(guān)聯(lián)，課程內(nèi)容不僅講述理論原理，也重視工程實踐，內(nèi)容呈“多、散、專”特點。為了強化學(xué)生對課程知識的綜合運用能力，本課程配設(shè)了為時一周的鈑金成形原理與工藝課程設(shè)計和48學(xué)時的鈑金模具綜合實驗兩門同步必修實踐課程，希望通過這些課程培養(yǎng)學(xué)生分析和解決飛行器鈑金成形工藝問題、合理地制定飛行器鈑金零件的工藝方案和設(shè)計工裝模具的能力。但教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果一般，存在的主要問題有：鈑金成形原理與工藝、鈑金成形原理與工藝課程設(shè)計和鈑金模具綜合實驗三門課程銜接不足，缺少連貫性主線，關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性差；零碎的知識點學(xué)習(xí)不容易讓學(xué)生獲得成就感，學(xué)習(xí)積極性差；課程設(shè)計和實驗課程中案例的可操作性不強，與航空航天制造企業(yè)需求融合不足；理論課程中的蒙皮拉彎成形、旋壓成形等大型綜合實驗無實際操作條件，而在綜合實驗課程中未體現(xiàn)“鈦合金熱成形、超塑成形/擴散連接、漸進成形”等科研優(yōu)勢；課程中教學(xué)工藝過于傳統(tǒng)，先進性不足，與鈑金成形技術(shù)的數(shù)字化、智能化發(fā)展方向偏差較大。本課程的教學(xué)效果直接影響了學(xué)生對飛行器鈑金成形技術(shù)的印象和態(tài)度，關(guān)系到行業(yè)發(fā)展，迫切需要進行教學(xué)改革。

為此，提出“產(chǎn)教融合、科教融合”的實踐教學(xué)模式，選取典型零件案例，邀請航空航天鈑金廠的一線專家共同制作微課視頻，形成生產(chǎn)任務(wù)表、材料性能、零部件結(jié)構(gòu)、模具設(shè)計、有限元仿真、設(shè)備裝置、制造工藝、工藝規(guī)程卡等全套資料，結(jié)合工程實際講述飛行器零部件制造中的問題和難題，為學(xué)生營造身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時，篩選出平板類、蒙皮類、拉深類、管材類、帶筋壁板類和中空薄壁類等6個類型的多個飛行器典型零件，給定零件三維模型，請學(xué)生分組選題，在同步開設(shè)的鈑金成形原理與工藝課程設(shè)計和鈑金模具綜合實驗實踐課程中，按照“材料性能分析—模具設(shè)計—有限元仿真—迭代優(yōu)化—實物試制”的思路，開展項目式教學(xué)。設(shè)計基礎(chǔ)實踐項目和綜合實踐項目兩部分，其中基礎(chǔ)實踐項目包括單軸拉伸、金相分析、沖裁、管材彎曲、拉深等，操作簡單，所占課時少，為必修項目；綜合實踐項目包括鈦合金熱成形、漸進成形、微成形和超塑成形/擴散連接，為四選一選修項目，鍛煉學(xué)生綜合能力。以“超塑成形/擴散連接”綜合實踐項目為例，項目式教學(xué)過程可以描述為以下步驟。

（一）產(chǎn)教融合，確定項目

根據(jù)飛行器輕質(zhì)合金和輕質(zhì)中空結(jié)構(gòu)需求，說明中空薄壁結(jié)構(gòu)的必要性，請學(xué)生思考材料輕量化、結(jié)構(gòu)輕量化對現(xiàn)代飛行器減重的意義，給出典型飛行器中常見的鈦合金復(fù)雜整體空心壁板、鈦合金舵翼、鈦合金空心葉片，以F-15戰(zhàn)斗機后機身和B-1B大型轟炸機的壁板艙門等作為案例。為學(xué)生展示典型的輕量化結(jié)構(gòu)（如圖1所示），請學(xué)生討論制造方法，確定“鈦合金復(fù)雜薄壁中空輕量化結(jié)構(gòu)的制造工藝”的項目。

（二）明確要求，給定制造工藝指標(biāo)

給出某飛機鈦合金雙層整體空心壁板結(jié)構(gòu)件（如圖2所示），輪廓尺寸約1000 mm×700 mm×60 mm，且整個零件質(zhì)量不超過3.0 kg，尺寸精度優(yōu)于0.3 mm，并為學(xué)生提供三維模型，如圖2所示?；趯W(xué)生的爆炸式開放討論，給出潛在的鑄造、點焊、釬焊、增材制造等多種制造工藝方法。提出低成本、高強度、高質(zhì)量和高效率制造需求，引出超塑成形/擴散連接技術(shù)，講述四層空心結(jié)構(gòu)超塑成形/擴散連接的基本原理（如圖3所示）。

第一步，在板材2與3之間的指定位置涂覆止焊劑，將四塊板封焊，將板材間抽真空，放入模具和設(shè)備中；第二步，加熱至指定溫度，向板材1和2間、板材3和4間充入氬氣，使板材1和4完全貼模，板材2和3未涂覆組焊劑區(qū)域擴散焊合；第三步，排出板材1和2間、板材3和4間的氬氣，向板材2和3間充氬氣，使得板材2和3也完全貼模；第四步，保持板材2和3間氬氣壓力，使板材2與1、板材2與3、板材3與4充分?jǐn)U散焊合，降溫取件。為學(xué)生提供某飛行器舵翼的研制案例參考，強調(diào)項目實施過程中需掌握的能力。

（三）查閱資料，調(diào)研制造工藝細節(jié)

學(xué)生根據(jù)工藝基本原理和飛機空心壁板的制造需求，查閱工藝細節(jié)，包括材料性能、模具材料及設(shè)計、模具制造、工藝參數(shù)及控制、設(shè)備構(gòu)成及控制等。學(xué)生利用先前課程經(jīng)驗、書籍資料、網(wǎng)站資源等，自主學(xué)習(xí)三維造型軟件、有限元仿真軟件?？紤]到材料參數(shù)和工藝參數(shù)較復(fù)雜，教師可初步給定范圍。

（四）課程設(shè)計，制定方案

根據(jù)調(diào)研資料和零部件制造需求，開展原始軋板選擇、理論計算、模具設(shè)計、有限元仿真、制造方案制定等工作，組員分工，按照時間節(jié)點撰寫實驗方案。

（五）階段報告，團隊討論

組織各小組匯報項目方案，開展團隊討論，確認(rèn)項目中的難點和卡點，讓學(xué)生感受哪些能力需要加強，如理論基礎(chǔ)、三維設(shè)計軟件、模具設(shè)計方法、有限元仿真等。教師引導(dǎo)各小組之間相互提問、評價和提供解決問題方法，并基于階段性討論結(jié)果，給出企業(yè)超塑成形/擴散連接工藝制造的工藝路線圖和模具設(shè)計初步結(jié)果（如圖4、圖5所示）。教師根據(jù)科研經(jīng)歷，解答工藝生產(chǎn)中的細節(jié)問題，如進氣和排氣管道設(shè)計加工、模具熱成形、密封、尺寸精度、壓機噸位、模具定位、模具成本及輕量化、放件與取件、氣壓法擴散連接細節(jié)、零件研制常見缺陷、防氧化、質(zhì)量檢測等，請學(xué)生進行針對性討論。

（六）回顧初始問題，優(yōu)化迭代方案，實物試制

基于討論，請學(xué)生回顧初始問題，進一步優(yōu)化、細化項目方案，感受從知識學(xué)習(xí)到能力提高、從理論學(xué)習(xí)到工程實踐、從思考問題到解決問題的微妙變化。待學(xué)生完成項目優(yōu)化后，由教師帶領(lǐng)開展縮比件的實驗實踐，直至成功研制出零部件和完成零件質(zhì)量檢測。

（七）總結(jié)評估，發(fā)散思考

待實驗結(jié)束，請學(xué)生思考圖1中其他結(jié)構(gòu)的超塑成形/擴散連接可行性及潛在方案，鍛煉學(xué)生舉一反三的創(chuàng)新能力，并為學(xué)生展示試制的不同樣件（如圖6所示）。最后，學(xué)生對項目教學(xué)過程中的理論計算、模具設(shè)計、實驗方案、實驗過程、零件質(zhì)量及檢測等環(huán)節(jié)開展項目總結(jié)，撰寫總結(jié)報告，完成課程考核。

通過航空航天制造特色的“產(chǎn)教融合、科教融合”項目式教學(xué)，能使學(xué)生參與運用知識和技術(shù)的全過程，實現(xiàn)知識的構(gòu)建和遷移，而開放的、創(chuàng)新的、打開思維限制的爆炸式討論可以讓學(xué)生形成知識邊界意識、積極學(xué)習(xí)理論知識，探究式、啟發(fā)式、互動式的教學(xué)方法促進學(xué)生養(yǎng)成自我管理、自主學(xué)習(xí)和團隊合作意識。通過多課程聯(lián)動，避免課程之間知識鏈條的斷裂或重疊，強化了學(xué)生對鈑金成形內(nèi)涵、外延、先進技術(shù)和前沿科學(xué)的認(rèn)識，緊密貼合飛行器制造工程的數(shù)字化、智能化發(fā)展方向。通過深入航空企業(yè)進行充分、扎實的調(diào)研，在基礎(chǔ)理論和基本方法的教學(xué)中，融入豐富的鈑金成形項目案例，充分體現(xiàn)飛機制造工程的專業(yè)特色，并通過創(chuàng)新性、設(shè)計性、綜合性的實驗，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和創(chuàng)新思維。

四、結(jié)語

教學(xué)團隊針對內(nèi)容量大、知識面廣、教學(xué)進度緊、學(xué)科交叉、科技含量高、技術(shù)迭代快的飛行器制造工程專業(yè)，探索了產(chǎn)教和科教深度融合的項目式教學(xué)法，總結(jié)了提出問題、明確要求、文獻調(diào)研、確定方案和設(shè)計制造、階段討論和團隊協(xié)作、回顧初始問題和迭代優(yōu)化、總結(jié)評估的7步范式；以鈑金成形原理與工藝課程為例，采用必修基礎(chǔ)實踐項目和選修綜合實踐項目結(jié)合的方法，與課程設(shè)計、綜合實驗課程密切關(guān)聯(lián)，探索了綜合實踐項目中的超塑成形/擴散連接工藝項目式教學(xué)過程。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 郭宇， 陳文亮， 金霞. 面向現(xiàn)代航空制造需求的飛行器制造工程專業(yè)本科培養(yǎng)方案改革：基于南京航空航天大學(xué)實踐的思考[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版）， 2013， 15（4）： 86-89.

[2] 楊文安.飛行器制造工程專業(yè)培養(yǎng)方案改革：以南京航空航天大學(xué)為例[J].高教學(xué)刊， 2017（24）：70-72.

[3] 宋朝霞，俞啟定.基于翻轉(zhuǎn)課堂的項目式教學(xué)模式研究[J].遠程教育雜志， 2014， 32（1）： 96-104.

[4] 仝月榮， 肖雄子彥， 張執(zhí)南， 等.產(chǎn)教深度融合背景下項目式教學(xué)模式探析[J].實驗室研究與探索， 2021， 40（7）： 185-189.

[5] 武永，陳明和.航空發(fā)動機鈑金件制造的科研項目討論式翻轉(zhuǎn)課堂探索[J].工業(yè)和信息化教育， 2020（2）：32-36.

[6] 喬偉峰，符杰，王孫禺.卓越工程師培養(yǎng)的挑戰(zhàn)與對策[J].科教發(fā)展研究， 2023， 3（2）： 46-61.

[7] 韓穎杰， 付和國， 王會東， 等．含預(yù)置板的雙層鈦合金超塑成形/擴散連接零件缺陷分析及工藝改進［J］. 塑性工程學(xué)報， 2020， 27（4）： 41-47．

[8] 武永， 陳明和.鈦合金薄壁件熱塑性成形工藝研究進展[J].航空制造技術(shù)， 2021， 64（20）： 78-87.

[9] 任廣義，王曉康，王高明，等.大型復(fù)雜型面鈦合金超塑成形/擴散連接模氣密性研究[J].模具工業(yè)， 2022， 48（11）： 22-26.

［責(zé)任編輯：雷 艷］