淺談航空發(fā)動機構(gòu)造專業(yè)課教學(xué)

姜曉蓮，蔡忠春，董彥斌

（空軍航空大學(xué)，吉林長春130022）

航空發(fā)動機構(gòu)造，是航空工程技術(shù)應(yīng)用型人才應(yīng)具備的基本知識，是飛行器動力工程專業(yè)必修的專業(yè)課。實踐性是本課程最顯著的特點。本課程研究的是實際發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，教材上幾乎沒有數(shù)學(xué)公式，全部是文字?jǐn)⑹龊蛨D表，從表面上看，內(nèi)容簡單、易懂，理論性不強。但實際的航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)，是一個容納多學(xué)科的、相互滲透的、具體的統(tǒng)一體，一個發(fā)動機具體結(jié)構(gòu)的誕生是多學(xué)科綜合的結(jié)果。

即使一個簡單的葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計，都涉及到工程熱力學(xué)、葉片機原理、氣體動力學(xué)、傳熱學(xué)、彈性力學(xué)、疲勞與斷裂力學(xué)、有限元分析方法、機械振動理論、材料學(xué)以及加工工藝等等。因此要學(xué)員自己分析，則往往無從下手，特別是碰到實際的結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計更是束手無策。為培養(yǎng)學(xué)員綜合分析問題的能力，為后續(xù)維護(hù)課的學(xué)習(xí)及今后改裝其他機種打下堅實的基礎(chǔ)，為了提高教學(xué)效率、獲得滿意的教學(xué)效果，在教學(xué)中采取了以下教學(xué)方法：

1 采用實物教學(xué)法，加深對知識的理解和記憶

采用實物教學(xué)法，就是將抽象理論教學(xué)變?yōu)榭吹靡姟⒚弥暮唵蔚膶嵨锝虒W(xué)。在航空發(fā)動機構(gòu)造專業(yè)課的教學(xué)過程中，實物教學(xué)法是一種高效、快捷、直觀的教學(xué)法。可以使學(xué)員從感性認(rèn)識入手，逐步提高學(xué)員的理性認(rèn)識，從而使學(xué)員盡快掌握教學(xué)內(nèi)容，樹立自信，培養(yǎng)興趣。

比如在進(jìn)行發(fā)動機的附件五、八級放氣活門結(jié)構(gòu)和工作原理的教學(xué)時，采用邊演示邊講解的方法。對照結(jié)構(gòu)圖一邊分解一邊講解，使學(xué)員通過實物直接感悟，仔細(xì)體味，加深了印象。

這時，教員可以因勢利導(dǎo)地歸納出“放氣活門在起動時，在彈簧力的作用下是打開的，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到關(guān)閉轉(zhuǎn)速時，在十級壓縮氣體的作用下關(guān)閉”這一知識重點，獲得很好的教學(xué)效果，并為今后更好地理解高壓燃油泵控制五、八級放氣活門的打開和關(guān)閉打下良好基礎(chǔ)。

另一方面，學(xué)員也可以進(jìn)行現(xiàn)場操作，親自動手,通過看一看、摸一摸、擰一擰、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，反復(fù)實踐，加深了學(xué)習(xí)的刺激程度，便于強化學(xué)生的記憶力，加深對所學(xué)知識的理解和記憶。

2 采用討論教學(xué)法，培養(yǎng)考慮問題周到細(xì)致的能力

討論式教學(xué)法,是在教員指導(dǎo)下,由全班或小組成員圍繞某一中心問題發(fā)表自己的看法，從而進(jìn)行相互學(xué)習(xí)的一種方法。高等學(xué)校以培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才為目標(biāo),不僅要求學(xué)員掌握專業(yè)理論知識,更要著眼于認(rèn)識問題和解決問題能力的養(yǎng)成。在高等學(xué)校的專業(yè)課教學(xué)中,由于學(xué)員已經(jīng)具備了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識、一定的理解能力和獨立思考能力,采用討論式教學(xué)的方法,具有相應(yīng)的前提條件,并能夠取得較好的效果。

比如課堂教學(xué)主要講授結(jié)構(gòu)的理論與方法，重點闡述結(jié)構(gòu)的普遍性、規(guī)律性，對具體的結(jié)構(gòu)只能作宏觀的介紹，對于一些“不起眼”的結(jié)構(gòu)，如壓氣機轉(zhuǎn)子上小孔位置與分布、燃燒室冷卻孔的大小與位置等等，一般不做細(xì)致的闡述。然而這些細(xì)致的結(jié)構(gòu)，卻往往是發(fā)動機正常工作所必需的。首先讓學(xué)生仔細(xì)觀察，然后針對這些微小的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出問題，并開展討論，或者作為課后的作業(yè)題，從而讓學(xué)生知道發(fā)動機結(jié)構(gòu)的設(shè)計，應(yīng)一絲不茍，以培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計中考慮問題周到、細(xì)致的能力。

3 采用模塊式教學(xué)法，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性和能動性

在教學(xué)過程中，學(xué)員是具有很強潛在能動性的主體。要想充分調(diào)動起學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和能動性，關(guān)鍵在于教員采取的授課方法是否得當(dāng)。

當(dāng)今的學(xué)員喜好計算機，而且有較多的計算機方面的知識，習(xí)慣于“模塊”這個概念。因而在講授這門課的時候，應(yīng)充分滿足學(xué)員的心理，采用模塊式教學(xué)方法，定將事半功倍。

所謂模塊式的教學(xué)方法，就是將教學(xué)內(nèi)容分成幾個獨立的模塊進(jìn)行講授。首先，利用各個模塊的相關(guān)性，找到相互間的控制關(guān)系；然后，通過對各個模塊的具體研究，分析出它們各自的工作原理；最后，再利用各模塊之間的相關(guān)性，將它們串聯(lián)在一起，形成整個系統(tǒng)的工作原理，讓學(xué)員學(xué)到系統(tǒng)的知識，而不是支離破碎的。

發(fā)動機構(gòu)造課中，有一部分特殊的內(nèi)容是其中的控制系統(tǒng)，在以往發(fā)動機構(gòu)造課的學(xué)習(xí)中，學(xué)員反映最難掌握的就是控制系統(tǒng)部分，而外場工作中需要調(diào)整的“點”，又大多數(shù)出自于控制系統(tǒng)部分，所以控制系統(tǒng)本身，就是發(fā)動機構(gòu)造課學(xué)習(xí)的重點。

重點加難點，決定了學(xué)員對控制系統(tǒng)部分內(nèi)容掌握的好壞，直接影響著構(gòu)造課教學(xué)的成敗。運用模塊式教學(xué)法，講授發(fā)動機構(gòu)造中的控制系統(tǒng)時，重點強調(diào)的是突出工作原理，以原理帶動構(gòu)造的學(xué)習(xí)。在研究各個模塊具體工作原理時，必然要涉及到構(gòu)造方面的內(nèi)容，因為結(jié)構(gòu)上的設(shè)計都是為最終實現(xiàn)控制目的服務(wù)的，原理掌握好了，構(gòu)造也就清楚了。例如“螺旋槳與調(diào)速器系統(tǒng)”一章，講授過程如下：

第一步——對整個系統(tǒng)進(jìn)行初步研究，分析出它是一個典型的閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，通過對螺旋槳和調(diào)速器的研究，找到它們相互間的控制關(guān)系，畫出系統(tǒng)的控制模塊圖，如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)模塊圖

第二步——分析各組成部分的具體工作原理，畫出控制模塊圖（圖2）。

圖2 各組成部分的控制模塊圖

第三步——將各組成部分的相關(guān)模塊圖，嵌入到總系統(tǒng)的模塊圖中（圖3），于是得到整個系統(tǒng)的工作原理。

圖3 總系統(tǒng)的模塊圖

每一個控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)完畢，烙在學(xué)員頭腦中的是相關(guān)模塊的控制圖，他們在回想這些模塊圖中的各模塊的功用、工作原理時，很自然就會聯(lián)想起它們的構(gòu)造，這樣就抓住掌握知識的要點。

4 采用啟發(fā)式教學(xué)法，培養(yǎng)分析能力和構(gòu)思能力

由于課程的“實踐性”特點，從表面上看很直觀、易于理解，理論性不強，教材上的敘述大多都能看懂。航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，零部件繁多。一臺實際的發(fā)動機結(jié)構(gòu)如何設(shè)計、應(yīng)該由哪些零件組成、各零件之間的聯(lián)系如何等等，這些問題學(xué)員往往感到難以掌握。

面對實際的航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)，讓他們自己去進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析也無從下手，這樣采用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)分析能力和結(jié)構(gòu)構(gòu)思能力顯得非常重要。

比如：滑油系統(tǒng)的組成這一部分，教材與參考書上，均直接給出系統(tǒng)圖，然后介紹各部分的作用，如果按照此編排，學(xué)員往往陷入死記硬背的地步，不能靈活地分析。

針對這一情況，講解時讓學(xué)員自己參與系統(tǒng)“設(shè)計”。即針對發(fā)動機工作特點，首先讓學(xué)員分析如果滑油系統(tǒng)僅僅由黑板上畫出的現(xiàn)有零件組成（第一步只給出發(fā)動機軸承和進(jìn)油泵兩個零件），其工作時會產(chǎn)生什么問題，然后讓學(xué)員自己思考，應(yīng)該加上什么零件。這樣一步一步，最終得出組成一個完整的滑油系統(tǒng)所必需的基本部件。實際也就完成了一個系統(tǒng)的原始方案設(shè)計。學(xué)員通過自己“設(shè)計”，有了深的體會，然后再去看書，會發(fā)現(xiàn)所有發(fā)動機的滑油系統(tǒng)的組成均類似。

5 積極引入學(xué)科新知識

此外，由于航空發(fā)動機構(gòu)造課程的特殊性，課程的教材和參考書很少，且教材均編于上世紀(jì)80年代末期，所涉及的結(jié)構(gòu)基本上是上世紀(jì)80年代之前的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，當(dāng)然其基本原理仍然適用，結(jié)構(gòu)形式與當(dāng)前的絕大多數(shù)發(fā)動機類似。

但是在上世紀(jì)90年代以后，世界上先進(jìn)的航空發(fā)動機廣泛采用金屬復(fù)合材料、單晶葉片、粉末高溫合金等先進(jìn)材料，以及焊接整體轉(zhuǎn)子等先進(jìn)工藝，其結(jié)構(gòu)形式與以前的大不一樣，而我國也在這些方面積極開展預(yù)研工作，因此在講課中適當(dāng)補充這些內(nèi)容，以便學(xué)員參加工作后能夠較迅速地投入這些方面的研究工作。

6 結(jié)束語

總之，教學(xué)實踐活動蘊藏著豐富的內(nèi)涵，只有不斷地探索才能有所收獲；優(yōu)良的教學(xué)效果是教學(xué)工作所追求的目標(biāo),改進(jìn)教學(xué)方法則是永遠(yuǎn)的課題。

在發(fā)動機構(gòu)造專業(yè)課教學(xué)中，始終貫徹培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題能力的宗旨，采用適應(yīng)課程特點的教學(xué)方法,可以集思廣益，相互啟發(fā)，加深理解，提高認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,從而極大地提高課堂教學(xué)效果。

[1]梅運煥，陳柏松.專業(yè)課程學(xué)習(xí)導(dǎo)論[M].長春：吉林人民出版社，2002.

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