基于創新實踐理念的空氣動力學及飛行原理課程教學體系建設

蔣蓓等

針對國家經濟發展需求，新疆職業大學開設航空機電設備維修專業，空氣動力學與飛行原理作為本專業專業課程，基本完成了課程標準及教學方案設計，通過課堂理論教學、實訓基地的實驗教學和創新實踐三個過程，著重培養學生的綜合能力和良好的職業素養。

引言

隨著現代經濟的快速發展，民用客機的廣泛使用，國家對航空領域內人才的需求日益增長。空氣動力學與飛行原理作為機務維修專業學生的專業課，作為新疆職業大學特色課程之一，從教學理念、教學內容、教學方法等方面的全面建設勢在必行。鑒于該課程在我校實施的特殊性，我們提出的教學體系建設的總體目標是：通過課堂理論教學、實訓基地的實驗教學和創新實踐三個過程，使學生基本掌握空氣動力學的基本特性、研究方法；掌握飛行原理的基本理論，并能熟練應用該原理。培養學生認真謹慎的學習態度，以及發現問題綜合利用所學知識解決問題、創新實踐的能力。

構建現代教學理念 深化教學體系改革

在空氣動力學與飛行原理課程教學體系的建設過程中，我們堅持以培養合格的機務維修工作者為目標，以機務維修考試為指引，從增強學生理論知識、培養學生實操能力、提升學生創新意識的培養目標入手，始終把機務維修手冊作為培養學生的基本規范，根本目的是培養學生熟練的動手能力和創新實踐能力。在此基礎上，我們計劃建立“課堂理論教學+實訓基地實驗教學+創新實踐”相結合的符合學生職業需求的教學體系，并對實際教學內容做了相應調整。在進行課堂教學方案設計時，注重學生理論知識的加強和實操過程相融合。課堂理論教學分為“空氣動力學基礎”和“飛行原理”兩部分，而“空氣動力學基礎”部分又分為“大氣物理”和“空氣動力學”兩部分，在大氣物理部分，以大氣層為研究對象，重點介紹隨著高度的增加，大氣物理參數之間的變化關系；而在空氣動力學部分，重點突出流體運動基本參數，以及機翼在氣流作用下的各種作用力的形成及變化趨勢。在飛行原理部分，針對現有常用飛行器外形特點，介紹了飛機飛行基本理論，及其不同姿態下的穩定性和操縱性。在整個教學過程中，結合相應視頻影像資料，使學生進一步開闊視野，了解本課程研究的基本方法，加深對本課程的認識。其中“空氣動力學基礎”部分課堂講授30學時，實操過程6學時，創新研究2學時；“飛行原理”部分課堂講授24學時，實操課學時6學時，并將創新研究融入實操過程之中。最后綜合利用所學知識進行創新設計。

（1）課堂理論教學

該教學過程強調理論概念的清晰化和數學公式推導的嚴謹性。注重遵守概念清楚明白、推理過程嚴謹、重點舉例講解為原則，運用基礎部分突出概念理解、原理分析、理論推導的方法；應用部分突出理論知識的運用，參數的設計分析和引導學生正確方法論的教學理念。組織主講教師對本課程的課程標準及教學方案進行討論，分析本課程的重點、難點及授課方法。同時，在知識傳授過程中，適時地向同學們介紹一些流體力學的前沿研究方法及試驗思路，及對力學研究有突出貢獻的力學家們的科研事跡，有效提高同學對本課程的學習興趣，培養學生認真謹慎的生活方式、學習習慣。對學生日后職業素養的形成有著重要作用。

（2）實訓基地的實驗教學

該教學過程以動手實操能力和創新能力的培養為主，將顯示和定量分析、感性認知和理性分析相結合，重視理論分析結果對試驗過程的指導作用。根據本過程的基本培養方案要求，我們在該過程計劃將試驗教學方法進行深入研究，詳細設計實驗內容、改善實驗手段，提高教學效果。

針對該部分開設的8個學時的實驗課程，我們詳細討論了各個分項試驗的教學方案設計，充分發揮學生的動手能力，培養學生發現問題，利用所學知識解決問題的能力。

（3）創新實踐的培養

該教學過程強調培養學生創新意識。第一，依托現有實驗設備，在講授試驗方法的同時，向學生傳授科學的研究方法，以及國際頂尖的科研進展，以開闊同學的視野，激勵學生學習興趣和熱情。第二，為了培養學生的創新意識，我們充分利用學生課外活動和擴展理論及實驗教學內容，有目的的引導學生進行創新實踐活動，達到事倍功半的效果。其中，為了更好的增強學生的動手能力，培養學生的創新意識，我校和廣州民航職業技術學院實訓基地建立聯系，為學生的實踐活動提供了重要的條件，共同培養合格的機務維修人員。經過幾年的教學體系試驗，該教學體系效果顯著，學生在該科目的學習中取得良好的學習成果。

改革教學手段和方法 提高教學質量

在具體實驗教學過程中，廣泛運用多樣的教學方法。

1.啟發式教學與實際生產相結合

為了培養學生探究性、主動性學習習慣，我們強調以學生為中心，增強學生和老師之間的互動能力，變以往以教師為中心的教學方式為現代以學生為中心的教育方式，讓學生在學習過程中主動提出問題、思考問題，利用已學知識解決問題，從而培養學生獨立思考和獨立判斷的能力。

2.傳統板書與現代多媒體技術相結合

針對本課程性質不同的教學內容，采用傳統板書與現代多媒體技術相結合的教學手段。一方面，該課程需要數學推導演繹的邏輯推理知識很多，特別是理論教學部分的基本概念和基本原理的推導，傳統的板書教育更能使學生理解掌握，更能滿足學生的需求。另一方面，高速發展的科學技術，需要學生更形象的了解空氣動力學與飛行原理的基本知識。為此，我們充分利用現代多媒體技術，通過虛擬實驗、教學視頻、影像資料將抽象、復雜的流動現象展示出來，從而使學生更深刻的理解知識內涵。相比較而言，多媒體教育技術具有信息量大、豐富、直觀的特點。例如介紹翼型特點、翼型擾流特性、機翼受力特點分析等知識更適合多媒體教學。

（1）創新實驗實踐教學方法

針對不同深度難度的教學內容，我們開展了教學模式和教學方法的研究與探討，具體形式與指導方法如下：

1）統一指導和典型示范相結合

對于以傳承實驗知識為主的專業基礎實驗平臺，強調基本理論、方法的驗證和實踐，要求學生在教師的統一指導下獨立完成。對于稍有難度的實驗，可先由指導教師理論指導與實驗操作相結合的方式進行典型示范，然后由學生分組根據實驗指導完成。

2）自主設計和小組協作相結合

對于可以體現學生實驗的設計能力和自主創新能力的綜合實驗，如機翼的空氣動力實驗等，這類實驗要求學生了解空氣動力學實驗設備的系統構成，驗證流體動力學的基本定律，能熟練掌握氣體壓力、流量的測量方法，理解機翼在空氣動力作用下的受力情況，在完成實驗的過程中遇到有不同程度的探索性實驗，通過這類實驗重點培養學生的創新實踐能力。

3）教師指導方法

本課程的理論教學和實驗教學由主講教師一人承擔負責，講課內指導和課外興趣小組緊密結合。在整個過程控制上，計劃建立實驗預習報告、實操、實驗報告和考試相結合的教學機制，更系統更全面綜合培養學生個人能力。同時依托信息技術手段，將理論和實驗課程掛網，構建良好的師生交流平臺，以期取得更好的教學成果。

結語

綜上，我校開設空氣動力學與飛行原理課程特殊，具體課程體系的建設仍在探索之中，根據以往教學經驗，在理論課和實踐課的教學基礎上，不斷創新，充分發揮學生學習探索的主動性和積極性，注重培養學生的機務維修職業素養，得到了用人單位的一致好評。

（作者單位：新疆職業大學 機械電子工程學院）

作者簡介：蔣蓓（1986-），女，新疆昌吉人，助教，碩士研究生，主要從事機械設計等方面的教學研究。