航模運動在飛行原理課程中的教學實踐

郭衛剛+孟浩

摘要：通過在飛行原理課程中廣泛開展航模運動，有助于培養學生的創新能力和實踐能力，加深對飛行原理課程中相關理論的理解和掌握，提高學生的學習興趣和積極性。實踐表明：航模運動在教學中的應用，可以增強學生對飛行原理內容的理解和運用，達到提高教學質量和學習效率的目的。

關鍵詞：飛行原理；航模運動；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）42-0153-02

《飛行原理》課程是我院飛行技術專業和地面維護專業的一門重要的專業基礎課程。《飛行原理》課程的主要教學目的，是使學生掌握空氣動力學與飛行力學的基本概念和基本理論[1]。但飛行原理課程概念公式較多，內容理解較為困難，實際教學效果往往不理想[2]。自從我院開展航模運動以來，學生通過設計、加工、制作、調試、飛行等過程，加深了對《飛行原理》課程中基本概念和理論的理解，從而大大提高了教學質量，改善了教學效果[3]。

一、航模運動的特點

航模運動在我國開展廣泛，深受各個層次人員的歡迎。航模運動本身是一種動手能力強綜合素質要求高的科技實踐活動，是集科技、體育、教育于一體的運動[4]。

航模運動以設計、加工、制作、操控航模為主要內容。因為需要參與者親自實踐，因此學生在此過程中既可以收獲快樂，同時又可以增長知識。航模運動又是以實踐為基礎的，通過實踐活動可大大提高學生的動手操作能力[5-6]。

航模運動非常具有趣味性。學生通過動手制作、操控航模，會對自己的成果感到驕傲和自豪，并不斷創新，試圖超越自我，在挑戰自己的過程中享受航模運動帶給自己的快樂和激情。

航模運動本身是一個長期積累的過程。需要具備完善的理論基礎和實踐能力，并沒有捷徑可以一蹴而就。這就需要學生能夠沉下心來認真仔細地研究與飛行相關的各種理論和原理，并通過不斷地摸索，在制作和飛行的過程中，進行理論和實踐的相互驗證，從而提高自己對航空知識的整體認知。

二、航模運動在飛行原理教學中的作用

我院的學生大部分為航空專業，畢業后從事的主要是對飛機的操控及維修維護保養等工作。在校學習期間，雖然也可以接觸飛機等裝備，但這些裝備基本以靜態操作為主，并且授課過程中多以理論教育的方式進行實施，實裝教學較少，導致學生對飛行原理的理解就顯得不是那么直接。而航模的構造原理、操控方法與真實飛機基本相似。因此，利用航模運動可以更好地彌補理論教學中的不足。而且，一架航模從設計到加工、制作，直至飛向藍天，幾乎囊括了本科四年所學的各個專業課程。尤其在航模試飛調試階段，需要掌握空氣動力的基本特性；理解連續方程和伯努利方程在航模中的應用；黏性對航模的影響；機翼的形狀和幾何參數對航模升力和阻力的變化；升阻比、地面效應對航模的作用；螺旋槳都具有哪些性能，其產生副作用的分類及對航模飛行影響等等。在操控的過程中還需掌握航模的操縱規律，副翼、升降舵、方向舵對飛機姿態的影響；滾轉、俯仰、偏航運動是如何實現的；原理是什么；為什么會出現這種運動等等[7-10]。這樣，為了能夠更好地操縱航模，學生就要主動去理解這些基本的概念，有些課堂上講授的原理也可以通過航模運動去驗證，學生由要我學變成我要學。這樣，飛行原理這門課程就由抽象的理論知識變成了看得見、摸得著的航模飛行。在加深學生對所學知識的掌握和理解的同時，提高了學習的積極性和教學效果。

三、教師在航模運動中的教學實踐

航模運動不僅僅對學生有促進作用，對于教師隊伍的建設也是一個極大的促進。航模運動不同于其他的運動項目，它需要具有較高專業素養的教師進行具體指導。航模運動必須依托相關專業教研室才能夠很好地運行，教師在進行指導工作時就涉及教師的教學模式問題。傳統的教學模式中，“教”的作用長期處于主導地位，教學活動均是由教師展開的，教師怎么教，學生就怎么學，教師教什么，學生就學什么。這種重教輕學的教學模式嚴重阻礙了創新能力的形成。航模運動則不同，他是以學生為主體的，也就是“學”的作用處于主導地位，學生需要什么樣的理論知識，就需要相應的教師為其補充什么樣的知識。這對教師來說也是一個挑戰自我、提升自我的機會。它要求教師不斷從學生的“學”中汲取營養改進自己的“教”，教師需要補充更多教材之外的航空專業知識，才有可能滿足學生的知識需求；此外，航模對于學生和教師來講都存在未知的領域，在相互交流與討論的過程中，要求教師能夠虛心接受學生指出的錯誤并勇于改正錯誤，鼓勵和支持學生提出不同于自己看法的獨立見解。

航模運動中不僅僅將教師的作用定位于“傳道授業解惑”，更重要的是能夠創新實踐，即在傳授航空知識的同時引導學生根據學過的飛行原理去研發更新穎的航空飛行器。反過來，教師和學生在航模運動中的創新成果又會被引入教學科研工作中去，從而形成良性循環，真正地實現教與學的互相促進。

四、結論

通過航模運動在飛行原理課程中的教學實踐，激發了學生的學習興趣，鍛煉了學生的動手能力，培養了學生的創新意識，提高了學生的綜合素質。2014年9月，學院首次派出隊員參加“2014科研類全國航空航天模型錦標賽”，即獲得一等獎1項，二等獎3項，三等獎2項。2015年10月，參加“2015中國國際飛行器設計挑戰賽暨科研類全國航空航天模型錦標賽”獲一等獎1項，三等獎4項。同期，在第三屆“中航工業杯”國際無人飛行器創新大獎賽上成功完成在模擬航母甲板移動平臺上全自主觸艦復飛、鉤索著艦等高難度比賽科目，取得全國第5名。2016年10月，參加“2016中國國際飛行器設計挑戰賽總決賽暨科研類全國航空航天模型錦標賽”獲一等獎3項、二等獎1項、三等獎5項的佳績。航模運動的開展，使學生在一個輕松的環境中提高了學習的興趣，加深了對飛行原理內容的理解和掌握。在增強自信心的同時，留給學生更多的想象空間，將被動枯燥的學習變成了一個主動有趣的過程，教學效果和學生成績都有明顯改善。

參考文獻：

[1]郭衛剛，孟浩.多媒體技術在飛行原理課程中的應用[J].教育教學論壇，2016，268（30）：220-221.

[2]邢琳琳，高培新.普通高校飛行原理實驗課程教學改革研究[J].高校試驗工作研究，2013，116（2）：29-31.

[3]郭衛剛，賈忠湖.飛行原理課程教學改革研究[J].課程教育研究，2014，（15）：55-56.

[4]陳昆.航模教學發展趨勢探究[J].遼寧廣播電視大學學報，2015，137（04）：23-25.

[5]劉霞，劉瓊.航模制作對大學生創新能力培養的研究[J].教育現代化，2016，（05）：21-23.

[6]馬宇興，李永平.航模制作、操縱及在教學上的應用[J].科技教育，2014，（21）：141-141.

[7]賈忠湖.飛行原理基礎[M].北京：國防工業出版社，2016.

[8]王秉良，魯嘉華，等.飛機空氣動力學[M].北京：清華大學出版社，2013.

[9]徐道琦.飛行動力學[M].北京：海潮出版社，2010.

[10]方振平，陳萬春.航空飛行器飛行動力學[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.endprint