基于先進飛行器制造技術(shù)的多課程協(xié)作教學(xué)研究

王華畢 張兵 李德寶 周劍

摘要：現(xiàn)行的課程體系遠不能適應(yīng)從教師權(quán)威向?qū)W生主體轉(zhuǎn)變的要求。針對先進飛行器制造技術(shù)的特點，將飛行器制造相關(guān)課程納入課程體系。對多課程協(xié)作的教學(xué)模式進行優(yōu)化改進。構(gòu)建基于飛行器先進制造工藝與裝備的多課程協(xié)作專業(yè)人才培養(yǎng)模式。對現(xiàn)有相關(guān)課程培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系、實踐環(huán)節(jié)、反饋評價等進行改進與優(yōu)化并應(yīng)用。梳理專業(yè)相關(guān)教師資源及實驗條件，提供可行性研究報告及解決方案。

關(guān)鍵詞：課程體系；多課程協(xié)作；教學(xué)模式；教學(xué)研究

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）05-0179-03

課程體系是高校人才培養(yǎng)的主要載體，也是大學(xué)生獲得知識的重要渠道，因此，課程改革始終是教育教學(xué)改革的核心。飛行器制造工程專業(yè)的課程內(nèi)容不能很好地結(jié)合時代發(fā)展的前沿，學(xué)科基礎(chǔ)固然重要，但大型飛行器制造作為國家工業(yè)水平的技術(shù)代表與技術(shù)前沿，大部分課程內(nèi)容滯后于實踐的發(fā)展；課程設(shè)計忽視多元價值取向：專業(yè)課程只單純追求技術(shù)和實用，不注重對學(xué)生成熟度的培養(yǎng)；在進行知識傳授時不注重對比分析，無法激發(fā)學(xué)生興趣；課程結(jié)構(gòu)存在不合理因素，課程評價機制不完善：專業(yè)基礎(chǔ)課只強調(diào)概念與原理，不注重實際與應(yīng)用；課程的構(gòu)成比例關(guān)系失調(diào)。

現(xiàn)行的課程體系遠不能適應(yīng)從教師權(quán)威向?qū)W生主體轉(zhuǎn)變的要求。其主要原因是大量有實踐意義的猜想和假設(shè)性問題沒有被引入到課程的內(nèi)容中來。課程實施以書本知識為本位，關(guān)于實踐和發(fā)展的內(nèi)容強調(diào)不夠，新舊理論對比不足，缺乏質(zhì)疑，不利于學(xué)生終生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

合肥工業(yè)大學(xué)以能力為導(dǎo)向的一體化教學(xué)體系改革不斷改進教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，從而不斷提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

針對先進飛行器制造技術(shù)的特點，將飛行器制造相關(guān)課程如飛行器制造技術(shù)基礎(chǔ)、飛機數(shù)字化制造理論與技術(shù)和飛機鈑金成型技術(shù)等；與計算機應(yīng)用技術(shù)相關(guān)課程如MATLAB程序設(shè)計、CAD技術(shù)及應(yīng)用、有限元分析等CAD/CAM/CAE技術(shù)相關(guān)課程納入課程體系。

一、現(xiàn)行教學(xué)培養(yǎng)體系存在的問題

目前的培養(yǎng)體系必然存在問題：首先由于課程體系不盡合理。不能適應(yīng)本專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求，一方面由于課程體系的滯后性，沒有跟上當前的技術(shù)發(fā)展和需求步伐，導(dǎo)致學(xué)生對許多方面知識的基礎(chǔ)理論以及工程應(yīng)用掌握不足。另一方面由于學(xué)生和教師人數(shù)的增加，開設(shè)的課程也會增加，就會導(dǎo)致某些課程之間出現(xiàn)內(nèi)容重疊和聯(lián)系不緊密的問題，需要對課程進行規(guī)劃和梳理，使之更符合專業(yè)的發(fā)展趨勢。其次是選課機制的不合理性：學(xué)生在選課過程中憑個人興趣選課會造成知識結(jié)構(gòu)不合理；會出現(xiàn)湊學(xué)分的現(xiàn)象，導(dǎo)致選課動機與學(xué)習(xí)動機不純，影響授課質(zhì)量。第三是缺乏精品課程，飛行器制造工程專業(yè)的學(xué)科優(yōu)勢沒有得到很好的發(fā)揮。第四是先進的教學(xué)手段應(yīng)用不充分，影響了教學(xué)效果。

作為與大飛機制造最緊密相關(guān)的專業(yè)，在目前的時代大背景下，面臨經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、支柱產(chǎn)業(yè)房地產(chǎn)業(yè)萎靡不振等問題，工信部2015年5月出臺的《高端裝備制造業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》目標提出，力爭通過10年的努力，形成完整的高端裝備制造產(chǎn)業(yè)體系，基本掌握高端裝備制造業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)，產(chǎn)業(yè)競爭力進入世界先進行列。到2020年，高端裝備制造產(chǎn)業(yè)銷售收入在裝備制造業(yè)中的占比提高到25%，工業(yè)增加值率較“十二五”末提高2個百分點，將高端裝備制造業(yè)培育成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。

所以作為大型戰(zhàn)略性高技術(shù)裝備，大飛機的研制兼有政治、國防方面的重要意義，其所帶來的巨大市場盈利空間也讓許多企業(yè)趨之若鶩。目前，美國波音、歐洲空中客車兩大巨頭一直穩(wěn)穩(wěn)壟斷著大客機市場。中國正在研制的C919大型噴氣式客機所瞄準的目標就是打破這一局面，在性能質(zhì)量和市場份額上都能和波音、空客相競爭。

二、多課程協(xié)作

在教學(xué)實踐中，不同的教師雖然能夠按照飛行器制造流程和規(guī)律授課，也可以使內(nèi)容之間保持密切聯(lián)系，但在教學(xué)實踐中，由于主講教師的不同或?qū)W習(xí)階段的不同，知識常常被割裂。而且部分教師理論水平較高，講授課程偏于理論。飛行器制造工程專業(yè)是一門綜合性、實踐性很強的專業(yè)，其知識體系各環(huán)節(jié)之間存在緊密的聯(lián)系。

多課程協(xié)作相當于一個又一個漸進的過程，相互聯(lián)系，在課程教學(xué)中通過課程設(shè)計或者課程實踐來促進與下一個課程的連接。因此需要對多課程協(xié)作的教學(xué)模式進行認真研究從而優(yōu)化改進。

三、先進飛行器制造多課程協(xié)作模式

大飛機制造離不開高端制造與先進制造技術(shù)的緊密結(jié)合。先進制造工藝以人為主體，以計算機技術(shù)為支柱，以提高綜合效益為目的，是傳統(tǒng)制造業(yè)不斷地吸收機械、信息、材料、能源、環(huán)保等高新技術(shù)及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)等方面最新的成果。故需要多學(xué)科多方位協(xié)作，以飛行器制造中最常見的蒙皮為例，大型蒙皮是大型飛機的外表主要大型薄壁零件，飛機大型蒙皮制造是大型飛機制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。想要學(xué)生全面理解蒙皮的制造需要多方面課程協(xié)作：首先根據(jù)空氣動力學(xué)計算飛機氣動特性，從而利用計算機輔助設(shè)計飛機外形，利用計算機輔助繪圖將一部分蒙皮外形繪制出來，大型蒙皮類零件的制造有多種方式，飛機鈑金成型技術(shù)課程必不可少，是飛行器制造技術(shù)基礎(chǔ)的一個分支；傳統(tǒng)的飛機蒙皮制造技術(shù)有普通噴丸成形、蠕變時效成形等技術(shù)，但數(shù)字化技術(shù)與自動化技術(shù)的快速發(fā)展使傳統(tǒng)的制造工藝有了大幅度的進步，如基于工藝數(shù)據(jù)庫、數(shù)字化測量技術(shù)、虛擬可視化技術(shù)和CAE技術(shù)的數(shù)字化噴丸技術(shù)；特大型蒙皮的運轉(zhuǎn)、定位等均采用成套自動化設(shè)備完成，自動實現(xiàn)加載和時效環(huán)境的控制的自動化蠕變時效成形技術(shù)。所以計算機輔助幾何造型技術(shù)必不可少，同時需要對飛機數(shù)字化制造理論與技術(shù)有一定的了解；激光鈑金成形技術(shù)等高端制造技術(shù)涉及了精密與特種加工技術(shù)。世界各國對航空航天領(lǐng)域用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制造技術(shù)都極其重視，航空復(fù)合材料代替金屬材料的時代已經(jīng)到來，復(fù)合材料的成形同樣需要和數(shù)字化技術(shù)與自動化技術(shù)相結(jié)合。同時很多航空零件需要與復(fù)合材料的相關(guān)性質(zhì)相聯(lián)系，才可以對難加工材料進行加工，同時需要數(shù)控技術(shù)與裝備的相關(guān)課程和航空零件設(shè)計與制造的相關(guān)課程。飛機的蒙皮制造也同時涉及很多的基礎(chǔ)課程，因此需要對多課程協(xié)作教學(xué)與實踐實施方式進行認真研究，進行資源整合，提出可行性方案。

結(jié)合合肥工業(yè)大學(xué)“立德樹人、能力導(dǎo)向、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”三位一體的教育教學(xué)體系改革，讓整個多課程協(xié)作模式形成一個可檢測、可控制的教學(xué)閉環(huán)體系。在實踐過程中加強過程控制，強化以學(xué)生為中心，強化教學(xué)過程管理，強調(diào)質(zhì)量持續(xù)改進。

四、結(jié)論

針對先進飛行器制造技術(shù)的特點，將飛行器制造相關(guān)課程納入課程體系。對多課程協(xié)作的教學(xué)模式進行優(yōu)化改進。

1.構(gòu)建基于飛行器先進制造工藝與裝備的多課程協(xié)作專業(yè)人才培養(yǎng)模式。

2.依據(jù)構(gòu)建的課程模式，結(jié)合飛行器制造工程專業(yè)的特點，對現(xiàn)有相關(guān)課程培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系、實踐環(huán)節(jié)、反饋評價等進行改進與優(yōu)化并應(yīng)用。

3.圍繞多課程協(xié)作模式，梳理專業(yè)相關(guān)教師資源及實驗條件，給學(xué)校提供可行性研究報告及解決方案，在飛行器制造工程專業(yè)進行實踐。

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