基于民航特色的《航空發動機制造與維修》課程教學資源建設

張青 郭慶 王炫 但敏 丁坤英

摘要：以2016版教學方案為指導，以《航空發動機制造與維修》2016版教學大綱為依據，重新編寫校內講義、教案與電子課件，構建課程的教學活動，包括集中答疑課、典型任務虛擬仿真操作等。通過建設民航特色的優質教學資源，可豐富教學內容，激發學生自主學習能力，加深對理論知識的掌握，滿足2016版教學大綱的要求和目標，增強教師與學生間的互動交流，提升教學質量。

關鍵詞：航空發動機;教學資源;制造與維修

中圖分類號：V241.7;TP391.9? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）43-0193-02

一、《航空發動機制造與維修》課程建設的重要性

《航空發動機制造與維修》是飛行器動力工程專業開設的核心專業課程，隸屬于飛行器動力工程2016版培養方案，其前身為2012版培養方案中的《航空發動機維修技術》和《發動機制造工藝學》兩門課程的結合。在傳統教學模式中，存在教學理念落后、教學內容陳舊、教學模式傳統等問題，使得《航空發動機維修技術》和《發動機制造工藝學》兩門課程的教學改革迫在眉睫，需更新教學理念，改革教學內容，建設基于民航特色的《航空發動機制造與維修》優質教學資源，探索理論與實踐仿真結合、虛擬與現實結合的新教學模式[1]。

二、課程建設的整體思路

飛行器動力工程是我校積淀最為深厚、招生人數最多、且最具民航特色的專業，畢業生大部分都走入了民航維修第一線，《航空發動機制造與維修》在2016版教學大綱中明確了培養學生的目標是提高工程實踐及創新能力，通過課程學習，使學生掌握制造和維修的相關標準以及未來的發展趨勢，涵蓋機械制造基礎、航空發動機典型零件的加工工藝、典型零件的材料特性、制造與維修過程中的裝配工藝、零部件及附件系統的典型故障與維修、制造及維修過程中的試車和適航驗證性試車的內容、CAD/CAM及基于增材技術的先進制造工藝等知識。這恰恰彌補了我國民航院校發動機制造工藝、維修技術課程少和教材少的缺陷，提升了我校學生今后就業的競爭力。

以2016版教學方案為指導，以《航空發動機制造與維修》2016版教學大綱為依據，重新編寫基于民航特色《航空發動機制造與維修》自編教材（校內講義），并重新編寫教案與電子課件，設計移動終端APP教學，構建課程的教學活動，包括集中答疑課、典型任務虛擬仿真操作等。通過建設民航特色的優質教學資源，可豐富教學內容，激發學生自主學習能力，加深對理論知識的掌握，滿足2016版教學大綱的要求和目標，增強教師與學生間的互動交流，提升教學質量[2]。

三、積極開展《航空發動機制造與維修》教學資源建設

到民航企業調研，歸納北京“華普發動機培訓中心”的知識結構，探索民航高級工程人才知識需求結構。根據2016版培養方案和教學大綱，建設新的航空發動機制造與維修知識體系，更新教學理念并改革教學內容，編寫新版自編講義。新版教材將從知識結構體系和知識內容兩方面進行改革，立足于工程實際，剔除老舊的、不適用于民航的內容，同時添加民航產業一線的實用型工程知識，對教材的重、難點進行系統化分布。

以《航空發動機制造與維修》課程相關內容為基礎，開發實驗教學《結合3D打印的發動機增強現實仿真設計》。將AR增強現實與3D打印相結合，已經打印出的發動機各單元體和零部件作為三維識別物，利用Android手機的攝像頭獲取3D打印發動機模型，進行三維實物的識別，利用高通物體識別開發包和Unity3D軟件，通過腳本語言C#完成對FBX模型的控制，實現發動機增強現實維護拆卸仿真。移動端識別成功后在3D打印實物模型上疊加顯示各類文字信息、維修方法提示、注意事項及維護拆裝動作，以虛實疊加的增強信息呈現在學生視野中，以輔助學習課程相關內容[3]。

通過廣泛搜集民航發動機的資料，包括飛機維修手冊和飛機發動機廠商編寫的培訓課程資料，查閱AMM某章某節找到該工作號，對其中涉及的一些維修程序內容及維修工具，按航線維護工作類別進行整理，給出不同維護工作樣例。設計基于Unity3D軟件的APP教學，例如航空發動機制造維修中新技術的相關知識、航空發動機典型故障與維修等，可將發動機部件及系統維修過程及發動機與各系統部件之間的結構關系和拆卸/安裝關系，如同真實場景一樣展示給學生，使學生更好地理解發動機航線維護和車間修理的理論知識[4]。

利用Unity3D軟件將發動機虛擬模型和維修手冊給出的具體維修動作、維修工具聯系起來，利用C#語言和iTween腳本插件編程，iTween用于處理模型從起始點到結束點之間的運動軌跡，通過創建材質球，調整顏色、高光渲染等手段，對發動機模型進行貼圖渲染，采用C#腳本語言實現對發動機部件的維修、拆卸與指示，使學生對發動機的點火系統、燃油系統、滑油系統、空氣系統典型故障與維修進行全面學習[5]。

基于BB平臺，開發《航空發動機制造與維修》立體化教學資源網絡平臺，在平臺上建設教學大綱、教學日歷和電子教案、作業習題庫網上作業系統，新書介紹、發動機制造維修中新技術及趨勢發展前沿、航空發動機試車工藝和航空發動機裝配工藝視頻等[6]。

四、結論

以2016版教學方案為指導，以《航空發動機制造與維修》2016版教學大綱為依據，建設民航特色的優質教學資源，可豐富教學內容，激發學生自主學習能力，加深對理論知識的掌握，加強師生互動，滿足2016版教學大綱的教學要求和教學目標，提高教學質量。

參考文獻：

[1]張春艷.虛擬與實物相結合的實訓教學方法研究[J].成才之路，2015，32（02），59.

[2]朱林林，王國中，滕國偉，等.Iclass在課堂教學中的運用[J].教育教學論壇，2018，43（44），156-157.

[3]張青，閆國華，郭慶，等.結合3D打印的民航發動機增強現實移動端實驗系統開發[J].實驗技術與管理2018，35（07），104-108.

[4]羅和平，王彪，汲軍.航空發動機典型零部件數控加工技術研究[J].機械制造，2017，55（04），46-49.

[5]吳予忠，張渝舜，趙新宇，等.基于Unity3D的航空發動機虛擬維修仿真系統的開發[J].科技創新導報，2018，15（10），15-16.

[6]李旻，張鐵，胡廣華.基于網絡教學的機械精度設計課程教學模式改革與實踐[J].裝備制造技術2017，05（04），262-264.