面向大學(xué)生能力培養(yǎng)的《飛行器系統(tǒng)設(shè)計》課程教學(xué)探索

王菁+王曉璐+劉戰(zhàn)合+代君

摘要：飛行器系統(tǒng)設(shè)計是飛行器設(shè)計與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)選修課，可加深學(xué)生對飛機詳細設(shè)計的認識。同時該課程具有課程綜合性較強、內(nèi)容復(fù)雜等特點，一定程度上制約了教學(xué)效果。本文進行了教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和考核形式等多方面的教學(xué)探索，強調(diào)以學(xué)生為主導(dǎo)的模式，增強了學(xué)生的課堂參與度，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：飛行器系統(tǒng)設(shè)計；教學(xué)方法；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）22-0159-02

一、引言

“飛行器系統(tǒng)設(shè)計”是飛行器設(shè)計與工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，主要通過對飛機飛行控制系統(tǒng)、液壓與燃油系統(tǒng)的設(shè)計特點和應(yīng)用的介紹，使學(xué)生對飛機的主要系統(tǒng)進行學(xué)習(xí)，了解飛機系統(tǒng)設(shè)計的主要步驟和流程，對飛機的詳細設(shè)計有更深刻的認識[1]。本課程開設(shè)于第七學(xué)期（大四上學(xué)期），是在與其相關(guān)的專業(yè)課程（如：飛行力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、飛行控制和液壓流體力學(xué)等）的基礎(chǔ)上進行學(xué)習(xí)的。這門課程讓學(xué)生既對許多專業(yè)課程進行整體回顧，又是一次跨學(xué)科的綜合學(xué)習(xí)體驗，對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)深造或工作都是重要和必要的。

大學(xué)生能力的培養(yǎng)是高等教育教育改革的核心內(nèi)容，也是人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。隨著社會需要的發(fā)展，獨立思考能力、團隊協(xié)作能力、表達能力、自主學(xué)習(xí)能力等的培養(yǎng)是高等教育要重視的問題。但在“飛行器系統(tǒng)設(shè)計”傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生以通過考試為主要目的，這對學(xué)生綜合能力的提升并沒有太多幫助。針對此問題分析了課程教學(xué)過程中存在的問題，并提出了若干教學(xué)改革舉措。

二、教學(xué)實施中的問題分析

但在“飛機系統(tǒng)設(shè)計”的教學(xué)過程中，存在以下幾點問題：（1）教學(xué)方法單調(diào)，在本門課程的教學(xué)過程中，教師授課主要以理論講解為主，輔助以多媒體設(shè)備，手段較為單一，不能長時間地吸引學(xué)生的興趣，集中學(xué)生的注意力。（2）教學(xué)內(nèi)容綜合性強，本課程涉及到飛行器的三個主要系統(tǒng)：飛行控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)，需要學(xué)生對飛行力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、液壓傳動、流體力學(xué)、自動控制、傳感器等課程有一定的了解。但由于學(xué)生對這些前導(dǎo)知識掌握不牢、遺忘率較高，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程中阻力較大。同時由于教學(xué)內(nèi)容涉及范圍比較廣，對學(xué)生的歸納總結(jié)能力也是極大的考驗。（3）學(xué)生課堂參與度不高，缺乏獨立思考的過程；同時學(xué)生處于大四這一特殊階段，由于就業(yè)考研等方面的壓力，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣整體比較低迷。（4）考核方式單一，目前的考核主要以平時作業(yè)和期末試卷為主，考核內(nèi)容偏重于教材理論重點知識，缺乏對學(xué)生思考能力和應(yīng)用能力的考核評價手段[2]，不利于學(xué)生綜合能力的提高。

三、教學(xué)設(shè)計探索

針對《飛行器系統(tǒng)設(shè)計》教學(xué)過程中存在的以上幾點問題，提出若干教學(xué)改革舉措，并在實施后取得了較好的效果。

1.教學(xué)方法多樣化。本課程涉及的教學(xué)內(nèi)容綜合性強，涉及知識范圍較廣，只采取單一的教學(xué)手段進行教學(xué)講解，不利于學(xué)生形成具體而系統(tǒng)的知識體系。通過對教學(xué)內(nèi)容進行歸類，分析其知識結(jié)構(gòu)特點，針對不同的教學(xué)內(nèi)容，運用不同的且更有針對性的教學(xué)方法來進行相應(yīng)環(huán)節(jié)的教學(xué)工作，更利于學(xué)生把握知識的重點。本課程的教學(xué)內(nèi)容可歸納為以下幾個主要模塊：系統(tǒng)功用和組成介紹；系統(tǒng)設(shè)計要求；系統(tǒng)的具體設(shè)計。如在系統(tǒng)功用和組成等基本知識的講解過程中，利用多媒體的手段進行輔助教學(xué)工作，如動畫、視頻、CBT（Computer-Based Training，計算機輔助訓(xùn)練）[3]等手段，使學(xué)生更直觀地認識系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成元件，教學(xué)過程中引入空客A320的CBT進行教學(xué)，通過圖像、聲音、文字、仿真模擬操作等多方位體驗，使學(xué)生對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及系統(tǒng)各種狀況下尤其是故障狀況下的情況都有了更多的了解和更真實的體會，對學(xué)生的實踐能力有一定的幫助。圖1為CBT中A320的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。而在飛機系統(tǒng)設(shè)計要求部分，可通過引導(dǎo)的方法使學(xué)生從不同角度出發(fā)，讓學(xué)生自主思考在系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮的問題[4]。如在飛行控制系統(tǒng)的一般設(shè)計要求的講解過程中，提出一些問題引導(dǎo)學(xué)生思考，例：作為飛行員，如何通過操縱系統(tǒng)駕駛飛機？飛行員駕駛飛機可能會出現(xiàn)哪些誤操作？如何避免這些誤操作？作為維修人員，當(dāng)飛行控制系統(tǒng)的傳動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，如何對傳動系統(tǒng)進行維護？學(xué)生對這些問題進行思考，不僅能夠掌握飛行控制系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計要求，也可以了解提出設(shè)計要求的目的。通過這種引導(dǎo)式的教學(xué)方式，使學(xué)生對設(shè)計要求的理解更加深刻，也鍛煉了他們獨立思考問題的能力。

2.教學(xué)內(nèi)容豐富化。本門課程的教學(xué)內(nèi)容主要以飛行控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及燃油系統(tǒng)這三大系統(tǒng)為主。但在教學(xué)過程中，授課教師可通過案例教學(xué)法向?qū)W生介紹其他較為簡單的系統(tǒng)，如防冰防雨系統(tǒng)、近地警告系統(tǒng)等作為補充講解，拓展學(xué)生知識面[5]。如在燃油惰化系統(tǒng)的講解中，搜集了1996年環(huán)球航空800航班由于油箱內(nèi)燃油自燃引發(fā)爆炸。通過此具體案例的講解，闡明燃油惰化系統(tǒng)設(shè)計的原因，以及在設(shè)計過程中的重要事項，以此引發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)欲望。在這部分知識的授課過程中，可在案例講解之后補充采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，增加學(xué)生課堂參與度，幫助學(xué)生進一步學(xué)習(xí)：學(xué)生以組為單位，選取感興趣的系統(tǒng)進行資料查找、整理并準備小組成果展示PPT；學(xué)生在課堂上以講解的形式展示課下學(xué)習(xí)內(nèi)容；同學(xué)和教師一起聽取其講解過程，并針對內(nèi)容進行提問與討論；授課教師進行最后總結(jié)與補充講解的工作。通過這種形式，既拓寬了學(xué)生的知識面，使學(xué)生的視野不局限于教材，又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達到比較好的學(xué)習(xí)氛圍，同時在學(xué)生課下準備、課上講解的過程中也著重考察了學(xué)生的自學(xué)能力，表述能力，自我展示能力、團隊合作能力等，對學(xué)生綜合素質(zhì)有著極大的提升。

3.考核形式多元化。傳統(tǒng)的考核方式以分數(shù)為標準，以卷面成績?yōu)橐罁?jù)，著重考查學(xué)生的知識掌握情況。在本門課程的考核中，加重了平時成績的比例，采取平時成績和卷面成績各占50%的考核方式。平時成績的評判以學(xué)生課堂表現(xiàn)、小組討論情況、個人在小組中發(fā)揮的作用以及課堂匯報展示情況等作為依據(jù)。這種考核方式與卷面考試相比，更注重學(xué)生對個人綜合能力，如獨立思考能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力和語言表達能力等的判定。通過平時成績的考核，進一步激發(fā)學(xué)生參與討論、自主學(xué)習(xí)以及自我展示的積極性，從而達到學(xué)生課堂參與度和個人能力培養(yǎng)的良性循環(huán)。

四、結(jié)論

“飛行器系統(tǒng)設(shè)計”是飛行器設(shè)計與工程專業(yè)一門重要的專業(yè)選修課。通過對該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可掌握飛機系統(tǒng)設(shè)計的主要步驟和流程，加深其對飛機詳細設(shè)計的認識。本文提出了若干教學(xué)方法，使學(xué)生處于主體地位，教師處于主導(dǎo)地位，在實踐中強調(diào)對學(xué)生自主學(xué)習(xí)思考能力、自我展示能力和團隊合作能力的培養(yǎng)，較好地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教學(xué)效果良好。

參考文獻：

[1]酈正能.飛機部件與系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.

[2]羅先文，陶琳，莫曉輝，等.以學(xué)生能力形成為中心的課程體系構(gòu)建研究[J].玉溪師范學(xué)院學(xué)報，2007，（7）：80-85.

[3]鄭藍.飛機試飛培訓(xùn)CBT教材開發(fā)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015，（15）：32-33，35.

[4]王曉璐，代君，劉戰(zhàn)合，等.引導(dǎo)式教學(xué)方法在"空氣動力學(xué)"課程上的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2016，（23）：170-171.

[5]王娟，樊智勇，栗中華，等.基于航空事故的飛機系統(tǒng)工程案例教學(xué)實踐[J].教學(xué)研究，2014，37（6）：83-85.

Teaching Exploration of "Aircraft System Design" Course for University Students' Capability Training

WANG Jing，WANG Xiao-lu，LIU Zhan-he，DAI Jun

（School of Aeronautical Engineering，Zhengzhou University of Aeronautics，Zhengzhou，Henan 450046，China）

Abstract：Aircraft System Design is one of the important professional optional courses for the aircraft design and engineering major，which help the students to learn more about the process of aircraft detailed design. However，due to the comprehensive and complex course contents and other factors，the teaching effect is not very satisfactory. In this paper，through the exploration of teaching approach，teaching contents and examination method，the student-led model is emphasized，the students' participation in the classroom and comprehensive ability are enhanced.

Key words：Aircraft System Design；teaching method；teaching innovation