全生命周期全產業(yè)鏈謀劃促飛行器動力工程專業(yè)教育改革

楊曉軍

（中國民航大學航空工程學院 天津 300300）

1 需求分析

1.1 高質量人才培養(yǎng)需求

為主動應對新一輪科技革命與產業(yè)變革，支撐服務創(chuàng)新驅動發(fā)展、“一帶一路”倡議、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部積極推進新工科建設[1]，先后形成了“復旦共識[2]”“天大行動[3]”和“北京指南[4]”，全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式、中國經驗，助力高等教育強國建設。

“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃提出[5]，以民航強國建設為導向，以質量提升為主線，堅持黨的教育方針和開放包容的人才政策，發(fā)揮高水平院校示范引領作用，統(tǒng)籌利用內外部資源，構建多渠道、多層次的高水平民航教育和培訓體系，打造民航創(chuàng)新型、技術技能型和國際化人才隊伍，支撐行業(yè)高質量發(fā)展。全面增強直屬院校對行業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)的示范標桿作用，深化校企合作，引導民航企業(yè)在專業(yè)人才聯(lián)合培養(yǎng)方面發(fā)揮重要作用。深入推進民航專業(yè)新工科改革，打造一流民航特色課程，加強智慧民航新技術人才隊伍建設。

民航局在《關于推進民航直屬院校高質量發(fā)展的意見》[6]中提出，要提升培養(yǎng)質量，打造院校高質量教學體系。以“復合知識、多元能力、民航素養(yǎng)、國際視野”為人才培養(yǎng)總目標，改革創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，持續(xù)提升人才培養(yǎng)質量；打造一流核心教學資源，建設質量標準體系。中國民航大學瞄準建設世界雙一流院校，著力建設中國特色世界一流民航大學，發(fā)布了《中國民航大學本科教育教學改革攻堅行動方案》[7]，在本科教育教學改革壓縮學分學時的背景下，如何高質量落實人才培養(yǎng)方案，提高人才培養(yǎng)效能已成為專業(yè)建設必須回答的問題。

1.2 技術發(fā)展新趨勢

首先，包括GTF、FADEC、先進復合材料、CFD仿真技術、數字孿生等在內的設計技術陸續(xù)應用于航空發(fā)動機，使其強耦合、強非線性的特點更為凸顯；其次，發(fā)動機運行監(jiān)控以及機隊管理技術的進步使得航空發(fā)動機使用可靠性進一步提升，大數據、人工智能的發(fā)展在急速改變民航MRO企業(yè)的管理與維修流程，新一代機務人才必然是創(chuàng)新型的機電復合型技能人才；最后，隨著國產航空裝備的陸續(xù)導入，中國民航第一次有機會從全生命周期角度審視人才培養(yǎng)，第一次有能力參與全產業(yè)鏈的構建，在人才培養(yǎng)上要更加看重系統(tǒng)化的自主創(chuàng)新能力。

1.3 培養(yǎng)對象的變化

作為網絡原住民，新一代大學生對職業(yè)和人生的規(guī)劃已體現(xiàn)出迥然不同的態(tài)度，高等教育普及化也給了家長和學生們不同的選擇，雖然就業(yè)仍然是很多學生在專業(yè)選擇時的第一考慮，但已經不是唯一；知識傳承、技能培養(yǎng)逐漸讓位于終身學習、素質教育；課堂講授不再是唯一的教學模式和培養(yǎng)方式。

2 初步的體系框架設計

2.1 大類招生

從2020級新生開始，在機務類專業(yè)中實施大類招生改革，細化專業(yè)方向，實現(xiàn)柔性化培養(yǎng)，兼顧通才教育與個性化培養(yǎng)。為此需統(tǒng)一前三個學期的培養(yǎng)方案，并適當進行專業(yè)宣傳和教育，引導學生做出貼合自身實際的選擇。從2020級開始，逐步控制招生人數，不再追求數量規(guī)模，轉為內涵式高質量發(fā)展。

2.2 細分專業(yè)方向

基于行業(yè)需求，基于航空發(fā)動機全產業(yè)鏈的角度，初步設置設計與適航、維修與工程、智慧運行三大專業(yè)方向，三個方向一方面與民航單位的需求保持一致，另一方面也適應學科專業(yè)的發(fā)展。其中維修與工程作為傳統(tǒng)專業(yè)方向，主要面向民航機務維修領域，也是招生人數最多的方向；設計與適航主要結合國產航空裝備研制，面向民用航空器的系統(tǒng)安全性領域設置；智慧運行是新工科試點方向，也是“卓越計劃”的升級版本，與智慧民航建設相呼應。

2.3 課程體系設置

在具體課程設置時，為滿足航空航天類教學指導委員會所列的飛動專業(yè)培養(yǎng)基本要求，同時也讓學生能夠對發(fā)動機全生命周期涉及的知識有一定的了解，滿足用人單位的基本需求，專業(yè)基礎課和專業(yè)核心課程的設置中三個專業(yè)方向保持一致，包括工程熱力學、氣體動力學、航空發(fā)動機原理、構造、控制課程。

3 教學模式和培養(yǎng)方式改革

3.1 學分學時壓縮

從2021-2022學年的第2學期開始，1學分對應的學時由18壓縮為16，同時工學本科專業(yè)總學分不超過160學分。學分學時壓縮，目的是壓縮水課，提升教學質量，由“授人以魚”向“授人以漁”轉變，大幅壓縮課內講授學時，“四個課堂”的體系化設計逐漸提上日程，并在培養(yǎng)方案制訂中不斷明確。

3.2 項目制改革

作為“新工科”改革的重要抓手，項目制改革承載了培養(yǎng)學生團隊合作能力，系統(tǒng)應用所學知識的功能，從2020級飛動新工科專業(yè)就引入了綜合項目，而且要求學生提前一年進入團隊開展項目研究，OBE的理念得到了充分的體現(xiàn)。同樣的設計也應用于其他兩個專業(yè)方向的設計中，用項目制的教學取代了原有的實習。

3.3 持續(xù)改進機制的引入

借鑒國際航空專業(yè)認證委員會（AABI）的認證標準，樹立“以學生為中心”“產出為導向”“持續(xù)改進”的理念，明確教學環(huán)節(jié)目標、標準，強化對專業(yè)培養(yǎng)目標的支撐，建立完備的教學質量評價體系并開展教學質量達標評價，完善考核評價機制，并應用于培養(yǎng)方案制訂中。比如參考AABI考核要求，設立了“航空工程與運行”課程，向學生介紹有關航空法律、環(huán)境、運行等方面的內容。

3.4 校企合作

除依托“卓越計劃”和“新工科”改革進一步拓寬學生實習渠道外，還通過建立行業(yè)咨詢委員會，定期聽取行業(yè)內專家對專業(yè)培養(yǎng)質量和培養(yǎng)方案的意見，并將其應用于培養(yǎng)方案的修訂中。

4 實施“四個課堂”強教育措施

全國教育大會、全國高校思想政治工作會、新時代全國高等學校本科教育工作會議精神指出，應將立德樹人放在首位，科學規(guī)劃“四個課堂”，將思政帶入課堂。即第一課堂，教學課堂；第二課堂，社會課堂；第三課堂，即網絡課堂；第四課堂，即心靈課堂。中國民航大學構建“三個層次協(xié)同、四個課堂貫通”的實踐育人體系。堅持價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授“三位一體”教育理念，構建一體化育人體系，不斷創(chuàng)新網絡教育手段，推進現(xiàn)代信息技術與教育教學深度融合，開展課程思政建設，編寫課程思政案例集。已獲批國家級教學成果獎1項，省部級教學成果獎4項；三門課程成為天津市一流課程；建設了6個國家級虛擬仿真實驗教學項目；獲批天津市高校課程思政示范課程2門。

加強虛擬仿真環(huán)境建設，強化虛實結合、有機互補，形成覆蓋實驗、實訓、校外實踐、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)全過程的新型實踐平臺體系，已建成虛擬仿真實驗教學中心、實驗教學示范中心國家級各2個，省部級11個。注重校企協(xié)同育人，與企業(yè)共建“國家級工程實踐教育中心”，與國航、南航、東航、西南空管局等多家企業(yè)共建120余個實習基地。

在師資方面，共有教師44名，其中教授4人，副教授11人，博士學位24人，平均年齡40歲。新入職教師全部參加教師資質培訓和企業(yè)實習，青年教師全部參加工程能力培訓，25%的教師有國外訪學經歷。近年培育天津市教學名師3名，天津市131人才6名，國際民航組織專家1名。近三年未出現(xiàn)師德師風失范和學術不端行為。教學組織方面，近年建設2個國家級實踐教學平臺，6個天津市虛擬實驗平臺，2個天津市教學團隊。建設10門校級精品課，4門天津市一流課程，出版5部規(guī)劃教材，編寫1部課程思政案例集。主持天津市專業(yè)建設項目2項，獲得國家級教學成果獎1項，天津市教學成果獎6項。依托國家級和省部級實驗教學示范中心、國家級虛擬仿真實驗教學中心，強化素質、能力與技能的養(yǎng)成。

5 改革與實踐

5.1 引入特色課程凸顯專業(yè)特色

在“十四五”智慧民航主線背景下，飛動專業(yè)培養(yǎng)方案中設置了“人工智能及其應用”和“大數據分析及應用基礎”；為增強學生的項目管理能力，設置了“工程經濟學”；此外還順應數字孿生趨勢，開設了“CFD數值仿真和工程應用”課程。并且形成系統(tǒng)的知識體系，方便學生在逐步學習中體會到專業(yè)的特色。

5.2 深化實驗體系，支撐創(chuàng)新型工程化人才培養(yǎng)

以航空發(fā)動機市級實驗教學示范中心建設為抓手，按照航空宇航推進理論與工程學科方向細化實驗室建設方向，包括發(fā)動機轉子實驗室，發(fā)動機模態(tài)分析實驗室、熱工實驗室、軸流壓氣機實驗室、發(fā)動機運行與控制實驗室、虛擬維修實驗室、大學生創(chuàng)新基地等專業(yè)實驗室，不斷提升實驗教學水平。

5.3 招生與就業(yè)

在大類招生的背景下，學生對專業(yè)的認知更為精準，認同感更高，在航空行業(yè)內的就業(yè)率達到80%以上，近兩年的求學深造比例均高于1/3，說明學生已經不再滿足本科教育內容和就業(yè)方向，有了更高的職業(yè)追求。

6 未來發(fā)展思路

6.1 以“一流專業(yè)”建設為抓手，不斷提升創(chuàng)新型復合型人才培養(yǎng)質量

結合《高等學校碳中和科技創(chuàng)新行動計劃》[9]及民航綠色發(fā)展實踐，以民航碳中和為抓手，加強與大數據、新能源等前沿方向的深入融合，開設負碳動力與能源課程，推動建設新的“雙碳”專業(yè)方向，培養(yǎng)能從事新動力與新能源研發(fā)、節(jié)能減排技術與管理工作的復合型、創(chuàng)新型高層次碳中和人才。

6.2 深入推進新時代教育評價改革，構建全方位的考核體系

著力提升思政、勞動、素質和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的比重，以考核方式改革為抓手，鼓勵專業(yè)課教師改進教學模式和學生考核評價方式支撐“三全育人”體系的構建；增強試題開放性，減少死記硬背和“機械刷題”現(xiàn)象。

6.3 堅持開放辦學思路，提升專業(yè)影響力

利用AABI平臺加強國際交流與合作，提升專業(yè)知名度；統(tǒng)籌引入系院內外、校內外、國內外各方教學資源，打破空間和時間的界限，充分利用線上教學資源，加大學科間、專業(yè)間、校企間的交流，促進學生系統(tǒng)化思維、國際化視野的養(yǎng)成，進一步提升辦學效益。

總而言之，中國民航大學對飛行器動力工程專業(yè)教學的改革一方面滿足了實踐生產的需要，加強了應用型、技能型人才培養(yǎng)，以學生為中心，保證生產實踐、教學不“脫節(jié)”，校企深入合作，增加教學與產業(yè)鏈之間的“黏性”，是貫徹落實先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)深度融合的結果。另一方面以綠色民航為發(fā)展目標，民航碳中和為抓手，為新能源發(fā)展進步培養(yǎng)更多復合型、創(chuàng)新型的高層次碳中和人才，推動新能源的迅速發(fā)展。更是從航空發(fā)動機全產業(yè)鏈出發(fā)，按照民航單位需求，分設專業(yè)，為整個飛行器動力工程專業(yè)開創(chuàng)了新的發(fā)展方向。