基于ABET理念的“航空葉輪機(jī)械原理”課程教學(xué)改革思考

茅曉晨 高麗敏 趙磊

摘? 要：新工科背景下的航空發(fā)動機(jī)類專業(yè)卓越人才培養(yǎng)急需更先進(jìn)的教學(xué)理念和創(chuàng)新教學(xué)方法，文章基于ABET認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和理念，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)成果評價(jià)以及課程思政四個(gè)維度出發(fā)，針對目前“航空葉輪機(jī)械原理”課程教學(xué)和人才培養(yǎng)中存在的問題進(jìn)行現(xiàn)狀總結(jié)與改革思考，以期推進(jìn)該課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，不斷提高航空發(fā)動機(jī)類工程技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量，更好地與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會需求、科技前沿等緊密銜接，為促進(jìn)航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展服務(wù)。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機(jī)；ABET；教學(xué)改革；持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號：G642? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2024）17-0058-04

新工科建設(shè)是我國面對科技革命和產(chǎn)業(yè)變革給出的教育應(yīng)答、時(shí)代應(yīng)答、主動應(yīng)答和中國應(yīng)答。深入推進(jìn)新工科建設(shè)中的理論研究、內(nèi)容方式、組織模式及實(shí)踐體系創(chuàng)新，探索構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用多要素融合、多主體協(xié)同的育人機(jī)制，對培養(yǎng)能夠解決我國“卡脖子”問題的卓越工程師和提升國家硬實(shí)力至關(guān)重要。［1-2］

航空發(fā)動機(jī)被譽(yù)為“工業(yè)皇冠上的明珠”，而我國的航空發(fā)動機(jī)技術(shù)一直落后于歐美、俄羅斯等航空強(qiáng)國，仍然是我國目前面臨的關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù)之一，因此航空發(fā)動機(jī)研制已上升為國家戰(zhàn)略。在此發(fā)展形勢下，培養(yǎng)符合國家發(fā)展戰(zhàn)略、滿足與航空發(fā)動機(jī)行業(yè)發(fā)展相適應(yīng)的技術(shù)人才成為發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。

葉輪機(jī)械是航空發(fā)動機(jī)的核心部件，對發(fā)動機(jī)的性能至關(guān)重要。［3］“航空葉輪機(jī)械原理”課程是西北工業(yè)大學(xué)動力與能源學(xué)院飛行器動力工程專業(yè)本科生的專業(yè)必修核心課程，也是我國航空發(fā)動機(jī)人才所必須具備的專業(yè)基礎(chǔ)。然而，國內(nèi)行業(yè)特色鮮明的航空類院校，在培養(yǎng)航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)人才方面與航空發(fā)動機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)單位的需求有所脫節(jié)，特別是傳統(tǒng)的教育模式和理念對國家、社會、行業(yè)和用人單位的外部需求很難做到充分滿足。針對目前該課程教學(xué)和人才培養(yǎng)中存在的問題，圍繞國家重大戰(zhàn)略需求，探索新工科背景下傳統(tǒng)航空發(fā)動機(jī)類課程的新時(shí)代實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)方法，對培養(yǎng)卓越的航空發(fā)動機(jī)專業(yè)人才具有重要意義。

一、ABET工程教育認(rèn)證理念

美國工程與技術(shù)認(rèn)證委員會（Accreditation Board for Engineering and Technology，ABET）是專門從事工程與技術(shù)教育認(rèn)證的民間機(jī)構(gòu)，是幫助美國等眾多國家的學(xué)校建立和完善專業(yè)課程體系的專業(yè)認(rèn)證組織之一，其認(rèn)證過400余所美國高校，包括卡內(nèi)基梅隆、普林斯頓、哈佛等世界名校，可見其具有很高的認(rèn)證權(quán)威性。［4］

以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，即從原來“以教師為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)向“以學(xué)生為中心”的新教育模式是現(xiàn)代高校工程教育的發(fā)展趨勢。［5］ABET專業(yè)認(rèn)證的精髓正是引入了“以學(xué)生為中心”“以培養(yǎng)結(jié)果為導(dǎo)向”“持續(xù)改進(jìn)”等先進(jìn)的教育理念，注重教學(xué)過程的自我完善和持續(xù)改進(jìn)，強(qiáng)調(diào)課程體系與產(chǎn)業(yè)、社會實(shí)踐的結(jié)合，注重課程體系的持續(xù)改進(jìn)及其對培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的支撐，對專業(yè)建設(shè)起到了很好的推動作用。［3］

為了保證我國航空發(fā)動機(jī)類專業(yè)本科畢業(yè)生具有更加出色的學(xué)習(xí)和創(chuàng)造能力，建立更為高效的專業(yè)課程體系至關(guān)重要。文章借鑒了ABET認(rèn)證的教育理念和課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對“航空葉輪機(jī)械原理”課程進(jìn)行教學(xué)改革思考，更好地契合了新時(shí)代新工科背景下高素質(zhì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

二、“航空葉輪機(jī)械原理”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

“航空葉輪機(jī)械原理”課程內(nèi)容是航空發(fā)動機(jī)葉輪機(jī)械部件設(shè)計(jì)人員所必須具備的專業(yè)知識，存在多學(xué)科知識交叉融合和晦澀難懂等特征。目前，國內(nèi)開設(shè)相關(guān)課程的高校較少，各自的教學(xué)思路和方法也有一定差異，在一定程度上限制了該課程教學(xué)方法和課程內(nèi)容的迭代更新與提升，總體來說該課程主要存在著以下問題：

（一）教學(xué)內(nèi)容更新滯后

近年來，經(jīng)過奮力追趕，我國航空發(fā)動機(jī)技術(shù)取得了明顯的進(jìn)步，人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等技術(shù)也逐漸在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域嶄露頭角，促進(jìn)了航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展。［6］然而，目前該課程的教學(xué)內(nèi)容卻在這些前沿技術(shù)方面出現(xiàn)缺失，已經(jīng)明顯滯后于先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度。

課程的教學(xué)內(nèi)容不能較好地反映專業(yè)知識的高階性、前沿性、時(shí)代性以及趣味性，導(dǎo)致學(xué)生課堂互動的參與積極性低。工程教育專業(yè)認(rèn)證已成為工科院校教育改革的主流，陳舊的教學(xué)內(nèi)容無法使學(xué)生獲取前沿先進(jìn)的專業(yè)知識，難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，［7］不利于ABET專業(yè)認(rèn)證中要求的“課程學(xué)習(xí)成果指標(biāo)”的達(dá)成，同時(shí)這也有悖于ABET認(rèn)證中“持續(xù)自我改進(jìn)與提升機(jī)制”理念。

（二）教學(xué)方法陳舊，理論與實(shí)踐脫節(jié)

目前，我國大多數(shù)高校的教學(xué)科研工作存在著“重科研，輕教學(xué)”的問題，而且仍然是以“教師、教材與課堂” 為中心組成課堂教學(xué)，這種模式雖然發(fā)揮了教師在課堂的權(quán)威性，但卻忽略了學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式易使學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，難以養(yǎng)成主動探索的學(xué)習(xí)習(xí)慣，從而造成了課堂上教師一言堂、重“教”輕“學(xué)”、學(xué)習(xí)主體隱性缺位等現(xiàn)象。

該課程主要講授葉輪機(jī)械的工作原理與技術(shù)發(fā)展、航空壓氣機(jī)和燃?xì)鉁u輪的性能特點(diǎn)與設(shè)計(jì)方法等專業(yè)基礎(chǔ)知識，通常結(jié)合靜態(tài)圖片或示意圖進(jìn)行講解，導(dǎo)致講解過程抽象、學(xué)生理解困難，無法有效達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的效果。此外，高度抽象的課程內(nèi)容不利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性。以上與ABET專業(yè)認(rèn)證中“以學(xué)生為中心”以及“注重理論聯(lián)系實(shí)際”的教育理念不符。因此，亟須探索教學(xué)新方法，體現(xiàn)“學(xué)生為主體”，提升互動積極性，又能較好地與實(shí)際工程背景相結(jié)合。

（三）學(xué)習(xí)成果評價(jià)方法傳統(tǒng)單一

學(xué)習(xí)成果評價(jià)始終是教學(xué)過程中不可忽視的一環(huán)，也是ABET專業(yè)認(rèn)證的內(nèi)在要求。傳統(tǒng)教學(xué)評價(jià)往往以終結(jié)性評價(jià)為主，以過程評價(jià)為輔，即注重學(xué)生課程知識的理解和掌握程度，而往往忽略學(xué)生實(shí)際應(yīng)用知識的能力和創(chuàng)造力的培養(yǎng)，教學(xué)質(zhì)量得不到有效保證。ABET的新認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)對學(xué)生的產(chǎn)出進(jìn)行評價(jià)，這種成果導(dǎo)向的教育理念強(qiáng)調(diào)以教學(xué)成果為核心，通過遞進(jìn)式教學(xué)方式，注重過程性評價(jià)，這意味著教師不能僅僅通過一次考試對學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)，而是應(yīng)該采用多種途徑和方法對學(xué)生獲得的知識和能力進(jìn)行考查，判斷學(xué)生是否達(dá)到既定的學(xué)習(xí)成果。然而，這正是“航空葉輪機(jī)械原理”課程目前采用的傳統(tǒng)評價(jià)體系的不足。

（四）課程思政元素缺乏

我國正處在新的科技變革和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型關(guān)鍵時(shí)期，這給我國新工科背景下高等教育如何提升人才培養(yǎng)質(zhì)量、如何設(shè)計(jì)課程體系等提出了挑戰(zhàn)。我國的社會制度、價(jià)值觀念、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體系與其他航空強(qiáng)國有著本質(zhì)的不同，因此亟須結(jié)合我國國情和特色進(jìn)行課程改革，提升我國高等教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量，加快中華民族偉大復(fù)興進(jìn)程。

課程思政是新時(shí)代適應(yīng)新需求的課程觀和教育理念。2020年教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，專業(yè)教育課程要根據(jù)不同學(xué)科專業(yè)的特色和優(yōu)勢，深入研究不同專業(yè)的育人目標(biāo)，深度挖掘提煉專業(yè)知識體系中所蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵。［8］因此教師要結(jié)合不同學(xué)科專業(yè)的特點(diǎn)、價(jià)值理念和育人目標(biāo)，深入挖掘知識體系中的思政元素，科學(xué)合理地融入課程教學(xué)過程中，對學(xué)生的思想意識及行為方式產(chǎn)生潤物無聲的育人效果。開展新工科背景和AEBT認(rèn)證體系下課程思政教學(xué)的探索與實(shí)踐，對培養(yǎng)適應(yīng)我國社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形勢的高素質(zhì)人才具有重要意義。

三、基于ABET教育理念的改革措施

當(dāng)前，我國正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌和社會轉(zhuǎn)型加速期，也是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的關(guān)鍵時(shí)期。隨著國家對航空發(fā)動機(jī)自主研發(fā)的力度加大以及“航空發(fā)動機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)”重大科技專項(xiàng)的實(shí)施，我國正處在航空發(fā)動機(jī)發(fā)展的重大歷史機(jī)遇。為了應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，主動服務(wù)于國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的人才培養(yǎng)計(jì)劃，研究指出基于ABET教育理念的“航空葉輪機(jī)械原理”課程改革措施如下：

（一）重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容體系

第一，科研與教學(xué)相融合，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。為避免教學(xué)內(nèi)容落伍，緊跟知識的前沿性和時(shí)代性，授課教師需要保持對學(xué)術(shù)前沿的敏感度，積極跟蹤相關(guān)專業(yè)方向的最新學(xué)術(shù)動態(tài)，將最新科研成果及時(shí)、合理地融入教學(xué)活動中，提升教學(xué)內(nèi)容的前瞻性和綜合性，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，開拓學(xué)生的視野，啟發(fā)學(xué)生尋找創(chuàng)新的基點(diǎn)。為了增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性和情景性，基于航空葉輪機(jī)械方向的學(xué)科前沿動態(tài)以及國家“航空發(fā)動機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)”重大專項(xiàng)的實(shí)施情況，動態(tài)更新學(xué)習(xí)知識體系與教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生的吸引力。

第二，積極探索基于認(rèn)知建構(gòu)式教育模型的教學(xué)內(nèi)容改革。積極推動建設(shè)面向航空發(fā)動機(jī)葉輪機(jī)械方向的學(xué)科優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源平臺，通過邀請中國航發(fā)集團(tuán)主機(jī)院所的一線航空發(fā)動機(jī)葉輪機(jī)方向的技術(shù)人員進(jìn)行課程內(nèi)容建設(shè)研討，既能達(dá)到更好的教學(xué)效果，又可以讓畢業(yè)生更符合用人單位的需求。通過教學(xué)內(nèi)容的持續(xù)自我改進(jìn)與提升，達(dá)到更好的課程學(xué)習(xí)成果指標(biāo)，其是符合ABET專業(yè)認(rèn)證理念的。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法

第一，積極推進(jìn)“自主性、探究式、合作式”的教學(xué)模式，提升學(xué)生創(chuàng)新能力。以“學(xué)生為中心”提升學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位，積極鼓勵學(xué)生自主實(shí)踐，并改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”“注入式”教學(xué)方法，運(yùn)用多種互聯(lián)網(wǎng)智慧教學(xué)手段，在課堂上進(jìn)行SPOC混合教學(xué)，方便快速獲取每位學(xué)生對專業(yè)知識點(diǎn)掌握情況的有效反饋，提升師生之間的互動反饋頻率和時(shí)效，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生參加學(xué)習(xí)的狀態(tài)，同時(shí)以啟發(fā)、互動、討論的方式為學(xué)生提供有針對性的指導(dǎo)，這將有助于解決學(xué)習(xí)主體隱性缺位的問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從“被動學(xué)習(xí)”向“主動探索”的轉(zhuǎn)變。課后，定性和定量了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，整理教學(xué)數(shù)據(jù)，并及時(shí)反思和改進(jìn)教學(xué)手段。

第二，開展與航空發(fā)動機(jī)主機(jī)所的研究與合作，突破理論知識與工程實(shí)踐的銜接不足問題。利用豐富的校友資源，邀請行業(yè)總師進(jìn)課堂，采用“云授課”或線下授課方式，讓學(xué)生切實(shí)了解工程需求，以實(shí)際工程問題為驅(qū)動，讓學(xué)生所學(xué)理論知識與工程實(shí)踐更加密切結(jié)合，提升學(xué)習(xí)效果和創(chuàng)新能力。在教學(xué)過程中，注重工程師思維和理論聯(lián)系工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。利用高校和三大主機(jī)研究院所等探索全方位協(xié)同育人模式，推進(jìn)研究性教學(xué)，解決國家戰(zhàn)略支持的航空發(fā)動機(jī)葉輪機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)人才培養(yǎng)問題，為培養(yǎng)復(fù)合型新工科專業(yè)創(chuàng)新人才提供支撐與服務(wù)。這將很好地契合ABET專業(yè)認(rèn)證中“以學(xué)生為中心”以及“注重理論知識和實(shí)踐的結(jié)合”的教育理念。

（三）建立多元化評價(jià)體系

基于“成果導(dǎo)向”教育理念，打破傳統(tǒng)的“一考定評價(jià)”的模式，采用“全方位”和“多維度”的過程性評價(jià)方式對本課程教學(xué)效果與目標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，不但注重學(xué)生對專業(yè)知識的獲取，還強(qiáng)調(diào)對學(xué)生工程思維方式、實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。例如利用智慧教學(xué)軟件，將期末考試變?yōu)檫^程性多次、多方位的評測。此外，在期末考核中布置有分工協(xié)作的工程實(shí)踐作業(yè)，突出工程師思維和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，也有助于解決專業(yè)課學(xué)習(xí)時(shí)存在的“平時(shí)不學(xué)、考前突擊、考完就忘”的問題。

將平時(shí)線上慕課學(xué)習(xí)的表現(xiàn)納入最終成績的考核中，建立同時(shí)包含線上學(xué)習(xí)情況與線下考核維度的考核方式，對學(xué)生學(xué)習(xí)成效進(jìn)行過程性客觀綜合評價(jià)。課后通過向?qū)W生公布課堂表現(xiàn)，督促學(xué)生自我改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。通過學(xué)生反饋、問卷調(diào)查、專家評測等多種方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評測，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達(dá)成度和評價(jià)結(jié)果及時(shí)對課程內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量，并建立有效的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，從而滿足ABET認(rèn)證對學(xué)習(xí)成果評價(jià)與持續(xù)改進(jìn)方面的內(nèi)在要求。

（四）挖掘和開拓思政元素

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強(qiáng)調(diào)，各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。［9］“航空葉輪機(jī)械原理”課程是一門具有悠久歷史和文化底蘊(yùn)的國防特色鮮明的航空航天類專業(yè)課程，本研究認(rèn)為可以先從以下兩個(gè)方面著手實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)與思政的有機(jī)融合：第一，以“愛國報(bào)國，奉獻(xiàn)航空”為精神傳承，提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)自身的政治素養(yǎng)，不斷提升自身育人能力，深入理解社會主義核心價(jià)值觀，努力踐行習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會主義思想，培育堅(jiān)定的理想信念，厚植家國情懷，做好學(xué)生的引路人。第二，提煉課程思政元素，做到與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合。結(jié)合國家重大戰(zhàn)略需求，充分挖掘與時(shí)俱進(jìn)的思政元素，通過列事實(shí)、擺理論、講故事等多種形式進(jìn)行思政教育改革，在實(shí)現(xiàn)知識傳承、能力培養(yǎng)、價(jià)值引領(lǐng)目標(biāo)下，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和愛國精神，為促進(jìn)我國工程教育的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

四、總結(jié)

本研究基于美國ABET工程技術(shù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)成果評價(jià)以及課程思政等四個(gè)方面對我國航空發(fā)動機(jī)類基礎(chǔ)專業(yè)課——“航空葉輪機(jī)械原理”課程進(jìn)行了現(xiàn)狀問題分析和改革思考，希望能夠?yàn)榕囵B(yǎng)面向我國國家重大戰(zhàn)略需求、現(xiàn)代化需求以及國際化需求的航空發(fā)動機(jī)類卓越工程技術(shù)人才提供必要參考。

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（責(zé)任編輯：邵秋露）