理论-实践-创新三位一体教学方法在《航空发动机原理》课程教学中的探索与实践

1、    “理论-实践-创新”三位一体教学方法在航空发动机原理课程教学中的探索与实践    孙振生 胡宇 华明军 张世英摘要：本文在深入剖析航空发动机原理课程特点的基础上，针对创新型复合型人才培养的需要，提出了以培养学生综合实践创新能力为导向的“理论-实践-创新”三位一体教学方法，在重构理论教学体系、强化实践教学导向、项目驱动创新等方面进行了探索与实践。该方法充分利用了航空发动机原理课程的知识结构特点，实现了“理论教学-实践训练-创新发展”三者有机的融合，教学效果良好，可以为工科相关课程教学改革提供参考。关键词：发动机原理;三位一体;教学改革：g642.0

2、     文献标志码：a     ：1674-9324（2019）18-0177-02一、引言航空发动机原理是我校飞行器系统与工程专业的一门专业基础课程。其主要内容包括航空发动机类型介绍和热力循环过程、航空发动机五大主要部件（压气机、涡轮、燃烧室、进气道、尾喷管）的结构组成和工作原理、航空发动机设计点和非设计点工作特性、航空发动机的控制规律和过渡工作状态等1。根据本校新版的人才培养方案，航空发动机原理课程开设于第七学期，培养目标是通过课程的学习，使学员了解航空发动机的发展现状和发展趋势，掌握主流航空发动机（涡喷、涡扇）的基本组成和工作原理，深刻理解发动机

3、的工作特性和控制规律，为后续航空发动机结构等课程的学习和今后从事航空发动机的研制和维护等工作打下基础。同时，培养目标还要求该课程注重理论联系实际，培养学员利用所学知识解决实际工程问题的能力。具体来说，是要求学员能够运用所学的知识组织部队的操作训练，具备分析排除发动机相关故障的能力，为部队动力系统相关的作战指挥和技术保障培养“技指合一”的复合型人才。从人才培养目标可以看出，为适应部队武器装备发展对人才的需求，新版人才培养方案更为注重学员专业素养和思维能力的培养，更加注重综合运用所学知识解决问题的能力。二、课程存在的主要问题分析航空发动机原理是建立在流体力学工程热力学气体动力学传热学等课程基础之上

4、的一门具有理论基础深、工程实践强、知识融合多等特点的专业基础课程，对照人才培养方案，结合笔者在教学实践中的体会，笔者认为目前发动机原理课程教学主要存在以下几个方面的问题。1.课程内容体系与人才培养目标不相适应。航空发动机原理是后续专业教学的基础，为后续专业课程教学服务，最终目的是让学员能够掌握发动机各部分的结构和工作原理，具備一定的专业素养，为部队的任职打下基础。一方面，随着武器装备的发展，部队的组训方式和操作模式已发生了很大的变化，要求相关的课程体系进行相应的调整;另一方面，随着航空工业的发展，发动机技术本身的发展也是日新月异，现有教学内容中对发动机领域的最新技术涉及较少。为提高教学的针对性

5、，培养适应部队需要的复合型人才，必须对课程体系进行调整。2.实践环节偏少，且与理论教学脱节2，3。实践教学和理论教学作为最基本、最经常的教学组织形式，都对人才培养起着重要的支撑作用。航空发动机原理作为一门实践性较强、且与武器装备结合密切的课程，更需要注重理论和实践的结合。但由于实验设备、教学资源的限制以及历史传统的原因，该课程并未开设相应的实践课程，只是在理论课程体系内分出4学时进行实践教学，且实践环节没有统一的安排。这就造成时间环节偏少，且与理论教学脱节，严重影响了教学效果，限制了学员把理论知识与实践技能相结合的能力。3.教学过程中创新环节设计不足，限制了学员创造性思维的培养。目前，课程的教

6、学方式仍然以讲授型教学为主，以板书和多媒体作为呈现方式。多媒体教学作为一种现代教学模式，在增大教学信息量、增强教学直观性方面发挥了重要作用4，5。但从本门课程的教学实践来看，过度依赖多媒体对培养学生的创新性思维并不利。例如，对于发动机的结构以及发动机工作过程的多媒体演示，反而束缚了学员的想象空间，束缚了学员本应自己建立的结构原理转换能力。三、“理论-实践-创新”三位一体教学方法为配合院校的教学改革，对接部队对新形势下人才培养的需求，本课程从重塑课程内容体系、研究实践教学、项目驱动创新等方面进行了改革，创建了“理论-实践-创新”三位一体的航空发动机原理教学方法，在实践中取得了较好的教学效果。1.

7、以型号武器装备为依托，以部队人才需要为牵引，深入剖析第一任职需要与学员长远发展的共性需求，结合课程特点，重构课程知识理论体系。具体如下：加强与前面所学课程的衔接。例如，在教学过程中回顾了热力循环过程、总温、总压等概念，并侧重讲解它们与本课程相关的部分，做到课程内容的连续性。增删部分教学内容，优化课程体系。如进气道和尾喷管部分，虽然二者均为航空发动机的重要组成部件，但其结构比较简单，且在前面所学的课程中已有所涉及，特别是尾喷管一章，在前面的气体动力学工程热力学等课程中均有详细的讲解。因此，将进气道一章压缩至2学时，尾喷管一章作为学员自学内容，腾出相应的时间加时间教学环节。重新调整课程教学的基本思

8、路，按照“工作原理（整体）部件特性（部分）工作特性（整体）”的思路安排教学内容。即首先从发动机的整体性能指标出发，讲解其工作原理，然后分部件讲述部件级的结构、原理和工作特性，再由部件级的工作特性曲线作为标准，实现整机工作特性和控制规律的分析，使得课程的整体脉络清晰。2.根据课程特点和知识体系要求设计教学实践环节。教学组依托院校的基础条件建设，建成了航空动力系统教学训练中心和航空发动机专业教室，拥有丰富的教学资源和成品装备，包括航空发动机整机4套、关键结构件及零部件600余件，模拟装备5台套，完全可以支撑本课程的实践教学环节。但实践教学环节并不一定就是实验，应该根据具体的教学内容进行设计。例如，

9、对于发动机的工作过程进行了演示实验，而对于发动机的推理、耗油率等参数则让学员自主设计实验完成，对于发动机的设计点性能计算则要求学员发动机一维建模，根据模型编程计算发动机的设计点和非设计点性能。通过实践环节的精心设计，培养了学员多方面的综合能力。3.以自設的小型项目为驱动，培养学员的创新思维。教学组拥有自主研发的吸气式发动机教学科研试验平台，既可以用于教学实验，也可用于科学研究。依托该平台，以“三创”比赛、毕业设计、各类竞赛为契机，以创新项目为牵引，通过教员命题、学员自主选题相结合的方式，开展创新研究。内容涵盖了发动机部件级的建模、原理分析、信号测试、发动机控制、流场仿真等各个方面。这一环节的教

10、学实施，不仅显著提高了学员的学习主动性和积极性，而且兼顾了学员个性特长的发展，对学员创新思维和创新能力的培养大有裨益。四、结语军队院校是为部队培养指挥军官和专业技术人才的摇篮，军队院校的人才培养必须以部队的人才需求为牵引。随着部队武器装备的发展，对人才的需求发生了根本性的变化，使得院校专业基础教育与人才培养目标的矛盾日益凸显。航空发动机原理作为一门核心专业基础课程，对理论层次和思维能力的培养都有着很高的要求。笔者结合本人的教学体会与实践，在分析航空发动机原理课程特点的基础上，从课程体系重构、实践环节设计、创新项目驱动等方面进行了一些探索，在实践中也取得了较好的教学效果。但教学改革是一个永恒的话

11、题，如何在课程教学中平衡第一任职与长远发展的矛盾，探索理论和实践有机结合的有效方法，进而进一步提高教学质量仍是一个亟需研究的课题。参考文献：1薛倩.浅谈航空发动机原理课程教学方法改革j.西安航空学院学报，2015，33（1）：80-83.2王正鹤等.基于混合教学理念的航空发动机原理教学模式探索j.高教学刊，2017，（18）：94-96.3瞿红春等.民航院校航空发动机原理教学改革研究j.科技创新导报，2012，（02）：163.4陈钊.发动机原理及构造课程教学方法的探讨j.高教论坛，2006，（5）：116-118.5郑焱等.发动机原理课程教学方法探讨j.江苏理工学院学报，2016，22（4）

12、：119-121.abstract：the teaching approach based on the trinity of theory-practice-innovation，which aims at fostering students' innovative ability，is proposed in the present paper based on the analysis of the characteristic of the principle of the aero-engine course and the requirement of training

13、students into innovative applied talents.this approach forms the "three-in-one" talent training mode by optimizing the curriculum teaching content，strengthening the practice activity and conducting the innovation project.the teaching practice has shown this reform approach can realize the trinity of theory-practice-innovation and thu