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《航空动力装置》课程课堂教学改革思考

作者:未知

  摘  要:航空动力装置是飞机的“心脏”,其相关知识、操作要领将伴随飞行员的整个职业生涯。《航空动力装置》是飞行员本科理论学习阶段的必修课程,商用驾驶员执照理论考试、航线运输驾驶员执照理论考试也涵盖了该课程相关知识,相关理论教学单位也在持续建设该课程。针对目前教学中存在的不足之处,从“教”“学”两方面提出课堂教学改革新思路:知识体系重新梳理、架构、完善,加倍突出重点;施行不同种类发动机相同主题的对比讲授、讨论和学习;划分学习小组,给各组设置不同的课后任务,以任务驱动学生学习,翻转课堂。最终目的是让学生掌握好该课程的重难点知识,为日后飞行训练打下必要的理论基础。
  关键词:课堂教学质量  课堂教学改革  飞行技术专业  航空动力装置
  中图分类号:G71                                    文献标识码:A                           文章编号:1672-3791(2019)03(a)-0159-03
  1  课程地位
  飞行技术是教育部《普通高等学校本科专业目录(2012年)》中交通运输类下设的本科专业,主要培养国内民航飞行员,是国家控制布点专业[1]。
  航空动力装置(含发动机、螺旋桨和附件系统)是飞机的“心脏”,为保障飞行安全,发动机必须稳定可靠的连续工作,持续产生推力。作为民航飞机驾驶员,执行飞行任务前,必须熟悉执飞机型所配发动机的性能、操作使用要求和限制;执飞任务中,不管是在正常的大气和飞行条件下,还是遭遇突发情况,都必须遵照飞行手册正确操作发动机。因此,航空动力装置的相关知识、操作要领贯穿了整个执飞过程,也必将伴随飞行员的整个职业生涯。
  另一方面,航空动力装置型号繁多,具体的操作要求、限制各不相同,但其工作原理和基本组成都是相同的,这就有必要在飞行员的初始养成阶段,教授其航空动力装置的一般知识。而《航空动力装置》这门课程就总结了发动机、螺旋桨等的工作原理、性能特点、操作使用等内容,成为飞行技术专业学生的必修课程。同时,商用驾驶员执照理论考试、航线运输驾驶员执照理论考试也涵盖了该课程的相关知识[2,3]。
  鉴于《航空动力装置》课程的重要性和在飞行员理论培养体系中的地位,有必要持续不断地建设好这门课程。
  2  教学简介
  《航空动力装置》课程包含了航空活塞发动机(含螺旋桨)和航空燃气涡轮发动機的基本组成、具体工作过程、性能特点、附件系统、操作使用、特情处置六大方面的知识。飞行学生在理论学习结束后的操作培养初期,需使用经济性好的航空活塞发动机式飞机作为教练机,因此该课程需介绍航空活塞发动机的相关知识。而航空燃气涡轮发动机的相关知识,为学生高教机(涡轮式飞机)训练及毕业后航线运输飞行的实际操作打下基础。
  目前的教学方式以课堂理论教学(52学时)为主、实践参观(2学时)为辅,半学期完成教学任务。理论结业考试卷面成绩和平时(出勤、课后作业和实践参观)成绩按一定比例换算成总成绩,超过60分为合格[4]。由于课堂理论教学占据了绝大部分时间,因此课堂教学质量在很大程度上影响了学生对知识的掌握程度。
  3  目前存在的不足
  为改善教学质量,在课程的历史发展中,基于当时的教育教学手段和技术条件,采取过一些措施,比如:购买、分解发动机实物来作教具,演示原理、展示结构和组成;利用计算机多媒体技术,开发多媒体课件,开展多媒体教学,并制作动画来展示发动机的工作原理、结构组成等;随着信息技术的发展,开发网络课程,方便学生利用平板、手机等终端在线学习和在线测评、反馈,辅助课堂教学;布置课后作业、增加中间考核环节,增强学生对重难点知识的吸收效果;等等。但是,通过分析近几年学生结业考试的卷面情况,结合任课教师感受,发现该课程的教学依然存在着一些待完善之处。
  3.1 在“教”的方面
  (1)重难点不够突出,因果分析不够明晰。与飞行安全密切关联、学生必须掌握的发动机不正常工作、预防处置措施等,基本上都被分散到各部件章节中去了。比如航空燃气涡轮发动机常见的不正常工作情况——压气机喘振、燃烧室熄火、涡轮叶片断裂及预防处置措施,分散在各部件的讲授和学习中,没有很好地集中在发动机宏观整体层面来进行分析,没有集中突出原理、构造知识点与不正常工作、预防处置措施知识点的内在联系、及理论知识对实际操作的支撑。因此,在课程知识架构方面没有很好地以“培养学生解决问题的能力”为导向,而偏于“知识介绍”。
  (2)从表1可以看出,虽然该课程包含了两种不同的发动机的内容,但其教学主题分别都有:基本组成、工作原理、发动机性能、附件系统等,存在一定的对应关系,可以进行两种发动机异同点对比教学。但在惯常的教学设置中,任课教师和学生主要按照表1中所示的顺序进行授课和学习,没有特别设置对比教学环节。
  (3)教学方式以老师课堂宣讲为主,学生容易疲劳。课后练习主要是习题或者抄写小结,较少布置需要主动探究完成的学习任务,以便让学生在解决问题的过程中发现课程各知识点的内在联系,培养对课程的兴趣,因此,学生课后学习的主动性较差。
  3.2 在“学”的方面
  (1)学习以记忆为主,掌握需分析前因后果的知识点较差,利用所学知识解决实际问题的能力不足。主要表现在利用原理、构造知识解答随外界环境、飞行条件变化,而改变操作设置的原因;利用原理、构造知识分析不正常工作现象的内在机理、预防处置措施原因等方面;往往知其然不知其所以然。比如:航空活塞发动机增加功率时,为什么要先推变距再推油门?燃气涡轮发动机喘振时,为什么要收油门、顶杆增速?   (2)活塞部分知识点的掌握好于涡轮部分。按表1所列顺序教学,航空活塞发动机在课程前半段讲授,且知识点相对直观和易于理解,学生掌握较好。而航空燃气涡轮发动机在后半段讲授,且知识点相对抽象和难于理解,学生掌握较差。
  (3)一定程度上存在把航空活塞发动机和航空燃气涡轮发动机类似知识点搞混淆的现象,掌握知识点不准确。比如:有少量学生会把航空活塞发动机的组成冠在燃气涡轮发动机下;活塞发动机和燃气涡轮发动机的不正常工作——爆震和喘振容易混淆;在发动机操控方面,两种发动机燃调控制的对象不同,在快收油门时,活塞发动机会富油,而燃气涡轮发动机会贫油,两者容易混淆;起动过程,活塞发动机的顺序是注油—起动—点火,燃气涡轮发动机的顺序是起动—点火—注油,也容易混淆。
  (4)一部分学生课上不听讲,靠考前买复习题临时突击,习得的知识零碎、不系统,知识点之间相互孤立,考后即忘,无法形成长久记忆和相关框架概念。
  4  课堂教学改革思考
  “教”“学”两方面的不足存在一定的对应关系,可采取如下措施进行完善。
  (1)重新梳理课程的知识架构。对于必须掌握的、关于动力装置操作、设置、使用、不正常工作、预防处置措施知识点,从各章节中提炼出来,集中单独列出,如表2中“教学/学习顺序”列所示的第6、7项,使得这部分内容更加突出,并在教材中补齐不正常工作的内在机理、操作设置原因,讲清楚“为什么”。在完成动力装置组成、工作过程、性能特点、附件系统的“介绍”教学后,进行重点讲解,不光要让学生知其然,还要让学生知其所以然。
  (2)施行主题对比教学。如表2所示,设置“基本组成和工作原理”“具体工作过程”“发动机性能和特点”“附件系统组成与工作”“操作、设置、使用”“不正常工作及处置措施”六大主题,按表2第一列给出的顺序,在每个教学主题中施行先活塞后涡轮的对比教学。
  (3)划分学习小组,给各组设置不同的课后主题作业,加强课后作业考核。结合表2所示的几大主题给每组设置合理的、形式多样的课后作业,考核时要求提交主题报告,并在课堂上组织小组讨论、或让负责该主题的小组向其他同学讲解。将课堂的一部分时间还给学生,给学生主动学习、探究和展示的机会,锻炼其对知识组织、归纳、分析的能力,用理论知识解决实际问题的能力,提高学生学习的主动性,并让其在主动学习中发现课程乐趣。
  5  结语
  (1)课程知识重新梳理、架构、完善后,學生必须掌握的知识将更加突出,便于教师、学生集中讲授、学习,也更有利于打通从原理构造到操作使用各知识点的内在联系,真正让学生学通该课程。
  (2)打破惯常的先活塞后涡轮的教学顺序,代之以活塞和涡轮相同主题的对比讲授、讨论和学习,有利于提高学生掌握知识的准确度,也能在一定程度上提高学生对涡轮部分知识的掌握。
  (3)划分学习小组,给各小组设置不同的主题作业,以任务驱动学习,有利于提高学生的学习主动性,并找到课程乐趣。
  这其中,(1)(2)是在“教”的方面,(3)是在“学”的方面。这些措施在一定程度上可解决《航空动力装置》课堂教学目前存在的不足,最终都是为了让学生掌握好该课程的重难点知识,为日后的飞行训练打下必要的理论基础。
  参考文献
  [1] 中华人民共和国教育部.普通高等学校本科专业目录(2012年)[Z].2012.
  [2] 中国民用航空局飞行标准司.商用驾驶员执照理论考试知识点(试行)(DOC NO.FS-ATSR-002A)[Z].2016.
  [3] 中国民用航空局飞行标准司.航线运输驾驶员执照理论考试知识点(试行)(DOC NO.FS-ATSR-004A)[Z].2015.
  [4] 中国民用航空飞行学院.《航空动力装置》课程教学大纲[Z].2018.
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