工科专业基础教学的“基”与“专”的关系研究
来源:用户上传
作者:
摘要：本文以工科专业的专业基础课程为对象，从职业发展、教学内容和专业内涵三个层面深入剖析了专业基础教学过程存在的矛盾关系，提出了“理论指导实践，实践深化理论，创新驱动实践”的专业基础课程教学改革方法，探索实现学生基础能力和专业素养均衡发展的教学模式。教学实践证明，该教学模式可有效提高“航空发动机原理”专业基础课程教学效果，激发学生的主动学习兴趣和培养动手实践的能力。
关键词：专业基础;教学改革;基础能力;专业素养
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）22-0072-03
一、引言
专业基础课程是工程专业介于基础课和专业课之间，发展专业内涵和培养专业素养的一门核心课程。工科专业基础课程主要承担起一个承前启后的作用，是前期学习基础课程理论知识的延伸和升华，也是后续面向实际应用专业课的铺垫和衔接，既包含着丰富的理论知识体系，同时也具备较强的实践操作性，在整个工科专业本科学历教育中占有非常重要的地位[1-3]。以工科专业飞行器动力工程“航空发动机原理”为例，该课程是在学生掌握“气体动力学”、“流体力学”和“工程热力学”等课程的基础上开设的，目的在于使学生了解掌握航空发动机结构、工作原理、部件特性和工作规律，为后续“航空发动机控制”和“操作使用”等专业课程的学习奠定基础。对于培养未来侧重于实际装备操作使用的工程技术人员来说，工科专业基础课程的学习，不仅要掌握深厚的专业理论知识，还需要培养实际动手使用的能力素养[4，5]。这种需求就对专业基础课程教学提出了更高的要求，在教学实施过程中，不仅要把握本专业基础课程的核心理论知识，体现本专业的专业内涵的“基”，还需要加强本专业实践环节的引导，体现本专业面对对象操作使用的“专”。虽然在教学实施过程中理论教学和专业实践教学之间必定存在一定的矛盾问题，如侧重理论教学，则专业实践可能不突出，反之亦然。然而二者之间本质上存在一定承接关系，加强理论教学能更好地促进专业实践教学，专业实践教学反之能够促进理论教学的融会贯通。因此，如何把握好专业基础教学过程的“基”与“专”，处理好彼此的矛盾和关系，实际上也是工科专业培养未来工程师与技术人员的专业基础教学改革关注的重点。
二、专业基础教学“基”与“专”矛盾关系分析
通过对航空航天类及相关专业的从业人员的调研情况来看，本科学历教育过程中对其后续工作及发展影响最大的课程中就包含“航空发动机原理”。但对该课程基础性知识和专业知识的分配衔接还存在一定矛盾问题。根据调研结果及总结分析，专业基础教学过程“基”与“专”的矛盾关系主要体现在如下几个方面。
1.首次任职需要与长远发展之间的矛盾关系。工科专业飞行器动力工程专业主要为航空航天及相关专业领域的研究所、研发生产和使用单位培养工程技术专业人才。对于技术能力要求较高、工作任务比较重的研发生产使用单位来说，希望毕业学生能尽快地缩短适应周期，尽快适应首次任職岗位的需求，则要求专业基础教学过程应该更加侧重于“实用”，加强装备和实践教学。而从学生未来成长规律及长远发展来看，厚实的基础理论知识是未来持续发展的基石，则要求专业基础教学过程应该更侧重于“基础”，加强基础理论教学。这是从人才未来职业发展层面所体现的专业基础教学过程“基”与“专”的矛盾关系，也是院校专业人才培养所面临的首要问题。
2.专业基础教学理论性和专业性之间的平衡问题。专业基础课程不同于基础理论课程，也不同于专业课程，它既包含丰富的基础理论知识体系，又蕴含大量的专业操作和实践使用知识。以“航空发动机原理”为例，该课程既包含“气体动力学”中气体能量方程和气体流动，又包含“工程流体力学”的热力循环等丰富的基础理论，同时，它也包含航空发动机控制所需要的热力计算、性能分析和工作规律等面向对象实际使用的专业环节。在教学实施过程，如何将基础理论讲深讲透，能够从基础理论出发来指导专业实践，同时，又能将专业实践环节能尽可能融合到教学过程中，使得学生能够从实践操作使用中加深对基础理论的理解和领悟，形成深厚的专业素养，这是专业基础教学过程中理论性和专业性之间必须把握的一个重点问题。
3.理论思维层次和专业能力素养之间关系问题。大学本科学历教育的目的是通过教育，开启学生的思维能力，广纳新知，建立对自我的重新认识[6]。实际上就是充分挖掘学员的思维潜力，培养分析解决问题的能力、培育创新意识和钻研的精神、形成科学的思维方式和思想观念，这是本科学历教育的核心。专业理论基础课程实际上是实现大学教育的重要载体，它是前期基础理论课程的高度融合，通过对前期所学的基础理论进行融会贯通，将其与实际对象的有机结合，实际上也是学生理论思维层次的锤炼和升华。通过专业基础课程理论知识与实践的有机结合，提升学生的专业素养和实践能力。因此，在专业基础教学过程中要善于将学生从理论思维层次有机衔接到专业能力素养培养上，培养具有深层次思维和专业能力的专业人才。
三、专业基础课程教学的探索与思考
针对从职业发展层面、教学内容层面和专业内涵层面三个方面所提出的专业基础教学过程“基”与“专”的矛盾关系，笔者所在教学团队从培养高素质的专业技术人才出发，结合人才需求单位的实际，深入开展专业基础课程教学模式的探索与研究，提出了“理论指导实践，实践深化理论，创新驱动实践”专业基础教学模式，以适应不断发展的新时代对专业技术人才要求的新特点、新规律和新趋势。
1.以人才需求为牵引，构建专业基础课程教学内容体系。根据航空航天及相关专业领域单位对本专业人才的需求，以及学生未来发展的需要两个方面出发，需要有针对性地优化构建“航空发动机原理”专业基础课程教学内容，既要能够体现深厚的基础理论内涵，又要能够与实际运用紧密结合，体现出“理论指导实践”。因此，根据人才培养方案的要求，对本科教学内容体系进行了优化调整，具体体现如下：（1）适当压缩绪论相关内容，在发动机基本结构基本原理基础上增加国内外研究现状及相关前沿技术，使得学生能够对学习对象有一个全面的认知。（2）加强与前续的基础理论课程的衔接。如：在发动机的热力循环分析中增加了理想气体状态方程、气体能量方程以及热力学过程等基础理论的讲解，并侧重于分析这些基础知识与本课程的关系，使得学生能够更容易与前期理论知识融合。（3）以发动机系统地整体结构为主线，按照从发动机整体系统到各分部件的层次来讲解整个发动机系统的工作原理及特性，讲授过程注重将各分部件原理和整系统之间关系讲深讲透。（4）在发动机设计点性能分析与工作规律的内容基础上，增加发动机气动热力学模型的学习，并加入程序编写和数值仿真过程，通过建立的数学模型来对发动机性能及特性进行分析，加深对发动机工作特性及使用的认识。（5）为满足专业技术人才未来首次任职需求，将部分研究成果纳入教学内容，如发动机模型建立方法，控制规律与数值仿真方法等，使得教学内容更加丰富，更加贴近实际工程运用。 2.以实践教学为措施，研究专业基础课程教学特点规律与实施方法。理论教学和实践教学作为最基本、最经常的教学组织形式，都对人才培养起着十分重要的支撑作用[7，8]。“航空发动机原理”作为飞行器动力工程专业一门核心的专业基础理论课程，不仅包含丰富的基础理论知识，而且还蕴含大量的专业实践环节。因此，教学实施过程中要更加注重实践和理论的有机结合，探索该课程教学特点规律与实施方法，体现出“实践深化理论”。如通过设计小型涡喷发动机推力测试系统来直观了解分析发动机推力，耗油率等性能参数;通过自行编程设计发动机性能仿真分析模型，分析发动机设计点和非设计点性能参数，达到对发动机工作规律理论知识的深入理解;通过数值仿真工具和硬件平台设计发动机控制器，对发动机实际工作规律进行控制，达到对发动机控制规律的深入理解;等等。同时，从发动机部件工作原理及特性出发，启发学生思考，设计相应的实验环节，并通过毕业设计和学校三小创新项目等形式，使得学生能够主动参与到课程的学习过程，真正体现工程实践与基础理论的有机结合，既巩固了学生的基础理论，又开拓了学生的创新思维，培养了动手能力[9]。
3.以创新项目为驱动，构建专业基础课程教学实践平台体系。专业基础课程的基础理论和关键技术是科研创新项目研究的基础条件和灵感来源，而科研创新项目能够反哺教学，提升专业基础教学的内涵和层次[10]。同时，通过科研创新项目，加强学生实践动手能力和创新思维素质，真正体现出“创新驱动实践”。课题所在教学团队根据前期“2110”三期条件建设，完成了“吸气式推进技术专业试验台”的教学条件建设，已初步具备开展“航空发动机原理”课程整机发动机试车及测试试验的基本条件。在此基础上，教学团队将充分整合已有资源，利用已有科研项目及院校条件建设资源，激励学生发挥创造性和主动性，以学校创新项目、毕业设计和大型竞赛等活动为契机，围绕发动机原理课程基础理论与应用技术开展创新项目研究，构筑覆盖本课程的关键知识点的试验项目，最终构建飞行器动力工程专业“航空发动机原理”专业基础课程的教学实践平台。
四、结语
“航空发动机原理”作为工科院校的一门专业基础课程，承担着基础理论的深化与专业素养培养的双重任务，在整个人才培养计划中占据着十分重要的地位。与此同时，由于专业基础课程存在深厚的理论性和丰富的专业性，导致在教学实施过程难以同时兼顾，造成了从职业发展、教学内容和专业内涵不同层面出现了“基”与“专”的矛盾关系。通过“理论指导实践，实践深化理论，创新驱动实践”这种专业基础教学模式的探索与实践，可有效地解决专业基础教学过程“基”与“专”的矛盾关系，为教学方法手段的革新提供有效的平台，为提高专业基础教学质量提供有效的保证，为全面提高学生综合素质和培养学生专业素养奠定基础。
参考文献：
[1]王雪明，温建华.电子类专业基础课教学改革的探索与实[J].高等教育研究学报，2013，36（2）：108-110.
[2]孙良，涂玲，宋曙芹.工科专业基础课研究性教学模式的探索与思考[J].化工高等教育，2016，（4）：44-47.
[3]张素玲，陈婷婷.推進高校专业基础课程教学的方法探究[J].教育教学论坛，2017，（10）：1，172.
[4]秦进.大班教学环境下交通运输专业基础课互动教学模式研究[J].教育教学论坛，2017，（39）：165-166.
[5]许晓东，卞良.本科工程教育研究性教学探索与实践[J].高等工程教育研究，2014，（2）：43-49.
[6]中华人民共和国教育部.关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见[J].中国大学教学，2005，（2）：4-5.
[7]李泽林.教学“实践论”研究现状与反思——教学基本理论问题研究之四[J].当代教育与文化，2013，5（1）：96-101.
[8]李泽林.教学“交往论”研究现状与反思[J].当代教育与文化，2013，5（6）：61-64.
[9]林健.多学科交叉融合的新生工科专业建设[J].高等工程教育研究，2018，（01）：32-45.
[10]李政民卿，王黎娜，陆凤霞，鲍和云，靳广虎.美国基础教育给中国工科研究生专业基础教学的启示[J].大学教育，2014，（11）：22-23.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-14826043.htm
