基于民航特色的《航空发动机制造与维修》课程教学资源建设
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作者:张青 郭庆 王炫 但敏 丁坤英
摘要：以2016版教学方案为指导，以《航空发动机制造与维修》2016版教学大纲为依据，重新编写校内讲义、教案与电子课件，构建课程的教学活动，包括集中答疑课、典型任务虚拟仿真操作等。通过建设民航特色的优质教学资源，可丰富教学内容，激发学生自主学习能力，加深对理论知识的掌握，满足2016版教学大纲的要求和目标，增强教师与学生间的互动交流，提升教学质量。
关键词：航空发动机;教学资源;制造与维修
中图分类号：V241.7;TP391.9 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）43-0193-02
一、《航空发动机制造与维修》课程建设的重要性
《航空发动机制造与维修》是飞行器动力工程专业开设的核心专业课程，隶属于飞行器动力工程2016版培养方案，其前身为2012版培养方案中的《航空发动机维修技术》和《发动机制造工艺学》两门课程的结合。在传统教学模式中，存在教学理念落后、教学内容陈旧、教学模式传统等问题，使得《航空发动机维修技术》和《发动机制造工艺学》两门课程的教学改革迫在眉睫，需更新教学理念，改革教学内容，建设基于民航特色的《航空发动机制造与维修》优质教学资源，探索理论与实践仿真结合、虚拟与现实结合的新教学模式[1]。
二、课程建设的整体思路
飞行器动力工程是我校积淀最为深厚、招生人数最多、且最具民航特色的专业，毕业生大部分都走入了民航维修第一线，《航空发动机制造与维修》在2016版教学大纲中明确了培养学生的目标是提高工程实践及创新能力，通过课程学习，使学生掌握制造和维修的相关标准以及未来的发展趋势，涵盖机械制造基础、航空发动机典型零件的加工工艺、典型零件的材料特性、制造與维修过程中的装配工艺、零部件及附件系统的典型故障与维修、制造及维修过程中的试车和适航验证性试车的内容、CAD/CAM及基于增材技术的先进制造工艺等知识。这恰恰弥补了我国民航院校发动机制造工艺、维修技术课程少和教材少的缺陷，提升了我校学生今后就业的竞争力。
以2016版教学方案为指导，以《航空发动机制造与维修》2016版教学大纲为依据，重新编写基于民航特色《航空发动机制造与维修》自编教材（校内讲义），并重新编写教案与电子课件，设计移动终端APP教学，构建课程的教学活动，包括集中答疑课、典型任务虚拟仿真操作等。通过建设民航特色的优质教学资源，可丰富教学内容，激发学生自主学习能力，加深对理论知识的掌握，满足2016版教学大纲的要求和目标，增强教师与学生间的互动交流，提升教学质量[2]。
三、积极开展《航空发动机制造与维修》教学资源建设
到民航企业调研，归纳北京“华普发动机培训中心”的知识结构，探索民航高级工程人才知识需求结构。根据2016版培养方案和教学大纲，建设新的航空发动机制造与维修知识体系，更新教学理念并改革教学内容，编写新版自编讲义。新版教材将从知识结构体系和知识内容两方面进行改革，立足于工程实际，剔除老旧的、不适用于民航的内容，同时添加民航产业一线的实用型工程知识，对教材的重、难点进行系统化分布。
以《航空发动机制造与维修》课程相关内容为基础，开发实验教学《结合3D打印的发动机增强现实仿真设计》。将AR增强现实与3D打印相结合，已经打印出的发动机各单元体和零部件作为三维识别物，利用Android手机的摄像头获取3D打印发动机模型，进行三维实物的识别，利用高通物体识别开发包和Unity3D软件，通过脚本语言C#完成对FBX模型的控制，实现发动机增强现实维护拆卸仿真。移动端识别成功后在3D打印实物模型上叠加显示各类文字信息、维修方法提示、注意事项及维护拆装动作，以虚实叠加的增强信息呈现在学生视野中，以辅助学习课程相关内容[3]。
通过广泛搜集民航发动机的资料，包括飞机维修手册和飞机发动机厂商编写的培训课程资料，查阅AMM某章某节找到该工作号，对其中涉及的一些维修程序内容及维修工具，按航线维护工作类别进行整理，给出不同维护工作样例。设计基于Unity3D软件的APP教学，例如航空发动机制造维修中新技术的相关知识、航空发动机典型故障与维修等，可将发动机部件及系统维修过程及发动机与各系统部件之间的结构关系和拆卸/安装关系，如同真实场景一样展示给学生，使学生更好地理解发动机航线维护和车间修理的理论知识[4]。
利用Unity3D软件将发动机虚拟模型和维修手册给出的具体维修动作、维修工具联系起来，利用C#语言和iTween脚本插件编程，iTween用于处理模型从起始点到结束点之间的运动轨迹，通过创建材质球，调整颜色、高光渲染等手段，对发动机模型进行贴图渲染，采用C#脚本语言实现对发动机部件的维修、拆卸与指示，使学生对发动机的点火系统、燃油系统、滑油系统、空气系统典型故障与维修进行全面学习[5]。
基于BB平台，开发《航空发动机制造与维修》立体化教学资源网络平台，在平台上建设教学大纲、教学日历和电子教案、作业习题库网上作业系统，新书介绍、发动机制造维修中新技术及趋势发展前沿、航空发动机试车工艺和航空发动机装配工艺视频等[6]。
四、结论
以2016版教学方案为指导，以《航空发动机制造与维修》2016版教学大纲为依据，建设民航特色的优质教学资源，可丰富教学内容，激发学生自主学习能力，加深对理论知识的掌握，加强师生互动，满足2016版教学大纲的教学要求和教学目标，提高教学质量。
参考文献：
[1]张春艳.虚拟与实物相结合的实训教学方法研究[J].成才之路，2015，32（02），59.
[2]朱林林，王国中，滕国伟，等.Iclass在课堂教学中的运用[J].教育教学论坛，2018，43（44），156-157.
[3]张青，闫国华，郭庆，等.结合3D打印的民航发动机增强现实移动端实验系统开发[J].实验技术与管理2018，35（07），104-108.
[4]罗和平，王彪，汲军.航空发动机典型零部件数控加工技术研究[J].机械制造，2017，55（04），46-49.
[5]吴予忠，张渝舜，赵新宇，等.基于Unity3D的航空发动机虚拟维修仿真系统的开发[J].科技创新导报，2018，15（10），15-16.
[6]李旻，张铁，胡广华.基于网络教学的机械精度设计课程教学模式改革与实践[J].装备制造技术2017，05（04），262-264.
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