時(shí)間：2023-09-27 16:08:54
序論：在您撰寫(xiě)航空航天概論重點(diǎn)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：飛行器設(shè)計(jì)與工程；專業(yè)課程；通識(shí)課程；航空概論
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）47-0144-03
一、航空類專業(yè)課程體系簡(jiǎn)介
在教育部本科專業(yè)目錄中，航空航天類專業(yè)有飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程、飛行器質(zhì)量與可靠性、飛行器環(huán)境與生命保障工程、飛行器適航技術(shù)和航空航天工程等7個(gè)。目前，鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院開(kāi)設(shè)了前3個(gè)專業(yè)，均歸屬于航空工程學(xué)院。以飛行器設(shè)計(jì)與工程為例，在第1學(xué)期設(shè)置了“飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)導(dǎo)論”課程（16學(xué)時(shí)）、第2學(xué)期設(shè)置了“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”專業(yè)必修課（32學(xué)時(shí)）作為專業(yè)學(xué)習(xí)的前導(dǎo)課。第1―5學(xué)期，學(xué)校設(shè)置了“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“理論力學(xué)”和“材料力學(xué)”等公共基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課；第4―7學(xué)期則按照飛機(jī)設(shè)計(jì)的各個(gè)子學(xué)科，設(shè)置了“通用航空技術(shù)”、“空氣動(dòng)力學(xué)”、“飛行器總體設(shè)計(jì)”、“無(wú)人機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論”、“飛行器專業(yè)英語(yǔ)閱讀”和“飛行器專業(yè)技術(shù)講座”等專業(yè)課程。
從課程設(shè)置上可以看出，“飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)導(dǎo)論”和“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”課程主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)基本情況和學(xué)科領(lǐng)域的整體性把握，屬于專業(yè)通識(shí)性課程。而在專業(yè)課中滲透通識(shí)意識(shí)，對(duì)教師也提出了更高的要求[1，2]。經(jīng)過(guò)這兩門(mén)課程的前期引領(lǐng)和必要的數(shù)理、力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生再按照飛機(jī)種類和飛機(jī)設(shè)計(jì)各分支學(xué)科的特點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)課學(xué)習(xí)。可以說(shuō)，“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”的各個(gè)章節(jié)基本上對(duì)應(yīng)了后續(xù)專業(yè)課的主要范圍，具有非常重要的地位。
在教學(xué)實(shí)踐中，我們也發(fā)現(xiàn)，激波、升力、機(jī)翼結(jié)構(gòu)、飛機(jī)穩(wěn)定性和操縱性等概念盡管在“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”課程中已講授，但在相應(yīng)的專業(yè)課學(xué)習(xí)中，學(xué)生仍覺(jué)吃力。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原因主要有兩點(diǎn)：第一，專業(yè)課程數(shù)學(xué)公式較多，而數(shù)學(xué)、物理等公共基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)效果一般，有畏難心理；第二，不知所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用情況，知其然而不知其所以然。針對(duì)航空類專業(yè)的課程體系，探索研究專業(yè)通識(shí)課程與后續(xù)專業(yè)課程的聯(lián)系，對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。
二、“航空概論”通識(shí)類課程的建設(shè)情況
航空概論是學(xué)校面向非航空專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)通識(shí)課程（24學(xué)時(shí)），內(nèi)容主要包括航空航天基本概念、航空發(fā)展概況及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)、我國(guó)航空工業(yè)、空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、飛行原理、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等[3]，考核方式為期末半開(kāi)半閉考試。此外，針對(duì)國(guó)際本科學(xué)術(shù)互認(rèn)課程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）項(xiàng)目的雙語(yǔ)版航空概論（32學(xué)時(shí)），內(nèi)容較普通版更為豐富，更強(qiáng)調(diào)課堂參與和團(tuán)隊(duì)協(xié)作，考核方式為平時(shí)作業(yè)、表現(xiàn)和期末設(shè)計(jì)報(bào)告。
航空概論被列入學(xué)校的特色課程組合中，除航空專業(yè)外，其余專業(yè)的學(xué)生均須從特色課程組合中選修一門(mén)。學(xué)校每年的本科生招生人數(shù)近7000人，日常教學(xué)任務(wù)較為飽滿，考慮到學(xué)校招生專業(yè)包括財(cái)經(jīng)類、管理類和藝術(shù)類等，學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)參差不齊，在講授時(shí)一般避免進(jìn)行復(fù)雜公式的推導(dǎo)，多采用類比法和案例法講解。
此外，學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和發(fā)展定位與傳統(tǒng)的三所航空重點(diǎn)高校（北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)和南京航空航天大學(xué)）以及其他高職高專類院校存在明顯區(qū)別，市場(chǎng)上已有的航空概論教材并不能完全滿足我們的教學(xué)需求。經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，學(xué)校主編并出版了《航空概論》教材，并將“航空概論”課作為學(xué)校慕課平臺(tái)課程體系的第一批建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)，通過(guò)網(wǎng)上課堂與實(shí)際課堂相結(jié)合的形式，探索“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)理念在航空類通識(shí)課程中的應(yīng)用效果?，F(xiàn)在，此項(xiàng)工作正在穩(wěn)步開(kāi)展中。
三、航空類專業(yè)課程與“航空概論”課程貫通建設(shè)
為了盡可能利用現(xiàn)有資源，我們對(duì)航空類專業(yè)課程和“航空概論”課程進(jìn)行了統(tǒng)籌處理，并嘗試進(jìn)行貫通建設(shè)，主要包括如下措施。
1.教具的開(kāi)發(fā)和使用?！帮w行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)導(dǎo)論”開(kāi)設(shè)于第1學(xué)期，是飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)學(xué)生的一門(mén)必修課，其中理論課為8個(gè)學(xué)時(shí)，主要介紹專業(yè)課程特點(diǎn)、發(fā)展現(xiàn)況和就業(yè)方向；實(shí)踐課為8個(gè)學(xué)時(shí)，要求學(xué)生以小組形式設(shè)計(jì)制作飛機(jī)模型，主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)飛機(jī)的認(rèn)識(shí)以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力?！皩I(yè)綜合性設(shè)計(jì)與制作”開(kāi)設(shè)于第7學(xué)期，為專業(yè)必修實(shí)踐類課程，為期兩周，要求學(xué)生按照總體設(shè)計(jì)指標(biāo)完成飛機(jī)的總體概念設(shè)計(jì)，制作出模型。
關(guān)鍵詞：航空概論；教學(xué)方法；教學(xué)手段
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）37-0172-02
航空航天技術(shù)是表征一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志，是力學(xué)、熱力學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料學(xué)、自動(dòng)控制理論、電子技術(shù)、噴氣推進(jìn)技術(shù)及制造工藝等技術(shù)的綜合體現(xiàn)[1]，是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)防實(shí)力，工業(yè)實(shí)力和科研實(shí)力的重要指標(biāo)之一。近年來(lái)，國(guó)家大力發(fā)展航空航天事業(yè)，為了振興國(guó)家，促進(jìn)我國(guó)航空航天事業(yè)的快速發(fā)展。很多航空航天類的院校比如北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等相繼開(kāi)設(shè)了公共選修課《航空航天概論》，受到在校大學(xué)生的一致認(rèn)可，特別是“神舟號(hào)”系列載人飛船發(fā)射成功以后，航空航天知識(shí)受到更多學(xué)生的關(guān)注[2]。因此，開(kāi)設(shè)公共選修課《航空航天概論》，普及航空航天的基礎(chǔ)知識(shí)，日益受到學(xué)生們的歡迎。
《航空概論》課程是我校（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)）針對(duì)航空特色面向全校開(kāi)設(shè)的公共選修課程。本課程的開(kāi)設(shè)目的有兩方面：一是使學(xué)生初步建立航空技術(shù)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)。二是拓寬學(xué)生的視野，擴(kuò)大知識(shí)面，培養(yǎng)他們學(xué)航空、愛(ài)航空、投身于航空事業(yè)的興趣，使他們初步建立航空工程意識(shí)，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。
一、本課程的教學(xué)現(xiàn)狀
《航空概論》作為一門(mén)全校公選課，開(kāi)設(shè)對(duì)象以低年級(jí)學(xué)生為主，選課的學(xué)生人數(shù)多，學(xué)生專業(yè)知識(shí)背景很復(fù)雜，層次參差不齊，而且這門(mén)課程涉及的學(xué)科也比較多，其中有些理論知識(shí)，例如空氣動(dòng)力學(xué)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)很多學(xué)生來(lái)說(shuō)比較抽象、難理解，特別是人文社科類的學(xué)生，感覺(jué)課程內(nèi)容枯燥、機(jī)械呆板，提不起學(xué)習(xí)的興趣。在教學(xué)中，教師講課費(fèi)勁，學(xué)生厭學(xué)，難以取得良好的教學(xué)效果，這種情況下，迫切需要采取合適的教學(xué)方法和手段，優(yōu)化教學(xué)效果。
二、教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
《航空概論》是一門(mén)關(guān)于航空方面知識(shí)介紹的基礎(chǔ)課程，基于課程的性質(zhì)和目的考慮，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該通俗易懂，不能有太多專業(yè)性很強(qiáng)的詞匯，要注意擴(kuò)寬知識(shí)面、保持內(nèi)容的系統(tǒng)性，反映出科學(xué)前沿，同時(shí)還需要不斷加強(qiáng)趣味性與知識(shí)性，在實(shí)際當(dāng)中要注意教學(xué)內(nèi)容的豐富多彩，比如有鳥(niǎo)類飛行可延伸到現(xiàn)在飛機(jī)，有放風(fēng)箏延伸到飛行原理，進(jìn)而講解飛機(jī)的構(gòu)造原理，讓學(xué)生在感興趣的事例中汲取航空知識(shí)。這樣做即可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)，又可以達(dá)到科學(xué)普及的目的。
三、教學(xué)方法的多樣化
《航空概論》是一門(mén)以基礎(chǔ)知識(shí)為主的課程，信息量大，且大多數(shù)內(nèi)容以講述為主。為了避免課堂教學(xué)枯燥乏味，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在授課時(shí)，應(yīng)該采用多樣化的教學(xué)方法。作為授課教師，通過(guò)不斷的探索，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的老教師，總結(jié)了以下幾種教學(xué)方法：
（一）互動(dòng)、自主式教學(xué)方法
“教”與“學(xué)”是相輔相成的，缺一不可。若要提高教學(xué)效率，就要讓學(xué)生充分參與到教學(xué)過(guò)程中，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。例如為了讓學(xué)生更了解世界航空發(fā)展歷史，教學(xué)中可布置作業(yè)，讓學(xué)生收集自己感興趣的航空器的各種資料，包括航空器的圖片、型號(hào)、性能、發(fā)展概況等，然后上臺(tái)介紹給大家，通過(guò)收集、講解的方式，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，增加課堂的趣味性，同時(shí)擴(kuò)大知識(shí)面，增長(zhǎng)更多課本之外的知識(shí)。
（二）啟發(fā)、聯(lián)想、討論式教學(xué)方法
在講述某些章節(jié)內(nèi)容時(shí)，要注意啟發(fā)學(xué)生的想象力，激發(fā)學(xué)生興趣，強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)和知識(shí)遷移的能力。例如，在講解伯努利定理時(shí)，由于公式內(nèi)容比較抽象，學(xué)生不容易理解和記憶，如果直接向?qū)W生灌輸定理的內(nèi)容和公式，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不是很理想。在這種情況下，可以設(shè)定一系列問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生自己推導(dǎo)出定理的內(nèi)容。具體授課過(guò)程：兩只手各拿一張紙，向紙中間吹氣，讓學(xué)生觀察。問(wèn)題1：發(fā)生了什么現(xiàn)象，學(xué)生答兩張紙相吸了。問(wèn)題2：兩張紙為什么會(huì)相吸，學(xué)生答兩張紙中間的壓強(qiáng)變小了。問(wèn)題3：壓強(qiáng)代表的是空氣中的那種能量？學(xué)生答“勢(shì)能”。問(wèn)題4：當(dāng)壓強(qiáng)減小時(shí)，空氣中哪個(gè)參數(shù)變大了？學(xué)生回答“速度”。問(wèn)題5：速度代表著空氣的哪種能量？學(xué)生回答“動(dòng)能”。問(wèn)題6：當(dāng)速度增加時(shí)壓強(qiáng)為什么會(huì)減小？引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、相互討論，再進(jìn)一步引導(dǎo)，勢(shì)能和動(dòng)能的關(guān)系，以及能量守恒定律，最后總結(jié)出伯努利定律的相關(guān)知識(shí)。通過(guò)這種問(wèn)答式的教學(xué)模式，讓學(xué)生自主參加到課堂中，主動(dòng)思考，積極討論，提高了學(xué)習(xí)興趣。增強(qiáng)教學(xué)效果，對(duì)所學(xué)的知識(shí)記憶更加牢固。
四、教學(xué)手段的多樣性
教學(xué)手段的多樣性對(duì)提高課程的教學(xué)效果和質(zhì)量具有十分顯著的作用。對(duì)于綜合性強(qiáng)、信息量大的航空概論，采用多種教學(xué)手段，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，讓學(xué)生盡可能多的去了解航空知識(shí)，顯得尤為重要[4]。因此要不斷的改進(jìn)教學(xué)手段，充分利用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)課程、慕課、課外實(shí)踐等方式，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)快捷、高效的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量。
（一）多媒體教學(xué)
多媒體技術(shù)集聲音、圖片、視頻、動(dòng)畫(huà)、文字于一體，有著文字信息無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。很多的知識(shí)比如講解燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，如果僅僅依靠課本上的文字和教師的口述，學(xué)生很難形成直觀的印象，甚至費(fèi)勁口舌，也無(wú)法讓學(xué)生真正的理解。而采用多媒體的形式，通過(guò)視頻和動(dòng)畫(huà)把氣流在發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的工作過(guò)程進(jìn)行完整的演示，可以非常直觀和形象的把信息表達(dá)出來(lái)[4]，便于學(xué)生理解、加深印象，獲得良好的教學(xué)效果。
（二）網(wǎng)絡(luò)課程開(kāi)設(shè)
我校結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)際，開(kāi)通了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，并為每個(gè)教師和學(xué)生設(shè)置了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)賬號(hào)，教師可以通過(guò)自己的平臺(tái)，上傳一些與課程相關(guān)的資料。可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建立：（1）飛機(jī)圖片庫(kù)。將國(guó)內(nèi)外典型的軍用、民用飛機(jī)的形狀，特征、尺寸和功能建立檔案，通過(guò)對(duì)比學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解更多飛機(jī)知識(shí)。鍛煉了學(xué)生的觀察能力，加深理解所學(xué)知識(shí)，開(kāi)闊眼界，拓寬思路。（2）飛機(jī)影片庫(kù)。把一些戰(zhàn)爭(zhēng)場(chǎng)面中飛機(jī)的飛行狀況和性能通過(guò)影片展現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生身臨其境，在感受戰(zhàn)爭(zhēng)的殘酷性的同時(shí)更加意識(shí)到飛機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要作用，增強(qiáng)學(xué)生航空?qǐng)?bào)國(guó)、為國(guó)爭(zhēng)光的主人翁意識(shí)和責(zé)任感[5]。（3）老師可以將課程的重點(diǎn)難點(diǎn)上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，與學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行答疑解惑。學(xué)生隨時(shí)隨地可以在線學(xué)習(xí)，方便快捷，提高學(xué)習(xí)效率。
（三）慕課
慕課，英文名MOCC（Massive Open Online Course），意思為“大規(guī)模、開(kāi)放性的在線課程”，由教師負(fù)責(zé)、很多學(xué)生參與，集講課視頻、作業(yè)、互動(dòng)、測(cè)試相交織的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。將慕課翻轉(zhuǎn)課程的教學(xué)理念和教學(xué)模式應(yīng)用到《航空概論》的教學(xué)實(shí)踐中，課前學(xué)生學(xué)習(xí)在線課程，積累知識(shí)，為上課做準(zhǔn)備。課中學(xué)生充分參與到課堂中，進(jìn)行師生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的討論、交流（包括成果展示）、評(píng)價(jià)（包括學(xué)生互評(píng)）等學(xué)習(xí)活動(dòng)。一方面提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的能力，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題的能力。
（四）課外實(shí)踐活動(dòng)
為了進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以把動(dòng)手能力強(qiáng)、學(xué)有余力的學(xué)生組織起來(lái)，成立航模隊(duì)，進(jìn)行飛機(jī)模型的設(shè)計(jì)與制作。把課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)如空氣動(dòng)力學(xué)、飛行原理與實(shí)踐動(dòng)手相結(jié)合。現(xiàn)在，航模隊(duì)的學(xué)生不僅可以做出紙質(zhì)、木質(zhì)的飛機(jī)模型，還能做出可以遙控指揮的飛機(jī)模型。并且，通過(guò)自學(xué)學(xué)習(xí)遙控飛行器的技術(shù)，已經(jīng)具備航模飛行表演的能力，個(gè)別學(xué)生還參加2016年央視春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)廣州分會(huì)場(chǎng)上的飛行表演。通過(guò)課外實(shí)踐，逐步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、思考、維修飛機(jī)航模的基本能力，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、集體榮譽(yù)感的觀念。同時(shí)可以帶動(dòng)更多同學(xué)參與到航空航天科普創(chuàng)新活動(dòng)中，充分利用課余時(shí)間，發(fā)展學(xué)生的個(gè)人興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐動(dòng)手能力，增強(qiáng)了我校學(xué)生的綜合素質(zhì)。
五、結(jié)論
《航空概論》是一門(mén)涉及多學(xué)科多領(lǐng)域的綜合性課程，且選課學(xué)生的背景專業(yè)存在很大差異，如果采用單一的教學(xué)方法和教學(xué)手段難以滿足課程教學(xué)的需要，因此進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)是現(xiàn)實(shí)教學(xué)發(fā)展的需要。通過(guò)一系列的措施和教學(xué)改進(jìn)，提高了學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力，得到了良好的教學(xué)效果。
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Wen Xin， Zhang Wenhao， Qin Yuqi
Shenyang University of Aeronautics and Astronautics， Shenyang， 110136， China
Abstract： Discussed the problem of knowledge structure which Chinese colleges and universities facing problems at the present stage， combining with the aerospace and aerospace general education. By their own personal experience， the author summed up the content， meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. Based on the analysis of various problems related to the “Introduction to aerospace technology” as a liberal textbook， this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.
Key words： quality-oriented education； general education； aeronautics and astronautics
隨著高校課程改革的不斷深入，通識(shí)教育在高等教育中的地位和作用越來(lái)越受到重視。與此同時(shí)，由于科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，航空航天技術(shù)開(kāi)始走進(jìn)人們的日常生活，并影響著人們的思維和觀念。特別是近幾年來(lái)我國(guó)航天事業(yè)取得了世界矚目的輝煌成就，更加引起人們對(duì)航空航天技術(shù)的關(guān)注。為了適應(yīng)時(shí)展的需要，目前國(guó)內(nèi)很多知名高校先后成立航空航天專業(yè)，如清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)和西安交通大學(xué)等高校。與此同時(shí)，一些普通高校，如南京財(cái)經(jīng)大學(xué)，也將航空與航天（也有的學(xué)校稱為航空航天技術(shù)概論或航空航天技術(shù)博覽）作為通識(shí)課。筆者結(jié)合自己的授課經(jīng)歷和體會(huì)，并參考?xì)W美高校開(kāi)設(shè)通識(shí)課的教學(xué)模式，探究航空與航天通識(shí)教育教學(xué)內(nèi)容、目的和方法等。
1 我國(guó)專業(yè)化教育模式的問(wèn)題與通識(shí)教育
1.1 現(xiàn)階段我國(guó)高校人才培養(yǎng)模式面臨的問(wèn)題
我國(guó)現(xiàn)階段的專業(yè)化教育模式是高等教育在特定時(shí)期（20世紀(jì)80年代）和特定社會(huì)背景（生產(chǎn)力亟待恢復(fù)）中的選擇，這個(gè)選擇盡管在當(dāng)時(shí)有合理性，并對(duì)我國(guó)社會(huì)發(fā)展起到了積極作用，但卻不適應(yīng)今天社會(huì)發(fā)展的需要。
我國(guó)目前的高等教育過(guò)分強(qiáng)調(diào)專業(yè)劃分，把學(xué)生的學(xué)習(xí)限制在一個(gè)狹窄的知識(shí)領(lǐng)域內(nèi)，不利于學(xué)生全面發(fā)展。過(guò)去大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)中的“專業(yè)對(duì)口”已經(jīng)不再是一個(gè)最優(yōu)目標(biāo)了，高等教育的專業(yè)化做得越好，學(xué)生就越難適應(yīng)變換了的工作，面臨的情況可能就越糟糕。
社會(huì)和技術(shù)發(fā)展日新月異，舊的工作崗位不斷消失，新的工作崗位不斷出現(xiàn)，高校里專業(yè)調(diào)整的步伐，無(wú)法跟上社會(huì)職業(yè)更新的速度。應(yīng)對(duì)工作崗位的變化，既要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，又要培養(yǎng)學(xué)生的“一般”能力。
1.2 通識(shí)教育起源和目的
通識(shí)教育，國(guó)外稱“General Education”，也稱為“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。
通識(shí)教育源于19世紀(jì)[6-8]，當(dāng)時(shí)大學(xué)的學(xué)術(shù)分科過(guò)于精細(xì)、知識(shí)被嚴(yán)重割裂，于是提出通識(shí)教育，目的是讓學(xué)生對(duì)不同學(xué)科的知識(shí)有所了解，將不同領(lǐng)域的知識(shí)融會(huì)貫通。20世紀(jì)，通識(shí)教育成為歐美大學(xué)的必修科目。今天，歐美大學(xué)仍在不斷完善其通識(shí)教育。如哈佛大學(xué)的通識(shí)教育有著悠久的歷史，目前已經(jīng)經(jīng)歷五次較大的通識(shí)教育改革[7-10]。
在我國(guó)，通識(shí)教育的思想源遠(yuǎn)古代?！兑捉?jīng)》主張“君子多識(shí)前言往行”，《中庸》主張做學(xué)問(wèn)應(yīng)“博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之”。古人認(rèn)為博學(xué)多識(shí)就可達(dá)到出神入化，融會(huì)貫通?！墩摵狻氛J(rèn)為“博覽古今為通人”。所以，通識(shí)教育旨在培養(yǎng)“通才”，它的培養(yǎng)目的是提高人的整體素質(zhì)，強(qiáng)調(diào)整合不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，重視培養(yǎng)人的思維方法及敏銳的洞察力，同時(shí)也重視培養(yǎng)人的情志等。
2 航空與航天通識(shí)教育的意義
航空與航天課程在我國(guó)一直是航空航天專業(yè)院校的公共必修課[1，2]，其目的首先是為學(xué)生未來(lái)從事航空航天及其相關(guān)領(lǐng)域工作培養(yǎng)興趣，更主要的是為學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，它在很大程度上起到了專業(yè)導(dǎo)論的作用。
近年來(lái)，我國(guó)一些普通高校將航空與航天課程納入通識(shí)教育，其教學(xué)目的包括如下幾個(gè)方面。
2.1 提高大學(xué)生的整體文化素質(zhì)
大學(xué)教育的目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才，開(kāi)展通識(shí)教育不僅能增加大學(xué)生專業(yè)課以外的知識(shí)，還可以拓寬學(xué)生的眼界。航空與航天課程，不僅可以幫助學(xué)生了解有關(guān)航空航天的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)還能潛移默化地影響學(xué)生的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。
2.2 提升大學(xué)生的民族自豪感
中國(guó)作為東方的文明古國(guó)，向往飛翔的夢(mèng)想由來(lái)已久，嫦娥奔月的美麗傳說(shuō)，萬(wàn)戶飛天的勇敢實(shí)踐，表明了古老的中國(guó)人渴望飛向藍(lán)天的美好愿望。通過(guò)航空與航天課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展和取得的矚目成績(jī)，學(xué)習(xí)偉大的航天精神，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心。
2.3 鼓勵(lì)大學(xué)生在困難面前勇于攀登
學(xué)生通過(guò)航空與航天課程的學(xué)習(xí)，了解航天先驅(qū)身上所具有的優(yōu)秀品質(zhì)和堅(jiān)忍不拔的毅力。在航天開(kāi)拓者的眼里，“只有想不到的事情，沒(méi)有做不到的事情”，通過(guò)這樣的教育，激發(fā)學(xué)生努力奮進(jìn)，敢于開(kāi)拓創(chuàng)新。
2.4 啟發(fā)學(xué)生規(guī)劃未來(lái)人生
航空與航天知識(shí)可以啟發(fā)和拓展人們的思維，尤其是航天器的出現(xiàn)，極大地推進(jìn)了人類對(duì)宇宙的探索，人們對(duì)宇宙了解得越多，就越能感受到重新思索自身存在的價(jià)值的意義。飛過(guò)天的宇航員大多存在一個(gè)共識(shí)：“地球在宇宙中是非常渺小的，生命僅僅是宇宙形成過(guò)程中的一個(gè)產(chǎn)物?！庇浀糜形幻绹?guó)宇航員說(shuō)過(guò)，“昨天的夢(mèng)想是今天的現(xiàn)實(shí)，今天的夢(mèng)想是明天的現(xiàn)實(shí)。”隨著人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，很多人開(kāi)始重新思索這些問(wèn)題，人類存在的意義何在？人類怎樣存在？
3 航空與航天通識(shí)教育的教材問(wèn)題與改革
3.1 教材方面的問(wèn)題
航空航天技術(shù)在非專業(yè)大學(xué)生眼里，是十分神圣的，因?yàn)橛钪娴膴W秘神秘莫測(cè)，很多大學(xué)生對(duì)航空與航天課程比較感興趣。作為通識(shí)課，目前我國(guó)沒(méi)有一本適合通識(shí)教育的教材，大多采用“代用”教材，如《航空航天技術(shù)概論》《航空航天技術(shù)》等，由此帶來(lái)很多問(wèn)題。
（1）專業(yè)性很強(qiáng)
翻開(kāi)《航空航天技術(shù)概論》教科書(shū)，插圖不少，可是大部分是平面圖、結(jié)構(gòu)圖、流程圖和設(shè)計(jì)圖。對(duì)于非工科專業(yè)的大學(xué)生而言，內(nèi)容過(guò)深，尤其是文科學(xué)生，沒(méi)有工程概念，理解起來(lái)非常困難。
（2）內(nèi)容單調(diào)乏味
細(xì)看“代用”教材的文字內(nèi)容，大多是定義和概念，枯燥乏味，對(duì)非專業(yè)學(xué)生而言，即便把這些內(nèi)容熟記于心，又有何意義？另外，由于書(shū)本的空間有限，介紹性的內(nèi)容往往類似于綱要。
（3）課后練習(xí)或思考題沒(méi)有價(jià)值
思考題是運(yùn)用大腦思考后得出答案的題目，而目前的“代用”教材章節(jié)后的思考題，不適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，以第一章課后思考題為例，“試述直升機(jī)的發(fā)展史，試述火箭、導(dǎo)彈發(fā)展史”，很多學(xué)生認(rèn)為是“百度題”，學(xué)生只要靈活運(yùn)用手中的工具，就可以“百度”到答案，這類題能算是思考題嗎？
（4）條理性很強(qiáng)帶來(lái)的問(wèn)題
航空與航天是兩個(gè)明顯不同的概念和領(lǐng)域，盡管有聯(lián)系，但對(duì)于非專業(yè)的學(xué)生而言，不能混為一談。目前的大部分“代用”教材在內(nèi)容安排上每章都是以飛行器設(shè)計(jì)為主線，航空器、航天器和導(dǎo)彈與火箭等內(nèi)容相互交叉[1，2]。如不管是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)還是航空發(fā)動(dòng)機(jī)，統(tǒng)統(tǒng)納入同一章節(jié)，對(duì)于非專業(yè)學(xué)生，理解起來(lái)稍顯費(fèi)力。再如，《飛行器構(gòu)造》這章內(nèi)容中，既有航空器的構(gòu)造，也有航天器的構(gòu)造，根據(jù)整體教學(xué)效果分析，這種航空航天結(jié)構(gòu)的相互交叉會(huì)導(dǎo)致概念的混淆。
另外，由于中國(guó)基礎(chǔ)教育多年形成的以學(xué)科為主導(dǎo)的教育模式，加之應(yīng)試教育的長(zhǎng)期導(dǎo)向作用，使基礎(chǔ)教育在單一學(xué)科教育上越來(lái)越深入，學(xué)科分化加劇，基礎(chǔ)教育功利性越來(lái)越明顯，而在人文、心靈和智慧等通識(shí)教育方面卻越來(lái)越弱化?；A(chǔ)教育已經(jīng)走向思想單一、思維狹窄、僵化，缺乏思辨性、創(chuàng)造性思維的模式，對(duì)中華民族的智慧培養(yǎng)是非常不利的。
綜上所述，航空與航天作為通識(shí)教育課程，不是必修課的陪襯，更不是專業(yè)課的附庸，其重要性并不比專業(yè)課低?！熬有苑钱愐?，善假于物也”，學(xué)好航空與航天課程，掌握其相關(guān)知識(shí)，有助于學(xué)生在以后的生活與工作中更好地開(kāi)闊思維。
3.2 教材改革的建議
對(duì)于航空與航天課程，只有拓寬知識(shí)面，全面介紹不同學(xué)科研究對(duì)象的特點(diǎn)，才能更準(zhǔn)確地反映這門(mén)課的內(nèi)涵。為使學(xué)生具備開(kāi)拓新領(lǐng)域的基礎(chǔ)，課程內(nèi)容應(yīng)具有前瞻性，把本學(xué)科領(lǐng)域的最新學(xué)術(shù)成果、最新技術(shù)引入教學(xué)內(nèi)容。在反映學(xué)科前沿的同時(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面。
航空航天技術(shù)涉及領(lǐng)域之廣是其他學(xué)科無(wú)法比擬的。因此，如何保持課程的完整性也值得探討。作為面向非航空航天專業(yè)學(xué)生的通識(shí)課，該課程內(nèi)容應(yīng)集知識(shí)性、趣味性于一體，需要教學(xué)內(nèi)容豐富多彩，由風(fēng)箏飛行延伸到飛機(jī)，由早期火箭延伸到各種導(dǎo)彈，由嫦娥奔月延伸到阿波羅飛船，由恐龍滅絕延伸到宇宙探索，讓學(xué)生在感興趣的實(shí)例中汲取航空、航天和航宇知識(shí)。國(guó)外有一本航天知識(shí)方面的書(shū)，名字起得非常好，叫“沒(méi)有公式的航空航天技術(shù)”，值得我們借鑒。
以筆者在神舟飛船、衛(wèi)星及空間防御領(lǐng)域的工作體會(huì)以及在北京、南京幾所大學(xué)講授航空與航天知識(shí)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，對(duì)于航空與航天的通識(shí)教育，其知識(shí)與內(nèi)容應(yīng)該注重“啟蒙”，致力于開(kāi)展大眾化的教育，太過(guò)學(xué)術(shù)化反而會(huì)讓人失去興趣。教材應(yīng)該具有趣味性，可以漫畫(huà)的形式展開(kāi)?，F(xiàn)在已經(jīng)有的《漫畫(huà)線性代數(shù)》《漫畫(huà)統(tǒng)計(jì)學(xué)》等一系列的趣味教科書(shū)，以漫畫(huà)的形式將知識(shí)傳授給學(xué)生，讓學(xué)生在欣賞之余學(xué)習(xí)到很多知識(shí)，兩全其美。航空與航天通識(shí)教育課程的教科書(shū)可以參照這種形式。
1基于工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下課程體系改革發(fā)展概況
工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)一般由八個(gè)指標(biāo)構(gòu)成，分別是學(xué)生、專業(yè)教育目標(biāo)、學(xué)生成果、持續(xù)改進(jìn)、課程體系、師資力量、教學(xué)設(shè)施、學(xué)校支持等。其中工程教育專業(yè)認(rèn)證中的課程設(shè)置，為了能支持畢業(yè)要求的達(dá)成，課程體系設(shè)計(jì)有企業(yè)或行業(yè)專家參與。我國(guó)各高校在啟動(dòng)工程教育專業(yè)認(rèn)證工作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)課程體系設(shè)置是否科學(xué)、合理、會(huì)規(guī)直接影響到畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力，進(jìn)而影響專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求的可達(dá)性。因此各高校針對(duì)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和要求，提出了各個(gè)專業(yè)課程體系改革的思路、做法和經(jīng)驗(yàn)。西北工業(yè)大學(xué)的張清江等通過(guò)調(diào)研我國(guó)工程教育與專業(yè)認(rèn)證發(fā)展歷程，對(duì)我國(guó)航空航天專業(yè)與其他已獲得資格專業(yè)進(jìn)行對(duì)比分析。并結(jié)合國(guó)際航空航天質(zhì)量體系認(rèn)證中的要求，從航空航天工程教育專業(yè)認(rèn)證的必要性、專業(yè)特點(diǎn)、航空航天工程教育現(xiàn)狀等角度出發(fā)進(jìn)行研究。結(jié)合現(xiàn)代中國(guó)工程教育存在的普遍問(wèn)題，提出針對(duì)航空航天類專業(yè)認(rèn)證的新方式、新方法，并對(duì)航空航天工程教育專業(yè)認(rèn)證需要注意的特性進(jìn)行討論。遼寧石油化工大學(xué)馬會(huì)強(qiáng)等依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)為例，通過(guò)明確培養(yǎng)目標(biāo)，解析培養(yǎng)要求，從課程設(shè)置、實(shí)踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了課程體系改革探索。廣東石油化工學(xué)院任紅衛(wèi)等分析了我國(guó)工程教育的現(xiàn)狀，并探討了在工程教育專業(yè)背景下電氣專業(yè)的教學(xué)改革方法，從而提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。浙江工業(yè)大學(xué)姜理英等人基于對(duì)工程教育專業(yè)論證的國(guó)際比較，結(jié)合環(huán)境工程教育專業(yè)認(rèn)證的必要性，從培養(yǎng)計(jì)劃的調(diào)整、課程體系的優(yōu)化、實(shí)踐教學(xué)的強(qiáng)化和師資隊(duì)伍的提升四個(gè)方面，綜合系統(tǒng)地提出了對(duì)環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面優(yōu)化和提升的路徑。張秋根等人根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)規(guī)范和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，以南昌航空大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)為例，對(duì)其核心課程體系設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容兩方面進(jìn)行了優(yōu)化與規(guī)范的探討。為了重視國(guó)際認(rèn)證的引領(lǐng)作用，加強(qiáng)專業(yè)辦學(xué)品牌建設(shè)，突出南京航空航天大學(xué)能動(dòng)專業(yè)的航空航天辦學(xué)特色，緊跟國(guó)內(nèi)能動(dòng)專業(yè)人才需要，提升其人才培養(yǎng)質(zhì)量與專業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，從而拓寬自身生存發(fā)展空間，因此需要開(kāi)展基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的能動(dòng)專業(yè)課程體系改革。
2基于工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下南航能動(dòng)專業(yè)課程體系優(yōu)化
通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外本科院校工程教育專業(yè)認(rèn)證的分析與研究，利用對(duì)中國(guó)近幾年的專業(yè)認(rèn)證與評(píng)估成果的調(diào)查與研究，對(duì)其進(jìn)行梳理，依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證中課程設(shè)置要求，依據(jù)南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院能動(dòng)專業(yè)建設(shè)相關(guān)內(nèi)容與特色，以培養(yǎng)具有航空航天特色的工程教育專業(yè)人才為目標(biāo)，對(duì)南京航空航天大學(xué)能動(dòng)專業(yè)課程體系進(jìn)行優(yōu)化。以培養(yǎng)要求為基準(zhǔn)，著手對(duì)課程體系進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)本科培養(yǎng)大綱進(jìn)行相應(yīng)的修訂，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。確定能源與動(dòng)力專業(yè)學(xué)生在校期間應(yīng)修總學(xué)分?jǐn)?shù)不能少于180學(xué)分。
2.1數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程能源與動(dòng)力專業(yè)數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程是指該專業(yè)學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)課程，主要包括高等數(shù)學(xué)（11學(xué)分）、大學(xué)物理（6.5學(xué)分）、大學(xué)英語(yǔ)模塊（10學(xué)分）、C++語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（3學(xué)分）等方面共六門(mén)課程，總共30.5個(gè)學(xué)分。因此能源與動(dòng)力專業(yè)數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程占總學(xué)分的比例約為17％，達(dá)到了工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中至少占總學(xué)分的15%的要求。
2.2工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程主要體現(xiàn)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)在該專業(yè)應(yīng)用能力培養(yǎng)，而專業(yè)類課程主要體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)。其中工程基礎(chǔ)類課程主要包括電子電工技術(shù)（5學(xué)分）、理論力學(xué)（3學(xué)分）、材料力學(xué)（3學(xué)分）、工程圖學(xué)（4.5學(xué)分）以及機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（3學(xué)分）等課程，總共為18.5個(gè)學(xué)分；專業(yè)基礎(chǔ)類課程主要包括工程流體力學(xué)（3學(xué)分）、工程熱力學(xué)（3學(xué)分）、傳熱學(xué)（3學(xué)分）和化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（2學(xué)分）等課程，總共為11個(gè)學(xué)分。因此工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程必須要修滿至少29.5個(gè)學(xué)分。對(duì)于專業(yè)類課程，由于能源與動(dòng)力專業(yè)具體有兩個(gè)培養(yǎng)方向:方向一為熱能動(dòng)力方向，主要陪養(yǎng)就業(yè)方向?yàn)楹娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)、地面燃?xì)廨啓C(jī)等相關(guān)單位；方向二為能源利用方向，主要培養(yǎng)的就業(yè)方向?yàn)殡姀S、新能源以及制冷等相關(guān)單位。因此其專業(yè)類課程既有相同的專業(yè)課程，也有自身特色的課程。其中燃燒原理（2.5學(xué)分）、燃?xì)廨啓C(jī)原理與構(gòu)造（3學(xué)分）、熱能綜合利用（2學(xué)分）、熱交換器原理與設(shè)計(jì)（2.5學(xué)分）以及熱工測(cè)量原理與方法（2學(xué)分）等，總共12個(gè)學(xué)分，這些課程為能源與動(dòng)力專業(yè)兩個(gè)培養(yǎng)方向都必須學(xué)習(xí)的專業(yè)類課程。另外每個(gè)培養(yǎng)方向又有其特定的專業(yè)類課程必須選修，其中熱能動(dòng)力方向?qū)I(yè)類課程包括葉輪機(jī)原理（2.5學(xué)分）、燃?xì)廨啓C(jī)控制原理及應(yīng)用（2學(xué)分）、燃燒技術(shù)與分析（2學(xué)分）、內(nèi)燃機(jī)原理與構(gòu)造（2學(xué)分）、工程傳質(zhì)與應(yīng)用（2學(xué)分）等共9門(mén)課程；能源利用方向?qū)I(yè)類課程包括泵與風(fēng)機(jī)（2學(xué)分）、供熱工程（2學(xué)分）、鍋爐原理（2學(xué)分）、制冷原理與技術(shù)（2學(xué)分）、可再生能源利用技術(shù)（2學(xué)分）以及熱力發(fā)電技術(shù)概論（2學(xué)分）等共10門(mén)課程。無(wú)論學(xué)生學(xué)習(xí)哪個(gè)方向，共同學(xué)習(xí)的專業(yè)類課程與特定選修的專業(yè)課程之和必須要修滿至少28個(gè)學(xué)分。因此,工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程必須要修滿的學(xué)分?jǐn)?shù)為：29.5＋28＝57.5學(xué)分，因此該類課程學(xué)分占總學(xué)分的比例約為32％，達(dá)到了工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中至少占總學(xué)分的30%的要求。
2.3工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)能源與動(dòng)力專業(yè)設(shè)計(jì)完善的實(shí)踐教學(xué)體系，主要包括以下幾個(gè)方面：(1)軍事訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的吃苦耐力與過(guò)硬的身體素質(zhì)；(2)各種課程的課程設(shè)計(jì)，如:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、電工與電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、C++語(yǔ)言課程設(shè)計(jì)等，主要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各門(mén)基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)際應(yīng)用能力；(3)工程訓(xùn)練，主要包括機(jī)械加工方面的車、磨、銑、刨、鑄造以及焊接等金工實(shí)習(xí)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力；(4)下廠實(shí)習(xí)，大三暑假期間，在指導(dǎo)老師帶領(lǐng)下去中航工業(yè)集團(tuán)下屬的企業(yè)或電廠進(jìn)行為期一個(gè)月的下廠實(shí)習(xí)，鍛煉學(xué)生把理論知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際中的能力；(5)畢業(yè)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)老師開(kāi)設(shè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目一般都來(lái)源于實(shí)際工程問(wèn)題，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，在大四下半年開(kāi)展為期半年的本科畢業(yè)實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、協(xié)作精神以及綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。能源與動(dòng)力專業(yè)要求學(xué)生在實(shí)踐能力與畢業(yè)設(shè)計(jì)方面修讀的總學(xué)分不低于42.5，占總學(xué)分的23.6％，達(dá)到了工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中至少占總學(xué)分的20%的要求。
2.4人文社會(huì)科學(xué)類通識(shí)教育課程能源與動(dòng)力專業(yè)在人文社會(huì)科學(xué)類通適教育課程方面主要包括以下幾個(gè)模塊：(1)通適基礎(chǔ)教育平臺(tái)，主要包括形式政策教育、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、安全教育、大學(xué)生心理健康教育等課程，共19.5個(gè)學(xué)分；(2)國(guó)防軍事模塊，包括航空航天概論、軍事高技術(shù)概論等，至少修滿1.5個(gè)學(xué)分；(3)文化素質(zhì)模塊，主要包括文化歷史、藝術(shù)鑒賞、科技基礎(chǔ)、哲學(xué)社會(huì)等課程，至少要修滿6個(gè)學(xué)分；(4)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類模塊，主要包括大學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展與規(guī)劃、創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)以及經(jīng)濟(jì)管理等課程，共5.5個(gè)學(xué)分。人文社會(huì)科學(xué)類通識(shí)教育課程總共需修滿32.5個(gè)學(xué)分，占總學(xué)分的18％，達(dá)到了工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中至少占總學(xué)分的15%的要求，使學(xué)生在從事工程設(shè)計(jì)時(shí)能夠考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、倫理等各種制約因素。
2.5航空航天特色類課程的設(shè)置為了突出南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力專業(yè)的航空航天特色，在開(kāi)設(shè)的課程中，如國(guó)防軍事模塊、專業(yè)類課程以及工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)中，課程教學(xué)內(nèi)容包含濃郁的航空航天特色，由于指導(dǎo)老師所從事的科研項(xiàng)目都是來(lái)自于國(guó)防工業(yè)集團(tuán)，具有豐富的研究經(jīng)驗(yàn)，因此在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的講課過(guò)程中，所列舉的實(shí)例都是以航空航天為背景的工程問(wèn)題，特別是畢業(yè)設(shè)計(jì)和下廠實(shí)習(xí)，因此在能源與動(dòng)力專業(yè)課程優(yōu)化過(guò)程中，充分突出了南京航空航天大學(xué)的航空航天特色。
2.6注重科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)直觀重要的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，因此積極創(chuàng)造條件讓學(xué)生能夠在大學(xué)期間積極的參與科技創(chuàng)新活動(dòng)。主要包括：(1)鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種科技類競(jìng)賽，如:流體力學(xué)大賽、節(jié)能減排大賽、開(kāi)設(shè)卓越班等，并且科技競(jìng)賽獲得獎(jiǎng)勵(lì)的同學(xué)在保研方面給予政策上的傾斜；(2)安排學(xué)生參與教師的科學(xué)研究工作，讓學(xué)生在參與科研過(guò)程中更好的掌握好該專業(yè)的理論知識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，拓展學(xué)生的科研視野。
2.7學(xué)習(xí)進(jìn)程大學(xué)生本科期間的各門(mén)課程是相互銜接的，因此需要考慮課程之間的匹配與銜接，如圖1所示。學(xué)習(xí)進(jìn)程主要分成了三部分:一是基礎(chǔ)課程，包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)等;二是學(xué)科基礎(chǔ)，包括結(jié)構(gòu)和流體力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)方面的課程;三是專業(yè)課程，主要包括了熱能動(dòng)力和能源綜合利用兩個(gè)方向的相關(guān)課程。整個(gè)課程體系分為三條線:第一是流體和熱學(xué)相關(guān)的課程，如流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)等；第二是結(jié)構(gòu)力學(xué)方面，包括理論力學(xué)、材料力學(xué)等;第三是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言方面的課程。因此在安排各門(mén)課程的學(xué)期上需要考慮上述課程銜接問(wèn)題，從而最終制定出合理的能源與動(dòng)力工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃表。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞：航空航天材料;專業(yè)英語(yǔ);教學(xué);改革
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）40-0092-02
航空航天材料是指飛行器及其動(dòng)力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一，也是材料科學(xué)中富有開(kāi)拓性的一個(gè)分支。飛行器及其裝置的設(shè)計(jì)，不斷地向材料工程提出新的課題，推動(dòng)了航空航天材料科學(xué)的進(jìn)步。各種先進(jìn)材料的出現(xiàn)也為飛行器及其裝置的設(shè)計(jì)提供更多的可設(shè)計(jì)性，極大地促進(jìn)了航空航天技術(shù)的發(fā)展。因此，先進(jìn)航空航天材料的開(kāi)發(fā)、研究與應(yīng)用反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平與航空航天技術(shù)，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力與國(guó)際影響力。因此，各國(guó)都把先進(jìn)材料的研究和開(kāi)發(fā)放在重要地位。盡管我國(guó)近年來(lái)在航空航天材料的研發(fā)方面取得了巨大進(jìn)展，但仍然與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大的差距。因此，需要不斷學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。而國(guó)外相關(guān)資料都是英文出版，這就需要航空航天材料方向的學(xué)生具有較高的材料科學(xué)與工程專業(yè)英語(yǔ)的聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)能力，以完成獲取專業(yè)所需信息等任務(wù)。
材料科學(xué)與工程專業(yè)英語(yǔ)是一門(mén)語(yǔ)言應(yīng)用與材料專業(yè)知識(shí)緊密結(jié)合的課程。它不但涉及英語(yǔ)科技文體的語(yǔ)法特征和材料專業(yè)技術(shù)文獻(xiàn)的語(yǔ)言特點(diǎn)，而且涉及一定的專業(yè)技術(shù)內(nèi)容及科技信息交流。課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的專業(yè)文獻(xiàn)的閱讀能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的聽(tīng)、說(shuō)、寫(xiě)、譯能力，使學(xué)生能夠熟練應(yīng)用英語(yǔ)交流、獲取知識(shí)。同時(shí)促進(jìn)學(xué)生掌握良好的語(yǔ)言學(xué)習(xí)方法，提高文化素養(yǎng)，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和航空航天技術(shù)進(jìn)步的需要。課程的教學(xué)目標(biāo)是：掌握一定量的與材料科學(xué)與工程專業(yè)有關(guān)的常用單詞和常用詞組，并掌握一定的構(gòu)詞法知識(shí)，具有識(shí)別生詞的能力，能順利閱讀專業(yè)相關(guān)的英文原版教科書(shū)、參考書(shū)及專業(yè)論文。但現(xiàn)行的教學(xué)模式在教學(xué)管理與培養(yǎng)方式中存在許多問(wèn)題亟待解決，目前也沒(méi)有針對(duì)航空航天方向的材料科學(xué)與工程專業(yè)英語(yǔ)教材。因此，迫切需要完善教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方式，改編教材，以全面提高材料科學(xué)與工程專業(yè)英語(yǔ)的教學(xué)質(zhì)量。
一、改編現(xiàn)有專業(yè)教材，擴(kuò)展學(xué)生專業(yè)視野
瀏覽現(xiàn)有大部分的《材料科學(xué)與工程專業(yè)英語(yǔ)》教材可發(fā)現(xiàn)，內(nèi)容基本是《材料科學(xué)概論》或《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的英文版本的改編，實(shí)際是英文版的專業(yè)教材，不具專業(yè)英語(yǔ)教材特點(diǎn)。而且教材內(nèi)容的更新速度慢，與國(guó)際上材料科學(xué)的快速發(fā)展不相適應(yīng)，學(xué)生閱讀起來(lái)單調(diào)、枯燥。因此，在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上，急需編寫(xiě)新版實(shí)用性教材。新版教材需兼顧英語(yǔ)的語(yǔ)法特點(diǎn)和材料專業(yè)技術(shù)知識(shí)，既強(qiáng)調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)又涵蓋國(guó)際研究前沿趨勢(shì)。
從提高學(xué)生的聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)及翻譯的綜合能力著手，按照從難到易的教材內(nèi)容順序，突出航空航天行業(yè)背景及新技術(shù)特點(diǎn)，完成《材料科學(xué)與工程專業(yè)外語(yǔ)》教材的設(shè)計(jì)與撰寫(xiě)。從教材章節(jié)編排上，按照先介紹語(yǔ)言知識(shí)后介紹材料專業(yè)的順序布局?？梢栽陂_(kāi)始的章節(jié)介紹科技英語(yǔ)的構(gòu)詞、語(yǔ)法的特點(diǎn)以及專業(yè)學(xué)術(shù)文章的撰寫(xiě)規(guī)則。隨后的幾個(gè)章節(jié)，簡(jiǎn)單介紹材料的基礎(chǔ)理論知識(shí)，學(xué)生可以結(jié)合以前學(xué)習(xí)的材料專業(yè)知識(shí)進(jìn)行這部分的學(xué)習(xí)。目的是給學(xué)生介紹英文專業(yè)詞匯，讓學(xué)生逐漸熟悉專業(yè)英語(yǔ)的閱讀。隨后，在材料學(xué)的專業(yè)知識(shí)內(nèi)容上，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)課程，著重介紹和航空航天技術(shù)緊密相關(guān)的材料研究?jī)?nèi)容，例如飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、高溫材料、隱身材料、非晶材料、太陽(yáng)能材料等。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高學(xué)生閱讀和理解專業(yè)文獻(xiàn)資料的能力，提高學(xué)生從專業(yè)文獻(xiàn)中獲取重要信息和跟蹤學(xué)術(shù)研究前沿的能力，教材還可以向?qū)W生介紹利用互聯(lián)網(wǎng)站和相關(guān)的學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)站獲取最新專業(yè)文獻(xiàn)的方法。并且，從材料專業(yè)高質(zhì)量的國(guó)際期刊上精心選取一些難度適中的綜述性和研究型的論文作為課堂教學(xué)內(nèi)容。由于這些論文內(nèi)容新穎且緊密跟蹤本領(lǐng)域的研究前沿，學(xué)生也易于接受。這樣，既提高了教學(xué)效果，也使學(xué)生對(duì)專業(yè)英語(yǔ)的重要性有了更深地認(rèn)識(shí)和理解。
二、豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，夯實(shí)學(xué)生基本功
調(diào)研各高校材料專業(yè)的本科生教學(xué)計(jì)劃，發(fā)現(xiàn)專業(yè)英語(yǔ)課程設(shè)置在第七至第八學(xué)期，大四學(xué)生對(duì)英語(yǔ)學(xué)習(xí)逐漸變得陌生，如果直接面對(duì)專業(yè)英語(yǔ)的學(xué)習(xí)，勢(shì)必會(huì)造成學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。因此，教師除了教授教材的內(nèi)容外，可以適當(dāng)拓展相關(guān)內(nèi)容的英語(yǔ)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
從知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)置上，可以根據(jù)學(xué)生畢業(yè)后學(xué)習(xí)、就業(yè)及工作的實(shí)際需要，突出對(duì)學(xué)生專業(yè)英語(yǔ)實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。為了突出實(shí)際應(yīng)用能力培養(yǎng)及常用交流，可按照先讀后寫(xiě)，先聽(tīng)后說(shuō)的思路，來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)英語(yǔ)實(shí)際應(yīng)用能力的訓(xùn)練。通過(guò)由學(xué)習(xí)模仿到實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)模式，重點(diǎn)培養(yǎng)撰寫(xiě)英文摘要、寫(xiě)推薦信、求職信、會(huì)議常用發(fā)言以及模擬求職對(duì)話等能力。除此而外，還可以就學(xué)生即將面臨的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文撰寫(xiě)，展開(kāi)介紹和講評(píng)。“學(xué)以致用”，而實(shí)際應(yīng)用是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。學(xué)生一旦體會(huì)到能從專業(yè)外語(yǔ)的學(xué)習(xí)中獲益，便會(huì)提高學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)專業(yè)英語(yǔ)的教學(xué)。
為了增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中增加一些與課文內(nèi)容相關(guān)的最新外文視頻。材料科學(xué)與工程是一個(gè)大專業(yè)，其中又有金屬材料、高分子材料及陶瓷材料等二級(jí)專業(yè)，因此除了完成教材的教學(xué)內(nèi)容外，還應(yīng)針對(duì)不同專業(yè)分門(mén)別類地介紹材料的最新的實(shí)際應(yīng)用。介紹時(shí)，可以從互聯(lián)網(wǎng)上搜索最新的文字資料，也可以搜索最新的視頻資料，其中視頻資料更生動(dòng)，因此受到學(xué)生們的歡迎。比如在講解金屬材料和復(fù)合材料時(shí)，可以給學(xué)生播放波音、空客等制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及機(jī)身結(jié)構(gòu)的最新技術(shù)視頻。還可以通過(guò)播放如太陽(yáng)能電池、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及3D打印技術(shù)等視頻，加深學(xué)生對(duì)陶瓷材料、功能材料及復(fù)合材料在新能源及新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用認(rèn)識(shí)。因此，通過(guò)利用多媒體技術(shù)的視頻資料，不但可以提高學(xué)生的英語(yǔ)聽(tīng)力，擴(kuò)充學(xué)生的詞匯量，還可以使學(xué)生在輕松的學(xué)習(xí)氛圍中了解相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用前沿，深化在學(xué)生對(duì)航空航天材料科學(xué)與工程的認(rèn)識(shí)。
三、改革課堂教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)質(zhì)量
材料專業(yè)英語(yǔ)是一種正規(guī)的書(shū)面體，專業(yè)詞匯多詞形復(fù)雜、句子長(zhǎng)，且與專業(yè)知識(shí)結(jié)合緊密，相對(duì)于基礎(chǔ)英語(yǔ)來(lái)說(shuō)，缺少文學(xué)作品中的韻律、節(jié)奏感，讀起來(lái)抽象、枯燥，造成教師講授、學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不高。如果采用傳統(tǒng)的專業(yè)課程的講課為主的教學(xué)方法，勢(shì)必不能有良好的教學(xué)效果。因此，應(yīng)該結(jié)合英語(yǔ)課堂教學(xué)和專業(yè)課的教學(xué)特點(diǎn)，采取多元化的教學(xué)方法，對(duì)學(xué)生進(jìn)行課堂教學(xué)。
可以采取英語(yǔ)課堂的教學(xué)，讓學(xué)生隨堂朗讀教材內(nèi)容，學(xué)生在讀的過(guò)程中，既熟悉了教材內(nèi)容，又對(duì)英語(yǔ)的“說(shuō)”有提高。隨后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，討論分析教材內(nèi)容，或者也可以提出一個(gè)小話題，學(xué)生可進(jìn)行問(wèn)題的分析并提出解決方案。這樣，既提高了學(xué)生的英語(yǔ)口語(yǔ)技能，也加強(qiáng)了學(xué)生分析專業(yè)問(wèn)題的能力。課后布置適量的課后翻譯作業(yè)，可以是對(duì)教材內(nèi)容的翻譯也可以是對(duì)課堂增補(bǔ)內(nèi)容的翻譯，通過(guò)英漢互譯的環(huán)節(jié)，鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容。在課程結(jié)束前，還可以穿插學(xué)生就自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)方向，做一個(gè)簡(jiǎn)短的英文講座，既可以對(duì)課堂教學(xué)效果進(jìn)行測(cè)試，也可以提高同學(xué)們的口頭表達(dá)能力，增加同學(xué)們英語(yǔ)交流的信心。
在進(jìn)行課堂教學(xué)的時(shí)候，如前所述，可以圍繞課堂教學(xué)時(shí)的內(nèi)容，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為學(xué)生補(bǔ)充國(guó)際上航空航天材料的最新研究成果和先進(jìn)的應(yīng)用實(shí)例，可以是文字資料也可以是視頻文件的學(xué)習(xí)。進(jìn)行文字資料的學(xué)習(xí)時(shí)，可以采用先朗讀后分析、翻譯的方法，逐步分解。進(jìn)行視頻資料的學(xué)習(xí)時(shí)，教師應(yīng)提前將語(yǔ)音資料轉(zhuǎn)換成文本資料，課堂上可以進(jìn)行邊視聽(tīng)邊進(jìn)行講解，讓學(xué)生在愉快的氛圍中進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而達(dá)到良好的課堂效果。
四、結(jié)語(yǔ)
我國(guó)航空航天技術(shù)的發(fā)展對(duì)航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人員必須及時(shí)關(guān)注國(guó)際發(fā)展，密切和國(guó)外學(xué)術(shù)交流，才能保障材料領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，這就對(duì)科技人員的專業(yè)英語(yǔ)要求也不斷提高。因此，通過(guò)對(duì)航空航天材料專業(yè)英語(yǔ)教材、課堂教學(xué)內(nèi)容與方法的改革與優(yōu)化，來(lái)全面培養(yǎng)學(xué)生的讀、聽(tīng)、說(shuō)、寫(xiě)、譯的綜合能力，增強(qiáng)學(xué)生的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，為航空航天材料技術(shù)領(lǐng)域輸送優(yōu)秀人才。
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關(guān)鍵詞：“工程材料學(xué)”；航空航天專業(yè)；教學(xué)改革
“工程材料學(xué)”是航空主機(jī)類專業(yè)（包括飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)）的學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程雖然僅有48學(xué)時(shí)，但承擔(dān)著為未來(lái)的航空工程師構(gòu)建材料知識(shí)體系的重任，對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結(jié)合近年的工作實(shí)踐，對(duì)該課程在教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革進(jìn)行研討。
一、高度重視航空和材料領(lǐng)域發(fā)展對(duì)“工程材料學(xué)”課程教學(xué)的影響
材料學(xué)既是基礎(chǔ)科學(xué)，也是應(yīng)用科學(xué)。材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，解決了很多工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題，有力地推進(jìn)了相關(guān)科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，使得材料科學(xué)成為最活躍的科學(xué)領(lǐng)域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)?！肮こ滩牧蠈W(xué)”以物理學(xué)、化學(xué)等理論為知識(shí)基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，著重培養(yǎng)學(xué)生把這些知識(shí)應(yīng)用于解決工程實(shí)際中提出的對(duì)材料結(jié)構(gòu)、性能等方面問(wèn)題的能力。作為一門(mén)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”具有較長(zhǎng)的開(kāi)設(shè)歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)工程技術(shù)人員的能力素質(zhì)提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)工程類課程建設(shè)的需求更加迫切，有必要以新的形勢(shì)為背景反思該課程的教學(xué)改革。航空以眾多學(xué)科知識(shí)、先進(jìn)研究成果為基礎(chǔ)，已發(fā)展成為一個(gè)由多個(gè)分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術(shù)人員采用系統(tǒng)工程的方法進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。現(xiàn)代航空技術(shù)一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內(nèi)探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴(yán)苛?，F(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點(diǎn)，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為解決航空航天領(lǐng)域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機(jī)”已成為飛行器發(fā)展公認(rèn)的規(guī)律。這對(duì)航空航天工程技術(shù)人員的材料知識(shí)提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)工作中，要全面認(rèn)識(shí)材料的性質(zhì)和特點(diǎn)，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對(duì)航空航天迅猛的發(fā)展形勢(shì)，僅了解和掌握已有材料的知識(shí)是不夠的。具有創(chuàng)新素質(zhì)的工程技術(shù)人員，要了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展方向和趨勢(shì)，分析材料領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)航空航天領(lǐng)域的影響，同時(shí)要認(rèn)真研究具體工作對(duì)新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過(guò)程中，要綜合考慮用戶對(duì)飛行器總體性能的多種要求，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實(shí)對(duì)飛行器性能的要求時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機(jī)的航程和機(jī)動(dòng)性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，要及時(shí)掌握各種設(shè)計(jì)方案對(duì)飛機(jī)主要材料和工藝的要求，對(duì)飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合優(yōu)化。在此過(guò)程中，各部門(mén)工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實(shí)現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展也對(duì)課程教學(xué)提出了新的要求。材料科學(xué)與技術(shù)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用的學(xué)科。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)是發(fā)展最快速的學(xué)科之一，在金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強(qiáng)化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容的不斷充實(shí)。“工程材料學(xué)”課程要系統(tǒng)講授材料科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，使得學(xué)生掌握工程材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面的知識(shí)。早期的航空工程結(jié)構(gòu)以自然材料為主，如在美國(guó)萊特兄弟制造出第一架飛機(jī)上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國(guó)科學(xué)家發(fā)明具有時(shí)效強(qiáng)化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質(zhì)金屬材料被開(kāi)發(fā)出來(lái)，使得大量采用金屬材料制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應(yīng)地，這一時(shí)期“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容也以金屬材料為主。上世紀(jì)70年代以后，復(fù)合材料開(kāi)始在航空領(lǐng)域應(yīng)用。復(fù)合材料具有較高比強(qiáng)度和比剛度的優(yōu)點(diǎn)使得工程技術(shù)人員對(duì)其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復(fù)合材料制造艙門(mén)、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于機(jī)翼、機(jī)身等部位，向主承力結(jié)構(gòu)過(guò)渡。復(fù)合材料因其良好的制造性能被大量應(yīng)用在復(fù)雜曲面構(gòu)件上。復(fù)合材料構(gòu)件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復(fù)合材料的用量已成為先進(jìn)飛行器的重要標(biāo)志。相應(yīng)地，復(fù)合材料必然要在“工程材料學(xué)”課程中占重要地位。鈦合金的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)、蒙皮等結(jié)構(gòu)的性能，有效解決了防熱問(wèn)題?！肮こ滩牧蠈W(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該及時(shí)反映材料科學(xué)在提高飛行器性能方面的新應(yīng)用與新進(jìn)展。與此同時(shí)，其他相關(guān)學(xué)科也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得主機(jī)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容大幅度增加，“工程材料學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)之間的矛盾愈加突出。
二、認(rèn)真分析專業(yè)教學(xué)對(duì)“工程材料學(xué)”課程的不同要求
“工程材料學(xué)”課程是一門(mén)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)等方面具有重要作用。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，該課程對(duì)主機(jī)類各專業(yè)采用同一標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)。雖然主機(jī)類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求，但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，專業(yè)分工越來(lái)越細(xì)，差異化特征也越來(lái)越明顯，因此“工程材料學(xué)”課程應(yīng)該充分考慮不同專業(yè)的具體需求，結(jié)合各專業(yè)的課程體系安排教學(xué)。飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等主機(jī)類專業(yè)根據(jù)航空領(lǐng)域中的分工培養(yǎng)學(xué)生，畢業(yè)學(xué)生的工作要求有所不同，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求也不一樣。就材料方面知識(shí)而言，不同專業(yè)學(xué)生也會(huì)有所區(qū)別，應(yīng)按照專業(yè)特點(diǎn)縱向劃分對(duì)“工程材料學(xué)”課程的要求。不同專業(yè)主要服務(wù)對(duì)象的材料特點(diǎn)是確定課程要求的主要依據(jù)。飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設(shè)計(jì)和制造，主要從事飛行器總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、飛機(jī)外形設(shè)計(jì)、飛機(jī)性能計(jì)算與分析、結(jié)構(gòu)受力與分析、飛機(jī)故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代飛行器設(shè)計(jì)技術(shù)的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識(shí)，了解輕質(zhì)高強(qiáng)材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。飛行器動(dòng)力工程專業(yè)要求學(xué)生學(xué)習(xí)飛行器動(dòng)力裝置或飛行器動(dòng)力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識(shí)，主要培養(yǎng)能從事飛行器動(dòng)力裝置及其他熱動(dòng)力機(jī)械的設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。飛行器動(dòng)力的重要部件對(duì)抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結(jié)構(gòu)具有在高溫下長(zhǎng)期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應(yīng)該是該專業(yè)“工程材料學(xué)”課程的重點(diǎn)。飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)要針對(duì)現(xiàn)代飛行器工作條件嚴(yán)酷、構(gòu)造復(fù)雜的特點(diǎn)，采用先進(jìn)制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，并為飛行器維護(hù)提供便利。該專業(yè)要求學(xué)生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復(fù)雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細(xì)。很多新材料首先在航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用，其制造技術(shù)具有新穎性的特征，設(shè)計(jì)、材料與制造工藝互相融合、相互促進(jìn)的特點(diǎn)非常明顯，這就要求學(xué)生在“工程材料學(xué)”課程中把材料基礎(chǔ)打好，適應(yīng)工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對(duì)“工程材料學(xué)”課程的要求有所不同，但課程基礎(chǔ)一致。該課程名稱為“工程材料學(xué)”，即明確其重點(diǎn)在于將材料科學(xué)與技術(shù)的成果運(yùn)用于航空航天工程，把材料基本知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。“工程材料學(xué)”是相關(guān)專業(yè)材料學(xué)科的基本課程，學(xué)生要通過(guò)該課程了解金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)材料研究、分析的基本方法，掌握材料結(jié)構(gòu)與性能等基礎(chǔ)理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術(shù)，為更好地學(xué)習(xí)專業(yè)課程創(chuàng)造條件，為將來(lái)從事技術(shù)開(kāi)發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)等打下基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，在明確了各專業(yè)對(duì)該課程的個(gè)性化要求的基礎(chǔ)上，更要明確共性要求?！肮こ滩牧蠈W(xué)”課程要培養(yǎng)學(xué)生材料方面的科學(xué)概念，提升材料方面的科學(xué)素質(zhì)，扎實(shí)的材料科學(xué)與技術(shù)知識(shí)基礎(chǔ)是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程、提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件，是進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，“工程材料學(xué)”課程采用“公共知識(shí)+方向知識(shí)”的模式比較合適，即把教學(xué)內(nèi)容劃分為每個(gè)專業(yè)均要求了解的材料領(lǐng)域知識(shí)和根據(jù)各個(gè)專業(yè)特色需要重點(diǎn)介紹的知識(shí)兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學(xué)需要，又注重了后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的要求，促進(jìn)了基礎(chǔ)理論和專業(yè)應(yīng)用的融合滲透，較好地滿足了材料、設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)一體化發(fā)展的需要，增強(qiáng)了跨學(xué)科、跨專業(yè)認(rèn)識(shí)問(wèn)題、思考問(wèn)題和研討問(wèn)題的能力。
三、多管齊下建設(shè)豐富的教學(xué)環(huán)境
作為一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”課程要根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標(biāo)和相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、方案，結(jié)合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，注重與專業(yè)課程體系的融合，注重與工程實(shí)踐教育的結(jié)合，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)。在充分調(diào)研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)課程教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，要對(duì)課程的教學(xué)大綱和內(nèi)容進(jìn)行修訂，與相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)有效整合，拓展教學(xué)活動(dòng)的空間，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，加強(qiáng)與后續(xù)課程及實(shí)踐活動(dòng)的聯(lián)系，解決學(xué)科基礎(chǔ)課的教學(xué)與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問(wèn)題?！肮こ滩牧蠈W(xué)”在第四學(xué)期開(kāi)設(shè)，是一門(mén)承前啟后的課程。在前期開(kāi)設(shè)的課程中，“大學(xué)物理”和“航空航天概論”是兩門(mén)直接相關(guān)的課程。“大學(xué)物理”提供了學(xué)習(xí)“工程材料學(xué)”的科學(xué)基礎(chǔ)，認(rèn)真分析“大學(xué)物理”知識(shí)點(diǎn)在“工程材料學(xué)”中的應(yīng)用，有助于學(xué)生更好地理解相關(guān)概念?！昂娇蘸教旄耪摗币院娇蘸教祛I(lǐng)域的發(fā)展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學(xué)”課程講授之初讓學(xué)生重新回到機(jī)庫(kù)，從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進(jìn)步，結(jié)合材料學(xué)的概念研究飛行器的組成及工作原理，會(huì)使得學(xué)生對(duì)該課程有比較全面的認(rèn)識(shí)。在相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程中，有好多課程與“工程材料學(xué)”密切相關(guān)，如“飛行器總體設(shè)計(jì)”、“發(fā)動(dòng)機(jī)原理”、“先進(jìn)制造技術(shù)”等，如果在“工程材料學(xué)”中對(duì)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)作簡(jiǎn)單介紹，可以使學(xué)生更好地綜合分析相關(guān)概念，加深理解。在主機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“工程訓(xùn)練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，其教學(xué)內(nèi)容與“工程材料學(xué)”密切相關(guān)?！肮こ逃?xùn)練”教學(xué)內(nèi)容以機(jī)械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關(guān)。在以前的教學(xué)工作中，材料是加工對(duì)象，對(duì)材料的性能等的介紹很簡(jiǎn)單，學(xué)生的認(rèn)識(shí)較淺。如果在“工程訓(xùn)練”教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)不同的加工工藝和方法對(duì)材料作較深入的介紹，從應(yīng)用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應(yīng)性，可以促進(jìn)學(xué)生把材料理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和工程實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)讓學(xué)生分析研究實(shí)際材料在加工過(guò)程中的表現(xiàn)來(lái)認(rèn)識(shí)材料的性能，通過(guò)感性認(rèn)識(shí)來(lái)體會(huì)材料變化的規(guī)律，把深?yuàn)W的材料科學(xué)理論知識(shí)和生動(dòng)形象的加工過(guò)程結(jié)合起來(lái)。這樣不僅強(qiáng)化了工程訓(xùn)練效果，還能讓學(xué)生把材料的知識(shí)學(xué)活，留下更深刻的影響，更好地發(fā)揮學(xué)生的潛力。航空航天主機(jī)類專業(yè)的課程設(shè)計(jì)是重要的綜合學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)任務(wù)一般是完成一項(xiàng)涉及本專業(yè)一門(mén)或多門(mén)主要課程內(nèi)容的綜合性、應(yīng)用性的設(shè)計(jì)工作，通過(guò)一系列設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機(jī)類專業(yè)的課程設(shè)計(jì)涉及材料的選用、處理等方面的問(wèn)題。按照教學(xué)計(jì)劃，“工程材料學(xué)”先行開(kāi)設(shè)。因此，在相關(guān)課程設(shè)計(jì)中，有目的地提出材料問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主探究材料科學(xué)的積極性，幫助學(xué)生把材料知識(shí)轉(zhuǎn)化為初步的工作能力，克服課程知識(shí)的碎片化傾向。
四、結(jié)語(yǔ)
航空航天是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的集大成者，該領(lǐng)域發(fā)展很大程度上取決于材料科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。材料學(xué)是航空航天工程技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分?！肮こ滩牧蠈W(xué)”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高培養(yǎng)質(zhì)量。航空航天領(lǐng)域和材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展，極大地豐富了“工程材料學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容。要根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展需要選擇教學(xué)內(nèi)容，按照理論實(shí)踐結(jié)合、突出工程應(yīng)用的要求構(gòu)建知識(shí)體系。在教學(xué)工作中，應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，深入研究材料學(xué)的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向，形成“公共知識(shí)+方向知識(shí)”的“工程材料學(xué)”課程結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學(xué)與其他課程的聯(lián)系，以及課程設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)，以“工程材料學(xué)”課程為中心，注重課程的縱向推進(jìn)和知識(shí)的橫向聯(lián)系，不斷加深對(duì)材料學(xué)的理解和掌握，培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學(xué)科解決問(wèn)題的能力。
作者:汪濤 周克印 單位:南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：“工程材料學(xué)”；航空航天專業(yè)；教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）04-0124-03
“工程材料學(xué)”是航空主機(jī)類專業(yè)（包括飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)）的學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程雖然僅有48學(xué)時(shí)，但承擔(dān)著為未來(lái)的航空工程師構(gòu)建材料知識(shí)體系的重任，對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結(jié)合近年的工作實(shí)踐，對(duì)該課程在教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面的改革進(jìn)行研討。
一、高度重視航空和材料領(lǐng)域發(fā)展對(duì)“工程材料學(xué)”課程教學(xué)的影響
材料學(xué)既是基礎(chǔ)科學(xué)，也是應(yīng)用科學(xué)。材料科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，解決了很多工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題，有力地推進(jìn)了相關(guān)科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，使得材料科學(xué)成為最活躍的科學(xué)領(lǐng)域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。“工程材料學(xué)”以物理學(xué)、化學(xué)等理論為知識(shí)基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，著重培養(yǎng)學(xué)生把這些知識(shí)應(yīng)用于解決工程實(shí)際中提出的對(duì)材料結(jié)構(gòu)、性能等方面問(wèn)題的能力。作為一門(mén)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”具有較長(zhǎng)的開(kāi)設(shè)歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)工程技術(shù)人員的能力素質(zhì)提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)工程類課程建設(shè)的需求更加迫切，有必要以新的形勢(shì)為背景反思該課程的教學(xué)改革。航空以眾多學(xué)科知識(shí)、先進(jìn)研究成果為基礎(chǔ)，已發(fā)展成為一個(gè)由多個(gè)分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術(shù)人員采用系統(tǒng)工程的方法進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代航空技術(shù)一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內(nèi)探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴(yán)苛。現(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點(diǎn)，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為解決航空航天領(lǐng)域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機(jī)”已成為飛行器發(fā)展公認(rèn)的規(guī)律。這對(duì)航空航天工程技術(shù)人員的材料知識(shí)提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)工作中，要全面認(rèn)識(shí)材料的性質(zhì)和特點(diǎn)，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對(duì)航空航天迅猛的發(fā)展形勢(shì)，僅了解和掌握已有材料的知識(shí)是不夠的。具有創(chuàng)新素質(zhì)的工程技術(shù)人員，要了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展方向和趨勢(shì)，分析材料領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)航空航天領(lǐng)域的影響，同時(shí)要認(rèn)真研究具體工作對(duì)新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過(guò)程中，要綜合考慮用戶對(duì)飛行器總體性能的多種要求，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實(shí)對(duì)飛行器性能的要求時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機(jī)的航程和機(jī)動(dòng)性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，要及時(shí)掌握各種設(shè)計(jì)方案對(duì)飛機(jī)主要材料和工藝的要求，對(duì)飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合優(yōu)化。在此過(guò)程中，各部門(mén)工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實(shí)現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展也對(duì)課程教學(xué)提出了新的要求。材料科學(xué)與技術(shù)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應(yīng)用的學(xué)科。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，材料科學(xué)是發(fā)展最快速的學(xué)科之一，在金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強(qiáng)化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容的不斷充實(shí)。
“工程材料學(xué)”課程要系統(tǒng)講授材料科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，使得學(xué)生掌握工程材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面的知識(shí)。早期的航空工程結(jié)構(gòu)以自然材料為主，如在美國(guó)萊特兄弟制造出第一架飛機(jī)上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國(guó)科學(xué)家發(fā)明具有時(shí)效強(qiáng)化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質(zhì)金屬材料被開(kāi)發(fā)出來(lái)，使得大量采用金屬材料制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應(yīng)地，這一時(shí)期“工程材料學(xué)”課程內(nèi)容也以金屬材料為主。上世紀(jì)70年代以后，復(fù)合材料開(kāi)始在航空領(lǐng)域應(yīng)用。復(fù)合材料具有較高比強(qiáng)度和比剛度的優(yōu)點(diǎn)使得工程技術(shù)人員對(duì)其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復(fù)合材料制造艙門(mén)、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用于機(jī)翼、機(jī)身等部位，向主承力結(jié)構(gòu)過(guò)渡。復(fù)合材料因其良好的制造性能被大量應(yīng)用在復(fù)雜曲面構(gòu)件上。復(fù)合材料構(gòu)件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復(fù)合材料的用量已成為先進(jìn)飛行器的重要標(biāo)志。相應(yīng)地，復(fù)合材料必然要在“工程材料學(xué)”課程中占重要地位。鈦合金的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)、蒙皮等結(jié)構(gòu)的性能，有效解決了防熱問(wèn)題?！肮こ滩牧蠈W(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該及時(shí)反映材料科學(xué)在提高飛行器性能方面的新應(yīng)用與新進(jìn)展。與此同時(shí)，其他相關(guān)學(xué)科也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得主機(jī)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容大幅度增加，“工程材料學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)之間的矛盾愈加突出。
二、認(rèn)真分析專業(yè)教學(xué)對(duì)“工程材料學(xué)”課程的不同要求
“工程材料學(xué)”課程是一門(mén)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)等方面具有重要作用。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，該課程對(duì)主機(jī)類各專業(yè)采用同一標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)。雖然主機(jī)類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求，但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，專業(yè)分工越來(lái)越細(xì)，差異化特征也越來(lái)越明顯，因此“工程材料學(xué)”課程應(yīng)該充分考慮不同專業(yè)的具體需求，結(jié)合各專業(yè)的課程體系安排教學(xué)。飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程和機(jī)械工程等主機(jī)類專業(yè)根據(jù)航空領(lǐng)域中的分工培養(yǎng)學(xué)生，畢業(yè)學(xué)生的工作要求有所不同，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求也不一樣。就材料方面知識(shí)而言，不同專業(yè)學(xué)生也會(huì)有所區(qū)別，應(yīng)按照專業(yè)特點(diǎn)縱向劃分對(duì)“工程材料學(xué)”課程的要求。不同專業(yè)主要服務(wù)對(duì)象的材料特點(diǎn)是確定課程要求的主要依據(jù)。
飛行器設(shè)計(jì)與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設(shè)計(jì)和制造，主要從事飛行器總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、飛機(jī)外形設(shè)計(jì)、飛機(jī)性能計(jì)算與分析、結(jié)構(gòu)受力與分析、飛機(jī)故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學(xué)與工程的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代飛行器設(shè)計(jì)技術(shù)的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識(shí)，了解輕質(zhì)高強(qiáng)材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。飛行器動(dòng)力工程專業(yè)要求學(xué)生學(xué)習(xí)飛行器動(dòng)力裝置或飛行器動(dòng)力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識(shí)，主要培養(yǎng)能從事飛行器動(dòng)力裝置及其他熱動(dòng)力機(jī)械的設(shè)計(jì)、研究、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。飛行器動(dòng)力的重要部件對(duì)抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結(jié)構(gòu)具有在高溫下長(zhǎng)期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應(yīng)該是該專業(yè)“工程材料學(xué)”課程的重點(diǎn)。飛行器制造工程和機(jī)械工程等專業(yè)要針對(duì)現(xiàn)代飛行器工作條件嚴(yán)酷、構(gòu)造復(fù)雜的特點(diǎn)，采用先進(jìn)制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，并為飛行器維護(hù)提供便利。該專業(yè)要求學(xué)生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復(fù)雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細(xì)。很多新材料首先在航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用，其制造技術(shù)具有新穎性的特征，設(shè)計(jì)、材料與制造工藝互相融合、相互促進(jìn)的特點(diǎn)非常明顯，這就要求學(xué)生在“工程材料學(xué)”課程中把材料基礎(chǔ)打好，適應(yīng)工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對(duì)“工程材料學(xué)”課程的要求有所不同，但課程基礎(chǔ)一致。
該課程名稱為“工程材料學(xué)”，即明確其重點(diǎn)在于將材料科學(xué)與技術(shù)的成果運(yùn)用于航空航天工程，把材料基本知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。“工程材料學(xué)”是相關(guān)專業(yè)材料學(xué)科的基本課程，學(xué)生要通過(guò)該課程了解金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)習(xí)材料研究、分析的基本方法，掌握材料結(jié)構(gòu)與性能等基礎(chǔ)理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術(shù)，為更好地學(xué)習(xí)專業(yè)課程創(chuàng)造條件，為將來(lái)從事技術(shù)開(kāi)發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)等打下基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，在明確了各專業(yè)對(duì)該課程的個(gè)性化要求的基礎(chǔ)上，更要明確共性要求?！肮こ滩牧蠈W(xué)”課程要培養(yǎng)學(xué)生材料方面的科學(xué)概念，提升材料方面的科學(xué)素質(zhì)，扎實(shí)的材料科學(xué)與技術(shù)知識(shí)基礎(chǔ)是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程、提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件，是進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，“工程材料學(xué)”課程采用“公共知識(shí)+方向知識(shí)”的模式比較合適，即把教學(xué)內(nèi)容劃分為每個(gè)專業(yè)均要求了解的材料領(lǐng)域知識(shí)和根據(jù)各個(gè)專業(yè)特色需要重點(diǎn)介紹的知識(shí)兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學(xué)需要，又注重了后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)的要求，促進(jìn)了基礎(chǔ)理論和專業(yè)應(yīng)用的融合滲透，較好地滿足了材料、設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)一體化發(fā)展的需要，增強(qiáng)了跨學(xué)科、跨專業(yè)認(rèn)識(shí)問(wèn)題、思考問(wèn)題和研討問(wèn)題的能力。
三、多管齊下建設(shè)豐富的教學(xué)環(huán)境
作為一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)課程，“工程材料學(xué)”課程要根據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標(biāo)和相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)、方案，結(jié)合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，注重與專業(yè)課程體系的融合，注重與工程實(shí)踐教育的結(jié)合，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運(yùn)用知識(shí)能力的培養(yǎng)。在充分調(diào)研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對(duì)課程教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，要對(duì)課程的教學(xué)大綱和內(nèi)容進(jìn)行修訂，與相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)有效整合，拓展教學(xué)活動(dòng)的空間，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，加強(qiáng)與后續(xù)課程及實(shí)踐活動(dòng)的聯(lián)系，解決學(xué)科基礎(chǔ)課的教學(xué)與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問(wèn)題。
“工程材料學(xué)”在第四學(xué)期開(kāi)設(shè)，是一門(mén)承前啟后的課程。在前期開(kāi)設(shè)的課程中，“大學(xué)物理”和“航空航天概論”是兩門(mén)直接相關(guān)的課程。“大學(xué)物理”提供了學(xué)習(xí)“工程材料學(xué)”的科學(xué)基礎(chǔ)，認(rèn)真分析“大學(xué)物理”知識(shí)點(diǎn)在“工程材料學(xué)”中的應(yīng)用，有助于學(xué)生更好地理解相關(guān)概念?！昂娇蘸教旄耪摗币院娇蘸教祛I(lǐng)域的發(fā)展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學(xué)”課程講授之初讓學(xué)生重新回到機(jī)庫(kù)，從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進(jìn)步，結(jié)合材料學(xué)的概念研究飛行器的組成及工作原理，會(huì)使得學(xué)生對(duì)該課程有比較全面的認(rèn)識(shí)。在相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程中，有好多課程與“工程材料學(xué)”密切相關(guān)，如“飛行器總體設(shè)計(jì)”、“發(fā)動(dòng)機(jī)原理”、“先進(jìn)制造技術(shù)”等，如果在“工程材料學(xué)”中對(duì)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)作簡(jiǎn)單介紹，可以使學(xué)生更好地綜合分析相關(guān)概念，加深理解。在主機(jī)類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“工程訓(xùn)練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，其教學(xué)內(nèi)容與“工程材料學(xué)”密切相關(guān)?！肮こ逃?xùn)練”教學(xué)內(nèi)容以機(jī)械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關(guān)。在以前的教學(xué)工作中，材料是加工對(duì)象，對(duì)材料的性能等的介紹很簡(jiǎn)單，學(xué)生的認(rèn)識(shí)較淺。如果在“工程訓(xùn)練”教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)不同的加工工藝和方法對(duì)材料作較深入的介紹，從應(yīng)用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應(yīng)性，可以促進(jìn)學(xué)生把材料理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和工程實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。通過(guò)讓學(xué)生分析研究實(shí)際材料在加工過(guò)程中的表現(xiàn)來(lái)認(rèn)識(shí)材料的性能，通過(guò)感性認(rèn)識(shí)來(lái)體會(huì)材料變化的規(guī)律，把深?yuàn)W的材料科學(xué)理論知識(shí)和生動(dòng)形象的加工過(guò)程結(jié)合起來(lái)。這樣不僅強(qiáng)化了工程訓(xùn)練效果，還能讓學(xué)生把材料的知識(shí)學(xué)活，留下更深刻的影響，更好地發(fā)揮學(xué)生的潛力。
航空航天主機(jī)類專業(yè)的課程設(shè)計(jì)是重要的綜合學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)任務(wù)一般是完成一項(xiàng)涉及本專業(yè)一門(mén)或多門(mén)主要課程內(nèi)容的綜合性、應(yīng)用性的設(shè)計(jì)工作，通過(guò)一系列設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機(jī)類專業(yè)的課程設(shè)計(jì)涉及材料的選用、處理等方面的問(wèn)題。按照教學(xué)計(jì)劃，“工程材料學(xué)”先行開(kāi)設(shè)。因此，在相關(guān)課程設(shè)計(jì)中，有目的地提出材料問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生自主探究材料科學(xué)的積極性，幫助學(xué)生把材料知識(shí)轉(zhuǎn)化為初步的工作能力，克服課程知識(shí)的碎片化傾向。
四、結(jié)語(yǔ)
航空航天是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的集大成者，該領(lǐng)域發(fā)展很大程度上取決于材料科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。材料學(xué)是航空航天工程技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)的重要組成部分?！肮こ滩牧蠈W(xué)”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，提高培養(yǎng)質(zhì)量。航空航天領(lǐng)域和材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展，極大地豐富了“工程材料學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容。要根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展需要選擇教學(xué)內(nèi)容，按照理論實(shí)踐結(jié)合、突出工程應(yīng)用的要求構(gòu)建知識(shí)體系。在教學(xué)工作中，應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，深入研究材料學(xué)的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向，形成“公共知識(shí)+方向知識(shí)”的“工程材料學(xué)”課程結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學(xué)與其他課程的聯(lián)系，以及課程設(shè)計(jì)、工程訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)，以“工程材料學(xué)”課程為中心，注重課程的縱向推進(jìn)和知識(shí)的橫向聯(lián)系，不斷加深對(duì)材料學(xué)的理解和掌握，培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學(xué)科解決問(wèn)題的能力。
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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors
WANG Tao，ZHOU Ke-yin
（College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）
