基于創新實踐理念的空氣動力學課程教學體系建設

　　[摘 要] 圍繞建設創新型國家的人才需求，北京航空航天大學空氣動力學課程教學改革經過多年的教學探索，重新確立了本課程的基本定位，即通過理論教學、實驗教學和創新實踐三大環節，重點培養學生航空航天意識、提出和解決問題的能力，以及綜合利用所學知識開展創新實踐的能力。
　　[關鍵詞] 空氣動力學 創新實踐 教學改革
　　
　　一、教學改革的必要性及目標
　　
　　隨著現代科學技術的迅速發展、學科的交叉與融合、國防安全和社會經濟的發展需求，國家對航空航天領域人才需求發生了巨大的變化。未來國家的航空航天人才需要掌握的航空宇航科學技術是以數學、物理學以及現代技術科學為基礎，以飛行器設計、推進理論與工程、制造工程、人機與環境工程等專業為主干的高度綜合的學科體系。作為北京航空航天大學（以下簡稱“北航”或“我校”）具有航空航天特色的核心課程之一，空氣動力學從教學理念、教學內容、教學方法等方面進行全面改革勢在必行。鑒于該課程的特殊地位，我們提出的教學改革總體目標是：通過理論教學、實驗教學和創新實踐三大環節，要求學生掌握空氣動力學的基本理論及其應用，培養學生的航空航天意識，以及提出并解決問題、綜合利用所學知識進行創新實踐的能力。
　　
　　二、構建現代教學理念 深化教學體系改革
　　
　　在空氣動力學課程教學體系建設過程中，我們堅持以航空航天科學技術的發展方向和國家對創新人才需求的走向為牽引，從提升學生認知水平、培養學生動手實踐能力、增強學生集成創新意識的培養目標入手，始終把培養學生的動手實踐能力和創新意識作為教學的根本任務。在此基礎上，我們建立了“理論教學+實驗教學+創新實踐”的現代教學體系，并對教學內容做了相應改革。在制訂課堂教學計劃時，注重理論與實驗相結合，除理論教學外，開設8項空氣動力學實驗。理論課程分為“空氣動力學基礎”和“飛行器空氣動力學”兩大部分。在空氣動力學基礎部分，以理想流體力學和粘性流體力學的經典內容為基礎，重點突出空氣動力學的基本概念、基本原理和方法，以體現課程的基礎性。在飛行器空氣動力學應用部分，針對現代飛行器的發展趨勢，重點突出現代飛行器的氣動設計概念和方法論，并通過講授流動和旋渦控制技術、計算機數值仿真概念和基本方法，以體現課程的前沿性和時代性，進一步拓寬學生的視野，加深學生對本課程的理解和認識。其中，空氣動力學基礎課堂講授45學時，實驗課學時數為8；飛行器空氣動力學課堂講授36學時，實驗課學時數為6。此外，要求學生積極參加課外科技活動，綜合利用所學空氣動力學理論開展創新實踐。
　　1. 理論教學
　　該教學環節強調物理概念的清晰化與數學推導的嚴謹性，注重物理過程的圖像顯示和基礎理論的課堂推演。以概念清楚、推理嚴謹、重點突出為原則，根據基礎部分重視基本概念、基本原理和理論的推導，應用部分重視理論的應用、氣動設計概念和方法論的教學方針，我們多次組織主講教師討論空氣動力學各章節的講授重點、難點及方法。同時在知識傳承過程中，適時地介紹一些國內外著名流體力學家的生平事跡、對學科的貢獻和他們的人生理念等，既有效地提高了學生對該課程的學習興趣，同時又使學生在學習新知識的過程中自然接受了素質教育，特別是人文教育熏陶，對樹立遠大理想和正確的人生觀起到了重要作用。譬如，在講授邊界層理論時，及時介紹了近代流體力學