關于《航空發動機原理》課程教學的思考

楊榮菲 葛寧

【摘要】通過分析航空院校飛行器動力工程專業中航空發動機原理的課程特點及教學現狀，結合航空院所對本科專業人才培養的需求，提出了課程教學的幾點思考及建議：明確學習目的、豐富教學手段，以提高學生對專業知識學習的積極性；加強實踐教學與理論的結合，通過開展發動機設計實踐環節，達到學以致用的培養目標。

【關鍵詞】飛行器動力工程 航空發動機原理 課程教學 人才培養

【中圖分類號】G424.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）18-0113-02

近年來，隨著國家加大對航空工業的投入，航空專業招生規模逐年擴大，航空院/所/廠對高校本科生專業培養提出了更高的要求及期許。航空發動機原理課程作為飛行器動力工程的核心學位課，同時也是航空動力專業的特色課程，在航空類專業人才培養計劃中占有非常重要的地位。本文將從課程特點及教學現狀出發，結合當前航空科研單位對人才培養的需求，提出航空發動機原理課程教學的幾點思考。

1.課程特點

航空發動機原理課程的教學內容是：基于部件性能參數優選及各部件共同工作條件，通過熱力學計算及分析，獲得滿足飛機飛行要求的發動機整機總體性能參數。由此可知此課程具有以下特點：

（1）屬于發動機的頂層設計。發動機總體性能計算最終確定了部件設計參數，并應用于部件氣動結構設計以及發動機總體結構布局設計，是發動機設計的第一步，其設計好壞直接決定了發動機結構的可實現性、可靠性及成本等。因此，航空發動機原理課程是發動機專業必不可少的課程。

（2）需提前掌握部件工作原理。部件原理課程包括葉輪機原理和燃燒室原理，用于保證選取的部件性能參數在當前的工藝、加工以及成本范圍內可以接受。航空發動機原理課程的這個特點使其通常被安排為本科期間的最后一門專業學位課。

（3）教學內容抽象。發動機總體性能計算實際是分析發動機在不同飛行條件下能否可靠、穩定、高性能工作，僅關注各個部件的匹配情況，而不關注部件內部的流動機理，使得整個分析為黑箱操作，同時由于整機教學實驗成本過高、缺乏發動機設計實踐環節，使得航空發動機原理課程偏于抽象。

2.教學現狀

基于上述航空發動機原理課程特點，總結幾所航空院校教學情況，發現《航空發動機原理》課程教學過程中仍存在以下問題：

（1）學生積極性不高。一方面，部件工作原理知識的缺乏或掌握不深容易影響學生對航空發動機原理知識的理解，另一方面課程教學中抽象內容的分析偏多容易降低教學趣味性，同時由于發動機原理作為本科期間最后一門專業課程，緊鄰研究生考研，這幾方面原因都促使學生學習的積極性不高。

（2）教學手段單一。最近幾年由于本科招生人數的激增，而教師量增加相對較慢，使得大班教學成為常態，通常一個班級有60～120人或更多，為了保證教學進度，教學過程常采用老師講、學生聽的形式，不能形成差異化教學方式，且不利于教師與學生的互動交流。

（3）實驗教學缺乏。航空發動機原理實驗包括數值仿真實驗及臺架實驗兩類，現有的數值仿真實驗仍停留在總體性能計算方面，缺乏部件設計及仿真的實驗，使得學生對于利用已有專業知識自行設計出一臺發動機還沒有任何概念；另外，由于臺架實驗臺成本昂貴，高校里很少有相關實驗，而學生下廠實習內容很難見到發動機整機試車試驗，使得學生對發動機性能隨工作條件的變化的理解仍停留在定性層面，不利于對教學內容的消化吸收。

3.社會需求

最近十幾年，隨著航空工業的蓬勃發展，且越來越多的航空畢業生進入航空單位，使得航空單位對畢業生專業素質提出了更高的要求，表現如下：

（1）學以致用。在提高生產效益的追求下，用人單位希望應屆畢業生進入工作崗位后能快速適應角色變換，將課本中的理論知識與生產實踐相結合，減少實習培訓時間，同時提高生產效率，并為單位創造收益。

（2）提高素質。本科生教學除了教給學生學習知識的能力外，更重要的是教會他們發現問題、解決問題的能力，即提高學生的主動性及創造性。

4.課程教學的思考

基于航空發動機原理課程教學的現狀，結合航空單位對本科生專業素養的需求，作者針對此課程的教學改革提出以下幾點思考：

（1）明確學習目的。明確本門課程與其他專業課程的區別，最重要的是知道這門課主要解決什么問題，要獲得怎樣的結果，在航空發動機專業中占有怎樣重要的地位，即回答“為什么學？學什么？有何用？怎么用？”的問題。而在以前的教學實踐中，講解主要集中于知識的傳遞，類似于填鴨式教學，學生對課程的意義并不清楚，以致于很多學生認為大學期間學到的很多東西都是沒用的，從而降低了學生的學習興趣及學習積極性。

由于航空發動機專業是工科專業，具有明顯的實踐性及社會性，為了幫助學生了解本門課程的學習意義，有必要從教學環節以及實踐環節進行加強。

（2）豐富教學內容。教學內容包括課堂教學和實驗教學。由于航空發動機原理課程中理論分析部分偏多，故在課堂教學中除了PPT演示之外，有必要增加視頻展示、小組討論等環節，并與最新的航空發動機發展動態以及故障分析相結合，使得課程教學形式豐富、理論簡單、與時俱進，從而提高此課程的趣味性及生動性。實驗教學中可以通過建立虛擬發動機試車臺，結合建立的真實發動機試車臺，讓學生了解發動機在不同飛行條件下的性能參數變化情況，從而加深對課本知識點的理解。

（3）理論與實踐相結合。由于航空發動機原理給出了發動機頂層設計方法，同時學生前期課程中已修讀了部件工作原理及設計方法，根據已有的知識學生已可以獨立設計一臺發動機出來。為了加強學生對專業知識的理解，明確航空專業課程學習的目的，有必要在課程教學中安排課程設計或畢業設計，由教師指導學生設計出一臺發動機出來。

5.小結

本文針對《航空發動機原理》課程特點及教學現狀，提出了幾點課程教學的思考及建議，這幾點也是本課程改革發展的方向。

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