基于能力進階的航空工程材料與腐蝕防護課程教學改革與實踐

鄧 嵐，劉逸眾，李 敏，易 娟

(長沙航空職業技術學院,湖南 長沙 410124)

基于能力進階的航空工程材料與腐蝕防護課程教學改革與實踐

鄧 嵐，劉逸眾，李 敏，易 娟

(長沙航空職業技術學院,湖南 長沙 410124)

航空工程材料與腐蝕防護作為航空機電設備維修相關專業的一門專業必修課程。其教學目的是，使學生具有航空工程材料和金屬材料防腐的基礎知識及解決實際問題的能力，以適應職業崗位群對從事航空機電設備維修人員知識和能力進階的需要。結合航空工程材料與腐蝕防護課程的教學現狀、教學內容和教學方法等進行了探討,并提出了一些改革意見。

能力進階；航空機電設備維修；教學改革

航空工程材料的發展，是中國航空、航天工業迅速發展的先導和基石。“一代材料，一代飛行器”是中國航空工業發展的生動寫照。機體材料的進步不僅推動飛行器本身的發展，而且帶動了地面交通工具及空間飛行器的進步，航空高溫結構材料的發展則推動航空航天發動機產業和能源行業的推陳出新。隨著中國民用航空工業以及通用航空市場的迅猛發展，航空機電設備維修類專業學生的就業形勢非常好。航空類院校在航空機電設備維修類專業的人才培養方案中，把航空工程材料列為飛行器維修技術專業、航空發動機維修技術專業、通用航空器維修以及飛機結構修理等專業的必修課程。由于科學技術的迅猛發展，新材料層出不窮，傳統的航空金屬材料的應用領域正逐步被一些先進的非金屬材料所替代，已經由過去的金屬材料占絕對優勢發展到現在金屬材料、高分子材料、陶瓷材料和復合材料的多角利用時代。因此，在保證基礎知識和基本理論的前提下，對課程結構體系進行整體優化改造。以素質教育為基礎，能力培養為主線，在研究總結國內外航空材料的發展趨勢和規律的基礎上重新構建科學、合理、規范的航空材料課程內容，即以航空材料的選擇為出發點，以“航空材料的力學性能”“航空材料的晶體結構與性能控制”“航空零件的熱處理”為綱領，有機整合所涉及的各種航空材料和多學科知識的復雜內容，并結合多年的教學實踐經驗對課程進行改革，改進教學方法，創新教學模式，使學生有目的地學習并掌握與工作崗位能力相需求的基本知識和技能。

一、航空工程材料與腐蝕防護課程的教學現狀

（一）教材的內容組成

目前航空工程材料是高等職業院校航空機電設備維修類專業開設的一門專業必修課程，該課程采用的相關教材是21世紀高等職業教育規劃教材，教材分為以下幾個部分：材料的性能、材料的結構與結晶和變形、鐵碳合金及其相圖、熱處理理論與實踐、合金鋼、有色金屬、高分子材料、復合材料、其它航空非金屬材料及構件的選材與失效、金屬表面處理等[1]。課程內容非常多，信息量大，加之重基本概念和基礎理論，計算性內容少，課時少。同時還要講授航空金屬材料的腐蝕與防護方面的知識，所以教學效果很不理想，學生很容易忘記。

（二）學情分析

高職類學生來自全國各地，由于各個地方文化差異，學生的文化水平參差不齊，尤其是來自西部地區的學生，如新疆、內蒙古，與南方地區的學生比較起來，接受知識的能力就差很多。加上高職學生課前預習和自學能力不足、學習的積極性又不高，以致在講授材料的晶體結構和鐵碳合金相圖時，學生普遍認為聽不懂。高職類學生學習基本理論時就感到頭痛，讓他們動手操作的話還行。加上有些知識他們認為與今后從事的工作崗位無關，所以上課能認真聽講的實在不多，老師上課的積極性和激情也就難以得到充分發揮。

（三）教師的授課方式

目前老師通常采用常規教學模式進行講課，在黑板上板書所講的內容，很難與實際聯系起來。一堂課下來，如果在黑板上再畫圖，畫飛機的話，剩下講課的時間就很少了。條件好點的學校用多媒體教室講課，老師準備了多媒體課件，從多年的上課經驗來看，老師們的多媒體課件也是與實際聯系少，但要完成教學大綱，講解的一些知識又要應用到后續專業課程中去，所以一堂課基本上是老師在講的多，師生的互動和交流少。作為一門專業基礎課一般是在第二學期或第三學期開，學生對飛行器的了解也很少，所以想要互動起來也困難。

（四）課程的考核方法

作為一門專業基礎課，目前考核的方法是：平時成績占40%；期末考試成績占60%。平時成績主要由以下幾部分組成：課堂考勤、學習態度、作業、單元測驗等。期末考試有開卷、閉卷等形式。從實際運行的情況來看，學生的作業成績根本不是他們的真實表現，學生平時抄作業現象很普遍，老師批改作業時往往發現只有2～3個版本。學習態度分也不好把握，有些同學課堂上是身在“曹營心在漢”，有些在玩手機看游戲，有些在睡覺，根本不聽課，老師也不可能每次課花大量時間去管理學生。單元測驗也是一種形式而已，學生根本不重視，考得好與壞一點不重要，只要期末考試考好就行。

二、航空工程材料與腐蝕防護課程的改革

（一）重構適應飛行器維修行業企業職業崗位能力的課程內容

按照飛行器修理職業崗位和職業能力培養的要求，整合教學內容[2-4]，構建以飛行器修理職業崗位“能力進階規律”為導向的教學模塊，形成模塊化課程結構。以航空材料的選擇為出發點，以“航空材料的力學性能”“航空材料的晶體結構與性能控制”“航空零件的熱處理”為綱領，有機整合所涉及的各種航空材料和多學科知識的復雜內容，并結合多年的教學實踐經驗對課程進行改革，因此需要結合工廠實際，整合教學內容，把抽象難以理解的內容做成視頻和動畫；講金屬材料的塑性變形時，結合飛機上導管的冷彎、熱彎和鈑金的加工技術，把實踐性教學融合在理論教學過程當中。講復合材料方面知識時，應舉例飛機上復合材料結構件的成型和修理技術，突出新材料和新技術的應用。通過教學資源的優化組合，以學院現有的飛機為載體，可將航空工程材料與腐蝕防護課程教學分為6個學習領域。其一是飛機上某一金屬材料的力學性能測試，重點突出力學性能的重要性及意義；其二是金屬材料的基礎知識的認知，重點突出塑性變形對組織性能的影響；其三是鐵碳合金的識別，重點突出鐵和鋼的識別；其四是鋼的熱處理理論與實踐，重點突出航空零件熱處理的應用；其五是飛機上常用的航空工程材料的認知，重點突出飛機上常用的合金鋼、鋁合金、鈦合金、高溫合金、先進復合材料的應用等；其六是飛機上常用金屬材料的腐蝕防護的處理，重點突出飛機上金屬腐蝕的種類、腐蝕的處理和防腐措施。針對每一個學習領域，依據工作崗位典型工作任務，進一步系統設計學習情境和學習子情境，學習情境和學習子情境由知識目標、能力目標、情境創設、任務實施、知識點、能力點、實例設計、任務測評所組成。比如講金屬材料的力學性能時，以低碳鋼為載體，把它設計成材料強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度的測試，學生既學到了材料方面的相關知識，又鍛煉了動手能力。

（二）創新教學組織方式

為了突出職業教育的特點，在教學中采用“教、學、做、現場觀摩”的教學模式，將理論與實踐教學融為一體。比如講航空材料的結構與結晶，材料的塑性變形我們可以以微課的形式，把每個知識點以動畫、視頻和PPT的方式組織教學，學生沒有掌握的知識，可以在課后自主學習。增加教學設備和投入，有些知識可以讓學生動手操作，如航空材料的力學性能，強度、塑性、硬度、韌性等內容以實驗的形式組織教學，讓學生動手做拉伸實驗、硬度實驗、沖擊實驗，加深對知識的掌握和選材重要性的認識。其次，在教學過程中嘗試采用討論式、舉例式等多種教學方法[5-7]，如講合金鋼、有色金屬合金、復合材料時，舉例飛機上的對接螺栓、飛機液壓系統中的彈簧、起落架、大梁等選用什么材料好，讓學生查閱資料，討論是采用合金鋼還是鋁合金。飛機的蒙皮是用哪一種鋁合金，為什么不用鋼。飛機的坐艙蓋是玻璃么？復合材料在飛機上應用由原來作次要的受力結構件雷達罩到主要的受力結構件等等。再次，結合教學內容，帶領學生走上飛機，讓學生熟悉飛機上不同結構件所用的航空材料，掌握飛機上不同航空材料腐蝕的特點及維護。認識飛機上腐蝕的種類、特征和跡象，掌握各種有效的機體防腐措施，如鋁合金腐蝕的防腐措施。最后，積極利用學院信息化教學資源，如大學城空間、教學資源庫等，將教學資料上網，開展更為廣泛的師生交流。

（三）改革教學評價機制

改革傳統的考核評價方式，不斷優化考核比例（目前的考核比例：學生平時占40%、理論考試占60%），建立過程性考核（50%）和終結性考核（50%）的相結合的評價方式，過程性考核由學生的學習態度（15%）、實驗（10%）、完成學習項目（10%）在飛機上正確標識（10%）、網絡論壇（5%）和終結性考核理論筆試（50%）構成的評價方式。

三、結束語

通過航空工程材料與腐蝕防護課程的教學改革，讓學生更多地參與到教學及改革中來，激發了學生的學習熱情，改變了傳統的教學模式，注重了學生對基本技能的訓練和綜合能力的培養。比較改革前后兩個班級的學生成績，發現教學效果明顯得到了提高。見表1和表2。

表2 改革后飛機維修專業學生成績

[1] 程秀全，劉曉婷.航空工程材料[M].北京：國防工業出版社, 2008:2.

[2] 劉延輝,林文松,王慧萍,等.《航空材料》課程建設的探索[J].大學教育. 2013，2(4)：57-58.

[3] 徐吉林,羅軍明. 航空材料類課程的教學內容整合及教學方法探討[J].大學教育. 2013，2(15)：59-60.

[4] 李亞娟.《航空材料》課程教學內容的分專業整合與探討[J].時代教育. 2014，5(6)：38-39.

[5] 劉延輝, 林文松,李曼萍. 《航空材料》課程教學方法的研究與實踐[J]. 大學教育, 2012，6(1)：96-98.

[6] 劉傳生.高職院校《航空工程材料》課程教學改革探討[J].內江科技. 2013，25（3）：186-187.

[7] 汪濤, 周克印. 航空類專業“工程材料學”課程教學改革淺議[J].教育教學論壇. 2017，9(4):124-126.

［編校：張芙蓉］

Reform and Practice of Course Teaching of Aviation Engineering Materials and Corrosion Protection Based on Advanced Ability Cultivation

DENG Lan, LIU Yi-zhong, LI Ming, YI Juan
(Changsha Aeronautical Vocational and Technical College, Changsha Hunan410124)

The aviation engineering material and corrosion protection is one of required courses of aviation electro-mechanical equipment maintenance specialty. By learning the course, students acquire the basic knowledge of aviation engineering material and metal material corrosion and the ability of solving actual problems, which may meet the need of the professional group for the advanced knowledge and ability’s aviation electrical and mechanical equipment maintenance personnel. This paper discusses the teaching status, teaching content and teaching methods of the aviation engineering material and corrosion protection course, and puts forward some reform suggestions.

advanced ability; aviation electro-mechanical equipment maintenance; teaching reform

G712.4

A

1671-9654(2017)03-0033-04

10.13829/j.cnki.issn.1671-9654.2017.03.010

2017-05-08

鄧嵐(1969- )，男，湖南邵陽人，講師，研究方向為材料的腐蝕與防護。