民用航空發動機熱防護專題化教學改革與實踐

劉智剛 楊曉軍 于軍力

摘要：采用專題化教學模式對民航特色課程——《民用航空發動機熱防護》進行了教學改革。在理順課程知識點內在關聯的前提下將授課內容按照“基礎—技術—應用—拓展”的主線進行了模塊化劃分，并在此基礎上進一步細化為“航空發動機中的傳熱”等14個專題。教學實踐發現，專題化教學模式提高了學生對航空燃氣渦輪發動機傳熱與冷卻理論掌握的深入程度，提升了學生應用理論知識分析和解決實際工程問題的能力。

關鍵詞：民航；航空發動機；熱防護；專題化改革；教學實踐

中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）08-0096-04

一、引言

在改革開放30年來我國高等教育的發展中，教育教學改革始終是高校發展的主要內容之一，也是促進教育發展的強大動力。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確提出[1]，“深化教育教學改革，創新教育教學方法，探索多種培養方式。”要求各高校積極開展教學改革與實踐，通過革新教學內容和教學方法，創新人才培養模式，適應經濟社會及行業發展對創新型、應用型及復合型人才的需求。具體到民用航空行業的高等教育領域，當前是我國民航發展新的歷史機遇期，也是建設民航強國的關鍵時期。實施持續安全、大眾化戰略和全球化戰略，需要一支全方位、多層次、專業化、國際化的高素質人才隊伍，對民航院校提出了更高的要求。然而，院校教育存在教育理念相對滯后、培養模式單一的問題，人才培養質量與行業標準存在一定的差距，為此，民航院校要通過改革創新破解發展難題，促進科學發展。

作為國家級特色專業、天津市品牌專業和“卓越工程師教育培養計劃”試點專業，中國民航大學飛行器動力工程專業（以下簡稱“飛動”）為我國民航業供給了大量的機務技術人才和維修管理人才。“飛動”專業以航空維修工程為特色，行業特色鮮明，人才培養突出實用性，要求高年級專業課的設置要能夠在深化專業核心課程的基礎上，做好與機務維修工作崗位的銜接。課程組對“飛動”專業選修課——《民用航空發動機熱防護》進行了專題化教學改革嘗試，依據課程大綱，按照教學內容的邏輯聯系和主線，在全面把握教學重點和難點的基礎上，將教學內容重新建構為若干個專題，增強教學的針對性和實效性。

二、課程概述

航空燃氣渦輪發動機的傳熱與冷卻是保障航空發動機安全、可靠運行的關鍵技術之一，也是發動機設計研發和維護修理領域的核心技術。《民用航空發動機熱防護》是“飛動”專業2008版本科培養方案開始設立的專業選修課，并在歷次培養方案的修訂中不斷完善。該課程以航空燃氣渦輪發動機傳熱和冷卻問題為出發點，針對航空發動機內部各種冷卻方式的工作原理和分析方法、發動機熱端部件的換熱特點和冷卻結構等問題展開了系統講解。

航空發動機熱環境是發動機設計及使用維護中需要考慮的重要部分，學習發動機熱防護技術不僅可以掌握先進的發動機熱防護技術的基本理論，還可以通過本課程的學習，了解冷卻結構、發動機部件及冷卻系統的設計，更重要的是可以培養學生的綜合分析問題、解決問題的能力以及工程應用的能力。課程學習的主要任務是使學生在理解發動機傳熱基本規律的基礎上，掌握熱防護技術的工作原理及設計思路。通過該課程的學習，培養學生理論分析及研究創新的能力，能夠正確運用所學基本規律進行發動機熱分析及冷卻系統設計，解決實際的發動機傳熱問題。由此可見，課程的設立有利于實現從理論教學到本科畢業設計環節和畢業后機務工作的有機銜接，擴寬學生的視野，提升其專業知識綜合應用能力，強化學生的專業素養。

三、專題化教學的內涵和特征

專題化教學模式是指教師根據教學大綱的要求，將課程內容分解成多個專題，以專題取代章節，通過相應的教學手段、教學方法，使學生掌握專題內容，從而完成教學任務[2]。同傳統的依照教材章節按部就班的教學模式相比較，專題化教學模式更能有效組織教學內容，使教學重點突出，教學信息量大[3]。專題化教學模式具有適用范圍廣、開展途徑有規律可循、實施手段相對靈活、能夠促進教學相長等特點[4]。通過專題化教學的組織和實施，將“灌輸式”教學轉變為引導式教學，突出相關知識點的有機銜接，建立理論知識與實際應用之間的聯系。

專題化教學具有以下特征：（1）專題化教學打破了理論與實踐的界限，通過專題的設計，將某一領域的有關理論和實際問題有機的統一起來，并經過全面、系統地剖析、探討，加深學生對所討論專題的認識，促進了教學與實踐相結合。（2）專題式教學可以把學科發展的新理論、新方法、新成就融入教學過程中，有助于解決課程教學與學科發展的脫節問題，提高教師的科研水平。（3）專題式教學貫徹以學生為主體的教學原則，由于教學內容是以熱點話題、問題作引導，通過讓學生參與專題的討論，激發學生的興趣，培養學生創造性的思考和發現。（4）在專題式教學模式下，學生通過搜集資料，在分析、歸納和整理的基礎上，提出對所研究問題的基本認識和自己的見解，在此過程中，學生的自學能力、綜合分析、解決問題的能力得到了鍛煉和提高。

四、專題化課程改革

進行專題化教學適用的課程知識體一般符合橫向并列型特征，而對于縱向遞進型特征的知識體系則可以首先進行模塊化歸納。采取專題化教學模式必須清晰把握課程各章節的內在關聯，核心問題是找到各專題之間的契合點，體現相對獨立專題之間的遞進關系或并列關系，在做到課程教學的模塊化及專題化分割的同時，要保證知識點的有機聯系和內容的延續性，避免出現因為專題獨立而導致課程知識體系的割裂。此外，還應針對每個專題的特點采用適用的教學方式，完成提出專題、分析專題和解決專題的完整閉環。

專題化教學的開展一般分為4個階段，即選擇專題、準備專題、實施專題、總結專題。專題的合理選擇和設置是專題化教學的前提條件，課程組根據發動機熱防護課程的內容特點按照“基礎—技術—應用—拓展”的主線進行了模塊化劃分，再將這4個模塊進一步細化為14個專題。