基于先進飛行器制造技術的多課程協作教學研究

王華畢 張兵 李德寶 周劍

摘要：現行的課程體系遠不能適應從教師權威向學生主體轉變的要求。針對先進飛行器制造技術的特點，將飛行器制造相關課程納入課程體系。對多課程協作的教學模式進行優化改進。構建基于飛行器先進制造工藝與裝備的多課程協作專業人才培養模式。對現有相關課程培養目標、畢業要求、課程體系、實踐環節、反饋評價等進行改進與優化并應用。梳理專業相關教師資源及實驗條件，提供可行性研究報告及解決方案。

關鍵詞：課程體系；多課程協作；教學模式；教學研究

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）05-0179-03

課程體系是高校人才培養的主要載體，也是大學生獲得知識的重要渠道，因此，課程改革始終是教育教學改革的核心。飛行器制造工程專業的課程內容不能很好地結合時代發展的前沿，學科基礎固然重要，但大型飛行器制造作為國家工業水平的技術代表與技術前沿，大部分課程內容滯后于實踐的發展；課程設計忽視多元價值取向：專業課程只單純追求技術和實用，不注重對學生成熟度的培養；在進行知識傳授時不注重對比分析，無法激發學生興趣；課程結構存在不合理因素，課程評價機制不完善：專業基礎課只強調概念與原理，不注重實際與應用；課程的構成比例關系失調。

現行的課程體系遠不能適應從教師權威向學生主體轉變的要求。其主要原因是大量有實踐意義的猜想和假設性問題沒有被引入到課程的內容中來。課程實施以書本知識為本位，關于實踐和發展的內容強調不夠，新舊理論對比不足，缺乏質疑，不利于學生終生學習能力的培養。

合肥工業大學以能力為導向的一體化教學體系改革不斷改進教學內容、方法和手段，從而不斷提高學生的培養質量。

針對先進飛行器制造技術的特點，將飛行器制造相關課程如飛行器制造技術基礎、飛機數字化制造理論與技術和飛機鈑金成型技術等；與計算機應用技術相關課程如MATLAB程序設計、CAD技術及應用、有限元分析等CAD/CAM/CAE技術相關課程納入課程體系。

一、現行教學培養體系存在的問題

目前的培養體系必然存在問題：首先由于課程體系不盡合理。不能適應本專業人才培養的新要求，一方面由于課程體系的滯后性，沒有跟上當前的技術發展和需求步伐，導致學生對許多方面知識的基礎理論以及工程應用掌握不足。另一方面由于學生和教師人數的增加，開設的課程也會增加，就會導致某些課程之間出現內容重疊和聯系不緊密的問題，需要對課程進行規劃和梳理，使之更符合專業的發展趨勢。其次是選課機制的不合理性：學生在選課過程中憑個人興趣選課會造成知識結構不合理；會出現湊學分的現象，導致選課動機與學習動機不純，影響授課質量。第三是缺乏精品課程，飛行器制造工程專業的學科優勢沒有得到很好的發揮。第四是先進的教學手段應用不充分，影響了教學效果。

作為與大飛機制造最緊密相關的專業，在目前的時代大背景下，面臨經濟結構調整、支柱產業房地產業萎靡不振等問題，工信部2015年5月出臺的《高端裝備制造業“十二五”發展規劃》目標提出，力爭通過10年的努力，形成完整的高端裝備制造產業體系，基本掌握高端裝備制造業的關鍵核心技術，產業競爭力進入世界先進行列。到2020年，高端裝備制造產業銷售收入在裝備制造業中的占比提高到25%，工業增加值率較“十二五”末提高2個百分點，將高端裝備制造業培育成為國民經濟的支柱產業。

所以作為大型戰略性高技術裝備，大飛機的研制兼有政治、國防方面的重要意義，其所帶來的巨大市場盈利空間也讓許多企業趨之若鶩。目前，美國波音、歐洲空中客車兩大巨頭一直穩穩壟斷著大客機市場。中國正在研制的C919大型噴氣式客機所瞄準的目標就是打破這一局面，在性能質量和市場份額上都能和波音、空客相競爭。

二、多課程協作

在教學實踐中，不同的教師雖然能夠按照飛行器制造流程和規律授課，也可以使內容之間保持密切聯系，但在教學實踐中，由于主講教師的不同或學習階段的不同，知識常常被割裂。而且部分教師理論水平較高，講授課程偏于理論。飛行器制造工程專業是一門綜合性、實踐性很強的專業，其知識體系各環節之間存在緊密的聯系。

多課程協作相當于一個又一個漸進的過程，相互聯系，在課程教學中通過課程設計或者課程實踐來促進與下一個課程的連接。因此需要對多課程協作的教學模式進行認真研究從而優化改進。

三、先進飛行器制造多課程協作模式

大飛機制造離不開高端制造與先進制造技術的緊密結合。先進制造工藝以人為主體，以計算機技術為支柱，以提高綜合效益為目的，是傳統制造業不斷地吸收機械、信息、材料、能源、環保等高新技術及現代系統管理技術等方面最新的成果。故需要多學科多方位協作，以飛行器制造中最常見的蒙皮為例，大型蒙皮是大型飛機的外表主要大型薄壁零件，飛機大型蒙皮制造是大型飛機制造的關鍵技術之一。想要學生全面理解蒙皮的制造需要多方面課程協作：首先根據空氣動力學計算飛機氣動特性，從而利用計算機輔助設計飛機外形，利用計算機輔助繪圖將一部分蒙皮外形繪制出來，大型蒙皮類零件的制造有多種方式，飛機鈑金成型技術課程必不可少，是飛行器制造技術基礎的一個分支；傳統的飛機蒙皮制造技術有普通噴丸成形、蠕變時效成形等技術，但數字化技術與自動化技術的快速發展使傳統的制造工藝有了大幅度的進步，如基于工藝數據庫、數字化測量技術、虛擬可視化技術和CAE技術的數字化噴丸技術；特大型蒙皮的運轉、定位等均采用成套自動化設備完成，自動實現加載和時效環境的控制的自動化蠕變時效成形技術。所以計算機輔助幾何造型技術必不可少，同時需要對飛機數字化制造理論與技術有一定的了解；激光鈑金成形技術等高端制造技術涉及了精密與特種加工技術。世界各國對航空航天領域用復合材料結構制造技術都極其重視，航空復合材料代替金屬材料的時代已經到來，復合材料的成形同樣需要和數字化技術與自動化技術相結合。同時很多航空零件需要與復合材料的相關性質相聯系，才可以對難加工材料進行加工，同時需要數控技術與裝備的相關課程和航空零件設計與制造的相關課程。飛機的蒙皮制造也同時涉及很多的基礎課程，因此需要對多課程協作教學與實踐實施方式進行認真研究，進行資源整合，提出可行性方案。

結合合肥工業大學“立德樹人、能力導向、創新創業”三位一體的教育教學體系改革，讓整個多課程協作模式形成一個可檢測、可控制的教學閉環體系。在實踐過程中加強過程控制，強化以學生為中心，強化教學過程管理，強調質量持續改進。

四、結論

針對先進飛行器制造技術的特點，將飛行器制造相關課程納入課程體系。對多課程協作的教學模式進行優化改進。

1.構建基于飛行器先進制造工藝與裝備的多課程協作專業人才培養模式。

2.依據構建的課程模式，結合飛行器制造工程專業的特點，對現有相關課程培養目標、畢業要求、課程體系、實踐環節、反饋評價等進行改進與優化并應用。

3.圍繞多課程協作模式，梳理專業相關教師資源及實驗條件，給學校提供可行性研究報告及解決方案，在飛行器制造工程專業進行實踐。

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