工科專業基礎教學的“基”與“專”的關系研究

胡宇 孫振生 郭一鋒 楊正偉 朱杰堂 張世英

摘要：本文以工科專業的專業基礎課程為對象，從職業發展、教學內容和專業內涵三個層面深入剖析了專業基礎教學過程存在的矛盾關系，提出了“理論指導實踐，實踐深化理論，創新驅動實踐”的專業基礎課程教學改革方法，探索實現學生基礎能力和專業素養均衡發展的教學模式。教學實踐證明，該教學模式可有效提高“航空發動機原理”專業基礎課程教學效果，激發學生的主動學習興趣和培養動手實踐的能力。

關鍵詞：專業基礎;教學改革;基礎能力;專業素養

中圖分類號：G642 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）22-0072-03

一、引言

專業基礎課程是工程專業介于基礎課和專業課之間，發展專業內涵和培養專業素養的一門核心課程。工科專業基礎課程主要承擔起一個承前啟后的作用，是前期學習基礎課程理論知識的延伸和升華，也是后續面向實際應用專業課的鋪墊和銜接，既包含著豐富的理論知識體系，同時也具備較強的實踐操作性，在整個工科專業本科學歷教育中占有非常重要的地位[1-3]。以工科專業飛行器動力工程“航空發動機原理”為例，該課程是在學生掌握“氣體動力學”、“流體力學”和“工程熱力學”等課程的基礎上開設的，目的在于使學生了解掌握航空發動機結構、工作原理、部件特性和工作規律，為后續“航空發動機控制”和“操作使用”等專業課程的學習奠定基礎。對于培養未來側重于實際裝備操作使用的工程技術人員來說，工科專業基礎課程的學習，不僅要掌握深厚的專業理論知識，還需要培養實際動手使用的能力素養[4，5]。這種需求就對專業基礎課程教學提出了更高的要求，在教學實施過程中，不僅要把握本專業基礎課程的核心理論知識，體現本專業的專業內涵的“基”，還需要加強本專業實踐環節的引導，體現本專業面對對象操作使用的“專”。雖然在教學實施過程中理論教學和專業實踐教學之間必定存在一定的矛盾問題，如側重理論教學，則專業實踐可能不突出，反之亦然。然而二者之間本質上存在一定承接關系，加強理論教學能更好地促進專業實踐教學，專業實踐教學反之能夠促進理論教學的融會貫通。因此，如何把握好專業基礎教學過程的“基”與“專”，處理好彼此的矛盾和關系，實際上也是工科專業培養未來工程師與技術人員的專業基礎教學改革關注的重點。

二、專業基礎教學“基”與“專”矛盾關系分析

通過對航空航天類及相關專業的從業人員的調研情況來看，本科學歷教育過程中對其后續工作及發展影響最大的課程中就包含“航空發動機原理”。但對該課程基礎性知識和專業知識的分配銜接還存在一定矛盾問題。根據調研結果及總結分析，專業基礎教學過程“基”與“專”的矛盾關系主要體現在如下幾個方面。

1.首次任職需要與長遠發展之間的矛盾關系。工科專業飛行器動力工程專業主要為航空航天及相關專業領域的研究所、研發生產和使用單位培養工程技術專業人才。對于技術能力要求較高、工作任務比較重的研發生產使用單位來說，希望畢業學生能盡快地縮短適應周期，盡快適應首次任職崗位的需求，則要求專業基礎教學過程應該更加側重于“實用”，加強裝備和實踐教學。而從學生未來成長規律及長遠發展來看，厚實的基礎理論知識是未來持續發展的基石，則要求專業基礎教學過程應該更側重于“基礎”，加強基礎理論教學。這是從人才未來職業發展層面所體現的專業基礎教學過程“基”與“專”的矛盾關系，也是院校專業人才培養所面臨的首要問題。

2.專業基礎教學理論性和專業性之間的平衡問題。專業基礎課程不同于基礎理論課程，也不同于專業課程，它既包含豐富的基礎理論知識體系，又蘊含大量的專業操作和實踐使用知識。以“航空發動機原理”為例，該課程既包含“氣體動力學”中氣體能量方程和氣體流動，又包含“工程流體力學”的熱力循環等豐富的基礎理論，同時，它也包含航空發動機控制所需要的熱力計算、性能分析和工作規律等面向對象實際使用的專業環節。在教學實施過程，如何將基礎理論講深講透，能夠從基礎理論出發來指導專業實踐，同時，又能將專業實踐環節能盡可能融合到教學過程中，使得學生能夠從實踐操作使用中加深對基礎理論的理解和領悟，形成深厚的專業素養，這是專業基礎教學過程中理論性和專業性之間必須把握的一個重點問題。

3.理論思維層次和專業能力素養之間關系問題。大學本科學歷教育的目的是通過教育，開啟學生的思維能力，廣納新知，建立對自我的重新認識[6]。實際上就是充分挖掘學員的思維潛力，培養分析解決問題的能力、培育創新意識和鉆研的精神、形成科學的思維方式和思想觀念，這是本科學歷教育的核心。專業理論基礎課程實際上是實現大學教育的重要載體，它是前期基礎理論課程的高度融合，通過對前期所學的基礎理論進行融會貫通，將其與實際對象的有機結合，實際上也是學生理論思維層次的錘煉和升華。通過專業基礎課程理論知識與實踐的有機結合，提升學生的專業素養和實踐能力。因此，在專業基礎教學過程中要善于將學生從理論思維層次有機銜接到專業能力素養培養上，培養具有深層次思維和專業能力的專業人才。

三、專業基礎課程教學的探索與思考

針對從職業發展層面、教學內容層面和專業內涵層面三個方面所提出的專業基礎教學過程“基”與“專”的矛盾關系，筆者所在教學團隊從培養高素質的專業技術人才出發，結合人才需求單位的實際，深入開展專業基礎課程教學模式的探索與研究，提出了“理論指導實踐，實踐深化理論，創新驅動實踐”專業基礎教學模式，以適應不斷發展的新時代對專業技術人才要求的新特點、新規律和新趨勢。

1.以人才需求為牽引，構建專業基礎課程教學內容體系。根據航空航天及相關專業領域單位對本專業人才的需求，以及學生未來發展的需要兩個方面出發，需要有針對性地優化構建“航空發動機原理”專業基礎課程教學內容，既要能夠體現深厚的基礎理論內涵，又要能夠與實際運用緊密結合，體現出“理論指導實踐”。因此，根據人才培養方案的要求，對本科教學內容體系進行了優化調整，具體體現如下：（1）適當壓縮緒論相關內容，在發動機基本結構基本原理基礎上增加國內外研究現狀及相關前沿技術，使得學生能夠對學習對象有一個全面的認知。（2）加強與前續的基礎理論課程的銜接。如：在發動機的熱力循環分析中增加了理想氣體狀態方程、氣體能量方程以及熱力學過程等基礎理論的講解，并側重于分析這些基礎知識與本課程的關系，使得學生能夠更容易與前期理論知識融合。（3）以發動機系統地整體結構為主線，按照從發動機整體系統到各分部件的層次來講解整個發動機系統的工作原理及特性，講授過程注重將各分部件原理和整系統之間關系講深講透。（4）在發動機設計點性能分析與工作規律的內容基礎上，增加發動機氣動熱力學模型的學習，并加入程序編寫和數值仿真過程，通過建立的數學模型來對發動機性能及特性進行分析，加深對發動機工作特性及使用的認識。（5）為滿足專業技術人才未來首次任職需求，將部分研究成果納入教學內容，如發動機模型建立方法，控制規律與數值仿真方法等，使得教學內容更加豐富，更加貼近實際工程運用。