對比法在飛機結構強度分析教學中的運用

李艷 陳彩云 李召華

摘? 要? 飛機結構強度分析課程概念多、公式多、理論性強、內容抽象，是學員公認最難學的課程之一。該課程雖難教難學，但很多教學內容可進行對比學習。通過幾個實例探討對比法在飛機結構強度分析教學中的應用情況，從實際的應用情況可知，合理運用對比法，不僅可降低學員學習本課程的難度，還可提高學員的分析能力，激發他們的創新思維。對比法是飛機結構強度分析課程中一種非常有效的學習方法。

關鍵詞? 對比法；飛機結構強度分析；機翼結構受力分析

中圖分類號：E251.3? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）18-0108-03

0? 引言

飛機結構強度分析課程是一門任職基礎課程，它不但是士官學員深入學習后續任職崗位課程的基礎，還是他們以后在飛機結構修理工作崗位上可持續發展的專業基石，因此，本課程對學員專業素養的培養具有重要支撐作用。但是，本課程涉及面廣、知識點多、理論性強、內容抽象，而士官學員文化基礎薄弱，又缺乏飛機結構受力方面的感性認識，這一矛盾成為他們學好本課程的絆腳石。針對這種情況，筆者結合多年來的教學實踐，通過合理應用對比法進行教學，不僅能夠增強學員對知識的理解和記憶，而且能夠提高他們分析問題和解決問題的能力。

1? 飛機結構強度分析教學中運用對比法的意義

所謂對比法，就是把有某種關聯的兩個或多個對象放在一起，找出它們之間的異同或者聯系，從而發現某些規律[1-3]。著名教育學家烏申斯基認為，比較是一切理解和思維的基礎，人們正是通過比較來了解世界上的一切的。對比法是飛機結構強度分析教學中最常用且有效的一種教學方法，對學員學好飛機結構強度分析課程具有重要意義。

1.1? 運用對比法有助于培養學員的自學能力

盡管飛機結構強度分析課程理論深、內容多，但仔細研究教材的前后內容，就會發現教材中很多內容可以采用對比法開展教學。在采用對比法進行教學的過程中，內容和分析方法相似的知識點，可讓學員結合前面的學習內容自學或參與討論，和前面基本沒有關聯的新知識點正是教員講授的重點或難點，也是這些新知識點與前面知識點的不同處。因此，通過對比學習這些知識點的異同，不僅可以加深學員對這些知識點的理解，而且能培養學員的自學能力。

1.2? 運用對比法有助于提升學員的思維能力

通過對比法教學引導學員將相似而又不同的知識點進行比較分析后，不僅能使學員弄清和掌握這些知識點的異同關系，還能使他們逐步形成對比式分析、對比式記憶和對比式概括的能力。這樣既可以培養學員的概括理解能力，還可以開拓他們的思路，挖掘他們的思維潛能。所以，對比法不僅僅是一種簡單的學習方法，還是一種提升學員總結事物和現象共性與個性的邏輯思維能力的方法。

1.3? 運用對比法有助于提高學員的創新意識

飛機結構強度分析課程特點決定課程有很多關鍵知識點不容易讓學員充分掌握，而教員若能恰如其分地運用對比法教學，可以讓學員結合所學知識，通過對比聯想的方式激發學員積極主動思考問題，引導他們揭示新知識點中蘊藏的新規律，使他們獲得“再發現”的體驗。所以，在教學中，對比法是培養學員創新意識的一種有效途徑。

2? 對比法在飛機結構強度分析教學中的具體應用

2.1? 同一標題下應用對比法

基本概念的理解掌握是學員學好本課程必須邁過的一道門檻。有時候一堂課中的同一個問題中就會涉及好幾個概念，而且這些概念之間還會存在很多的相似點，所以，學員在學習過程中很容易混淆。如對飛機過載和飛機部件過載的理解，這兩個概念都含有過載這個詞，都是兩個力的比值，都反映物體受載的嚴重程度。但是，飛機過載是飛機某方向表面力合力與飛機重力的比值，反映飛機整體受力的嚴重程度；而飛機部件過載是飛機某部件在某方向表面力合力與該部件重力的比值，反映飛機局部受力的嚴重程度。通過對比分析這兩個概念的異同，不僅可以促使學員深入理解和記憶這兩個概念的字面意思，還能幫助學員準確把握這兩個概念的本質特征。

2.2? 同一節次中應用對比法

在學習本課程的過程中，有一些公式需要學員記憶和掌握，但因為一些公式包含的參數多、形式復雜，給學員的學習帶來一定困難。如在教學飛行中飛機外載荷這一節內容時，要求學員至少要記住五個升力表達式。這五個公式粗看有點兒復雜，但仔細分析會發現它們有相似之處，即公式形式一樣，都是升力等于飛機重力乘以某一個系數，這個系數因飛行狀態不同而變化。而且，進一步對比分析后還可以發現，這些系數中包含的各項參數與該飛行狀態改變的主要影響因素一一對應，這樣就可以讓學員結合自身對飛機典型飛行狀態的感性認識聯想記憶這些公式。通過對比分析之后，不僅可以讓學員把這些公式記憶更牢固，還可以讓學員對這些公式中各參數物理意義理解得更深入。

2.3? 同章異節間應用對比法

機翼結構受力分析這一章是本課程的難點之一，每次學習這一章內容時，學員普遍感到內容抽象、不易理解。在同章異節間應用對比法，則可以化難為易。例如：在教學平直機翼結構受力分析時，僅需要重點把沿機翼翼展方向上的翼梁受彎和受剪特點、沿機翼翼弦方向的翼盒受扭特點講清楚既可；在教學后掠機翼結構受力分析時，與平直機翼結構受力分析相似的內容讓學員自學或引導學員討論，要重點講解與平直機翼受力分析的不同處；在教學三角機翼結構受力分析時，也是只需要重點講解與前兩種機翼的不同點，不需要面面俱到。這樣不僅可以讓學員對本章的知識點有一個宏觀的整體認識，還可以讓學員理解和掌握本章知識點間的邏輯關系，從而更好地掌握本章內容。

2.4? 同模異章間應用對比法

在階段復習靜強度模塊各章內容時，若將各知識點分散復習，學員不易掌握且層次不清；若能將內容編排相似的各章知識點進行對比分析，會達到更好的教學效果。如機翼和機身結構受力分析這兩章的內容是本課程靜力學模塊中的重難點，要求學員重點掌握，但因內容抽象，學員難以掌握。針對這一矛盾，可以采用對比法分別從構件功用、結構型式、外載荷和受力分析方法等方面進行歸納總結，將一些看似不相關的知識點進行比較后，可讓學員既能發現兩者的相同點，又能深刻理解兩者之間的本質區別。這樣通過各章內容對比法歸納總結后，不僅能讓學員理清思路，很好地理解和掌握各章的整體內容，還可讓學員較快地掌握要點，將復雜內容簡單化。

2.5? 不同模塊間應用對比法

本課程的內容從大的方面可以分為四大模塊，即靜強度、剛度、疲勞強度和斷裂力學。在學這門課程之前，學員主要接觸過這四大模塊中的靜強度知識，對靜強度中的基本概念和材料破壞特征都比較熟悉。在學習其他模塊時，可與靜強度相關知識進行對比學習。例如：在學習疲勞強度這一模塊的知識時，可以把疲勞強度、疲勞載荷的定義與靜強度、靜載荷進行對比學習，可以把疲勞破壞的特點與靜力破壞的特點進行對比學習。在舊知識的基礎上通過對比的方法引入新知識，不僅便于學員掌握新知識、復習鞏固舊知識，還可引導學員大膽聯想、勇于探索。

2.6? 不同課程間應用對比法

物理、工程力學等課程是學習本課程的基礎。只有在具備這些課程知識的基礎上，學員才有可能學好本課程。在學習本課程時，不僅需要利用這些課程的知識來學習本課程的內容，還可以把本課程與這些課程的研究對象、內容、方法等方面進行對比分析。如在講授機翼結構的內力圖時，可以與工程力學的內力圖進行對比分析。在內力圖中，本課程中軸力圖、剪力圖、彎矩圖的符號規定與工程力學中的規定一樣，但扭矩圖的符號規定與工程力學中的規定一樣。本課程規定：當機翼受扭時，飛機抬頭扭矩為正，飛機低頭扭矩為負。而工程力學中是按照右手螺旋法則進行判斷的[4-5]。在對比這兩門課程中不同規定的同時，給學員進一步說明這樣做的原因，既可使學員明白學習本課程的目的，又可加深學員對這些課程間關聯性的理解，讓學員很快地投入本課程的學習中。

3? 運用對比法時應注意的問題

雖然對比法是一種常見的教學方法，但結合教學實踐，筆者認為在教學中運用對比法時應注意以下幾個問題。

3.1? 要具備牢固的基礎知識

事物都具有特殊性，任何一種教學方法都不可能是萬能的，都需要在一定的條件下使用，因此， 教員應針對課程教學內容選用合適的教學方法。這就要求教員必須具備牢固的基礎知識，不僅要深入鉆研所授課程的內容，而且要熟悉相關課程的內容，甚至要了解與本課程相關的日常生活常識，掌握教育學的基本理論[6]。教員不僅要精通專業，還要博覽群書，有豐富的知識儲備。只有這樣，才有可能用好對比法進行講課。

3.2? 要找準不同事物的異同

在一定的條件下對兩個或多個事物進行比較時，不能僅僅停留在知識點的羅列上，而應在充分準備的基礎上，教員結合自身的具體思考和精心設計，找準不同事物間的異同點。在找出不同事物的異同點時，不僅要找出它們在現象上的異同點，還要找準它們在本質上的異同點；不僅要給學員揭示它們在現象上的異同點，還要揭示它們在本質上的異同點。

3.3? 要精心設計好教學內容

不同培訓層次的學員在知識基礎、智力水平、學習態度、性格特點、自我約束能力等方面會有明顯差異。因此，教員要因材施教，按照授課對象文化水平的不同，精心設計教學內容的深度和廣度，以適應不同培訓層次學員的知識水平和接受能力。只有結合同一培訓層次大多數學員的實際情況進行課程內容設計，才有可能使學員成為真正的學習主體，取得理想的教學效果。

3.4? 要提升教學技能

為能在課堂上運用好對比法進行授課，教員不僅要把教學內容設計好，還要把教學內容講清楚。這就要求教員具備良好的教學語言技能、講授技能、提問技能和課堂組織技能等。在熟悉教學內容和較高教學技能的合力作用下，教員不僅能清晰地展示教材內容，表達思想情感，啟迪學員心智，還能激發學員的課堂參與度，活躍課堂氣氛。

4? 結束語

本課程的教學內容抽象、理論性強，給教學帶來較大難度。在教學過程中合理地運用對比法，可以幫助學員搭建理解同一標題、同一節次、同章異節、同模異章、不同模塊和不同課程等知識間內在聯系的橋梁；可以幫助學員融會貫通各層面的知識點，避免學員處于理解浮于表面、知識點孤立的狀態；可以幫助學員把看似零亂復雜的知識點組織起來，建立一個井然有序的知識系統。只有這樣，才能更好地提高學員理解問題的能力、邏輯思維能力和創新思維能力。

參考文獻

[1] 肖文華.淺談對比法在金工實習教學中的應用[J].信息系統工程，2014（7）：156-158.

[2] 裴根.對比法在中外建筑史教學中的應用[J].中國成人教育，2013（19）：186-187.

[3] 鐘劍.對比法在物理探究教學中的應用[J].當代教育論叢，2019（12）：78-80.

[4] 范欽珊.工程力學[M].北京：清華大學出版社，2012.

[5] 何偉.工程力學[M].北京：科學出版社，2013.

[6] 李艷，曹俊彬，郭振凱.類比法在飛機結構強度教學中的運用[J].教育教學論壇，2015，2（5）：188-189.

作者：李艷，中國人民解放軍空軍工程大學航空機務士官學校，副教授，研究方向為飛機機體結構修理及結構強度；陳彩云，中國人民解放軍空軍工程大學航空機務士官學校，助教，研究方向為飛機機體結構修理及結構強度；李召華，中國人民解放軍空軍工程大學航空機務士官學校，講師，研究方向為航空材料（464000）。