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時間：2023-08-03 16:10:30
序論：在您撰寫航空航天概論知識點時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
關鍵詞：飛行器設計與工程；專業(yè)課程；通識課程；航空概論
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0144-03
一、航空類專業(yè)課程體系簡介
在教育部本科專業(yè)目錄中，航空航天類專業(yè)有飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器質量與可靠性、飛行器環(huán)境與生命保障工程、飛行器適航技術和航空航天工程等7個。目前，鄭州航空工業(yè)管理學院開設了前3個專業(yè)，均歸屬于航空工程學院。以飛行器設計與工程為例，在第1學期設置了“飛行器設計與工程專業(yè)導論”課程（16學時）、第2學期設置了“航空航天技術基礎”專業(yè)必修課（32學時）作為專業(yè)學習的前導課。第1―5學期，學校設置了“高等數(shù)學”、“大學物理”、“理論力學”和“材料力學”等公共基礎課和學科基礎課；第4―7學期則按照飛機設計的各個子學科，設置了“通用航空技術”、“空氣動力學”、“飛行器總體設計”、“無人機系統(tǒng)導論”、“飛行器專業(yè)英語閱讀”和“飛行器專業(yè)技術講座”等專業(yè)課程。
從課程設置上可以看出，“飛行器設計與工程專業(yè)導論”和“航空航天技術基礎”課程主要培養(yǎng)學生對專業(yè)基本情況和學科領域的整體性把握，屬于專業(yè)通識性課程。而在專業(yè)課中滲透通識意識，對教師也提出了更高的要求[1，2]。經(jīng)過這兩門課程的前期引領和必要的數(shù)理、力學知識的學習之后，學生再按照飛機種類和飛機設計各分支學科的特點進行專業(yè)課學習。可以說，“航空航天技術基礎”的各個章節(jié)基本上對應了后續(xù)專業(yè)課的主要范圍，具有非常重要的地位。
在教學實踐中，我們也發(fā)現(xiàn)，激波、升力、機翼結構、飛機穩(wěn)定性和操縱性等概念盡管在“航空航天技術基礎”課程中已講授，但在相應的專業(yè)課學習中，學生仍覺吃力。調查發(fā)現(xiàn)，原因主要有兩點：第一，專業(yè)課程數(shù)學公式較多，而數(shù)學、物理等公共基礎課的學習效果一般，有畏難心理；第二，不知所學知識的應用情況，知其然而不知其所以然。針對航空類專業(yè)的課程體系，探索研究專業(yè)通識課程與后續(xù)專業(yè)課程的聯(lián)系，對于增強學生學習積極性、提高人才培養(yǎng)質量具有重要意義。
二、“航空概論”通識類課程的建設情況
航空概論是學校面向非航空專業(yè)學生開設的一門通識課程（24學時），內容主要包括航空航天基本概念、航空發(fā)展概況及未來發(fā)展趨勢、我國航空工業(yè)、空氣動力學基礎、飛行原理、航空發(fā)動機等[3]，考核方式為期末半開半閉考試。此外，針對國際本科學術互認課程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）項目的雙語版航空概論（32學時），內容較普通版更為豐富，更強調課堂參與和團隊協(xié)作，考核方式為平時作業(yè)、表現(xiàn)和期末設計報告。
航空概論被列入學校的特色課程組合中，除航空專業(yè)外，其余專業(yè)的學生均須從特色課程組合中選修一門。學校每年的本科生招生人數(shù)近7000人，日常教學任務較為飽滿，考慮到學校招生專業(yè)包括財經(jīng)類、管理類和藝術類等，學生數(shù)理基礎參差不齊，在講授時一般避免進行復雜公式的推導，多采用類比法和案例法講解。
此外，學校的人才培養(yǎng)目標和發(fā)展定位與傳統(tǒng)的三所航空重點高校（北京航空航天大學、西北工業(yè)大學和南京航空航天大學）以及其他高職高專類院校存在明顯區(qū)別，市場上已有的航空概論教材并不能完全滿足我們的教學需求。經(jīng)過多年的建設，學校主編并出版了《航空概論》教材，并將“航空概論”課作為學校慕課平臺課程體系的第一批建設項目立項，通過網(wǎng)上課堂與實際課堂相結合的形式，探索“翻轉課堂”教學理念在航空類通識課程中的應用效果?，F(xiàn)在，此項工作正在穩(wěn)步開展中。
三、航空類專業(yè)課程與“航空概論”課程貫通建設
為了盡可能利用現(xiàn)有資源，我們對航空類專業(yè)課程和“航空概論”課程進行了統(tǒng)籌處理，并嘗試進行貫通建設，主要包括如下措施。
1.教具的開發(fā)和使用?！帮w行器設計與工程專業(yè)導論”開設于第1學期，是飛行器設計與工程專業(yè)學生的一門必修課，其中理論課為8個學時，主要介紹專業(yè)課程特點、發(fā)展現(xiàn)況和就業(yè)方向；實踐課為8個學時，要求學生以小組形式設計制作飛機模型，主要培養(yǎng)學生對飛機的認識以及團隊協(xié)作能力?！皩I(yè)綜合性設計與制作”開設于第7學期，為專業(yè)必修實踐類課程，為期兩周，要求學生按照總體設計指標完成飛機的總體概念設計，制作出模型。
關鍵詞：“工程材料學”；航空航天專業(yè)；教學改革
“工程材料學”是航空主機類專業(yè)（包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)）的學科基礎課程。該課程雖然僅有48學時，但承擔著為未來的航空工程師構建材料知識體系的重任，對學生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結合近年的工作實踐，對該課程在教學要求、教學內容和教學方法等方面的改革進行研討。
一、高度重視航空和材料領域發(fā)展對“工程材料學”課程教學的影響
材料學既是基礎科學，也是應用科學。材料科學與技術的發(fā)展，解決了很多工程領域的關鍵問題，有力地推進了相關科學和技術的進步，使得材料科學成為最活躍的科學領域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)?！肮こ滩牧蠈W”以物理學、化學等理論為知識基礎，系統(tǒng)介紹材料科學的基礎理論和實驗技能，著重培養(yǎng)學生把這些知識應用于解決工程實際中提出的對材料結構、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學科基礎課程，“工程材料學”具有較長的開設歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領域的發(fā)展對工程技術人員的能力素質提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計劃的實施，對工程類課程建設的需求更加迫切，有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學改革。航空以眾多學科知識、先進研究成果為基礎，已發(fā)展成為一個由多個分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術人員采用系統(tǒng)工程的方法進行綜合設計?，F(xiàn)代航空技術一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴苛?，F(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學技術的發(fā)展，為解決航空航天領域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機”已成為飛行器發(fā)展公認的規(guī)律。這對航空航天工程技術人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設計、制造和維護工作中，要全面認識材料的性質和特點，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發(fā)展形勢，僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創(chuàng)新素質的工程技術人員，要了解材料科學與工程的發(fā)展方向和趨勢，分析材料領域的發(fā)展對航空航天領域的影響，同時要認真研究具體工作對新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過程中，要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求，對各項技術參數(shù)進行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實對飛行器性能的要求時可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機的航程和機動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對飛機進行一體化設計，要及時掌握各種設計方案對飛機主要材料和工藝的要求，對飛機整體結構進行綜合優(yōu)化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風險，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學技術的迅速發(fā)展也對課程教學提出了新的要求。材料科學與技術是研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用的學科。在現(xiàn)代科學技術中，材料科學是發(fā)展最快速的學科之一，在金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學”課程內容的不斷充實?！肮こ滩牧蠈W”課程要系統(tǒng)講授材料科學與技術的基礎理論和實驗技能，使得學生掌握工程材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面的知識。早期的航空工程結構以自然材料為主，如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國科學家發(fā)明具有時效強化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質金屬材料被開發(fā)出來，使得大量采用金屬材料制造飛機結構成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應地，這一時期“工程材料學”課程內容也以金屬材料為主。上世紀70年代以后，復合材料開始在航空領域應用。復合材料具有較高比強度和比剛度的優(yōu)點使得工程技術人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結構，而現(xiàn)在復合材料已廣泛應用于機翼、機身等部位，向主承力結構過渡。復合材料因其良好的制造性能被大量應用在復雜曲面構件上。復合材料構件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復合材料的用量已成為先進飛行器的重要標志。相應地，復合材料必然要在“工程材料學”課程中占重要地位。鈦合金的開發(fā)和應用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動機、蒙皮等結構的性能，有效解決了防熱問題。“工程材料學”課程的教學內容應該及時反映材料科學在提高飛行器性能方面的新應用與新進展。與此同時，其他相關學科也取得了長足的發(fā)展，使得主機專業(yè)教學內容大幅度增加，“工程材料學”課程的教學內容和學時之間的矛盾愈加突出。
二、認真分析專業(yè)教學對“工程材料學”課程的不同要求
“工程材料學”課程是一門重要的學科基礎課，是基礎課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機類專業(yè)培養(yǎng)學生實踐動手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高學生綜合素質等方面具有重要作用。在多年的教學實踐中，該課程對主機類各專業(yè)采用同一標準教學。雖然主機類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求，但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，專業(yè)分工越來越細，差異化特征也越來越明顯，因此“工程材料學”課程應該充分考慮不同專業(yè)的具體需求，結合各專業(yè)的課程體系安排教學。飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等主機類專業(yè)根據(jù)航空領域中的分工培養(yǎng)學生，畢業(yè)學生的工作要求有所不同，對知識結構的要求也不一樣。就材料方面知識而言，不同專業(yè)學生也會有所區(qū)別，應按照專業(yè)特點縱向劃分對“工程材料學”課程的要求。不同專業(yè)主要服務對象的材料特點是確定課程要求的主要依據(jù)。飛行器設計與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設計和制造，主要從事飛行器總體設計、結構設計、飛機外形設計、飛機性能計算與分析、結構受力與分析、飛機故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學與工程的發(fā)展對現(xiàn)代飛行器設計技術的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識，了解輕質高強材料的發(fā)展動態(tài)和發(fā)展趨勢。飛行器動力工程專業(yè)要求學生學習飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識，主要培養(yǎng)能從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設計、研究、生產(chǎn)、實驗、運行維護和技術管理等方面工作的高級工程技術人才。飛行器動力的重要部件對抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結構具有在高溫下長期工作的組織結構穩(wěn)定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應該是該專業(yè)“工程材料學”課程的重點。飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)要針對現(xiàn)代飛行器工作條件嚴酷、構造復雜的特點，采用先進制造技術，實現(xiàn)設計要求，并為飛行器維護提供便利。該專業(yè)要求學生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細。很多新材料首先在航空航天領域得到應用，其制造技術具有新穎性的特征，設計、材料與制造工藝互相融合、相互促進的特點非常明顯，這就要求學生在“工程材料學”課程中把材料基礎打好，適應工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對“工程材料學”課程的要求有所不同，但課程基礎一致。該課程名稱為“工程材料學”，即明確其重點在于將材料科學與技術的成果運用于航空航天工程，把材料基本知識轉化為生產(chǎn)力?！肮こ滩牧蠈W”是相關專業(yè)材料學科的基本課程，學生要通過該課程了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎知識，學習材料研究、分析的基本方法，掌握材料結構與性能等基礎理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術，為更好地學習專業(yè)課程創(chuàng)造條件，為將來從事技術開發(fā)、工藝和設備設計等打下基礎。由此可見，在明確了各專業(yè)對該課程的個性化要求的基礎上，更要明確共性要求?！肮こ滩牧蠈W”課程要培養(yǎng)學生材料方面的科學概念，提升材料方面的科學素質，扎實的材料科學與技術知識基礎是學生學習專業(yè)課程、提高綜合素質、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件，是進一步發(fā)展的基礎。因此，“工程材料學”課程采用“公共知識+方向知識”的模式比較合適，即把教學內容劃分為每個專業(yè)均要求了解的材料領域知識和根據(jù)各個專業(yè)特色需要重點介紹的知識兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎的教學需要，又注重了后續(xù)專業(yè)課程學習和能力培養(yǎng)的要求，促進了基礎理論和專業(yè)應用的融合滲透，較好地滿足了材料、設計、制造、維護一體化發(fā)展的需要，增強了跨學科、跨專業(yè)認識問題、思考問題和研討問題的能力。
三、多管齊下建設豐富的教學環(huán)境
作為一門學科基礎課程，“工程材料學”課程要根據(jù)學校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標和相關專業(yè)的人才培養(yǎng)標準、方案，結合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，注重與專業(yè)課程體系的融合，注重與工程實踐教育的結合，注重對學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運用知識能力的培養(yǎng)。在充分調研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對課程教學要求的基礎上，要對課程的教學大綱和內容進行修訂，與相關教學環(huán)節(jié)有效整合，拓展教學活動的空間，營造良好的學習環(huán)境和氛圍，加強與后續(xù)課程及實踐活動的聯(lián)系，解決學科基礎課的教學與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問題?！肮こ滩牧蠈W”在第四學期開設，是一門承前啟后的課程。在前期開設的課程中，“大學物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關的課程?！按髮W物理”提供了學習“工程材料學”的科學基礎，認真分析“大學物理”知識點在“工程材料學”中的應用，有助于學生更好地理解相關概念。“航空航天概論”以航空航天領域的發(fā)展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學”課程講授之初讓學生重新回到機庫，從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進步，結合材料學的概念研究飛行器的組成及工作原理，會使得學生對該課程有比較全面的認識。在相關專業(yè)的后續(xù)課程中，有好多課程與“工程材料學”密切相關，如“飛行器總體設計”、“發(fā)動機原理”、“先進制造技術”等，如果在“工程材料學”中對有關知識點作簡單介紹，可以使學生更好地綜合分析相關概念，加深理解。在主機類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“工程訓練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，其教學內容與“工程材料學”密切相關?！肮こ逃柧殹苯虒W內容以機械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關。在以前的教學工作中，材料是加工對象，對材料的性能等的介紹很簡單，學生的認識較淺。如果在“工程訓練”教學過程中，針對不同的加工工藝和方法對材料作較深入的介紹，從應用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應性，可以促進學生把材料理論知識的學習和工程實際聯(lián)系起來。通過讓學生分析研究實際材料在加工過程中的表現(xiàn)來認識材料的性能，通過感性認識來體會材料變化的規(guī)律，把深奧的材料科學理論知識和生動形象的加工過程結合起來。這樣不僅強化了工程訓練效果，還能讓學生把材料的知識學活，留下更深刻的影響，更好地發(fā)揮學生的潛力。航空航天主機類專業(yè)的課程設計是重要的綜合學習環(huán)節(jié)。課程設計任務一般是完成一項涉及本專業(yè)一門或多門主要課程內容的綜合性、應用性的設計工作，通過一系列設計圖紙、技術方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機類專業(yè)的課程設計涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學計劃，“工程材料學”先行開設。因此，在相關課程設計中，有目的地提出材料問題，引導學生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調動學生自主探究材料科學的積極性，幫助學生把材料知識轉化為初步的工作能力，克服課程知識的碎片化傾向。
四、結語
航空航天是現(xiàn)代科學技術的集大成者，該領域發(fā)展很大程度上取決于材料科學技術的進步。材料學是航空航天工程技術人員知識結構的重要組成部分?！肮こ滩牧蠈W”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學，才能實現(xiàn)教學目標，提高培養(yǎng)質量。航空航天領域和材料科學技術發(fā)展，極大地豐富了“工程材料學”的教學內容。要根據(jù)學科領域的發(fā)展需要選擇教學內容，按照理論實踐結合、突出工程應用的要求構建知識體系。在教學工作中，應根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，深入研究材料學的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向，形成“公共知識+方向知識”的“工程材料學”課程結構，提高教學效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學與其他課程的聯(lián)系，以及課程設計、工程訓練、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)，以“工程材料學”課程為中心，注重課程的縱向推進和知識的橫向聯(lián)系，不斷加深對材料學的理解和掌握，培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學科解決問題的能力。
作者:汪濤 周克印 單位:南京航空航天大學材料科學與技術學院
參考文獻：
[1]朱張校,姚可夫.工程材料[M].北京:清華大學出版社,2011.
[2]周風云.工程材料及應用[M].武漢:華中科技大學出版社,2002.
[3]王少剛,鄭勇,汪濤.工程材料與成形技術基礎[M].國防科技出版社,2016.
關鍵詞：“工程材料學”；航空航天專業(yè)；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）04-0124-03
“工程材料學”是航空主機類專業(yè)（包括飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)）的學科基礎課程。該課程雖然僅有48學時，但承擔著為未來的航空工程師構建材料知識體系的重任，對學生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結合近年的工作實踐，對該課程在教學要求、教學內容和教學方法等方面的改革進行研討。
一、高度重視航空和材料領域發(fā)展對“工程材料學”課程教學的影響
材料學既是基礎科學，也是應用科學。材料科學與技術的發(fā)展，解決了很多工程領域的關鍵問題，有力地推進了相關科學和技術的進步，使得材料科學成為最活躍的科學領域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)?！肮こ滩牧蠈W”以物理學、化學等理論為知識基礎，系統(tǒng)介紹材料科學的基礎理論和實驗技能，著重培養(yǎng)學生把這些知識應用于解決工程實際中提出的對材料結構、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學科基礎課程，“工程材料學”具有較長的開設歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領域的發(fā)展對工程技術人員的能力素質提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計劃的實施，對工程類課程建設的需求更加迫切，有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學改革。航空以眾多學科知識、先進研究成果為基礎，已發(fā)展成為一個由多個分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術人員采用系統(tǒng)工程的方法進行綜合設計?，F(xiàn)代航空技術一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴苛?，F(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學技術的發(fā)展，為解決航空航天領域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機”已成為飛行器發(fā)展公認的規(guī)律。這對航空航天工程技術人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設計、制造和維護工作中，要全面認識材料的性質和特點，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發(fā)展形勢，僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創(chuàng)新素質的工程技術人員，要了解材料科學與工程的發(fā)展方向和趨勢，分析材料領域的發(fā)展對航空航天領域的影響，同時要認真研究具體工作對新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過程中，要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求，對各項技術參數(shù)進行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實對飛行器性能的要求時可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機的航程和機動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對飛機進行一體化設計，要及時掌握各種設計方案對飛機主要材料和工藝的要求，對飛機整體結構進行綜合優(yōu)化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風險，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學技術的迅速發(fā)展也對課程教學提出了新的要求。材料科學與技術是研究材料成分、結構、加工工藝與其性能和應用的學科。在現(xiàn)代科學技術中，材料科學是發(fā)展最快速的學科之一，在金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學”課程內容的不斷充實。
“工程材料學”課程要系統(tǒng)講授材料科學與技術的基礎理論和實驗技能，使得學生掌握工程材料的合成、制備、結構、性能、應用等方面的知識。早期的航空工程結構以自然材料為主，如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國科學家發(fā)明具有時效強化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質金屬材料被開發(fā)出來，使得大量采用金屬材料制造飛機結構成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應地，這一時期“工程材料學”課程內容也以金屬材料為主。上世紀70年代以后，復合材料開始在航空領域應用。復合材料具有較高比強度和比剛度的優(yōu)點使得工程技術人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結構，而現(xiàn)在復合材料已廣泛應用于機翼、機身等部位，向主承力結構過渡。復合材料因其良好的制造性能被大量應用在復雜曲面構件上。復合材料構件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復合材料的用量已成為先進飛行器的重要標志。相應地，復合材料必然要在“工程材料學”課程中占重要地位。鈦合金的開發(fā)和應用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動機、蒙皮等結構的性能，有效解決了防熱問題?！肮こ滩牧蠈W”課程的教學內容應該及時反映材料科學在提高飛行器性能方面的新應用與新進展。與此同時，其他相關學科也取得了長足的發(fā)展，使得主機專業(yè)教學內容大幅度增加，“工程材料學”課程的教學內容和學時之間的矛盾愈加突出。
二、認真分析專業(yè)教學對“工程材料學”課程的不同要求
“工程材料學”課程是一門重要的學科基礎課，是基礎課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機類專業(yè)培養(yǎng)學生實踐動手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高學生綜合素質等方面具有重要作用。在多年的教學實踐中，該課程對主機類各專業(yè)采用同一標準教學。雖然主機類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求，但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，專業(yè)分工越來越細，差異化特征也越來越明顯，因此“工程材料學”課程應該充分考慮不同專業(yè)的具體需求，結合各專業(yè)的課程體系安排教學。飛行器設計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等主機類專業(yè)根據(jù)航空領域中的分工培養(yǎng)學生，畢業(yè)學生的工作要求有所不同，對知識結構的要求也不一樣。就材料方面知識而言，不同專業(yè)學生也會有所區(qū)別，應按照專業(yè)特點縱向劃分對“工程材料學”課程的要求。不同專業(yè)主要服務對象的材料特點是確定課程要求的主要依據(jù)。
飛行器設計與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設計和制造，主要從事飛行器總體設計、結構設計、飛機外形設計、飛機性能計算與分析、結構受力與分析、飛機故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學與工程的發(fā)展對現(xiàn)代飛行器設計技術的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識，了解輕質高強材料的發(fā)展動態(tài)和發(fā)展趨勢。飛行器動力工程專業(yè)要求學生學習飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識，主要培養(yǎng)能從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設計、研究、生產(chǎn)、實驗、運行維護和技術管理等方面工作的高級工程技術人才。飛行器動力的重要部件對抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結構具有在高溫下長期工作的組織結構穩(wěn)定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應該是該專業(yè)“工程材料學”課程的重點。飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)要針對現(xiàn)代飛行器工作條件嚴酷、構造復雜的特點，采用先進制造技術，實現(xiàn)設計要求，并為飛行器維護提供便利。該專業(yè)要求學生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細。很多新材料首先在航空航天領域得到應用，其制造技術具有新穎性的特征，設計、材料與制造工藝互相融合、相互促進的特點非常明顯，這就要求學生在“工程材料學”課程中把材料基礎打好，適應工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對“工程材料學”課程的要求有所不同，但課程基礎一致。
該課程名稱為“工程材料學”，即明確其重點在于將材料科學與技術的成果運用于航空航天工程，把材料基本知識轉化為生產(chǎn)力?！肮こ滩牧蠈W”是相關專業(yè)材料學科的基本課程，學生要通過該課程了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎知識，學習材料研究、分析的基本方法，掌握材料結構與性能等基礎理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術，為更好地學習專業(yè)課程創(chuàng)造條件，為將來從事技術開發(fā)、工藝和設備設計等打下基礎。由此可見，在明確了各專業(yè)對該課程的個性化要求的基礎上，更要明確共性要求。“工程材料學”課程要培養(yǎng)學生材料方面的科學概念，提升材料方面的科學素質，扎實的材料科學與技術知識基礎是學生學習專業(yè)課程、提高綜合素質、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件，是進一步發(fā)展的基礎。因此，“工程材料學”課程采用“公共知識+方向知識”的模式比較合適，即把教學內容劃分為每個專業(yè)均要求了解的材料領域知識和根據(jù)各個專業(yè)特色需要重點介紹的知識兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎的教學需要，又注重了后續(xù)專業(yè)課程學習和能力培養(yǎng)的要求，促進了基礎理論和專業(yè)應用的融合滲透，較好地滿足了材料、設計、制造、維護一體化發(fā)展的需要，增強了跨學科、跨專業(yè)認識問題、思考問題和研討問題的能力。
三、多管齊下建設豐富的教學環(huán)境
作為一門學科基礎課程，“工程材料學”課程要根據(jù)學校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標和相關專業(yè)的人才培養(yǎng)標準、方案，結合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，注重與專業(yè)課程體系的融合，注重與工程實踐教育的結合，注重對學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運用知識能力的培養(yǎng)。在充分調研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對課程教學要求的基礎上，要對課程的教學大綱和內容進行修訂，與相關教學環(huán)節(jié)有效整合，拓展教學活動的空間，營造良好的學習環(huán)境和氛圍，加強與后續(xù)課程及實踐活動的聯(lián)系，解決學科基礎課的教學與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問題。
“工程材料學”在第四學期開設，是一門承前啟后的課程。在前期開設的課程中，“大學物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關的課程。“大學物理”提供了學習“工程材料學”的科學基礎，認真分析“大學物理”知識點在“工程材料學”中的應用，有助于學生更好地理解相關概念?！昂娇蘸教旄耪摗币院娇蘸教祛I域的發(fā)展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學”課程講授之初讓學生重新回到機庫，從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進步，結合材料學的概念研究飛行器的組成及工作原理，會使得學生對該課程有比較全面的認識。在相關專業(yè)的后續(xù)課程中，有好多課程與“工程材料學”密切相關，如“飛行器總體設計”、“發(fā)動機原理”、“先進制造技術”等，如果在“工程材料學”中對有關知識點作簡單介紹，可以使學生更好地綜合分析相關概念，加深理解。在主機類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“工程訓練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，其教學內容與“工程材料學”密切相關。“工程訓練”教學內容以機械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關。在以前的教學工作中，材料是加工對象，對材料的性能等的介紹很簡單，學生的認識較淺。如果在“工程訓練”教學過程中，針對不同的加工工藝和方法對材料作較深入的介紹，從應用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應性，可以促進學生把材料理論知識的學習和工程實際聯(lián)系起來。通過讓學生分析研究實際材料在加工過程中的表現(xiàn)來認識材料的性能，通過感性認識來體會材料變化的規(guī)律，把深奧的材料科學理論知識和生動形象的加工過程結合起來。這樣不僅強化了工程訓練效果，還能讓學生把材料的知識學活，留下更深刻的影響，更好地發(fā)揮學生的潛力。
航空航天主機類專業(yè)的課程設計是重要的綜合學習環(huán)節(jié)。課程設計任務一般是完成一項涉及本專業(yè)一門或多門主要課程內容的綜合性、應用性的設計工作，通過一系列設計圖紙、技術方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機類專業(yè)的課程設計涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學計劃，“工程材料學”先行開設。因此，在相關課程設計中，有目的地提出材料問題，引導學生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調動學生自主探究材料科學的積極性，幫助學生把材料知識轉化為初步的工作能力，克服課程知識的碎片化傾向。
四、結語
航空航天是現(xiàn)代科學技術的集大成者，該領域發(fā)展很大程度上取決于材料科學技術的進步。材料學是航空航天工程技術人員知識結構的重要組成部分?！肮こ滩牧蠈W”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學，才能實現(xiàn)教學目標，提高培養(yǎng)質量。航空航天領域和材料科學技術發(fā)展，極大地豐富了“工程材料學”的教學內容。要根據(jù)學科領域的發(fā)展需要選擇教學內容，按照理論實踐結合、突出工程應用的要求構建知識體系。在教學工作中，應根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，深入研究材料學的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向，形成“公共知識+方向知識”的“工程材料學”課程結構，提高教學效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學與其他課程的聯(lián)系，以及課程設計、工程訓練、畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)，以“工程材料學”課程為中心，注重課程的縱向推進和知識的橫向聯(lián)系，不斷加深對材料學的理解和掌握，培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學科解決問題的能力。
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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors
WANG Tao，ZHOU Ke-yin
（College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）
關鍵詞：地球空間；宇宙探索；本科通識教育
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）43-0228-03
從古至今，人類就對我們頭頂?shù)奶炜粘錆M了無限的好奇。浩瀚無垠的宇宙一直吸引著人類的注意力，成為他們飛向太空的夢想。對地球空間乃至宇宙的探索從千百年前古人觀察星空那刻開始，就成為了人類歷史上深受矚目并且持續(xù)時間最長的一項科學活動。如何從科學的角度去了解宇宙，成為了無數(shù)學者孜孜以求的話題。人類的活動的足跡及其研究的領域，經(jīng)歷了從陸地到海洋，從海洋到大氣層，從大氣層到宇宙空間的擴展過程。人類活動范圍的每一次飛躍，都大大增強了其對于認識自然和改造自然的能力，促進了時代生產(chǎn)力的發(fā)展和社會的進步。當人類的活動領域從地面擴大到空間后，我們開始利用和開發(fā)空間蘊藏的極其豐富的資源，并使人類能從全宇宙的觀點來解決社會發(fā)展問題。人類對宇宙的認識經(jīng)歷了一個漫長的時期。最初，人類對宇宙的認識是基于有限的觀測與想象。到了近代，自從1957年10月原蘇聯(lián)向太空發(fā)射了人類歷史上的第一顆人造衛(wèi)星，對宇宙的探測就跨入了一個新時代。人類在向外層空間的探索過程中，中國既是最古老的航天國家，也是本世紀航空航天事業(yè)發(fā)展最快的國家之一。經(jīng)過多年的努力和探索，如今我國已經(jīng)處于空間探測發(fā)展的前端。隨著“神舟”與天宮的對接成功、“嫦娥”的上天、北斗導航衛(wèi)星的完善，標志著我國已步入航天大國的時代前列。積極參與太空探索對我國政治、思想、社會、文化等方面的意義十分重大，將促進生產(chǎn)力的變革、人與自然的協(xié)調發(fā)展以及社會文化的進步。“神舟”、“嫦娥”等多個重大空間研究項目的進展，可以促使我們去了解宇宙演化及其中的各種物理現(xiàn)象和過程，探尋人類和地球生物在宇宙中的地位及意義，發(fā)展各種太空技術并將其運用到各個領域，探索和占有各種太空資源，利用太空的極端環(huán)境進行各種科學和技術試驗，以及顯示我國綜合國力的先進和強大。隨著宇宙探索和空間科學成為熱點，特別是近數(shù)十年來我國航空航天科技的蓬勃發(fā)展，促使國內很多以理工學科為主的高等院校，甚至許多綜合性大學，都開設了針對各個專業(yè)學科的關于空間學科的專業(yè)課和通識教育型的基礎課，用以向高等院校學生傳授空間學科的各項知識。其中尤以開設范圍較廣，也是深受各學科學生歡迎的宇宙探索類公共選修課，因其對空間學科知識面覆蓋較全，學科前沿性良好，教師自主選擇較大，通常可采用大量的圖片、動畫、影音資料等多媒體手段，往往能達到很好的教學效果。對國內各個知名大學的宇宙探索類公共選修課的教學計劃、教學日歷、課程簡介以及教學課件等教學安排進行調查之后，發(fā)現(xiàn)其大多數(shù)的課程范圍均包括以下幾個方面：地球空間、日地空間環(huán)境、日球空間、銀河系等的基本結構、特性和人類對其探測的新進展；恒星的分類及其演化；黑洞的特性及其發(fā)現(xiàn)與觀測；宇宙的起源與演化；人類深空探測和尋找地外文明的方法和技術，以及它們的原理、分類和發(fā)展歷程；太空存在的各種資源以及未來的太空產(chǎn)業(yè)、災害性空間天氣的類型及預防。但是在大多數(shù)的課程安排和教授過程中，過分強調了空間學科點前沿性和學生關注度，對于在中學或大學其他課程中已有所涉及的地球空間的有關知識點，往往學時分配較少，不受到關注與重視，學生學習興趣不高。
學科知識點的選?。?/p>
在很多大學的本科教育中，宇宙探測類通識課一般是針對空間科學及其發(fā)展的導論性課程?？臻g科學作為地球科學的重要分支，主要研究發(fā)生在日地空間、行星際空間及至整個宇宙空間的物理、天文、化學及生命等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學。作為宇宙的一部分，地球空間一般認為是靠近行星地球的、受太陽輻射變化直接影響的空間區(qū)域，具體指地球大氣中層頂以上的區(qū)域，其外邊界是太陽風與地磁場相互作用形成的。地球空間是對外層空間探索的基礎，人類對于宇宙的認識與探測首先就建立在對地球空間的逐步了解中。目前人類對于宇宙的探索工作重點在于三個方面：衛(wèi)星的發(fā)射與應用、載人航天、深空探測。因此，在教授有關宇宙探測的課程時，地球空間的基本特征與特性、目前已經(jīng)進行的探測方法及探測結果、地球空間中的一些主要現(xiàn)象和變化，應該成為首先講授的基礎與重點。本文將根據(jù)對各大院校該類課程教學過程的總結，以及自身的講授經(jīng)驗和認識體會，分析地球空間知識點在該課程中的教學應用，以期提高此類課程的教學質量。下面是筆者認為需重點納入教學范圍的幾個知識點。
1.地球空間探測方法。要想對地球空間進行了解，掌握它的整個的結構和基本變化，首先我們要對地球空間進行觀測。地球空間探測是人類航空航天事業(yè)的起點，是人類飛向外層空間的技術基礎，也是整個空間科學的源頭和重點。因此地球空間探測手段、衛(wèi)星應用、航天器的發(fā)展、人類空間探測歷史等，都應作為此知識點的重點進行。
2.電離層/磁層與電磁波傳播。地球空間并不是一個很安寧的地球空間，它是受太陽風和地球磁場雙重作用而形成的。這一知識點主要是研究電離層與磁層中發(fā)生的物理現(xiàn)象、動力學和電動力學過程，因此對于地球物理、信息工程乃至通信、測量等專業(yè)的學生是非常必要的。在教學中，應重點探討日地系統(tǒng)中太陽活動、地磁活動和人類活動對電離層和磁層環(huán)境的影響，無線電波在各種介質中的傳播過程與理論研究以及電離層/磁層對無線電波傳播在各種工程系統(tǒng)中尤其在移動通信中的影響研究。
3.大氣層光學現(xiàn)象。大氣層光學現(xiàn)象是指大氣中發(fā)生的各種光學現(xiàn)象，來自太陽、月亮和其他光源的光線通過大氣層時，發(fā)生選擇性吸收、散射、反射和折射、衍射等以及其各種物理化學作用，改變原來的路徑和顏色，呈現(xiàn)出的各種色彩繽紛的光學現(xiàn)象。它所反映出來的規(guī)律和物理機制，在大氣物理學、環(huán)境科學、天文、航空遙感等許多專業(yè)方向上有著重要地位。
4.高層中性大氣。這一知識點主要研究中高層大氣動力學，中高層大氣中的風、波和相關的暫態(tài)過程，以及中高層大氣的光學和無線電探測技術。如果是理工科的選課學生為主的大學公選課，建議加入此知識點。
5.對流層。嚴格意義上來說，由于其主要影響源為地面，對流層大氣不屬于地球空間的研究范圍。然而作為人類的生存的大氣空間層，對流層變化與我們的生活息息相關，同時也有很多的空間探測方法的研究目標就是對流層大氣。因此作為通識課，這一知識點也應考慮加入，而非忽略，教學重點應放在對流層與氣象學以及對流層與其他大氣耦合機制上。
地球空間是和航天技術緊密結合的現(xiàn)代科學技術研究領域，地球外大氣層的世界，逐漸被一一發(fā)現(xiàn)，但是未知的東西仍然很多。對其熱點問題和研究前沿進行探討，可以豐富并拓展學生們對于宇宙探索的認知。在高校開設宇宙探索類本科通識課程時，針對不同學科背景與專業(yè)方向的選課學生，該類課程中有關地球空間部分的教學方案也可進行科學的選擇和適度的調整，以使學生有效接受并消化大量信息，切實掌握有關的知識點，各專業(yè)課程之間形成互補，最大程度發(fā)揮宇宙探索類通識課的作用。
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關鍵詞：質量工程技術基礎；教學體系；三位一體；教學改革
《質量工程技術基礎》作為2006年教育部批準我校新建的國防特色專業(yè)“質量與可靠性工程（081508S）”的一門核心專業(yè)基礎課，內容涉及質量設計、質量檢驗、質量控制和質量分析等諸多內容，經(jīng)過分析和比較國內外相關高校所開設的質量工程類課程和出版的一些主要質量工程類教材，認為這些教材的編寫滿足了管理工程專業(yè)和工業(yè)工程專業(yè)的教學需求，作為北京航空航天大學《質量工程技術基礎》精品課建設項目，經(jīng)過項目組2007年5月到2010年9月的建設，圓滿完成了課程建設的任務。本文系統(tǒng)地研究了適合于工科高等院校本科生質量工程技術課程的教學體系，并立足于質量與可靠性工程學科的建設研究了課程的教學目的和教學內容，建立了“課堂講授、課堂討論、實驗驗證”三位一體的創(chuàng)新教學模式。
一、豐富內涵，明確課程定位
1.課程特點。作為質量與可靠性工程專業(yè)的唯一一門質量方面的基礎核心課程，《質量工程技術基礎》承載著向學生講授質量工程基本原理與技術的任務，同時幫助他們從總體上把握質量與可靠性工程專業(yè)的內涵，因此，就要求《質量工程技術基礎》課程在內容上具有完備性，自成體系；在講授方面具有專業(yè)覆蓋性，從質量與可靠性工程專業(yè)的角度向學生講述質量工程技術的內涵與內容。
2.課程創(chuàng)新點。由于我們率先在本科專業(yè)開設《質量工程技術基礎》課程，國內外相關高校大多從管理的角度開設《質量管理》方面的課程，還沒有一門從總體上講述質量工程技術原理與方法的課程，因此就要求《質量工程技術基礎》課程在內容上具有創(chuàng)新性，需要借鑒以技術見長的可靠性工程技術構成框架，構建出以技術為主線的質量工程技術體系，并能結合產(chǎn)品設計與制造過程，闡述清楚質量工程技術的內涵與應用途徑，強調質量工程技術是與設計技術以及制造技術同等重要的基礎使能技術。
二、突出技術，創(chuàng)新教學內容
1.教學目的。需要引導學生對系統(tǒng)質量工程基礎理論進行了解，這樣可以使學生掌握所必須的基本知識和基本技能。
2.教學內容。本課程系統(tǒng)詳細地介紹質量工程的基本理論、方法和技術，體現(xiàn)了現(xiàn)代質量工程新的進展與成果，是質量工程師必備的知識。主要包括如下內容：①第1部分，質量工程技術概述，主要講授質量工程的基本概念，包括質量工程基本原理、質量工程技術體系與產(chǎn)品全系統(tǒng)、全特性、全過程質量管理等；②第2部分，設計質量工程技術，主要講授設計階段質量控制的基本原理與技術，包括質量功能展開、系統(tǒng)設計、參數(shù)設計、容差設計等技術；③第3部分，制造質量工程技術，主要講授制造階段質量控制的基本原理與技術，包括：質量檢驗、抽樣檢驗、統(tǒng)計過程控制、過程能力分析等技術；④第4部分，質量分析技術，主要講授產(chǎn)品設計與制造過程質量分析的基本原理與技術，包括質量數(shù)據(jù)與質量波動、定量分析技術與定性分析技術等。
三、積極探索實踐，構建三位一體式教學模式
為能更好地展現(xiàn)出所講授課程的特色跟實際應用的關聯(lián)，同時也為了給學生講解課程知識內容，在課堂講授中構建“課堂講授、課堂討論、實驗驗證”三位一體式的教學模式。
1.課堂講授，注重層次分明、循序漸進。在授課過程中引用多媒體進行知識講解，目的是使用這種比較生動的教學方法，讓抽象的知識點具象起來，學生也更容易理解這些課程內容。本課程的課堂講授全部采用高水平多媒體課件，參考美國威斯康星大學（University of Wisconsin-Madison）、新加坡國立大學（University of Singapore）與天津大學等國內外高校在QFD、穩(wěn)健設計、質量檢驗、SPC等質量工程技術方面課程的課件，吸收進來并加以利用，以教學內容為中心，根據(jù)自身課程特色制作一套適合自己課程特點的高水平的多媒體教學課件，共計16講，32課時。
2.課堂討論，注重積極參與、教學互動。將課程內容系統(tǒng)劃分成幾個單元，劃分的若干個單元環(huán)節(jié)均要以理論講解為基礎，充分與實際相聯(lián)系。所以在理論教學中，一些工程項目或者與實際相關聯(lián)的質量問題作為課堂討論的內容，以此為基點了解相關的理論理念以及具體問題的處理與應對。教學討論利用同期建設的教學專用網(wǎng)站（http：//），使課堂討論由課內延伸到課外，形成良性互動。教學網(wǎng)站功能包括學習討論、參考資料、作業(yè)提交、課件提供、網(wǎng)上答疑等，達到面向北航本科學生的助學功能、面向北航任課教師的助教功能以及面向校外人員的對外教學服務與宣傳功能。
3.實驗驗證，強調工程實際、學以致用。實踐性強是質量工程學科的一個明顯特性，學生在接觸這門課程中，不單單靠理論知識，更要以系統(tǒng)的實驗環(huán)節(jié)來輔助掌握其本質，使學生學起來積極性提高，從而教學質量也會有所提升。為此，結合我校國防特色專業(yè)建設項目，安排了如下3次實驗課程教學。①質量特性識別與分解實驗。質量特性的識別與分解實驗以某自動步槍設計為背景，讓學生熟練掌握質量屋和QFD瀑布式分解技術。②穩(wěn)健性設計實驗。穩(wěn)健性設計實驗以某航空發(fā)動機參數(shù)穩(wěn)健設計為背景，實現(xiàn)對影響航空發(fā)動機關鍵質量特性參數(shù)的穩(wěn)健性優(yōu)化設計，讓學生熟練掌握穩(wěn)健參數(shù)設計技術。③符合性控制實驗。符合性控制實驗以某彈用發(fā)動機制造質量控制為背景，實現(xiàn)對制造過程關鍵控制參數(shù)的監(jiān)控與分析，讓學生熟練掌握控制圖與工序能力指數(shù)分析技術。
四、實踐與效果分析
本教學體系通過在北京航空航天大學可靠性與系統(tǒng)工程學院2006級與2007級兩屆共120名學生的教學實踐，期末教學質量調查表明：學生滿意度達99%。本課程系統(tǒng)化地介紹了質量、質量工程、質量工程技術定義、質量工程技術體系與應用，課堂較活躍，講解與討論同步，進而更好地引發(fā)學生的學習興趣，使其更好地自主學習、思考。課堂講解過程中需要注意理論與實際事例的相結合，在大量實例的列舉當中使得學生能夠更好地掌握相關理論及其技術上的實質內涵，相關專業(yè)理論的教學對于理工科本科生以后要參與的工作會有很大的幫助。同樣，在教學過程中充分發(fā)揮多樣性，既生動又形象并且易于理解，這樣便能很好地使學生融入其中。
通過以上一系列課程教學改革，建立了有關《質量工程技術基礎》教學中的課程目的、內容、模式等相關教學體系，能夠在教學計劃范圍內高效地完成相關教學任務，使得學生可以更好地了解掌握相關理論知識，同樣能夠更好地培養(yǎng)其自主學習能力及其思考能力，解決實際當中的相關問題，進而能夠更好地投入到對于質量工程技術的學習及研究當中，做到學以致用，為我國的國防科技工業(yè)和國民經(jīng)濟領域培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的人才。
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關鍵詞 飛行技術 飛行學員 課程建設 課程考核
中圖分類號：G423 文獻標識碼：A
Analysis of Flight Technical Professional Course Construction
Abstract Flight technology professional course construction is an important guarantee for high-quality flight talent to improve China's civil aviation industry. For student pilots training mode， the internal characteristics of the professional characteristics of the student pilots and flight career， reasonably optimize the construction of the professional courses and curriculum system； curriculum planning， curriculum-building measures， curriculum construction standards， effectively rationalize flight technology courses implementation of the construction process， and the establishment of a reasonable course construction assessment mechanism.
Key words flight technology； student pilots； course construction； curriculum assessment
0 引言
目前，在國內、外，針對普通大學生進行的課程建設研究較多，但是，就飛行技術這個特殊專業(yè)而言，可行、有效的，符合我院實際的課程建設研究比較少見，主要是因為，飛行技術專業(yè)所培養(yǎng)的大學生是為民航系統(tǒng)輸送高素質的飛行員，①其特殊的身份就決定了這方面的研究資料較少。
研究飛行技術專業(yè)課程建設改革的原因在于，通過近幾年的飛行學員的教學工作可知，來自這兩種模式的飛行學員的基礎參差不齊，學習興趣②不是很濃。分析這些學員的專業(yè)特點，據(jù)統(tǒng)計，來自“2+2”模式的飛行學員的原學專業(yè)大多不相同，他們的飛行基礎知識相對短缺，由此，會造成學員的學習興趣不濃，其根源在于缺少一個比較完善的課題體系建設，因此，開展這方面的研討，使得任課教師具有一個完整的課程建設目標，從而有助于教學工作的順利開展。
盡管國內外存在一般大學生的課程建設等方面的研究資料，但是，對行員的特殊大學生來說，已有的研究不能夠完全照搬到飛行技術專業(yè)的理論課程的教學之中，這就需要我們自己的飛行技術專業(yè)教師，根據(jù)自己學生的專業(yè)特點，研究適合行員教育的課程建設，只有這樣，才能做到為我們的民航運輸業(yè)輸送高素質的飛行人才。
1 飛行技術專業(yè)課程建設的必要性
飛行技術本科專業(yè)是一個綜合性、跨學科的技術應用型專業(yè)，其主要任務是為航空運輸業(yè)培養(yǎng)航線運輸機職業(yè)飛行人才。飛行技術專業(yè)既為學歷教育，又要符合行業(yè)對飛行員的職業(yè)要求，同時由于民航是一個高新技術應用日益廣泛的行業(yè)，因此，對飛行員這種專業(yè)技術人才在知識結構、技術應用能力、綜合素質、身心素質等方面都具有較高的要求。為此，在飛行技術專業(yè)人才培養(yǎng)的過程中，必須處理好基礎理論教育、專業(yè)知識與技能教育和實踐訓練之間的關系，不斷完善符合本科層次人才培養(yǎng)要求、滿足行業(yè)規(guī)范和與國際接軌的具有鮮明特色的師資隊伍、課程體系、實驗設施和人才培養(yǎng)模式。
課程建設是保證教育質量最基礎的工作之一，也是教學建設中最基本的內容之一。根據(jù)飛行技術專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求，構建與培養(yǎng)高素質飛行技術專業(yè)人才相適應的富有特色、水平先進、整體優(yōu)化的教學內容和課程體系。目前飛行技術專業(yè)的課程設置特色不夠鮮明，課程體系需要進一步梳理、規(guī)范，課程內容與行業(yè)執(zhí)照考試內容銜接不夠緊密，有必要進一步優(yōu)化該專業(yè)的課程設置，建立合理的課程體系，為任課教師指出明確的教學目標。
2 飛行技術專業(yè)課程建設的實施過程
2.1 課程建設規(guī)劃
飛行技術專業(yè)的課程體系分為：公共基礎課、專業(yè)基礎知識課程、專業(yè)知識課程、專業(yè)實踐課程。以提高人才培養(yǎng)質量的目的，以飛行技術專業(yè)規(guī)范為指導，根據(jù)學科領域、知識點以及教學內容和方法，不斷優(yōu)化課程體系，梳理課程內容的銜接，構建涵蓋飛行技術專業(yè)的專業(yè)基礎知識課程、專業(yè)知識課程的五個課程群。
（1）飛機基礎知識（理論）課程群：飛機結構與系統(tǒng)、航空動力裝置、民航飛機電氣儀表及通信系統(tǒng)、飛行氣象學及其應用。（2）飛行基礎知識課程群：航空醫(yī)學、航空運輸?shù)乩怼w行技術概論、基礎飛行模擬訓練、飛行員職業(yè)素質與能力概論、民航概論、民航運輸系統(tǒng)概論、航空公司的經(jīng)營與管理、航空公司機隊規(guī)劃。（3）航行基礎知識課程群：空中領航學（I）、空中領航學（II）、儀表飛行與航圖、空中交通管理基礎、現(xiàn)代導航技術。（4）飛行理論與管理課程群：飛行原理、飛行性能與飛行計劃、安全飛行原理與事故案例分析、飛行法規(guī)、飛行心理學與人為因素、駕駛艙資源管理、飛行運行與安全管理基礎、飛行資料與手冊（5）飛行英語課程群：飛行英語（I）、飛行英語（II）、飛行英語（Ⅲ）、飛行英語（Ⅳ）、英語無線電陸空通話、ICAO英語。
2.2 課程建設措施
重點建設幾門核心課程，建成校內、行業(yè)內有影響力、有特色的優(yōu)質課程、精品課程。以提高培養(yǎng)質量為重點，加強教學內容、教學方法和教學手段改革，實現(xiàn)課程建設的整體優(yōu)化。同時，加強教材建設，在參考國、內外優(yōu)秀教材的同時，不斷加強高質量自編教材的比例，爭取五年內具有鮮明特色的、符合行業(yè)和國際化需求的高質量的自編教材比例不低于60%。實踐教學資料齊全、科學、實用，實驗項目全部具有指導書。
課程建設涉及到教育思想、教育理念、教學過程等諸多方面內容，課程建設的內容主要包括：師資隊伍建設、教學內容改革、教學方法改革、教學手段改進、實踐教學改革、教學文件與資料建設、教材選用與編寫等幾個方面?？紤]到飛行技術專業(yè)的培養(yǎng)目標、學歷教育與職業(yè)教育相結合、培養(yǎng)模式多樣性等特點，課程群內的課程之間以及不同課程群的課程之間必須相互關聯(lián)、緊密銜接，保障課程建設的科學性和系統(tǒng)性。
2.3 課程建設基本標準
每門課程以局方執(zhí)照考試大綱、執(zhí)照題庫、相關規(guī)章、飛行技術專業(yè)規(guī)范等為依據(jù)，學習借鑒國內外相關院校的經(jīng)驗。
2.4 特色課程的建設
重點圍繞核心課程加強雙語課程、模塊化課程建設。為適應飛行技術專業(yè)培養(yǎng)模式的不同，加強模塊化課程建設。為了適應民航發(fā)展的要求和與國際接軌，切實提高學生的英語應用能力，開展雙語教學課程。③
3 飛行技術專業(yè)課程建設的考核
課程考核是課程建設的一個重要環(huán)節(jié)，它所特有的評定、檢測、診斷、反饋和激勵功能，是其他環(huán)節(jié)難以替代的，可以檢驗課程建設的成功與否。課程考核工作的質量是教學質量的一個重要方面，并對教學質量、教風和學風產(chǎn)生直接的重要影響。為使課程考核更加綜合化、制度化、科學化，需制定相應的考核管理辦法。
另外，在教學過程中，教師要根據(jù)自己課程特點和教學風格采用多種恰當?shù)恼n程考核方式，針對飛行學員的自身特點，加強對飛行學員日常學習過程的考核，改變課程結束時“一考定成績”的做法，防止“考前突擊”的行為，促進學生的研究性學習。
注釋
① 劉星. 高校教師如何應對高等教育大眾化的挑戰(zhàn)[J]. 南京航空航天大學學報（社會科學版），2001 增刊：66-67.
Abstract: To improve vocational college students' theory and practice integrated capabilities, update teaching philosophy and optimize teaching strategies, the situation in the traditional universities and vocational colleges is investigated. With "capacity-building" as the dominant ideology, robot teaching in vocational colleges is explored and researched from the aspects of teaching contents and teaching methods.
關鍵詞：高職；機器人；教學改革
Key words: higher vocational; robot; teaching reform
中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）12-0198-01
0 引言
機器人學是一門集機械學、電氣學、計算機學、人工智能、材料學等多學科交叉的綜合性學科，無論在在基礎理論方面還是在實踐應用方面，都正在以驚人的速度發(fā)展。近年來，我國的機器人教育有了很大的發(fā)展，機器人課程逐步成為高校綜合性實踐課程。能否有效地開展機器人教學已經(jīng)成為直接影響學生綜合能力培養(yǎng)和綜合素質提高的重要因素。因此，在高職院校對機器人課程的實驗教學探索與實踐是非常必要的。
1 機器人教學情況的調研
1.1 傳統(tǒng)高校機器人教學情況 本科院校以及傳統(tǒng)?？圃盒Ｒ话汩_始有“機器人學”、“機器人概論”等課程。開設的專業(yè)較廣，涉及機械工程、電子工程、航空航天、計算機科學等專業(yè)，開設方式多樣，如必修、專業(yè)選修、全校選修等。國內高校選擇教材較集中，選用蔡自興 《機器人學》、熊有倫 《機器人學》的居多，部分高校的課外參考書為國外原版教材。實驗學時數(shù)相對較少 （實驗與講解的比例最高為1：3.2），半數(shù)以上高校的實驗課時數(shù)為零。
1.2 高職院校機器人教學情況 高職院校分為兩種類型，一類為原高專轉變而來，這類院校一般沿習傳統(tǒng)院校的教學方法；另一類為新型高職高專，以技能培養(yǎng)為核心，在機器人教學方面教學方法多元化，多數(shù)開展了機器人興趣小組等機構，在少數(shù)學生中進行機器人技術的培養(yǎng)，或者開展公共選修課進行基礎知識普及。在高職院校工科專業(yè)實現(xiàn)機器人技術的系統(tǒng)學習，各院校都還處于嘗試階段，尚未找到行之有效的方法。
1.3 現(xiàn)存問題分析 在傳統(tǒng)的教學方法中，我國機器人教育普遍存在著重視知識傳授、輕視能力培養(yǎng)，重視理論教學、輕視實踐環(huán)節(jié)的問題，使得學生只滿足于死記硬背知識點，沒有注重學生獨立動手能力、綜合分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。而在高職院校，由于技能培養(yǎng)的目的性較強，對于機器人技術這種綜合性學科，開展普及性教學尚存在較多屏障。
2 高職院校開展機器人教學的可行性分析
2.1 高職院校機器人教學環(huán)境分析 高職院校一般在工科專業(yè)高年級開展機器人教學，此時教學對象已學習過本專業(yè)基礎課程，例如電工電子學、機械設計、程序設計、PLC技術、單片機等，儲備知識基本全面。而且，高職院校的特點是側重于技能培訓，實訓課程比例較高，學生普遍動手能力較強。這為我們進行機器人技術的學習提供了有利條件。但是，同時我們必須認識到，高職院校不強調教學的系統(tǒng)性和完整性，這將導致學生知識結構系統(tǒng)性差，綜合分析能力相對較弱，是機器人教學的瓶頸所在。
2.2 高職院校開展機器人教學的必然性 機器人技術涵蓋了工程技術幾乎各個方面，并且該技術處于高速發(fā)展階段。在高職院校開展該課程，不僅有利于增強學生的綜合能力培養(yǎng)，更為學生后期發(fā)展和拓展性學習提供了良好的基礎。高職學生在具備了本專業(yè)必備的技能之后，必須將各種技術綜合運用，才能夠處理現(xiàn)實問題，而要將機械機構設計、電路電子設計、程序設計、安裝調試等綜合運用，是任何一門基礎課程都無法實現(xiàn)的，只有機器人技術課程可以成為培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)知識的有效載體。
3 高職院校開展機器人教學的若干方案探討
3.1 將教育機器人與相關專業(yè)課程相結合 教育機器人將機器人應用于教育領域，是由生產(chǎn)廠商專門開發(fā)的以激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)學生綜合能力為目標的機器人成品、套裝或散件。目前，教育機器人硬件技術方面已經(jīng)非常成熟，設備的可靠性、靈活性、耐用性等性能都已得到社會的廣泛認可。教育機器人的硬件配件多樣，技術支持能力強，價格也相對便宜?？刂撇倏v機器人的關鍵問題之一是軟件設計，主要是通過C語言或Vc++等程序設計語言進行程序設計，通過編程對機器人進行控制。這就給學生提供了廣闊的開發(fā)平臺，通過編程對機器人進行操縱，使其完成各種任務，培養(yǎng)了學生的綜合應用能力。因此，我們可以在《C語言》和《單片機》課程的實驗環(huán)節(jié)引入機器人控制技術。用于實驗創(chuàng)新的教育機器人種類繁多，依據(jù)可編程控制機器人可以設計出各種機器人，創(chuàng)造空間巨大，例如使用慧魚機器人創(chuàng)新套件就能設計各種機器人，如搬運機器人、救火機器人、仿生機器人等。
3.2 開設《智能機器人制作》課程 面向工科類專業(yè)學生開設《智能機器人制作》選修課程，講解智能機器人的控制板、傳感器、輸出設備等硬件知識以及智能機器人控制程序的開展等軟件知識。通過項目教學法，讓學生在學完課程內容后能獨立組裝并調試好智能機器人。最終了解智能機器人系統(tǒng)的軟硬件組成和工作原理，激發(fā)學習興趣和創(chuàng)新熱情。
3.3 有效利用畢業(yè)設計 畢業(yè)設計是學生將所學知識綜合運用的體現(xiàn)，用具體的機器人項目指導相關專業(yè)學生進行畢業(yè)設計，將會使學生在訓練中學會如何將知識應用到生產(chǎn)實際中。例如機器人結構設計、智能機器人傳感器應用、智能機器人驅動技術、智能機器人位置控制技術、編制控制智能機器人運動的軟件、智能機器人計算機控制系統(tǒng)等設計項目。
4 結束語
高職院校開展機器人教學活動對學生技能培養(yǎng)、科技的社會化具有重要的意義。它給高等職業(yè)教育尤其是工科類高等職業(yè)教育在教學內容、教學形式及教學效果上都會帶來更多的驚喜與期待。
參考文獻：
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