張赟 蔣科藝 沈偉 王永華 王琳

摘要：針對飛行學(xué)員這一教學(xué)對象的特點，為了培養(yǎng)高素質(zhì)的飛行人才，本文從教學(xué)內(nèi)容、方法、手段以及實驗環(huán)節(jié)等方面，探索了航空發(fā)動機學(xué)課程建設(shè)的改革與實踐。實踐表明，課程更加符合飛行學(xué)員作為裝備使用者的培養(yǎng)目標(biāo)，加強了學(xué)員的積極性和主動性，提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機；教學(xué)改革；實踐

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）24-0139-02

《航空發(fā)動機學(xué)》課程是我院飛行學(xué)員的一門專業(yè)必修課。本課程以現(xiàn)役航空發(fā)動機裝備為牽引，教學(xué)內(nèi)容涵蓋航空發(fā)動機的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、工作特性等多個方面，突出發(fā)動機理論知識與使用實際的結(jié)合，提高了飛行學(xué)員對航空發(fā)動機知識綜合運用的能力，為后續(xù)飛行階段的學(xué)習(xí)打下了牢固的專業(yè)知識和能力基礎(chǔ)。本文結(jié)合飛行學(xué)員這一教學(xué)對象的特點，以培養(yǎng)飛機飛行人才為目標(biāo)，準(zhǔn)確定位本課程在對培養(yǎng)飛行學(xué)員中的地位和作用，對現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、實驗實踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行了改革與實踐，為培養(yǎng)優(yōu)秀的飛行員發(fā)揮了積極的作用。

一、人才培養(yǎng)目標(biāo)定位

本課程緊密圍繞現(xiàn)役航空發(fā)動機裝備開展教學(xué)，目標(biāo)是使學(xué)員掌握航空發(fā)動機工作原理、結(jié)構(gòu)特點和工作特性等，為將來的飛行生涯奠定堅實的知識及能力基礎(chǔ)。飛行學(xué)員將來的崗位任職與理工科學(xué)員是不一樣的，理工科學(xué)員將來從事的飛機發(fā)動機的地面維護(hù)排故工作，而飛行學(xué)員并不是裝備的維護(hù)者，而是裝備的未來使用者，他們將來承擔(dān)的是飛機的駕駛?cè)蝿?wù)，所以飛行學(xué)員對本課程知識的需求與理工科學(xué)員是有差異的。因此在教學(xué)過程中，應(yīng)避免一些與維護(hù)排故相關(guān)的復(fù)雜原理的講解或復(fù)雜公式的推導(dǎo)，而應(yīng)該站在飛行學(xué)員是裝備未來使用者的角度開展教學(xué)，盡可能的聯(lián)系或貼近飛行過程。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革和實踐

1.增加預(yù)備知識?？諝鈩恿W(xué)和工程熱力學(xué)等課程知識是本課程的先導(dǎo)知識，為本課程奠定了理論知識基礎(chǔ)，因此在授課過程中注意引導(dǎo)學(xué)員回憶這兩門課程知識，并幫助他們學(xué)會利用所學(xué)知識來理解和分析航空發(fā)動機工作原理，養(yǎng)成一定解決問題的能力。對于一些比較重要或關(guān)鍵的知識點應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)講解，帶著學(xué)員一起回顧。

2.優(yōu)化課程體系，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。在課程教學(xué)中，始終圍繞課程目標(biāo)，對全課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，使學(xué)員既掌握必備的知識和技能，又提高學(xué)員的能力和素質(zhì)[1]。本課程教學(xué)內(nèi)容劃分成三大部分：第一部分是航空發(fā)動機的概述和發(fā)展，使學(xué)員了解到發(fā)動機對飛行性能和飛行安全的重要性，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，形成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度。第二部分為發(fā)動機核心部件結(jié)構(gòu)、工作原理和特性，是本課程的核心和重點，必須講深、講透，確保學(xué)員熟練掌握。第三部分密切結(jié)合飛機的使用特點，使學(xué)員能夠運用所學(xué)的航空發(fā)動機的結(jié)構(gòu)和原理知識解釋發(fā)動機使用中的現(xiàn)象，掌握出現(xiàn)航空發(fā)動機特情時的預(yù)防和處置方法。

3.增加新的教學(xué)內(nèi)容。隨著我國航空工業(yè)的快速發(fā)展，航空發(fā)動機裝備技術(shù)更新?lián)Q代比較快，如果教學(xué)內(nèi)容只停留在舊裝備的知識層面上，會造成培養(yǎng)的飛行學(xué)員與未來新裝備脫節(jié)。因此，原有的教學(xué)內(nèi)容的舊裝備知識不再適應(yīng)本課程對飛行學(xué)員培養(yǎng)的需求，應(yīng)及時補充能夠反映新型發(fā)動機裝備的前沿知識和技術(shù)，讓學(xué)員掌握最新、最先進(jìn)的發(fā)動機發(fā)展動態(tài)，這樣將來學(xué)員接觸到新型裝備的話就不會感到陌生，對學(xué)員將來的崗位任職起到積極的作用。

三、教學(xué)方法與手段改革

1.采用類比啟發(fā)式教學(xué)方法。飛行學(xué)員的理論基礎(chǔ)普遍偏弱，應(yīng)盡量避免用大篇幅的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)來講解發(fā)動機工作原理，過于依賴公式推導(dǎo)來分析問題不僅不利于飛行學(xué)員對知識的理解，還容易讓他們喪失學(xué)習(xí)興趣。其實飛行學(xué)員并不缺乏理解力，關(guān)鍵是需要教員采取合理的方法去引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)員的思維[2]。采用類比法對學(xué)員進(jìn)行啟發(fā)，可以利用日常生活中一些熟悉的例子對比較抽象或較難理解的航空發(fā)動機原理進(jìn)行類比分析。畢竟自然界中很多事物的原理都是相通的，采用類比法教學(xué)有利于幫助學(xué)員做到觸類旁通，加強對知識的深度理解。例如：在講解航空發(fā)動機為什么需要對空氣先進(jìn)行增壓，再利用燃燒室對空氣加熱這個問題時，可以以煤球爐為例，雖然煤球爐溫度很高，但爐子里的氣壓不高，使得煤球爐依然無法對外界做功。同樣的道理，如果發(fā)動機不先對空氣進(jìn)行增壓，而直接在燃燒室對空氣加熱的話，空氣也是無法對外做功的，發(fā)動機自然就產(chǎn)生不了推力。再如：在講解壓氣機增壓原理時，可以拿壓氣機與學(xué)員熟悉的電風(fēng)扇進(jìn)行類比，指出兩者結(jié)構(gòu)很相似，并且都是靠葉片轉(zhuǎn)動來工作，再進(jìn)一步解釋為什么電風(fēng)扇只能起吹風(fēng)作用，而壓氣機不僅能吹風(fēng)，還可以實現(xiàn)對氣體的增壓。通過采用這些熟悉的事物或案例來進(jìn)行形象的類比分析，既可以很好的啟發(fā)學(xué)員思維，又提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣。

2.采用系統(tǒng)分析法教學(xué)。航空發(fā)動機是將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)換為推進(jìn)功全過程的一個復(fù)雜系統(tǒng)，主要由進(jìn)氣道、壓氣機、主燃燒室、渦輪、加力燃燒室和噴管等六大部件組成。在授課中采用系統(tǒng)論的思想分析基本內(nèi)容，在講述部件時除了本身的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性外，必須從全系統(tǒng)的優(yōu)化來認(rèn)識，使每個部件能保證系統(tǒng)整體上能量轉(zhuǎn)換的高效率和系統(tǒng)正常工作。同時要強調(diào)各個部件的相互聯(lián)系和影響，使飛行學(xué)員明白發(fā)動機部件為何如此設(shè)計，其工作性能如何，對發(fā)動機整體性能有哪些影響，使用中應(yīng)注意哪些問題，從而加深飛行學(xué)員對發(fā)動機部件工作原理的掌握。

3.采用主線法教學(xué)。由于本課程的教學(xué)內(nèi)容覆蓋面比較廣，包含了航空發(fā)動機的方方面面，既有發(fā)動機原理，又有發(fā)動機結(jié)構(gòu)，還涉及到發(fā)動機控制及工作特性等，造成知識點很多且知識體系比較松散，不利于飛行學(xué)員的消化理解。為了在有限的學(xué)時內(nèi)使學(xué)員更加全面的掌握和理解本課程的內(nèi)容，對授課內(nèi)容進(jìn)行整理、歸納與分析，為每次課梳理出一條主線。通過這條主線將課本上分散的知識有機的融合貫穿起來，并提煉出知識點，然后沿著這條主線去開展教學(xué)，能夠加強飛行學(xué)員對本次課整個知識點體系的理解和掌握。例如，在講解發(fā)動機燃燒室工作原理這堂課時，提出該次課的主線為燃燒室的工作環(huán)境很惡劣，實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒面臨燃燒室氣流速度太大、油少氣多不利于燃燒等兩大問題需要解決，接下來就圍繞著這一主線分析燃燒室采用怎樣的部件結(jié)構(gòu)和原理來分別解決上述兩大問題，從而實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。沿著這條主線去授課比單純的逐一講解燃燒室每個部件工作原理更容易讓學(xué)員吸收，而且不容易遺忘，起到事半功倍的教學(xué)效果。

四、實驗實踐環(huán)節(jié)的改革

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中通常采用道具、圖片等輔助手段進(jìn)行教學(xué)，但由于航空發(fā)動機的結(jié)構(gòu)原理很復(fù)雜，這種簡易的輔助手段難以滿足教學(xué)要求，不利于學(xué)員對實驗過程的理解，教學(xué)效果并不理想。以“211工程”航空宇航推進(jìn)理論與工程學(xué)科實驗室建設(shè)為契機，增加了發(fā)動機訓(xùn)練模擬器、壓氣機特性實驗臺等教學(xué)實驗實操設(shè)備，從而提高了飛行學(xué)員的自主創(chuàng)新能力、工程實踐能力和崗位任職能力[3]。

發(fā)動機訓(xùn)練模擬器能夠為飛行學(xué)員提供一個操縱航空發(fā)動機裝備的實操訓(xùn)練平臺。在這個與實際裝備一樣的模擬器里，飛行學(xué)員可以通過操作油門手柄完成發(fā)動機的地面起動、加減速、接通加力等工作過程，以及典型的發(fā)動機故障處理訓(xùn)練，切身感受到不同發(fā)動機工作狀態(tài)下溫度、轉(zhuǎn)速、壓力等發(fā)動機性能參數(shù)的變化情況。該模擬器使飛行學(xué)員能夠更好地熟悉發(fā)動機的工作過程、工作特性及故障處理，為將來的飛行職業(yè)奠定良好的實際操作基礎(chǔ)，同時能夠激發(fā)飛行學(xué)員對未來飛行的渴望。

考慮到本課程中發(fā)動機的壓氣機喘振故障機理是飛行學(xué)員學(xué)習(xí)的重點與難點，并且壓氣機喘振故障是飛行學(xué)員在未來飛行中經(jīng)常遭遇的飛行特情。利用壓氣機特性實驗臺針對飛行學(xué)員開展壓氣機喘振實驗，讓學(xué)員自己動手進(jìn)行喘振故障的設(shè)置、實驗數(shù)據(jù)的計算與分析，完成從觀察壓氣機喘振現(xiàn)象到分析喘振原因的一體化實踐，從而加深飛行學(xué)員對壓氣機喘振原因和機理的理解，為今后飛行中更好地預(yù)防或處置壓氣機喘振這一飛行特情打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿紅春，陳智強.民航院?！逗娇瞻l(fā)動機原理》教學(xué)改革的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012，（2）：163-164.

[2]李爽.學(xué)生主體地位的確立與啟發(fā)式教育的創(chuàng)新[J].煤炭高等教育，2005，（2）：114-116.

[3]王永華，李本威，蔣科藝，等.自主研究式教學(xué)保障體系建設(shè)的探索與實踐[J].實驗室科學(xué)，2012，（1）：174-176.