康與云,馮桂芳,尹玉亮
摘要:分析了地方院校《現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)》課程建設(shè)中存在的問(wèn)題,針對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了教學(xué)探索。通過(guò)凝練課程特色、優(yōu)化課程體系、開(kāi)發(fā)課程資源等方法明確了教學(xué)目標(biāo),完善了課程資源;利用3D打印技術(shù)自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備克服了實(shí)驗(yàn)條件不足的問(wèn)題;利用微信群、微信公眾號(hào)搭建學(xué)生和企業(yè)實(shí)時(shí)溝通渠道,并聘請(qǐng)企業(yè)工程師答疑解惑等方法,解決了教學(xué)實(shí)踐條件不足的問(wèn)題;完善了課程考核方法,注重對(duì)學(xué)生的綜合評(píng)價(jià),取得了良好的授課效果。
關(guān)鍵詞:地方院校;飛機(jī)制造;課程建設(shè);教學(xué)探索
中圖分類(lèi)號(hào):G451.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)48-0133-03
飛機(jī)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的、駛離地面的飛行器系統(tǒng),是人類(lèi)制造的一種最復(fù)雜的高技術(shù)產(chǎn)品。長(zhǎng)期以來(lái),飛機(jī)制造業(yè)一直反映著人類(lèi)的最新科學(xué)技術(shù)成就?!睹绹?guó)航空航天產(chǎn)業(yè)未來(lái)委員會(huì)最終報(bào)告》指出:“航空航天工業(yè)是美國(guó)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)一支強(qiáng)大的力量,是全球市場(chǎng)中最有競(jìng)爭(zhēng)力的部門(mén)之一。航空航天產(chǎn)品提供比其他任何生產(chǎn)部門(mén)都高的貿(mào)易盈余[1]?!苯陙?lái),我國(guó)航空業(yè)也發(fā)展迅速,截至2015年底,通用機(jī)場(chǎng)超過(guò)300個(gè),通用航空企業(yè)281家。但總體上看,我國(guó)航空業(yè)規(guī)模仍然較小,航空器自主研發(fā)制造能力不足。為了滿足航空業(yè)對(duì)飛行器制造業(yè)相關(guān)人才的需求,我校于2012年設(shè)立了飛行器制造工程專(zhuān)業(yè)?!冬F(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)》課程是飛行器制造工程專(zhuān)業(yè)的主干課程,通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握現(xiàn)代飛行器制造技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí),了解飛機(jī)制造的基本概念和流程。為了加強(qiáng)本課程的建設(shè),我校2014年將本課程列為校級(jí)特色課程。課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)課程建設(shè)之初存在的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)近兩年在課程體系優(yōu)化、教學(xué)內(nèi)容整合更新、課堂教學(xué)方式、方法改革等方面的不懈探索,獲得了一些經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),取得了較好的效果。
一、課程建設(shè)中存在的問(wèn)題
本課程屬于學(xué)校新開(kāi)課程,在開(kāi)課之初,課程資源、實(shí)驗(yàn)條件等沒(méi)有前期積累,存在許多問(wèn)題,如下所述。
(一)學(xué)生基礎(chǔ)薄弱
《現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)》課程屬于專(zhuān)業(yè)核心課程,一般安排在大學(xué)三年級(jí)下學(xué)期開(kāi)設(shè)。在航空類(lèi)院校,學(xué)生在大一學(xué)年、大二學(xué)年時(shí),通過(guò)學(xué)術(shù)報(bào)告、學(xué)校實(shí)驗(yàn)室、高年級(jí)學(xué)生的“傳幫帶”等方式,對(duì)航空知識(shí)有初步的認(rèn)識(shí)和了解,學(xué)生在大三學(xué)年學(xué)習(xí)這門(mén)課時(shí),對(duì)知識(shí)的理解和掌握就比較容易。然而,該課程在我校屬于新設(shè)課程,前期缺乏相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件及授課資源的積累。同時(shí),學(xué)校屬于地方性普通本科高校,與航空類(lèi)高校相比,航空類(lèi)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)較少,缺乏航空類(lèi)課程授課的一些環(huán)境,學(xué)生從入學(xué)后到本門(mén)課程開(kāi)課之前對(duì)航空類(lèi)知識(shí)了解較少,沒(méi)有其他相近學(xué)科專(zhuān)業(yè)支撐,學(xué)生相關(guān)學(xué)科知識(shí)比較薄弱。有些學(xué)生對(duì)航空相關(guān)知識(shí)了解較少,增加了部分學(xué)生課堂接受知識(shí)的難度,最終難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。
(二)可選教材較少
飛行器制造工程專(zhuān)業(yè)在全國(guó)設(shè)置較少,主要是在北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等一些航空院校開(kāi)設(shè)。在此專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置上,每個(gè)學(xué)校又有各自的側(cè)重點(diǎn)。作為飛行器制造工程專(zhuān)業(yè)主干課程的《現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)》,在各個(gè)學(xué)校建設(shè)的情況也存在差異,有的學(xué)校將飛機(jī)制造技術(shù)的內(nèi)容分成《飛機(jī)鈑金成形工藝學(xué)》、《飛機(jī)裝配工藝學(xué)》等課程來(lái)講授。有的學(xué)校則開(kāi)設(shè)《飛機(jī)制造工藝學(xué)》《飛機(jī)數(shù)字化制造技術(shù)》等課程講授飛機(jī)制造的內(nèi)容。相比其他機(jī)械類(lèi)課程,本門(mén)課程可選教材較少。我們?cè)谡n程開(kāi)設(shè)之初選用北京航空航天大學(xué)出版社出版的《現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)》[2]作為學(xué)生授課教材,該教材與《大型飛機(jī)數(shù)字化制造工程》[3]堪稱(chēng)飛機(jī)制造領(lǐng)域的經(jīng)典教材,詳細(xì)介紹了飛機(jī)制造及飛機(jī)數(shù)字化制造的相關(guān)知識(shí),是兩本內(nèi)容豐富、不可多得的優(yōu)秀教材。但通過(guò)授課發(fā)現(xiàn),此教材對(duì)于我校學(xué)生來(lái)說(shuō),內(nèi)容太多,在有限的授課時(shí)間里,無(wú)法全面講授教材內(nèi)容。因此,我校后來(lái)選用了北京航空航天大學(xué)出版社出版的《飛行器制造技術(shù)基礎(chǔ)》[4]作為教材,雖然此教材授課內(nèi)容滿足課時(shí)需求,但該教材沒(méi)有介紹飛機(jī)數(shù)字化制造等相關(guān)內(nèi)容。
(三)教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)條件不足
作為新設(shè)專(zhuān)業(yè),學(xué)校前期的實(shí)驗(yàn)條件積累較少,專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室還需完善,實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)不足。大綱、教案、教學(xué)課件等教學(xué)資源,只能由教學(xué)團(tuán)隊(duì)在參考其他高校相關(guān)資源的基礎(chǔ)上從零開(kāi)始建設(shè)。
二、課程建設(shè)研究與實(shí)踐
針對(duì)課程建設(shè)中存在的問(wèn)題,課題組從以下幾方面入手,開(kāi)展了課程建設(shè)研究。
(一)定位培養(yǎng)目標(biāo),凝練課程特色
航空類(lèi)高校飛行器制造工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的就業(yè)單位多是中航工業(yè)集團(tuán)所屬的飛機(jī)制造公司,這些高校與飛機(jī)制造公司交流頻繁,資源豐富。而作為地方類(lèi)高校,我們?nèi)狈ο鄳?yīng)的資源。因此,我們沒(méi)有照搬航空類(lèi)高校飛行器制造工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),而是把培養(yǎng)目標(biāo)定位于培養(yǎng)服務(wù)于通用航空,具有扎實(shí)理論,能夠在通用航空工業(yè)生產(chǎn)第一線從事飛行器制造、科技開(kāi)發(fā)、經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)售等方面的應(yīng)用型人才。針對(duì)服務(wù)于通用航空的培養(yǎng)目標(biāo),我們凝練課程特色,在課程講授時(shí)增加或偏重于通用航空制造,側(cè)重于無(wú)人機(jī)、直升機(jī)、小型客機(jī)的制造、管理方面的內(nèi)容,側(cè)重于講授從事醫(yī)療衛(wèi)生、搶險(xiǎn)救災(zāi)、氣象探測(cè)、海洋監(jiān)測(cè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、噴灑農(nóng)藥等飛行活動(dòng)以及飛機(jī)的制造過(guò)程和方法。
(二)優(yōu)化課程體系,完善講授內(nèi)容
飛行器制造工程屬于機(jī)械學(xué)科的一個(gè)門(mén)類(lèi),在學(xué)習(xí)機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上,側(cè)重于飛行器的制造。在學(xué)習(xí)本門(mén)課程之前,學(xué)生應(yīng)先修《理論力學(xué)》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《數(shù)控加工技術(shù)》等課程,并專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)了《航空航天概論》、《飛機(jī)構(gòu)造學(xué)》兩門(mén)課程。學(xué)生通過(guò)先修課程的學(xué)習(xí),可以了解飛機(jī)發(fā)展的概況,了解飛機(jī)及其結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn),掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本理論、方法和過(guò)程,掌握機(jī)械產(chǎn)品制造特點(diǎn)和方法。經(jīng)過(guò)實(shí)踐,將課程講授內(nèi)容分為三個(gè)模塊:飛機(jī)鈑金成形工藝學(xué)、飛機(jī)裝配技術(shù)、飛機(jī)數(shù)字化制造技術(shù)。
“飛機(jī)鈑金成形工藝”部分介紹飛機(jī)鈑金工藝的基本概念、特點(diǎn)和飛機(jī)鈑金零件的材料、分類(lèi)、加工路線的基本環(huán)節(jié)、變形特點(diǎn)等,讓學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)飛機(jī)鈑金工藝技術(shù)的基本知識(shí)、金屬變形機(jī)理、模線樣板方法以及飛機(jī)鈑金零件的協(xié)調(diào)、工藝規(guī)程編制與模具設(shè)計(jì)等知識(shí)?!帮w機(jī)裝配工藝”部分講授飛機(jī)結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)、飛機(jī)裝配的工藝特點(diǎn)、飛機(jī)裝配工作的要求、飛機(jī)構(gòu)造和飛機(jī)裝配工藝的發(fā)展趨勢(shì),讓學(xué)生初步了解和認(rèn)識(shí)飛機(jī)裝配工藝技術(shù)的基本知識(shí)、飛機(jī)總裝配和機(jī)場(chǎng)工作生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備、飛機(jī)構(gòu)造工藝性和飛機(jī)數(shù)字化裝配系統(tǒng)等?!帮w機(jī)數(shù)字化制造”部分以產(chǎn)品數(shù)字建模為主線,介紹并行工程及其實(shí)施方法,飛機(jī)構(gòu)型定義、控制和制造資源管理,飛機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的生成、傳遞、拓延和管理,工程數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)和管理,飛機(jī)制造工藝信息和工藝流程設(shè)計(jì),數(shù)字測(cè)量技術(shù)及其應(yīng)用等。此外,還介紹飛行器制造技術(shù)的最新發(fā)展、新思想和新概念,如虛擬制造技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、數(shù)字化工廠、精益生產(chǎn)、新材料新結(jié)構(gòu)制造技術(shù)等。endprint
(三)改善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)
該課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,如果只對(duì)學(xué)生講原理,則顯得太簡(jiǎn)單。如果著重講工藝,則又太泛,沒(méi)有實(shí)際內(nèi)容。因此,在課程設(shè)計(jì)時(shí),實(shí)行由原理至工藝,由機(jī)制到控制,由理論到實(shí)踐的分層次教學(xué),在教學(xué)條件能滿足的條件下,盡可能豐富教學(xué)手段,增加綜合實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性,發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性。針對(duì)課程開(kāi)設(shè)之初實(shí)驗(yàn)條件不足,學(xué)生對(duì)航空制造業(yè)了解不夠的問(wèn)題,從以下幾方面入手,克服了實(shí)驗(yàn)條件問(wèn)題,圓滿完成了教學(xué)。(1)加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系,開(kāi)拓校外實(shí)習(xí)基地,培養(yǎng)學(xué)生的目的在于為企業(yè)培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)的人才。因此,實(shí)習(xí)基地的建設(shè)有利于增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,為將來(lái)在企業(yè)工作做好準(zhǔn)備。為了改善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)校分別與山東濱奧飛機(jī)制造有限公司、濰坊天翔航空工業(yè)有限公司、山東獵鷹航空科技有限公司、山東太古飛機(jī)工程有限公司簽訂合作協(xié)議,每年派遣學(xué)生進(jìn)入企業(yè)實(shí)習(xí);(2)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),為課程實(shí)驗(yàn)提供保證,學(xué)院在課程開(kāi)設(shè)之初建成航模實(shí)驗(yàn)室,經(jīng)過(guò)兩年時(shí)間發(fā)展,現(xiàn)已初具規(guī)模。實(shí)驗(yàn)室擁有激光切割機(jī)、3D打印機(jī)等設(shè)備,能夠承接一些小型飛行器的研究與制作。針對(duì)開(kāi)課過(guò)程中缺乏的一些大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備,課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)學(xué)生自治實(shí)驗(yàn)設(shè)備。利用三維建模、3D打印等技術(shù),學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,用于?shí)驗(yàn)演示;(3)聘請(qǐng)企業(yè)工程師為校外指導(dǎo)教師,利用社交軟件實(shí)現(xiàn)學(xué)生和企業(yè)導(dǎo)師的實(shí)時(shí)溝通,課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)聘請(qǐng)了中航工業(yè)黑豹集團(tuán)公司和中國(guó)航空無(wú)線電電子研究所的工程師作為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師,針對(duì)課程中一些難以解決的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題及工廠實(shí)踐問(wèn)題,由校外指導(dǎo)教師指導(dǎo),并通過(guò)微信、課程公眾號(hào)等,將飛機(jī)制造現(xiàn)場(chǎng)圖片、視頻等資源傳送到教室,傳送給學(xué)生,解答學(xué)生的困惑;(4)鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目,增強(qiáng)學(xué)生的科研實(shí)踐能力,讓學(xué)生參加專(zhuān)業(yè)教師科研項(xiàng)目,形成科研型實(shí)踐教學(xué)模式,給學(xué)生提供研究性、創(chuàng)造性的實(shí)踐訓(xùn)練場(chǎng)所,既解決了課程實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)投入不足問(wèn)題,又能提升學(xué)生的科研能力與創(chuàng)新意識(shí)。一方面,學(xué)生參與教師的課題研究工作,促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中提升自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的意識(shí)與能力;另一方面,有計(jì)劃地建立大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所,設(shè)置與課程相關(guān)的應(yīng)用研究或技術(shù)開(kāi)發(fā)類(lèi)任務(wù),讓學(xué)生根據(jù)自己的研究興趣、特長(zhǎng)與研究能力向?qū)W校申請(qǐng),組成師生研究團(tuán)隊(duì),有計(jì)劃地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究工作,提高學(xué)生的科研實(shí)踐能力。
(四)開(kāi)發(fā)課程資源,提升課程品牌
優(yōu)秀的課程必須通過(guò)充足的課程資源來(lái)保證,課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了立體化的課程教學(xué)資源庫(kù)保證了教學(xué)資源的充足性。本課程自開(kāi)課以來(lái),一直進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)艱苦努力制作了《現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)》多媒體課件,并經(jīng)過(guò)反復(fù)修改,不斷補(bǔ)充完善,使之成為適合課堂教學(xué)和學(xué)生自學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程。將課程資源分為三個(gè)層次,將文字、圖片、視頻等通過(guò)講義、PPT、網(wǎng)絡(luò)課程等提供給學(xué)生,并構(gòu)建學(xué)生自主學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),利用校園網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生提供數(shù)量更加充足的案例和素材,并以課程QQ群、課程微信群、課程微信公眾號(hào)等工具答疑輔導(dǎo),增強(qiáng)師生間的教學(xué)互動(dòng),保證學(xué)生能夠?qū)φn程學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行反饋,從而提高學(xué)生課程學(xué)習(xí)的質(zhì)量。
(五)參加課程培訓(xùn),提高教師水平
教學(xué)團(tuán)隊(duì)定期派出成員參加由高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)教師、國(guó)家精品課程主持人、國(guó)家級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)帶頭人等主講的課程建設(shè)工作培訓(xùn)項(xiàng)目,加深對(duì)課程內(nèi)涵的理解,明確課程建設(shè)的目的。通過(guò)參加培訓(xùn),使青年教師對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容有了更全面的認(rèn)識(shí),處理好了理論與實(shí)踐的關(guān)系,能把最新的科研和教研成果及時(shí)引入課題教學(xué)。在師資隊(duì)伍建設(shè)上,發(fā)揮課程負(fù)責(zé)人在教學(xué)中的引領(lǐng)和示范作用,帶動(dòng)整個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)水平的提高。增強(qiáng)教師個(gè)體責(zé)任感和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。建立了青年教師、老教師相互聽(tīng)課制度,聽(tīng)課后相互評(píng)課,指出問(wèn)題,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提出建議,共同提高課堂教學(xué)水平。
三、課程建設(shè)成效
教學(xué)改革提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,較好地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo),教學(xué)效果良好,學(xué)生普遍反映良好。從學(xué)期末學(xué)生網(wǎng)上評(píng)教的結(jié)果看,該門(mén)課程的受歡迎程度和授課教師教學(xué)質(zhì)量?jī)?yōu)秀率達(dá)99%以上。在堅(jiān)持教學(xué)與學(xué)生科研相結(jié)合的理念指導(dǎo)下,學(xué)生通過(guò)本門(mén)課程不但了解了相應(yīng)的飛行器制造理論知識(shí),且在飛行器制作、飛行器操控等方面積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn),有較強(qiáng)的理論分析和動(dòng)手能力,曾在全國(guó)科研類(lèi)航空航天錦標(biāo)賽、山東省機(jī)電設(shè)計(jì)大賽等多次大賽中獲獎(jiǎng)。另外,教學(xué)團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)學(xué)生科研、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目10項(xiàng)以上,指導(dǎo)學(xué)生發(fā)表論文多篇。
四、總結(jié)
通過(guò)對(duì)《現(xiàn)代飛機(jī)制造技術(shù)》課程建設(shè)和改革實(shí)踐的探究,對(duì)課程教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析,并對(duì)存在的問(wèn)題提出了相關(guān)的改革措施,克服了課程開(kāi)始之初存在的困難,提高了課程教學(xué)的實(shí)踐性,保證了學(xué)生課程學(xué)習(xí)的效果,提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)。
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