聶祥樊 李軍 何衛(wèi)鋒

[摘 要]隨著軍隊改革的深入推進，軍隊院校教學職能正在向裝備實戰(zhàn)化教學轉變，要求教學內容能夠緊貼軍事裝備、戰(zhàn)場環(huán)境和服役情況。航空材料學課程是飛行器與動力工程專業(yè)的學科基礎類必修課。根據航空材料學課程內容、特點以及目前存在的教學問題，筆者探索出一種問題牽引式案例教學方法，將航空材料學知識和空軍實際裝備及其服役情況高度融合，在了解掌握飛機、發(fā)動機相關材料學專業(yè)知識基礎上，促進專業(yè)知識向實際裝備使用與維護技能轉變，提高學員未來航空兵機務崗位的裝備維護技能和任職能力。

[關鍵詞]實戰(zhàn)化教學;航空材料學;案例教學;問題牽引;裝備體系

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）02-0042-03

伴隨國防軍隊全面深化改革的步伐，軍隊戰(zhàn)斗力生成模式和軍隊院校教學職能正在悄然變化，軍隊院校教學職能正在向緊貼裝備、緊貼戰(zhàn)場的實戰(zhàn)化教學轉變[1]，這要求軍校教員在教學過程中必須將課本知識與實際裝備及應用狀況等緊密結合，同時要求軍校學員將對專業(yè)基礎知識的掌握進一步轉化為對實際裝備的使用與維護技能的掌握。航空材料學課程是空軍工程大學飛行器與動力工程專業(yè)本科生的一門學科基礎類必修課，是后續(xù)金工實習、飛機與發(fā)動機結構、飛機與發(fā)動機結構強度等專業(yè)課程的基礎和鋪墊[2]，更是空軍航空兵機務專業(yè)技術軍官急需掌握的專業(yè)基礎知識。

但是，由于航空材料學課程知識寬泛、學科交叉、復雜抽象、晦澀難懂，導致出現學員學習積極性和效率不高、教學效果不理想、整體教學質量不高等諸多問題[3]。另外，以材料知識體系為主的傳統(tǒng)教學方式，導致學員與實際航空裝備體系脫節(jié)，難以支撐學員畢業(yè)后在航空兵機務崗位的裝備維護技能培養(yǎng)和任職能力發(fā)展。因此，急需針對航空材料學課程內容、特點、教學要求和目標以及目前存在的教學問題，探究有的放矢的教學方法，激發(fā)學員學習積極主動性，提高教學效率和質量。

本文將航空材料學知識與空軍實際裝備體系相結合，提出問題牽引式案例教學方法，在案例分析中講授材料學專業(yè)知識，在問題解決中傳授實際裝備技能，從而有效提高課程趣味性和整體教學質量，為空軍航空兵部隊培養(yǎng)具有扎實知識基礎和較強實踐能力的高素質應用型專業(yè)技術人才。

一、航空材料學課程性質與特點

航空材料學課程是空軍工程大學本科飛行器與動力工程專業(yè)于大學三年級開設的一門學科基礎類必修課，主要研究材料晶體結構、相圖、位錯理論、塑性變形理論、熱處理原理、蠕變理論以及航空常用材料（金屬/合金材料、有機高分子材料、復合材料等）的成分、組織結構、性能、工藝、用途及其相互關系，是一門理論和實踐并重的專業(yè)基礎課程，為后續(xù)專業(yè)課程打下基礎，在整個學科體系中起到承上啟下的重要作用。

航空材料學課程內容涉及的基礎理論微觀且抽象，其中微觀可至晶胞中原子排列，而且這種晶體結構難于直觀感受;涉及的基本術語、圖表和工藝方法多，記憶和理解任務重;跨越物理、化學、力學、材料等多個學科，所需知識寬泛且相互交叉。該課程內容具有概念多公式少、定性多定量少、敘述多推理少的“三多三少”特點。由此使得教學難度較大，學員學習困難較多，部分學生在整個課程學習過程中往往達不到預期效果和目標要求。此外，該課程不僅理論知識寬泛難懂，而且具有很強的操作實踐性，需要與實際航空裝備使用與維護緊密關聯，培養(yǎng)學員崗位任職能力。因此，在實際課程教學過程中需要將理論知識與航空裝備體系緊密結合，形成理論與實踐并進的教學方法。

二、教學現狀與問題分析

（一）知識結構抽象難懂，挫傷學員學習積極性

講授基礎理論知識時，雖然教員通過理清知識邏輯架構，并按照其內在邏輯關系進行知識講授，可以幫助學員在腦中搭建理論知識體系，但是由于學員材料學知識基礎較為薄弱，往往缺乏全局理解能力，加上理論知識抽象難懂，使得學員接收的知識碎片化，理解不透徹，嚴重打擊學員學習的積極性。

（二）講授偏于灌輸教學，堆積學員眾多學習問題

目前這種講授灌輸式教學方法下，教員雖然能系統(tǒng)、清晰地講述課程知識，但學員接受能力有限，往往只能理解部分內容，對知識掌握的深度不夠，甚至未能掌握其重點和難點，導致學員學習問題逐漸積累增多，知識掌握率不高。

（三）過多偏重理論知識，忽視學員學以致用技能

雖然目前教學內容已涵蓋了飛機、發(fā)動機的大部分航空材料類別，但在講授合金鋼、高溫合金、輕合金（鋁、鎂、鈦）、高分子材料、復合材料和隱身材料時，常常只針對某種或幾種常用牌號材料進行詳細講述，但有些牌號材料雖常用但已過時甚至不再使用，未考慮當前實際航空裝備的材料體系，導致所學材料學專業(yè)知識不能有效支撐裝備維護技能的培養(yǎng)和發(fā)展。

三、探究問題牽引式案例教學方法

本文提出的問題牽引式案例教學方法是針對上述教學現狀及問題提出的一種組合式教學方法，主要借鑒了案例式和問題牽引式教學方法，將航空材料學專業(yè)知識與實際裝備體系相結合，以裝備實例為依托進行相關航空材料學知識講授。

（一）案例式教學方法

基本思路是以實際案例為基礎，通過教員收集相關案例信息，總結分析案例中涉及的課程知識點，將知識點嵌入案例流程中，完成總體架構設計;然后在案例教學過程中鼓勵學員積極參與討論，激勵學員獨立思考和創(chuàng)造，促進雙向交流，引導學員變注重知識為注重能力，從而在案例學習和理解中掌握相關知識點的同時，完成知識向能力的轉變[4-6]。

（二）問題牽引式教學方法

基本思路是以精心設計的問題為牽引，引導學員積極思考探索問題的內在原因;尋找并提出解決問題的方法，進行解決方案的可行性論證，并優(yōu)化解決方案;最后引出科學合理的解決方案，獲得更好的實施效果[7-8]。教育心理學研究結果表明，學生的創(chuàng)造性思維和積極應對方案都是由問題開始的，并在問題解決過程中得到顯著發(fā)展。問題牽引式教學方法通過提出問題、思考分析和解決問題來鍛煉學員思維能力，能激發(fā)學員學習興趣和熱情，促進學員主動思考、執(zhí)行和創(chuàng)造，在相互討論交流中加深對問題的認識和理解，提高學員的學習效率和創(chuàng)新能力[9]。

（三）裝備化教學

基本思路是以現役空軍航空裝備體系為基礎，通過調研了解實際裝備所用航空材料，根據所用航空材料種類和牌號整理相關航空材料學知識，形成與裝備體系相對應的航空材料知識體系[10]。另外，根據航空兵部隊反饋的裝備服役情況和故障數據，分析總結故障失效原因及其解決措施，讓學員在航空裝備體系及相關案例中學習材料學專業(yè)知識，從失效原因及解決措施中掌握航空機務崗位技能。

（四）問題牽引式案例教學方法

基本思路是綜合采用上述“兩種方法、一種結合”，對航空材料學課程教學內容、形式、方法進行大膽創(chuàng)新嘗試，從實際航空裝備出發(fā)，反向設計航空材料學知識體系，以裝備案例為總體架構，將相關材料學專業(yè)知識有機地嵌入裝備案例中，形成一個承載微型材料學知識體系的裝備案例[11-12]。在案例教學過程中，又將有關知識嵌入的微型知識體系進行分解，在重點和難點位置進行問題設置，通過課堂上提問和交流討論將知識點進行串聯，從而讓學員在思考、回答問題過程中將知識點轉化為自己的知識體系。

這種教學方法一方面可以讓學員在實際裝備案例中學習專業(yè)知識，提高教學趣味性，激發(fā)學員學習積極性;另一方面通過提出問題、分析原因、互動交流討論、提出解決方案等進行知識點講授，有效防止學員問題的積壓，顯著提高學員學習效率和整體教學質量;最后，由于教學內容涉及的航空材料學知識點都來自實際航空裝備體系，而且從裝備服役情況和失效數據中讓學員了解掌握航空材料服役過程中具體故障失效原因及解決措施，大大促進了學員內在專業(yè)知識向崗位技能的轉化。

四、問題牽引式案例教學方法的實例

為了更好地理解問題牽引式案例教學方法，本文以“不銹鋼”章節(jié)作為實例進行說明。首先，“不銹鋼”章節(jié)內容主要包括不銹鋼概念、類型、化學成分、力學性能、用途及應用問題等知識點。下面就依據問題牽引式案例教學方法進行“不銹鋼”內容講授，具體教學步驟如下：

（一）導入環(huán)節(jié)，引出航空裝備實例

某型航空發(fā)動機上大量使用不銹鋼材料制造導管、作動筒等部件，其中有一種燃氣導管經常在導管出氣口釬焊部位發(fā)生裂紋故障，每年最少發(fā)生10起，嚴重影響發(fā)動機可靠性，甚至影響飛行安全。航空發(fā)動機的燃氣導管故障的提出必然可以引起學員濃厚的興趣，激發(fā)學員學習的積極性，從而營造良好的教學氛圍。

（二）講授環(huán)節(jié)，介紹知識架構體系

根據航空發(fā)動機燃氣導管涉及的不銹鋼材料，結合課程標準規(guī)定的教學內容，將“不銹鋼”章節(jié)所涉及的所有知識點進行總結，依據知識點內在邏輯建立不銹鋼知識微體系，并搭建出整個微體系的各級知識架構，實現不銹鋼概念、類型、化學成分、力學性能、用途等知識點的有機整合。

（三）設問環(huán)節(jié)，建立問題邏輯鏈

根據不銹鋼知識微體系和各級知識架構，明確重要知識點和邏輯主線，針對重要知識點設置相應問題，并通過邏輯主線進行各個知識點的串聯。例如：什么是不銹鋼？為什么稱之為不銹鋼？不同種類不銹鋼不同之處在哪里，它們的特點及用途是什么，在航空裝備服役中存在什么問題？此外，這些問題在上一節(jié)課需要提前告訴學員，讓他們課前可以積極思考，查閱資料，主動預習。

（四）提問環(huán)節(jié)，激發(fā)學員思考討論

課堂講授過程其實就是對上述問題進行一一解答的過程，當然是有順序有邏輯性地依次串聯解答。例如，什么是不銹鋼這個問題就可以從概念角度講述，并與一般合金結構鋼對比;為什么稱之為不銹鋼這個問題則從腐蝕原理和抗腐蝕措施進行講授;不銹鋼種類則結合不銹鋼化學成分和力學性能進行對比、分析;裝備服役中的問題就可以呼應一開始的燃氣導管實例，進行裂紋故障原因分析和討論，充分調動學員進行發(fā)散思考和解決方案擬定，最后結合裝備實際維護措施及其內在原理進行問題解答。

（五）鞏固環(huán)節(jié)，促進學員深化拓展

傳統(tǒng)講授型教學方法只是通過課后作業(yè)讓學員對重要知識點進行回顧和強化，知識碎片化，學生難于在腦中形成知識體系，導致最后掌握程度不高、印象不深。問題牽引式案例教學方法則不同，課后布置的是一個案例式的分析任務，這將促使學員按照知識微體系進行問題分析和提出方案，相當于腦中重新將重要知識點和邏輯主線走了一遍，在腦中再次搭建“不銹鋼”知識微體系，從而大大提高學習效率和成效。

五、問題牽引式案例教學方法的實施成效

（一）圍繞實際裝備案例開展教學，激發(fā)學員興趣與學習積極性

在實際教學中發(fā)現，以航空兵部隊實際裝備案例為依托，可以大大激發(fā)學員的興趣和好奇心，引導學員積極探索，主動尋求答案，促使學員在心中建立起學習相關專業(yè)知識的渴望。這種教學方法不但使學員學習熱情和主動性得到顯著提高，整個教學氛圍和教學質量也會得到大幅提升，而且可以增強學員對航空裝備的客觀認識和了解。

（二）通過問題牽引優(yōu)化知識架構，在思考討論中提升學員學習效率和教學質量

教員巧設問題，將知識體系分解為若干重要知識點，并通過其內在邏輯關系將所有問題進行串聯，達到“消支強干，突出重點，明確邏輯，建立體系”的目的。通過環(huán)環(huán)相扣問題的交流討論，學員學會關鍵知識點的邏輯串聯，加深了對知識點的理解掌握，不僅提高了學員學習效率，同時提升了學員自主學習能力。教學效果不僅體現在課堂交流討論上，也體現在課前預留問題促進學員主動查閱資料、思考問題上，還體現在課后案例分析任務幫助學員進行微知識體系重構和鞏固上，從課前、課堂、課后三個階段共同提高教學質量。

（三）緊密結合航空裝備體系，有效促進專業(yè)知識向崗位技能轉化

結合航空裝備的實際案例，使問題牽引式教學實效更加凸顯，進一步增強問題討論的針對性和實用性，讓問題和知識體系更加直觀、易理解，利于學生對相關專業(yè)知識的掌握。通過裝備故障失效分析和解決方案討論，真正將掌握的專業(yè)知識轉化為實際裝備使用和維護技能。

綜上，通過實際裝備案例激發(fā)學員學習積極性，通過問題牽引提高學員思考分析和交流討論的能力，整個教學過程給學員留出了充分的思維空間。通過科學設計促進學員去想、去學、去研究，掃除過去講得過多、過全，學生不用動腦筋的弊端，真正培養(yǎng)學員學習能力和專業(yè)技能素質。

六、結束語

問題牽引式案例教學方法以裝備案例為總體架構，綜合采用了案例式和問題牽引式教學方法，將相關航空材料學專業(yè)知識有機地嵌入裝備案例中，形成一個承載微型材料學知識體系的裝備案例。問題牽引式案例教學方法從實際裝備案例中學習專業(yè)知識，提高教學趣味性，激發(fā)學員學習積極性;從提出問題、交流討論、分析原因、提出解決方案中進行知識點講授，顯著提高學員學習效率;從裝備服役情況和失效數據中掌握航空材料服役過程中具體失效原因及解決措施，促進學員內在知識向崗位技能的轉化;有力支撐軍隊院校裝備實戰(zhàn)化教學目標，培養(yǎng)專業(yè)技術軍官的專業(yè)知識素質和崗位任職能力。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 涂明武， 杜曉偉. 適應新形勢下國防和軍隊改革要求，不斷優(yōu)化軍隊任職教育院校科研體系[J]. 中國領導科學， 2016（S1）： 37-40.

[2] 康進興， 馬康民. 航空材料學[M].北京：國防工業(yè)出版社， 2013.

[3] 周章文，姚東野，楊竹芳.飛行器動力工程專業(yè)航空材料學教學改革與實踐[J]. 高等教育研究學報， 2012（3）： 98-99.

[4] 徐慶華. 案例式教學法的運用[J]. 現代企業(yè)教育， 2002 （2）： 25.

[5] 岳云濤， 李英姿. 一種新型案例式教學法的探索與實踐[J]. 中國現代教育裝備， 2008（7）： 96-97.

[6] 蔣志華. “案例貫穿式教學法”探索——以《國民經濟核算》課程為例[J]. 教育理論與實踐， 2013（24）： 48-50.

[7] 張建風.如何開展問題式教學[J].延邊教育學院學報， 2009（4）： 107-108.

[8] 高曉雁.問題式教學模式的創(chuàng)新與實施[J].中國高等教育，2008（24）： 43-44.

[9] 李玉琴.問題牽引式教學方法[J].教育教學論壇，2016（49）： 206-207.

[10] 柳鵬，鄭思龍，魏保華.提高新裝備教學能力生成對策研究[J].繼續(xù)教育， 2013（2）： 30-32.

[11] 閆云斌，田慶民，殷少峰，李永科.案例教學法在無人機任職教育裝備教學中的應用[J].繼續(xù)教育， 2016（10）： 67-69.

[12] 支建莊，于貴波，陳智伶，白文雅.新裝備教學實施過程有關問題的理論分析與對策研究[J].當代教育理論與實踐， 2013（8）：78-80.

[責任編輯：鐘 嵐]