面向大学生能力培养的《飞行器系统设计》课程教学探索

摘要：飞行器系统设计是飞行器设计与工程专业的一门重要的专业选修课，可加深学生对飞机详细设计的认识。同时该课程具有课程综合性较强、内容复杂等特点，一定程度上制约了教学效果。本文进行了教学方法、教学内容和考核形式等多方面的教学探索，强调以学生为主导的模式，增强了学生的课堂参与度，有利于学生综合能力的培养。

关键词：飞行器系统设计；教学方法；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）22-0159-02

一、引言

“飞行器系统设计”是飞行器设计与工程专业的一门专业选修课，主要通过对飞机飞行控制系统、液压与燃油系统的设计特点和应用的介绍，使学生对飞机的主要系统进行学习，了解飞机系统设计的主要步骤和流程，对飞机的详细设计有更深刻的认识[1]。本课程开设于第七学期（大四上学期），是在与其相关的专业课程（如：飞行力学、结构力学、飞行控制和液压流体力学等）的基础上进行学习的。这门课程让学生既对许多专业课程进行整体回顾，又是一次跨学科的综合学习体验，对学生今后的学习深造或工作都是重要和必要的。

大学生能力的培养是高等教育教育改革的核心内容，也是人才培养质量的关键。随着社会需要的发展，独立思考能力、团队协作能力、表达能力、自主学习能力等的培养是高等教育要重视的问题。但在“飞行器系统设计”传统的教学模式下，学生以通过考试为主要目的，这对学生综合能力的提升并没有太多帮助。针对此问题分析了课程教学过程中存在的问题，并提出了若干教学改革举措。

二、教学实施中的问题分析

但在“飞机系统设计”的教学过程中，存在以下几点问题：（1）教学方法单调，在本门课程的教学过程中，教师授课主要以理论讲解为主，辅助以多媒体设备，手段较为单一，不能长时间地吸引学生的兴趣，集中学生的注意力。（2）教学内容综合性强，本课程涉及到飞行器的三个主要系统：飞行控制系统、液压系统和燃油系统，需要学生对飞行力学、结构力学、液压传动、流体力学、自动控制、传感器等课程有一定的了解。但由于学生对这些前导知识掌握不牢、遗忘率较高，导致学习过程中阻力较大。同时由于教学内容涉及范围比较广，对学生的归纳总结能力也是极大的考验。（3）学生课堂参与度不高，缺乏独立思考的过程；同时学生处于大四这一特殊阶段，由于就业考研等方面的压力，学生的学习兴趣整体比较低迷。（4）考核方式单一，目前的考核主要以平时作业和期末试卷为主，考核内容偏重于教材理论重点知识，缺乏对学生思考能力和应用能力的考核评价手段[2]，不利于学生综合能力的提高。

三、教学设计探索

针对《飞行器系y设计》教学过程中存在的以上几点问题，提出若干教学改革举措，并在实施后取得了较好的效果。

1.教学方法多样化。本课程涉及的教学内容综合性强，涉及知识范围较广，只采取单一的教学手段进行教学讲解，不利于学生形成具体而系统的知识体系。通过对教学内容进行归类，分析其知识结构特点，针对不同的教学内容，运用不同的且更有针对性的教学方法来进行相应环节的教学工作，更利于学生把握知识的重点。本课程的教学内容可归纳为以下几个主要模块：系统功用和组成介绍；系统设计要求；系统的具体设计。如在系统功用和组成等基本知识的讲解过程中，利用多媒体的手段进行辅助教学工作，如动画、视频、CBT（Computer-Based Training，计算机辅助训练）[3]等手段，使学生更直观地认识系统的结构和组成元件，教学过程中引入空客A320的CBT进行教学，通过图像、声音、文字、仿真模拟操作等多方位体验，使学生对系统的结构组成以及系统各种状况下尤其是故障状况下的情况都有了更多的了解和更真实的体会，对学生的实践能力有一定的帮助。图1为CBT中A320的液压系统结构简图。而在飞机系统设计要求部分，可通过引导的方法使学生从不同角度出发，让学生自主思考在系统设计时需要考虑的问题[4]。如在飞行控制系统的一般设计要求的讲解过程中，提出一些问题引导学生思考，例：作为飞行员，如何通过操纵系统驾驶飞机？飞行员驾驶飞机可能会出现哪些误操作？如何避免这些误操作？作为维修人员，当飞行控制系统的传动系统出现故障时，如何对传动系统进行维护？学生对这些问题进行思考，不仅能够掌握飞行控制系统设计的设计要求，也可以了解提出设计要求的目的。通过这种引导式的教学方式，使学生对设计要求的理解更加深刻，也锻炼了他们独立思考问题的能力。

2.教学内容丰富化。本门课程的教学内容主要以飞行控制系统、液压系统以及燃油系统这三大系统为主。但在教学过程中，授课教师可通过案例教学法向学生介绍其他较为简单的系统，如防冰防雨系统、近地警告系统等作为补充讲解，拓展学生知识面[5]。如在燃油惰化系统的讲解中，搜集了1996年环球航空800航班由于油箱内燃油自燃引发爆炸。通过此具体案例的讲解，阐明燃油惰化系统设计的原因，以及在设计过程中的重要事项，以此引发学生的兴趣和学习欲望。在这部分知识的授课过程中，可在案例讲解之后补充采用翻转课堂的形式，增加学生课堂参与度，帮助学生进一步学习：学生以组为单位，选取感兴趣的系统进行资料查找、整理并准备小组成果展示PPT；学生在课堂上以讲解的形式展示课下学习内容；同学和教师一起听取其讲解过程，并针对内容进行提问与讨论；授课教师进行最后总结与补充讲解的工作。通过这种形式，既拓宽了学生的知识面，使学生的视野不局限于教材，又增加了学生的学习兴趣，达到比较好的学习氛围，同时在学生课下准备、课上讲解的过程中也着重考察了学生的自学能力，表述能力，自我展示能力、团队合作能力等，对学生综合素质有着极大的提升。

3.考核形式多元化。传统的考核方式以分数为标准，以卷面成绩为依据，着重考查学生的知识掌握情况。在本门课程的考核中，加重了平时成绩的比例，采取平时成绩和卷面成绩各占50%的考核方式。平时成绩的评判以学生课堂表现、小组讨论情况、个人在小组中发挥的作用以及课堂汇报展示情况等作为依据。这种考核方式与卷面考试相比，更注重学生对个人综合能力，如独立思考能力、团队协作能力、沟通能力和语言表达能力等的判定。通过平时成绩的考核，进一步激发学生参与讨论、自主学习以及自我展示的积极性，从而达到学生课堂参与度和个人能力培养的良性循环。

四、Y论

“飞行器系统设计”是飞行器设计与工程专业一门重要的专业选修课。通过对该课程的学习，学生可掌握飞机系统设计的主要步骤和流程，加深其对飞机详细设计的认识。本文提出了若干教学方法，使学生处于主体地位，教师处于主导地位，在实践中强调对学生自主学习思考能力、自我展示能力和团队合作能力的培养，较好地提高了学生学习的积极性，教学效果良好。

参考文献：

[1]郦正能.飞机部件与系统设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.

[2]罗先文，陶琳，莫晓辉，等.以学生能力形成为中心的课程体系构建研究[J].玉溪师范学院学报，2007，（7）：80-85.

[3]郑蓝.飞机试飞培训CBT教材开发研究[J].科技创新导报，2015，（15）：32-33，35.

[4]王晓璐，代君，刘战合，等.引导式教学方法在"空气动力学"课程上的应用[J].教育教学论坛，2016，（23）：170-171.

[5]王娟，樊智勇，栗中华，等.基于航空事故的飞机系统工程案例教学实践[J].教学研究，2014，37（6）：83-85.

Teaching Exploration of "Aircraft System Design" Course for University Students' Capability Training

WANG Jing，WANG Xiao-lu，LIU Zhan-he，DAI Jun

（School of Aeronautical Engineering，Zhengzhou University of Aeronautics，Zhengzhou，Henan 450046，China）

Abstract：Aircraft System Design is one of the important professional optional courses for the aircraft design and engineering major，which help the students to learn more about the process of aircraft detailed design. However，due to the comprehensive and complex course contents and other factors，the teaching effect is not very satisfactory. In this paper，through the exploration of teaching approach，teaching contents and examination method，the student-led model is emphasized，the students' participation in the classroom and comprehensive ability are enhanced.

Key words：Aircraft System Design；teaching method；teaching innovation