任 博,陈柏松,吕英军,崔连柱
(空军航空大学,吉林 长春 130022)
航空发动机原理课程是飞行学员必修的航空理论课程之一,其主要任务是使学员掌握航空燃气涡轮发动机的基础知识、主要结构和工作原理,并在毕业后的机型改装和飞行训练中形成快速适应和熟练操纵装备不同发动机的各型飞机的能力,为空军培养具有创新意识的复合型军事飞行人才。在目前的飞行学员培养体系中,航空发动机原理课程受到了一定的重视,但是仍然存在着诸多问题,如教员反映在校学员不愿学,用人单位反映毕业学员航理知识不扎实,飞行员反映改装时发动机原理课听不懂等。因此,有必要对这些问题加以梳理和分析,提出相应的解决对策。
通过前面列举的这些现象,可以对应得出三个推论:其一,教员传授知识这一过程与学员的期望不相符;其二,毕业学员的航理基础水平低于用人单位的期望;其三,改装时所学习的航空发动机原理知识与飞行员对相关问题的理解能力不匹配。造成这种局面的原因可以是多方面的,这里仅从教员的角度来考虑。以前这支教员队伍培养出的工程学员曾经受到用人单位的一致好评,为何现在培养出的飞行学员不能再续辉煌呢?其根本原因在于对飞行学员航空发动机原理课程与工程学员航空发动机原理课程认识上的差异。
在工程学员的课程体系中,航空发动机原理是一门单独的专业课程,其设置目的是培养学员维修和管理航空发动机的能力,并具有极端负责的工作态度和献身国防的奉献精神,为航空兵训练和作战提供有力装备保障。而在飞行学员的课程体系中,航空发动机原理属于航空理论课程,可与飞机系统合为一门课程,也可单独设置。其开设目的是针对飞行学员职业岗位的需求,为其从事飞行与指挥工作打下坚实的理论基础。简而言之,前者的教学目标是培养维护管理航空发动机的工程人才,后者的教学目标是培养使用航空发动机的飞行人才。
在工程学员的人才培养方案中,由于航空发动机原理中的计算分析涉及到一些专业基础理论,必须以工程热力学和气体动力学等专业基础课程为先导,后续课程以航空发动机控制、航空发动机强度,以及总体设计等课程拓展其深度和广度。而在飞行人才的培养方案中,航空发动机原理侧重于定性分析,并且同时还会开设领航、气象、飞行原理、机载设备等航空理论课程,理论教育之后是飞行训练。可以看出,工程学员的课程设置强调其专业性,专精于飞机与发动机的维护和管理,而飞行学员的课程设置强调其实用性,凡是飞行中涉及的航空理论必须面面俱到,这也就限制了其每个方面不能过多深入。
教学目标的差异导致了教学内容选取的差异,课程设置的差异又会影响到教学内容的深度,最终都会体现到教材设计的差异上。工程学员的航空发动机原理教材与各个航空类院校的教材大同小异,如西北工业大学的《航空燃气轮机原理》、空军工程大学的《飞机推进系统原理》等,均包含部件工作原理、循环分析、热力计算、共同工作、发动机特性和过渡态工作等内容,深度也大体相当。有的期班甚至直接采用了这些教材,不需要做大的改动。一方面说明各个院校航空机械等相近专业航空发动机原理课程的教学目标有许多共同点,另一方面也说明工程学员的航空发动机原理课程体系建设趋于成熟。而飞行学员的航空发动机原理课程则不然。由于飞行员职业需求量不大,但是培养费用却昂贵,导致飞行员培养没有形成一个相对固定的专业,因此,许多飞行学员的课程都是从其他专业工程学员的教材改编而来,国内公开出版关于航空发动机原理的教材没有专门针对飞行学员需求的。从空军航空大学自编的教材来看,有以下几个特点:
1.总体上重定性分析,尽量简化或省略定量分析,从而降低内容的深度。如简化推力计算,省略气动热力计算等;
2.从使用的角度阐述工作原理和工作特性。如燃烧室熄火特性的应用,列举了飞行中应注意哪些问题避免燃烧室熄火等;
3.举例多用现役装备使用的航空发动机。
工程学员在培养过程中逐渐形成追根溯源的思维方式,在探究过程中获取知识,提高能力。而飞行学员由于体能锻炼和飞行训练,理论学习时间被压缩,而学习内容又跨多个专业,导致所学理论深度不允许他们刨根问底。
对于工程学员的教学需要采用严谨的逻辑分析和公式推导训练其思维能力,用实验实践锻炼其动手能力。而飞行学员由于其专业基础理论无法支撑量化计算,也没有必要,于是,需要采用形象的比喻和生动的视频等方式,从定性的角度阐述工作原理和变化规律,并使飞行学员牢记主要结论。
鉴于面向飞行学员和面向工程学员的航空发动机原理课程有上述显著差异,需要在课程教学改革中做出相应调整。
作为飞行员究竟需要了解航空发动机原理到什么程度,航空发动机原理课程教学要培养飞行员哪方面的能力等等,这些问题不能靠教员闭门造车去解决。因为教员们本身就出自工程学员培养体系,思考问题必然受到长期训练形成的思维方式影响。只有去现役飞行员中调研才能找到答案。
根据明确的教学目标,去掉内容重复或者多余的课程,添加必要的支撑课程,最终形成适合飞行学员的完整的课程体系。
1.继续保持定性分析为主的特点,采用简明易记的文字突出重要结论,必要时辅以简单易懂的解释说明,尽量做到深入浅出;
2.挖掘事故通报和实际案例中与航空发动机原理有关的知识点,形成与飞行实践相结合的使用理论,与经典的航空发动机原理相辅相成,互相呼应;
3.紧跟现役装备更新的步伐,不断发现部队改装过程中飞行员遇到的与航空发动机使用相关的问题,找到与之关联的知识点,不断充实和完善现行教材。
研究每一期飞行学员的特点及其变化情况,摸清学员的知识基础和思维方式,用欣赏的眼光关注每一名学员,帮助他们克服学习中遇到的难题,用平易的语言解开他们的疑惑,并鼓励他们多质疑多思考。
“学习金字塔”理论认为学习效果在50%以上的,都是团队学习、主动学习和参与式学习。对于理论学习时间紧张的飞行学员,教学方法的创新显得更为重要。只有不断创新教学方法,如翻转课堂等方式,推进课堂深层互动,让学员参与到教学中,主动学习,才能大幅提高学习效果。
总而言之,航空发动机原理课程的教学改革一定要跳出以前工程学员的既定教学模式,看清差异,找准方向,不断完善和改进。
[1] 刘强.民航院校《航空发动机原理》教学改革的研究[J].科技创新导报,2012,(2):163.
[2] 张银波.航空发动机原理与构造教学实践与探索[J].科技资讯,2013,(34):149.
[3] 王永华,杨欣毅,沈伟.《航空发动机原理》特色教学体系研究[J].教育教学论坛,2013,(38):94-95.