基于混合教学理念的《航空发动机原理》教学模式探索

王正鹤，魏振伟，赵辉，马震宇

摘 要：随着信息技术逐步深入到高等教育教学改革实践中，文章结合《航空发动机原理》课程的教学实践，在混合教学设计的基本需求分析的基础上，构建基于混合教学理念的教学模式，实现培养学生自主学习能力、创新能力和提升教师素质和教学科研能力的目标，达到构建可持续发展的教与学教学模式的目的。

关键词：航空发动机原理；混合教学；教学方法；教学效果

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）18-0094-03

Abstract： In the context of the gradual deepening of information technology in the practice of higher education reform， this paper， based on the analysis of the basic requirement of blended instruction design in combination with the teaching practice of the Principle of Aero-engine course， constructs a new teaching mode based on the theory of blended instruction， for the purpose of achieving the aims of fostering students' autonomous learning ability and innovative ability as well as improving the teacher's teaching quality and teaching research ability， so as to finally achieve the purpose of constructing the sustainable development of teaching.

Keywords： aero-engine principle； blended instruction； teaching method； education effect

中國高等教育跨越式地步入大众化教育阶段后，学分制、大班额的教学手段普遍施行，学生的学习需求日益多元化，教学注重规模效益的同时也要在一定程度上满足个体需求[1]。近年来，随着国家对航空发动机产业投入的持续加大，加之航空公司机务维修需求逐年上升，航空动力相关专业招生规模逐年扩大，同时，也对相关专业本科生培养质量提出了更高的要求。在本科生教学中，构建新的教学模式、运用现代教学技术，进行教学方法和教学模式的改革和创新，对于培养适应现代信息社会发展的高素质创新人才，打造新世纪大学生“理论+技能+实践”综合素养，具有现实的紧迫性和客观的必要性，同时也具有重要的理论意义和实践意义。

一、课程教学现状分析

在高校教育教学改革中，在线学习和课堂面授相结合的混合教学模式日益成为一个新的研究与应用方向，强调学习对象、学习环境、学习方式和学习评价等教学各要素要有机“混合”，着眼“具体问题具体分析”，以追求学习“最优化”[2，3]。《航空发动机原理》课程是飞行器动力工程专业的一门专业必修课程，课程的掌握情况直接影响到后续航空发动机领域相关专业课的学习。《航空发动机原理》课程的学习可为学生奠定坚实的专业理论，对将来学生从事航空发动机研发、制造和维修等工作具有重要作用[4]。当前，传统的教学模式是以课堂教学为主，教学方法比较单一，存在重理论轻实践的倾向，致使学生对理论课程难以深入理解。因此，《航空发动机原理》课程教学要不断进行创新和改革，以适应对学生的成才需求和培养要求。混合教学模式对于航空发动机原理课程教学的改革、创新具有实践指导意义，本文将从课程特点出发，结合当前仍面临的问题，从教学方法和教学模式方面对《航空发动机原理》课程教学实践进行初步改革，以期改善教学效果。

二、《航空发动机原理》课程混合教学设计需求分析

《航空发动机原理》课程是飞行器动力工程专业的一门主干课程，同时也是航空动力专业的特色课程，在航空类专业人才培养计划中占有重要地位，对学生的岗位任职能力和实践创新能力的培养具有十分重要的作用。

《航空发动机原理》课程是一门基础理论与应用、技术与工程实践紧密结合的专业课程，涉及多门课程的关联和交叉，综合性和先进性较强。课程内容以国内外综合高性能航空发动机的最新技术为着眼点，主要涉及航空发动机的基本工作原理、基本设计分析方法和基本设计分析技能，带有综合应用性质。该课程即要学习不同类型航空发动机的工作原理、基本要求和整体性能指标，还需要在理解组成航空发动机主要部件的工作原理和工作特性的基础上，掌握航空发动机各个部件的匹配工作，实现对不同类型航空发动机的共同工作特点和整机性能的分析，在学习中贯穿了“整体-部件-整体”的主线，具体知识构架图如图1所示。课程内容在保证知识结构完整的同时，要对整体各部分内容的相互联系、相互引用和补充进行连续性、模块化、逻辑性的优化设计。

航空发动机作为高新技术产品，其种类多样，结构复杂精细，实物昂贵，单凭文字描述和图片展示，其工作原理难于理解，且原理部分涉及大量的气动力学和热力学公式以及复杂的计算分析方法，对学生来说，教学内容艰涩难懂。采用传统的以课堂为主的教学模式，教学过程中缺乏真实场景和过程的体验，学生在学习中处于被动接受的地位，容易丧失学习兴趣和学习的主动性和创造性，所学知识在实际工作环境中难以灵活地迁移应用。另外，由于《航空发动机原理》课程内容多，师生、生生间的课堂交流和互动在传统课堂教学中开展有限，教师无法照顾到每位学生的个体差异。因此，需要在考虑到学生个性化学习需求的同时，在有限的课时内松弛有度又高效地完成《航空发动机原理》课程的教学目标。

课程教学对象属于第一代互联网原住民“90后”大学生，熟悉互联网工具的使用，信息获取手段极度多样化，个人选择多元化，接受新鲜事物能力强，其中部分学生在课堂上不爱提问，但很乐于通过网络平台与教师进行交流，对即时反馈有较高的要求[5，6]。这些特点有利于教师利用丰富的网络学习资源组织混合教学，通过学生主体性与教师主导性的结合来强化学生主体作用的发挥，探索“课堂+网络+技能实训”互相融合的混合教学模式，实现学生对专业核心课程《航空发动机原理》课程的个性化的主动式学习和创造性学习，在适当的时间，通过适当的学习方式，给不同的学生提供适当的学习内容和支持，加强教学互动，促进教学相长，从而达到改善教学质量、提高教学效率的效果。

三、基于混合教学理念的教学模式构建及教学策略

混合教学强调将教师主导与学生主体地位相结合，依据“通用教学设计模型”ADDIE模型[7]，以教学目标和教学问题为牵引，针对《航空发动机原理》课程，通过探讨“学什么”、“如何学”、“如何评价”三个问题，对教学活动进行分析、设计、开发、实施和评价五个环节的流程研究，将线上交互式协同学习、线下自主学习和高效课堂学习有机融合，尝试构建基于混合教学理念的《航空发动机原理》课程的教学模式设计，如图2所示。

（一）前期准备

前期准备阶段主要包括分析、设计和开发三个环节，是混合教学能够成功实施的前提。此阶段，教师对课程教学目标、教学对象、教学内容和教学环境进行深入分析，依据教学大纲，将总体知识分解为具体知识单元，以知识单元内的知识点作为基本学习单位，综合教学目标、教学内容特点、学习方法等因素将知识点归纳为四类，分别为概念定义型、原理技术型、实践操作型和计算推理型，实现课程知识颗粒化分解。开发制作教案、课程脚本、多媒体课件以及微视频，将重要或难度较高的知识点配套設计开发一个或多个微课及配套的资源包，对知识点的课堂学习和在线学习教学过程进行合理地规划设计，设置合适的任务和问题，提高教学的趣味性，吸引学生思考学习，以充分调动学生学习的积极性，便于碎片化学习和移动学习。

由于《航空发动机原理》课程原理复杂、理论与实践联系紧密、综合性强，需将教学内容和实际充分联系，根据知识点特点的不同，采用不同的针对性混合策略设计教学过程，构建教学情境，开展教学实践。

（二）实施过程

混合教学理念下，在教学实施阶段，借助功能强大的在线教学平台和智能终端上的即时互动软件与课堂及实验室教学的结合来输出教学活动，传递教学方案和教学内容。

结合学生热衷于使用智能终端观看视频的特点，教师课前将课程详细的学习进度表和切实可行的阶段性学习事项和任务以及课程考核方式和考核标准等线上资源有序推送至网络教学平台，引导学生有针对性地进行课前线上自主学习、自测和线下教材预习、课前任务操作训练，让学生带着自己的思想、批判式思维来上课，同时根据线上学习情况动态调整课堂面授的重心。

在课堂学习环境中，教师通过讲授、讨论互动、交流答疑、作业任务检查、进行角色互换、组织分组讨论或者建立小组任务汇报、通过移动终端进行线上知识测验和习题训练等形式开展《航空发动机原理》课程重难点讲解，了解学生的疑惑，合理布置学习任务，学生在教学任务的指引下学习自由度更大，使学生作为知识的“创造者”积极投身学习活动，实现师生、生生间的有效互通，构建“对话”课堂。

课后学生在线上进行回顾复习、共享交流或分组协同学习并结合身学习成果将反思总结记录于学习平台，进行线上交流。线下完成针对性的作业与任务的同时，让学生明白发动机原理的知识与实际的广泛联系，真正体现运用理论知识解决实际问题的意义。教师根据学生阶段性学习效果，兼顾考虑不同学生之间的差异性，设置相应的扩展任务和扩展性学习资源，给予学生个性化辅导，驱动不同层次学生学习，充分调动学生自主探究的积极性，激发学习兴趣与实践热情，提高学生运用工程观点解决实际问题的能力，拓展知识宽度，培养岗位任职能力。

（三）评价改进

对学习效果进行科学、公平的评价是保证教学质量的重要环节，而采取多元化、全方位的发展性评价方法是混合教学顺利实施的有力保障。混合教学强调个性化学习，注重学生从基础到综合运用的层次化和全面化，关注学生的自主学习、合作学习能力和实际情形下解决问题的能力，采取知识测试和能力素质考核相结合的评价方式，使评价过程贯穿于课程学习的全过程，实行评价考核的常态化和全程化，同时促进学生对课程学习情况进行阶段性地自我评价和反思。

开课之际，将《航空发动机原理》课程的考核方式和考核标准在线发放给学生，并在课堂教学中阐明评价实施细则，使学生更加重视课程的全过程主动学习。综合形成性评价和终结性评价，评价过程由师生共同参与，开展教师评价、学生自评、小组评价和学生互评等，对学生的线上学习过程和课堂综合表现进行全面评价。教师针对学生的在线学习过程记录，重点关注学生的自主学习、合作交流能力。对课堂面授环节，重点关注学生的表达能力、协调能力和对团队的贡献能力。利用网络教学平台布置的作业和自测题和网络教学平台的自动批改功能，学生可以进行自我评价，同时，教师也可以引导学生在网络教学平台总结记录阶段性的学习心得和反思，及时了解学生的学习情况。作为过程性评价的重要组成部分，学习心得和反思总结可以作为可再用的学习资源和教学改进资源，促进教学过程进入螺旋上升的超循环过程。在分组项目任务、项目汇报和实践环节等教学模块完成之后，针对学生取得的项目任务协作完成情况和项目汇报表现、实践操作过程和实践任务分析报告等阶段性成果进行小组内评价和学生互评，促进学生互相学习和评价能力的培养，有利于激发学生的积极性。最后将线上、线下评价结果与作业任务、课程期末试卷评价结果相结合，综合评价学习成绩。

此外，可以通过问卷调查的方式组织学生将自己的学习感受、对混合教学的建议在教学平台上反映给教师，以及时获得学生对教学的反馈，帮助教师掌握教学效果，改进教学。

四、结束语

随着航空产业的不断发展，在信息化普及的基础之上，在《航空发动机原理》课程开发过程中，基于混合教学理念促进信息技术与课程的全面深度融合，将以教为主和以学为主这两种教学模式有机结合，能够有效利用教学时空，满足学生对《航空发动机原理》课程学习的个性化需求，有利于提高学生自主学习能力和职业综合能力，提高教学效率和效果。同时，关于《航空发动机原理》课程的改革是一项长期工程，混合教学理念引起了学生的认知模式、学习方式以及教师的教学模式、教学策略和角色的变革，教学组织对教师的素质和能力和学生的自主学习能力和创新能力提出了更高的要求。需要教师进一步学习新的教学理论并创新性地结合航空发动机原理理论进行混合教学的实践和理论创新，需要具备更强线上线下混合教学组织能力并付出更多的实践和精力，对于教师的综合组织能力是极大的挑战。另外，进一步增强校企合作，结合多方面的力量，以工作过程和职业素养为导向，采取多样化的混合模式对课程进行深度开发，以提升航空发动机相关的专业教学质量和航空专业人才的培养质量，值得进一步深入探索。

参考文献：

[1]张忠华.关于大学课程设置的三个问题[J].大学教育科学，2011（06）：30-34.

[2]李云文，王铁方，杨屹.混合学习如何切入高校课程——论基于混合学习的高校课程设计模式[J].教育理论与实践，2010（36）：51-53.

[3]郭玉莲.课堂教学模式改革探论[J].教育理论与实践，2012（10）：57-60.

[4]王永华，杨欣毅，沈伟，等.《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.

[5]王长征，叶云青.基于微课的混合教学模式探索与实践[J].才智，2016（21）：166+168.

[6]路丽娜.“翻转课堂”：传统课堂面临的挑战及变革路径[J].大学教育科学，2014（06）：66-70.

[7]卜彩丽.ADDIE模型在微课程设计中的应用模式研究[J].教学与管理，2014（24）：90-93.