民用航空发动机热防护专题化教学改革与实践

刘智刚 杨晓军 于军力

摘要：采用专题化教学模式对民航特色课程——《民用航空发动机热防护》进行了教学改革。在理顺课程知识点内在关联的前提下将授课内容按照“基础—技术—应用—拓展”的主线进行了模块化划分，并在此基础上进一步细化为“航空发动机中的传热”等14个专题。教学实践发现，专题化教学模式提高了学生对航空燃气涡轮发动机传热与冷却理论掌握的深入程度，提升了学生应用理论知识分析和解决实际工程问题的能力。

关键词：民航；航空发动机；热防护；专题化改革；教学实践

中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）08-0096-04

一、引言

在改革开放30年来我国高等教育的发展中，教育教学改革始终是高校发展的主要内容之一，也是促进教育发展的强大动力。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确提出[1]，“深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式。”要求各高校积极开展教学改革与实践，通过革新教学内容和教学方法，创新人才培养模式，适应经济社会及行业发展对创新型、应用型及复合型人才的需求。具体到民用航空行业的高等教育领域，当前是我国民航发展新的历史机遇期，也是建设民航强国的关键时期。实施持续安全、大众化战略和全球化战略，需要一支全方位、多层次、专业化、国际化的高素质人才队伍，对民航院校提出了更高的要求。然而，院校教育存在教育理念相对滞后、培养模式单一的问题，人才培养质量与行业标准存在一定的差距，为此，民航院校要通过改革创新破解发展难题，促进科学发展。

作为国家级特色专业、天津市品牌专业和“卓越工程师教育培养计划”试点专业，中国民航大学飞行器动力工程专业（以下简称“飞动”）为我国民航业供给了大量的机务技术人才和维修管理人才。“飞动”专业以航空维修工程为特色，行业特色鲜明，人才培养突出实用性，要求高年级专业课的设置要能够在深化专业核心课程的基础上，做好与机务维修工作岗位的衔接。课程组对“飞动”专业选修课——《民用航空发动机热防护》进行了专题化教学改革尝试，依据课程大纲，按照教学内容的逻辑联系和主线，在全面把握教学重点和难点的基础上，将教学内容重新建构为若干个专题，增强教学的针对性和实效性。

二、课程概述

航空燃气涡轮发动机的传热与冷却是保障航空发动机安全、可靠运行的关键技术之一，也是发动机设计研发和维护修理领域的核心技术。《民用航空发动机热防护》是“飞动”专业2008版本科培养方案开始设立的专业选修课，并在历次培养方案的修订中不断完善。该课程以航空燃气涡轮发动机传热和冷却问题为出发点，针对航空发动机内部各种冷却方式的工作原理和分析方法、发动机热端部件的换热特点和冷却结构等问题展开了系统讲解。

航空发动机热环境是发动机设计及使用维护中需要考虑的重要部分，学习发动机热防护技术不仅可以掌握先进的发动机热防护技术的基本理论，還可以通过本课程的学习，了解冷却结构、发动机部件及冷却系统的设计，更重要的是可以培养学生的综合分析问题、解决问题的能力以及工程应用的能力。课程学习的主要任务是使学生在理解发动机传热基本规律的基础上，掌握热防护技术的工作原理及设计思路。通过该课程的学习，培养学生理论分析及研究创新的能力，能够正确运用所学基本规律进行发动机热分析及冷却系统设计，解决实际的发动机传热问题。由此可见，课程的设立有利于实现从理论教学到本科毕业设计环节和毕业后机务工作的有机衔接，扩宽学生的视野，提升其专业知识综合应用能力，强化学生的专业素养。

三、专题化教学的内涵和特征

专题化教学模式是指教师根据教学大纲的要求，将课程内容分解成多个专题，以专题取代章节，通过相应的教学手段、教学方法，使学生掌握专题内容，从而完成教学任务[2]。同传统的依照教材章节按部就班的教学模式相比较，专题化教学模式更能有效组织教学内容，使教学重点突出，教学信息量大[3]。专题化教学模式具有适用范围广、开展途径有规律可循、实施手段相对灵活、能够促进教学相长等特点[4]。通过专题化教学的组织和实施，将“灌输式”教学转变为引导式教学，突出相关知识点的有机衔接，建立理论知识与实际应用之间的联系。

专题化教学具有以下特征：（1）专题化教学打破了理论与实践的界限，通过专题的设计，将某一领域的有关理论和实际问题有机的统一起来，并经过全面、系统地剖析、探讨，加深学生对所讨论专题的认识，促进了教学与实践相结合。（2）专题式教学可以把学科发展的新理论、新方法、新成就融入教学过程中，有助于解决课程教学与学科发展的脱节问题，提高教师的科研水平。（3）专题式教学贯彻以学生为主体的教学原则，由于教学内容是以热点话题、问题作引导，通过让学生参与专题的讨论，激发学生的兴趣，培养学生创造性的思考和发现。（4）在专题式教学模式下，学生通过搜集资料，在分析、归纳和整理的基础上，提出对所研究问题的基本认识和自己的见解，在此过程中，学生的自学能力、综合分析、解决问题的能力得到了锻炼和提高。

四、专题化课程改革

进行专题化教学适用的课程知识体一般符合横向并列型特征，而对于纵向递进型特征的知识体系则可以首先进行模块化归纳。采取专题化教学模式必须清晰把握课程各章节的内在关联，核心问题是找到各专题之间的契合点，体现相对独立专题之间的递进关系或并列关系，在做到课程教学的模块化及专题化分割的同时，要保证知识点的有机联系和内容的延续性，避免出现因为专题独立而导致课程知识体系的割裂。此外，还应针对每个专题的特点采用适用的教学方式，完成提出专题、分析专题和解决专题的完整闭环。

专题化教学的开展一般分为4个阶段，即选择专题、准备专题、实施专题、总结专题。专题的合理选择和设置是专题化教学的前提条件，课程组根据发动机热防护课程的内容特点按照“基础—技术—应用—拓展”的主线进行了模块化划分，再将这4个模块进一步细化为14个专题。