基于先进飞行器制造技术的多课程协作教学研究

王华毕 张兵 李德宝 周剑

摘要：现行的课程体系远不能适应从教师权威向学生主体转变的要求。针对先进飞行器制造技术的特点，将飞行器制造相关课程纳入课程体系。对多课程协作的教学模式进行优化改进。构建基于飞行器先进制造工艺与装备的多课程协作专业人才培养模式。对现有相关课程培养目标、毕业要求、课程体系、实践环节、反馈评价等进行改进与优化并应用。梳理专业相关教师资源及实验条件，提供可行性研究报告及解决方案。

关键词：课程体系；多课程协作；教学模式；教学研究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）05-0179-03

课程体系是高校人才培养的主要载体，也是大学生获得知识的重要渠道，因此，课程改革始终是教育教学改革的核心。飞行器制造工程专业的课程内容不能很好地结合时代发展的前沿，学科基础固然重要，但大型飞行器制造作为国家工业水平的技术代表与技术前沿，大部分课程内容滞后于实践的发展；课程设计忽视多元价值取向：专业课程只单纯追求技术和实用，不注重对学生成熟度的培养；在进行知识传授时不注重对比分析，无法激發学生兴趣；课程结构存在不合理因素，课程评价机制不完善：专业基础课只强调概念与原理，不注重实际与应用；课程的构成比例关系失调。

现行的课程体系远不能适应从教师权威向学生主体转变的要求。其主要原因是大量有实践意义的猜想和假设性问题没有被引入到课程的内容中来。课程实施以书本知识为本位，关于实践和发展的内容强调不够，新旧理论对比不足，缺乏质疑，不利于学生终生学习能力的培养。

合肥工业大学以能力为导向的一体化教学体系改革不断改进教学内容、方法和手段，从而不断提高学生的培养质量。

针对先进飞行器制造技术的特点，将飞行器制造相关课程如飞行器制造技术基础、飞机数字化制造理论与技术和飞机钣金成型技术等；与计算机应用技术相关课程如MATLAB程序设计、CAD技术及应用、有限元分析等CAD/CAM/CAE技术相关课程纳入课程体系。

一、现行教学培养体系存在的问题

目前的培养体系必然存在问题：首先由于课程体系不尽合理。不能适应本专业人才培养的新要求，一方面由于课程体系的滞后性，没有跟上当前的技术发展和需求步伐，导致学生对许多方面知识的基础理论以及工程应用掌握不足。另一方面由于学生和教师人数的增加，开设的课程也会增加，就会导致某些课程之间出现内容重叠和联系不紧密的问题，需要对课程进行规划和梳理，使之更符合专业的发展趋势。其次是选课机制的不合理性：学生在选课过程中凭个人兴趣选课会造成知识结构不合理；会出现凑学分的现象，导致选课动机与学习动机不纯，影响授课质量。第三是缺乏精品课程，飞行器制造工程专业的学科优势没有得到很好的发挥。第四是先进的教学手段应用不充分，影响了教学效果。

作为与大飞机制造最紧密相关的专业，在目前的时代大背景下，面临经济结构调整、支柱产业房地产业萎靡不振等问题，工信部2015年5月出台的《高端装备制造业“十二五”发展规划》目标提出，力争通过10年的努力，形成完整的高端装备制造产业体系，基本掌握高端装备制造业的关键核心技术，产业竞争力进入世界先进行列。到2020年，高端装备制造产业销售收入在装备制造业中的占比提高到25%，工业增加值率较“十二五”末提高2个百分点，将高端装备制造业培育成为国民经济的支柱产业。

所以作为大型战略性高技术装备，大飞机的研制兼有政治、国防方面的重要意义，其所带来的巨大市场盈利空间也让许多企业趋之若鹜。目前，美国波音、欧洲空中客车两大巨头一直稳稳垄断着大客机市场。中国正在研制的C919大型喷气式客机所瞄准的目标就是打破这一局面，在性能质量和市场份额上都能和波音、空客相竞争。

二、多课程协作

在教学实践中，不同的教师虽然能够按照飞行器制造流程和规律授课，也可以使内容之间保持密切联系，但在教学实践中，由于主讲教师的不同或学习阶段的不同，知识常常被割裂。而且部分教师理论水平较高，讲授课程偏于理论。飞行器制造工程专业是一门综合性、实践性很强的专业，其知识体系各环节之间存在紧密的联系。

多课程协作相当于一个又一个渐进的过程，相互联系，在课程教学中通过课程设计或者课程实践来促进与下一个课程的连接。因此需要对多课程协作的教学模式进行认真研究从而优化改进。

三、先进飞行器制造多课程协作模式

大飞机制造离不开高端制造与先进制造技术的紧密结合。先进制造工艺以人为主体，以计算机技术为支柱，以提高综合效益为目的，是传统制造业不断地吸收机械、信息、材料、能源、环保等高新技术及现代系统管理技术等方面最新的成果。故需要多学科多方位协作，以飞行器制造中最常见的蒙皮为例，大型蒙皮是大型飞机的外表主要大型薄壁零件，飞机大型蒙皮制造是大型飞机制造的关键技术之一。想要学生全面理解蒙皮的制造需要多方面课程协作：首先根据空气动力学计算飞机气动特性，从而利用计算机辅助设计飞机外形，利用计算机辅助绘图将一部分蒙皮外形绘制出来，大型蒙皮类零件的制造有多种方式，飞机钣金成型技术课程必不可少，是飞行器制造技术基础的一个分支；传统的飞机蒙皮制造技术有普通喷丸成形、蠕变时效成形等技术，但数字化技术与自动化技术的快速发展使传统的制造工艺有了大幅度的进步，如基于工艺数据库、数字化测量技术、虚拟可视化技术和CAE技术的数字化喷丸技术；特大型蒙皮的运转、定位等均采用成套自动化设备完成，自动实现加载和时效环境的控制的自动化蠕变时效成形技术。所以计算机辅助几何造型技术必不可少，同时需要对飞机数字化制造理论与技术有一定的了解；激光钣金成形技术等高端制造技术涉及了精密与特种加工技术。世界各国对航空航天领域用复合材料结构制造技术都极其重视，航空复合材料代替金属材料的时代已经到来，复合材料的成形同样需要和数字化技术与自动化技术相结合。同时很多航空零件需要与复合材料的相关性质相联系，才可以对难加工材料进行加工，同时需要数控技术与装备的相关课程和航空零件设计与制造的相关课程。飞机的蒙皮制造也同时涉及很多的基础课程，因此需要对多课程协作教学与实践实施方式进行认真研究，进行资源整合，提出可行性方案。

结合合肥工业大学“立德树人、能力导向、创新创业”三位一体的教育教学体系改革，让整个多课程协作模式形成一个可检测、可控制的教学闭环体系。在实践过程中加强过程控制，强化以学生为中心，强化教学过程管理，强调质量持续改进。

四、结论

针对先进飞行器制造技术的特点，将飞行器制造相关课程纳入课程体系。对多课程协作的教学模式进行优化改进。

1.构建基于飞行器先进制造工艺与装备的多课程协作专业人才培养模式。

2.依据构建的课程模式，结合飞行器制造工程专业的特点，对现有相关课程培养目标、毕业要求、课程体系、实践环节、反馈评价等进行改进与优化并应用。

3.围绕多课程协作模式，梳理专业相关教师资源及实验条件，给学校提供可行性研究报告及解决方案，在飞行器制造工程专业进行实践。

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