全生命周期全产业链谋划促飞行器动力工程专业教育改革

杨晓军

（中国民航大学航空工程学院 天津 300300）

1 需求分析

1.1 高质量人才培养需求

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“一带一路”倡议、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设[1]，先后形成了“复旦共识[2]”“天大行动[3]”和“北京指南[4]”，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。

“十四五”民用航空发展规划提出[5]，以民航强国建设为导向，以质量提升为主线，坚持党的教育方针和开放包容的人才政策，发挥高水平院校示范引领作用，统筹利用内外部资源，构建多渠道、多层次的高水平民航教育和培训体系，打造民航创新型、技术技能型和国际化人才队伍，支撑行业高质量发展。全面增强直属院校对行业专业人才培养的示范标杆作用，深化校企合作，引导民航企业在专业人才联合培养方面发挥重要作用。深入推进民航专业新工科改革，打造一流民航特色课程，加强智慧民航新技术人才队伍建设。

民航局在《关于推进民航直属院校高质量发展的意见》[6]中提出，要提升培养质量，打造院校高质量教学体系。以“复合知识、多元能力、民航素养、国际视野”为人才培养总目标，改革创新人才培养模式，持续提升人才培养质量；打造一流核心教学资源，建设质量标准体系。中国民航大学瞄准建设世界双一流院校，着力建设中国特色世界一流民航大学，发布了《中国民航大学本科教育教学改革攻坚行动方案》[7]，在本科教育教学改革压缩学分学时的背景下，如何高质量落实人才培养方案，提高人才培养效能已成为专业建设必须回答的问题。

1.2 技术发展新趋势

首先，包括GTF、FADEC、先进复合材料、CFD仿真技术、数字孪生等在内的设计技术陆续应用于航空发动机，使其强耦合、强非线性的特点更为凸显；其次，发动机运行监控以及机队管理技术的进步使得航空发动机使用可靠性进一步提升，大数据、人工智能的发展在急速改变民航MRO企业的管理与维修流程，新一代机务人才必然是创新型的机电复合型技能人才；最后，随着国产航空装备的陆续导入，中国民航第一次有机会从全生命周期角度审视人才培养，第一次有能力参与全产业链的构建，在人才培养上要更加看重系统化的自主创新能力。

1.3 培养对象的变化

作为网络原住民，新一代大学生对职业和人生的规划已体现出迥然不同的态度，高等教育普及化也给了家长和学生们不同的选择，虽然就业仍然是很多学生在专业选择时的第一考虑，但已经不是唯一；知识传承、技能培养逐渐让位于终身学习、素质教育；课堂讲授不再是唯一的教学模式和培养方式。

2 初步的体系框架设计

2.1 大类招生

从2020级新生开始，在机务类专业中实施大类招生改革，细化专业方向，实现柔性化培养，兼顾通才教育与个性化培养。为此需统一前三个学期的培养方案，并适当进行专业宣传和教育，引导学生做出贴合自身实际的选择。从2020级开始，逐步控制招生人数，不再追求数量规模，转为内涵式高质量发展。

2.2 细分专业方向

基于行业需求，基于航空发动机全产业链的角度，初步设置设计与适航、维修与工程、智慧运行三大专业方向，三个方向一方面与民航单位的需求保持一致，另一方面也适应学科专业的发展。其中维修与工程作为传统专业方向，主要面向民航机务维修领域，也是招生人数最多的方向；设计与适航主要结合国产航空装备研制，面向民用航空器的系统安全性领域设置；智慧运行是新工科试点方向，也是“卓越计划”的升级版本，与智慧民航建设相呼应。

2.3 课程体系设置

在具体课程设置时，为满足航空航天类教学指导委员会所列的飞动专业培养基本要求，同时也让学生能够对发动机全生命周期涉及的知识有一定的了解，满足用人单位的基本需求，专业基础课和专业核心课程的设置中三个专业方向保持一致，包括工程热力学、气体动力学、航空发动机原理、构造、控制课程。

3 教学模式和培养方式改革

3.1 学分学时压缩

从2021-2022学年的第2学期开始，1学分对应的学时由18压缩为16，同时工学本科专业总学分不超过160学分。学分学时压缩，目的是压缩水课，提升教学质量，由“授人以鱼”向“授人以渔”转变，大幅压缩课内讲授学时，“四个课堂”的体系化设计逐渐提上日程，并在培养方案制订中不断明确。

3.2 项目制改革

作为“新工科”改革的重要抓手，项目制改革承载了培养学生团队合作能力，系统应用所学知识的功能，从2020级飞动新工科专业就引入了综合项目，而且要求学生提前一年进入团队开展项目研究，OBE的理念得到了充分的体现。同样的设计也应用于其他两个专业方向的设计中，用项目制的教学取代了原有的实习。

3.3 持续改进机制的引入

借鉴国际航空专业认证委员会（AABI）的认证标准，树立“以学生为中心”“产出为导向”“持续改进”的理念，明确教学环节目标、标准，强化对专业培养目标的支撑，建立完备的教学质量评价体系并开展教学质量达标评价，完善考核评价机制，并应用于培养方案制订中。比如参考AABI考核要求，设立了“航空工程与运行”课程，向学生介绍有关航空法律、环境、运行等方面的内容。

3.4 校企合作

除依托“卓越计划”和“新工科”改革进一步拓宽学生实习渠道外，还通过建立行业咨询委员会，定期听取行业内专家对专业培养质量和培养方案的意见，并将其应用于培养方案的修订中。

4 实施“四个课堂”强教育措施

全国教育大会、全国高校思想政治工作会、新时代全国高等学校本科教育工作会议精神指出，应将立德树人放在首位，科学规划“四个课堂”，将思政带入课堂。即第一课堂，教学课堂；第二课堂，社会课堂；第三课堂，即网络课堂；第四课堂，即心灵课堂。中国民航大学构建“三个层次协同、四个课堂贯通”的实践育人体系。坚持价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”教育理念，构建一体化育人体系，不断创新网络教育手段，推进现代信息技术与教育教学深度融合，开展课程思政建设，编写课程思政案例集。已获批国家级教学成果奖1项，省部级教学成果奖4项；三门课程成为天津市一流课程；建设了6个国家级虚拟仿真实验教学项目；获批天津市高校课程思政示范课程2门。

加强虚拟仿真环境建设，强化虚实结合、有机互补，形成覆盖实验、实训、校外实践、创新创业全过程的新型实践平台体系，已建成虚拟仿真实验教学中心、实验教学示范中心国家级各2个，省部级11个。注重校企协同育人，与企业共建“国家级工程实践教育中心”，与国航、南航、东航、西南空管局等多家企业共建120余个实习基地。

在师资方面，共有教师44名，其中教授4人，副教授11人，博士学位24人，平均年龄40岁。新入职教师全部参加教师资质培训和企业实习，青年教师全部参加工程能力培训，25%的教师有国外访学经历。近年培育天津市教学名师3名，天津市131人才6名，国际民航组织专家1名。近三年未出现师德师风失范和学术不端行为。教学组织方面，近年建设2个国家级实践教学平台，6个天津市虚拟实验平台，2个天津市教学团队。建设10门校级精品课，4门天津市一流课程，出版5部规划教材，编写1部课程思政案例集。主持天津市专业建设项目2项，获得国家级教学成果奖1项，天津市教学成果奖6项。依托国家级和省部级实验教学示范中心、国家级虚拟仿真实验教学中心，强化素质、能力与技能的养成。

5 改革与实践

5.1 引入特色课程凸显专业特色

在“十四五”智慧民航主线背景下，飞动专业培养方案中设置了“人工智能及其应用”和“大数据分析及应用基础”；为增强学生的项目管理能力，设置了“工程经济学”；此外还顺应数字孪生趋势，开设了“CFD数值仿真和工程应用”课程。并且形成系统的知识体系，方便学生在逐步学习中体会到专业的特色。

5.2 深化实验体系，支撑创新型工程化人才培养

以航空发动机市级实验教学示范中心建设为抓手，按照航空宇航推进理论与工程学科方向细化实验室建设方向，包括发动机转子实验室，发动机模态分析实验室、热工实验室、轴流压气机实验室、发动机运行与控制实验室、虚拟维修实验室、大学生创新基地等专业实验室，不断提升实验教学水平。

5.3 招生与就业

在大类招生的背景下，学生对专业的认知更为精准，认同感更高，在航空行业内的就业率达到80%以上，近两年的求学深造比例均高于1/3，说明学生已经不再满足本科教育内容和就业方向，有了更高的职业追求。

6 未来发展思路

6.1 以“一流专业”建设为抓手，不断提升创新型复合型人才培养质量

结合《高等学校碳中和科技创新行动计划》[9]及民航绿色发展实践，以民航碳中和为抓手，加强与大数据、新能源等前沿方向的深入融合，开设负碳动力与能源课程，推动建设新的“双碳”专业方向，培养能从事新动力与新能源研发、节能减排技术与管理工作的复合型、创新型高层次碳中和人才。

6.2 深入推进新时代教育评价改革，构建全方位的考核体系

着力提升思政、劳动、素质和创新创业教育的比重，以考核方式改革为抓手，鼓励专业课教师改进教学模式和学生考核评价方式支撑“三全育人”体系的构建；增强试题开放性，减少死记硬背和“机械刷题”现象。

6.3 坚持开放办学思路，提升专业影响力

利用AABI平台加强国际交流与合作，提升专业知名度；统筹引入系院内外、校内外、国内外各方教学资源，打破空间和时间的界限，充分利用线上教学资源，加大学科间、专业间、校企间的交流，促进学生系统化思维、国际化视野的养成，进一步提升办学效益。

总而言之，中国民航大学对飞行器动力工程专业教学的改革一方面满足了实践生产的需要，加强了应用型、技能型人才培养，以学生为中心，保证生产实践、教学不“脱节”，校企深入合作，增加教学与产业链之间的“黏性”，是贯彻落实先进制造业和现代服务业深度融合的结果。另一方面以绿色民航为发展目标，民航碳中和为抓手，为新能源发展进步培养更多复合型、创新型的高层次碳中和人才，推动新能源的迅速发展。更是从航空发动机全产业链出发，按照民航单位需求，分设专业，为整个飞行器动力工程专业开创了新的发展方向。