時間：2023-09-27 16:08:54
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關(guān)鍵詞：飛行器設(shè)計與工程；專業(yè)課程；通識課程；航空概論
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0144-03
一、航空類專業(yè)課程體系簡介
在教育部本科專業(yè)目錄中，航空航天類專業(yè)有飛行器設(shè)計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行器質(zhì)量與可靠性、飛行器環(huán)境與生命保障工程、飛行器適航技術(shù)和航空航天工程等7個。目前，鄭州航空工業(yè)管理學院開設(shè)了前3個專業(yè)，均歸屬于航空工程學院。以飛行器設(shè)計與工程為例，在第1學期設(shè)置了“飛行器設(shè)計與工程專業(yè)導論”課程（16學時）、第2學期設(shè)置了“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”專業(yè)必修課（32學時）作為專業(yè)學習的前導課。第1―5學期，學校設(shè)置了“高等數(shù)學”、“大學物理”、“理論力學”和“材料力學”等公共基礎(chǔ)課和學科基礎(chǔ)課；第4―7學期則按照飛機設(shè)計的各個子學科，設(shè)置了“通用航空技術(shù)”、“空氣動力學”、“飛行器總體設(shè)計”、“無人機系統(tǒng)導論”、“飛行器專業(yè)英語閱讀”和“飛行器專業(yè)技術(shù)講座”等專業(yè)課程。
從課程設(shè)置上可以看出，“飛行器設(shè)計與工程專業(yè)導論”和“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”課程主要培養(yǎng)學生對專業(yè)基本情況和學科領(lǐng)域的整體性把握，屬于專業(yè)通識性課程。而在專業(yè)課中滲透通識意識，對教師也提出了更高的要求[1，2]。經(jīng)過這兩門課程的前期引領(lǐng)和必要的數(shù)理、力學知識的學習之后，學生再按照飛機種類和飛機設(shè)計各分支學科的特點進行專業(yè)課學習。可以說，“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”的各個章節(jié)基本上對應了后續(xù)專業(yè)課的主要范圍，具有非常重要的地位。
在教學實踐中，我們也發(fā)現(xiàn)，激波、升力、機翼結(jié)構(gòu)、飛機穩(wěn)定性和操縱性等概念盡管在“航空航天技術(shù)基礎(chǔ)”課程中已講授，但在相應的專業(yè)課學習中，學生仍覺吃力。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原因主要有兩點：第一，專業(yè)課程數(shù)學公式較多，而數(shù)學、物理等公共基礎(chǔ)課的學習效果一般，有畏難心理；第二，不知所學知識的應用情況，知其然而不知其所以然。針對航空類專業(yè)的課程體系，探索研究專業(yè)通識課程與后續(xù)專業(yè)課程的聯(lián)系，對于增強學生學習積極性、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。
二、“航空概論”通識類課程的建設(shè)情況
航空概論是學校面向非航空專業(yè)學生開設(shè)的一門通識課程（24學時），內(nèi)容主要包括航空航天基本概念、航空發(fā)展概況及未來發(fā)展趨勢、我國航空工業(yè)、空氣動力學基礎(chǔ)、飛行原理、航空發(fā)動機等[3]，考核方式為期末半開半閉考試。此外，針對國際本科學術(shù)互認課程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）項目的雙語版航空概論（32學時），內(nèi)容較普通版更為豐富，更強調(diào)課堂參與和團隊協(xié)作，考核方式為平時作業(yè)、表現(xiàn)和期末設(shè)計報告。
航空概論被列入學校的特色課程組合中，除航空專業(yè)外，其余專業(yè)的學生均須從特色課程組合中選修一門。學校每年的本科生招生人數(shù)近7000人，日常教學任務較為飽滿，考慮到學校招生專業(yè)包括財經(jīng)類、管理類和藝術(shù)類等，學生數(shù)理基礎(chǔ)參差不齊，在講授時一般避免進行復雜公式的推導，多采用類比法和案例法講解。
此外，學校的人才培養(yǎng)目標和發(fā)展定位與傳統(tǒng)的三所航空重點高校（北京航空航天大學、西北工業(yè)大學和南京航空航天大學）以及其他高職高專類院校存在明顯區(qū)別，市場上已有的航空概論教材并不能完全滿足我們的教學需求。經(jīng)過多年的建設(shè)，學校主編并出版了《航空概論》教材，并將“航空概論”課作為學校慕課平臺課程體系的第一批建設(shè)項目立項，通過網(wǎng)上課堂與實際課堂相結(jié)合的形式，探索“翻轉(zhuǎn)課堂”教學理念在航空類通識課程中的應用效果?，F(xiàn)在，此項工作正在穩(wěn)步開展中。
三、航空類專業(yè)課程與“航空概論”課程貫通建設(shè)
為了盡可能利用現(xiàn)有資源，我們對航空類專業(yè)課程和“航空概論”課程進行了統(tǒng)籌處理，并嘗試進行貫通建設(shè)，主要包括如下措施。
1.教具的開發(fā)和使用?！帮w行器設(shè)計與工程專業(yè)導論”開設(shè)于第1學期，是飛行器設(shè)計與工程專業(yè)學生的一門必修課，其中理論課為8個學時，主要介紹專業(yè)課程特點、發(fā)展現(xiàn)況和就業(yè)方向；實踐課為8個學時，要求學生以小組形式設(shè)計制作飛機模型，主要培養(yǎng)學生對飛機的認識以及團隊協(xié)作能力?！皩I(yè)綜合性設(shè)計與制作”開設(shè)于第7學期，為專業(yè)必修實踐類課程，為期兩周，要求學生按照總體設(shè)計指標完成飛機的總體概念設(shè)計，制作出模型。
關(guān)鍵詞：航空概論；教學方法；教學手段
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0172-02
航空航天技術(shù)是表征一個國家科學技術(shù)先進水平的重要標志，是力學、熱力學、計算機技術(shù)、材料學、自動控制理論、電子技術(shù)、噴氣推進技術(shù)及制造工藝等技術(shù)的綜合體現(xiàn)[1]，是衡量一個國家國防實力，工業(yè)實力和科研實力的重要指標之一。近年來，國家大力發(fā)展航空航天事業(yè)，為了振興國家，促進我國航空航天事業(yè)的快速發(fā)展。很多航空航天類的院校比如北京航空航天大學、哈爾濱工業(yè)大學等相繼開設(shè)了公共選修課《航空航天概論》，受到在校大學生的一致認可，特別是“神舟號”系列載人飛船發(fā)射成功以后，航空航天知識受到更多學生的關(guān)注[2]。因此，開設(shè)公共選修課《航空航天概論》，普及航空航天的基礎(chǔ)知識，日益受到學生們的歡迎。
《航空概論》課程是我校（鄭州航空工業(yè)管理學）針對航空特色面向全校開設(shè)的公共選修課程。本課程的開設(shè)目的有兩方面：一是使學生初步建立航空技術(shù)的基本概念和基礎(chǔ)知識。二是拓寬學生的視野，擴大知識面，培養(yǎng)他們學航空、愛航空、投身于航空事業(yè)的興趣，使他們初步建立航空工程意識，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。
一、本課程的教學現(xiàn)狀
《航空概論》作為一門全校公選課，開設(shè)對象以低年級學生為主，選課的學生人數(shù)多，學生專業(yè)知識背景很復雜，層次參差不齊，而且這門課程涉及的學科也比較多，其中有些理論知識，例如空氣動力學、飛機發(fā)動機對很多學生來說比較抽象、難理解，特別是人文社科類的學生，感覺課程內(nèi)容枯燥、機械呆板，提不起學習的興趣。在教學中，教師講課費勁，學生厭學，難以取得良好的教學效果，這種情況下，迫切需要采取合適的教學方法和手段，優(yōu)化教學效果。
二、教學內(nèi)容的優(yōu)化
《航空概論》是一門關(guān)于航空方面知識介紹的基礎(chǔ)課程，基于課程的性質(zhì)和目的考慮，教學內(nèi)容應該通俗易懂，不能有太多專業(yè)性很強的詞匯，要注意擴寬知識面、保持內(nèi)容的系統(tǒng)性，反映出科學前沿，同時還需要不斷加強趣味性與知識性，在實際當中要注意教學內(nèi)容的豐富多彩，比如有鳥類飛行可延伸到現(xiàn)在飛機，有放風箏延伸到飛行原理，進而講解飛機的構(gòu)造原理，讓學生在感興趣的事例中汲取航空知識。這樣做即可提高學生學習興趣，讓學生積極主動的學習，又可以達到科學普及的目的。
三、教學方法的多樣化
《航空概論》是一門以基礎(chǔ)知識為主的課程，信息量大，且大多數(shù)內(nèi)容以講述為主。為了避免課堂教學枯燥乏味，提高學生的學習興趣，在授課時，應該采用多樣化的教學方法。作為授課教師，通過不斷的探索，總結(jié)經(jīng)驗，請教有經(jīng)驗的老教師，總結(jié)了以下幾種教學方法：
（一）互動、自主式教學方法
“教”與“學”是相輔相成的，缺一不可。若要提高教學效率，就要讓學生充分參與到教學過程中，變被動學習為主動學習。例如為了讓學生更了解世界航空發(fā)展歷史，教學中可布置作業(yè)，讓學生收集自己感興趣的航空器的各種資料，包括航空器的圖片、型號、性能、發(fā)展概況等，然后上臺介紹給大家，通過收集、講解的方式，調(diào)動了學生的積極性，增加課堂的趣味性，同時擴大知識面，增長更多課本之外的知識。
（二）啟發(fā)、聯(lián)想、討論式教學方法
在講述某些章節(jié)內(nèi)容時，要注意啟發(fā)學生的想象力，激發(fā)學生興趣，強化學生自主學習和知識遷移的能力。例如，在講解伯努利定理時，由于公式內(nèi)容比較抽象，學生不容易理解和記憶，如果直接向?qū)W生灌輸定理的內(nèi)容和公式，學生的學習效果不是很理想。在這種情況下，可以設(shè)定一系列問題。引導學生自己推導出定理的內(nèi)容。具體授課過程：兩只手各拿一張紙，向紙中間吹氣，讓學生觀察。問題1：發(fā)生了什么現(xiàn)象，學生答兩張紙相吸了。問題2：兩張紙為什么會相吸，學生答兩張紙中間的壓強變小了。問題3：壓強代表的是空氣中的那種能量？學生答“勢能”。問題4：當壓強減小時，空氣中哪個參數(shù)變大了？學生回答“速度”。問題5：速度代表著空氣的哪種能量？學生回答“動能”。問題6：當速度增加時壓強為什么會減??？引導學生主動思考、相互討論，再進一步引導，勢能和動能的關(guān)系，以及能量守恒定律，最后總結(jié)出伯努利定律的相關(guān)知識。通過這種問答式的教學模式，讓學生自主參加到課堂中，主動思考，積極討論，提高了學習興趣。增強教學效果，對所學的知識記憶更加牢固。
四、教學手段的多樣性
教學手段的多樣性對提高課程的教學效果和質(zhì)量具有十分顯著的作用。對于綜合性強、信息量大的航空概論，采用多種教學手段，在有限的學時內(nèi)，讓學生盡可能多的去了解航空知識，顯得尤為重要[4]。因此要不斷的改進教學手段，充分利用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)課程、慕課、課外實踐等方式，為學生創(chuàng)造一個快捷、高效的學習環(huán)境，提高教學質(zhì)量。
（一）多媒體教學
多媒體技術(shù)集聲音、圖片、視頻、動畫、文字于一體，有著文字信息無法比擬的優(yōu)勢。很多的知識比如講解燃氣渦輪發(fā)動機的工作過程，如果僅僅依靠課本上的文字和教師的口述，學生很難形成直觀的印象，甚至費勁口舌，也無法讓學生真正的理解。而采用多媒體的形式，通過視頻和動畫把氣流在發(fā)動機各部件的工作過程進行完整的演示，可以非常直觀和形象的把信息表達出來[4]，便于學生理解、加深印象，獲得良好的教學效果。
（二）網(wǎng)絡(luò)課程開設(shè)
我校結(jié)合自己的教學實際，開通了網(wǎng)絡(luò)教學平臺，并為每個教師和學生設(shè)置了一個網(wǎng)絡(luò)賬號，教師可以通過自己的平臺，上傳一些與課程相關(guān)的資料?？梢栽诰W(wǎng)絡(luò)平臺建立：（1）飛機圖片庫。將國內(nèi)外典型的軍用、民用飛機的形狀，特征、尺寸和功能建立檔案，通過對比學習，學生可以了解更多飛機知識。鍛煉了學生的觀察能力，加深理解所學知識，開闊眼界，拓寬思路。（2）飛機影片庫。把一些戰(zhàn)爭場面中飛機的飛行狀況和性能通過影片展現(xiàn)出來，使學生身臨其境，在感受戰(zhàn)爭的殘酷性的同時更加意識到飛機在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的重要作用，增強學生航空報國、為國爭光的主人翁意識和責任感[5]。（3）老師可以將課程的重點難點上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺，與學生通過網(wǎng)絡(luò)進行答疑解惑。學生隨時隨地可以在線學習，方便快捷，提高學習效率。
（三）慕課
慕課，英文名MOCC（Massive Open Online Course），意思為“大規(guī)模、開放性的在線課程”，由教師負責、很多學生參與，集講課視頻、作業(yè)、互動、測試相交織的網(wǎng)絡(luò)教學模式。將慕課翻轉(zhuǎn)課程的教學理念和教學模式應用到《航空概論》的教學實踐中，課前學生學習在線課程，積累知識，為上課做準備。課中學生充分參與到課堂中，進行師生之間、學生與學生之間的討論、交流（包括成果展示）、評價（包括學生互評）等學習活動。一方面提高了學生自主學習、合作學習的能力，另一方面培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力和解決問題的能力。
（四）課外實踐活動
為了進一步提高學生的學習興趣，可以把動手能力強、學有余力的學生組織起來，成立航模隊，進行飛機模型的設(shè)計與制作。把課堂上學習的理論知識如空氣動力學、飛行原理與實踐動手相結(jié)合。現(xiàn)在，航模隊的學生不僅可以做出紙質(zhì)、木質(zhì)的飛機模型，還能做出可以遙控指揮的飛機模型。并且，通過自學學習遙控飛行器的技術(shù)，已經(jīng)具備航模飛行表演的能力，個別學生還參加2016年央視春節(jié)聯(lián)歡晚會廣州分會場上的飛行表演。通過課外實踐，逐步培養(yǎng)學生創(chuàng)新、思考、維修飛機航模的基本能力，增強學生的團隊協(xié)作、集體榮譽感的觀念。同時可以帶動更多同學參與到航空航天科普創(chuàng)新活動中，充分利用課余時間，發(fā)展學生的個人興趣，提高學生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力，增強了我校學生的綜合素質(zhì)。
五、結(jié)論
《航空概論》是一門涉及多學科多領(lǐng)域的綜合性課程，且選課學生的背景專業(yè)存在很大差異，如果采用單一的教學方法和教學手段難以滿足課程教學的需要，因此進行教學改進是現(xiàn)實教學發(fā)展的需要。通過一系列的措施和教學改進，提高了學生對本課程的學習熱情，增強了學生的自主學習和解決問題的能力，得到了良好的教學效果。
參考文獻：
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[3]張秀琴，李濤，王守忠.高等學校選修課設(shè)置和教學現(xiàn)狀[J].石家莊經(jīng)濟學院學報，2004，27（6）：747-750.
Wen Xin， Zhang Wenhao， Qin Yuqi
Shenyang University of Aeronautics and Astronautics， Shenyang， 110136， China
Abstract： Discussed the problem of knowledge structure which Chinese colleges and universities facing problems at the present stage， combining with the aerospace and aerospace general education. By their own personal experience， the author summed up the content， meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. Based on the analysis of various problems related to the “Introduction to aerospace technology” as a liberal textbook， this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.
Key words： quality-oriented education； general education； aeronautics and astronautics
隨著高校課程改革的不斷深入，通識教育在高等教育中的地位和作用越來越受到重視。與此同時，由于科學技術(shù)和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，航空航天技術(shù)開始走進人們的日常生活，并影響著人們的思維和觀念。特別是近幾年來我國航天事業(yè)取得了世界矚目的輝煌成就，更加引起人們對航空航天技術(shù)的關(guān)注。為了適應時展的需要，目前國內(nèi)很多知名高校先后成立航空航天專業(yè)，如清華大學、北京大學、浙江大學和西安交通大學等高校。與此同時，一些普通高校，如南京財經(jīng)大學，也將航空與航天（也有的學校稱為航空航天技術(shù)概論或航空航天技術(shù)博覽）作為通識課。筆者結(jié)合自己的授課經(jīng)歷和體會，并參考歐美高校開設(shè)通識課的教學模式，探究航空與航天通識教育教學內(nèi)容、目的和方法等。
1 我國專業(yè)化教育模式的問題與通識教育
1.1 現(xiàn)階段我國高校人才培養(yǎng)模式面臨的問題
我國現(xiàn)階段的專業(yè)化教育模式是高等教育在特定時期（20世紀80年代）和特定社會背景（生產(chǎn)力亟待恢復）中的選擇，這個選擇盡管在當時有合理性，并對我國社會發(fā)展起到了積極作用，但卻不適應今天社會發(fā)展的需要。
我國目前的高等教育過分強調(diào)專業(yè)劃分，把學生的學習限制在一個狹窄的知識領(lǐng)域內(nèi)，不利于學生全面發(fā)展。過去大學畢業(yè)生就業(yè)中的“專業(yè)對口”已經(jīng)不再是一個最優(yōu)目標了，高等教育的專業(yè)化做得越好，學生就越難適應變換了的工作，面臨的情況可能就越糟糕。
社會和技術(shù)發(fā)展日新月異，舊的工作崗位不斷消失，新的工作崗位不斷出現(xiàn)，高校里專業(yè)調(diào)整的步伐，無法跟上社會職業(yè)更新的速度。應對工作崗位的變化，既要培養(yǎng)學生的專業(yè)能力，又要培養(yǎng)學生的“一般”能力。
1.2 通識教育起源和目的
通識教育，國外稱“General Education”，也稱為“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。
通識教育源于19世紀[6-8]，當時大學的學術(shù)分科過于精細、知識被嚴重割裂，于是提出通識教育，目的是讓學生對不同學科的知識有所了解，將不同領(lǐng)域的知識融會貫通。20世紀，通識教育成為歐美大學的必修科目。今天，歐美大學仍在不斷完善其通識教育。如哈佛大學的通識教育有著悠久的歷史，目前已經(jīng)經(jīng)歷五次較大的通識教育改革[7-10]。
在我國，通識教育的思想源遠古代?！兑捉?jīng)》主張“君子多識前言往行”，《中庸》主張做學問應“博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”。古人認為博學多識就可達到出神入化，融會貫通?！墩摵狻氛J為“博覽古今為通人”。所以，通識教育旨在培養(yǎng)“通才”，它的培養(yǎng)目的是提高人的整體素質(zhì)，強調(diào)整合不同領(lǐng)域的專業(yè)知識，重視培養(yǎng)人的思維方法及敏銳的洞察力，同時也重視培養(yǎng)人的情志等。
2 航空與航天通識教育的意義
航空與航天課程在我國一直是航空航天專業(yè)院校的公共必修課[1，2]，其目的首先是為學生未來從事航空航天及其相關(guān)領(lǐng)域工作培養(yǎng)興趣，更主要的是為學生專業(yè)課學習奠定基礎(chǔ)，它在很大程度上起到了專業(yè)導論的作用。
近年來，我國一些普通高校將航空與航天課程納入通識教育，其教學目的包括如下幾個方面。
2.1 提高大學生的整體文化素質(zhì)
大學教育的目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的高素質(zhì)人才，開展通識教育不僅能增加大學生專業(yè)課以外的知識，還可以拓寬學生的眼界。航空與航天課程，不僅可以幫助學生了解有關(guān)航空航天的基礎(chǔ)知識，同時還能潛移默化地影響學生的世界觀、人生觀和價值觀。
2.2 提升大學生的民族自豪感
中國作為東方的文明古國，向往飛翔的夢想由來已久，嫦娥奔月的美麗傳說，萬戶飛天的勇敢實踐，表明了古老的中國人渴望飛向藍天的美好愿望。通過航空與航天課程的學習，讓學生了解中國航天事業(yè)的發(fā)展和取得的矚目成績，學習偉大的航天精神，增強學生的民族自信心。
2.3 鼓勵大學生在困難面前勇于攀登
學生通過航空與航天課程的學習，了解航天先驅(qū)身上所具有的優(yōu)秀品質(zhì)和堅忍不拔的毅力。在航天開拓者的眼里，“只有想不到的事情，沒有做不到的事情”，通過這樣的教育，激發(fā)學生努力奮進，敢于開拓創(chuàng)新。
2.4 啟發(fā)學生規(guī)劃未來人生
航空與航天知識可以啟發(fā)和拓展人們的思維，尤其是航天器的出現(xiàn)，極大地推進了人類對宇宙的探索，人們對宇宙了解得越多，就越能感受到重新思索自身存在的價值的意義。飛過天的宇航員大多存在一個共識：“地球在宇宙中是非常渺小的，生命僅僅是宇宙形成過程中的一個產(chǎn)物?！庇浀糜形幻绹詈絾T說過，“昨天的夢想是今天的現(xiàn)實，今天的夢想是明天的現(xiàn)實?！彪S著人類對宇宙的認識，很多人開始重新思索這些問題，人類存在的意義何在？人類怎樣存在？
3 航空與航天通識教育的教材問題與改革
3.1 教材方面的問題
航空航天技術(shù)在非專業(yè)大學生眼里，是十分神圣的，因為宇宙的奧秘神秘莫測，很多大學生對航空與航天課程比較感興趣。作為通識課，目前我國沒有一本適合通識教育的教材，大多采用“代用”教材，如《航空航天技術(shù)概論》《航空航天技術(shù)》等，由此帶來很多問題。
（1）專業(yè)性很強
翻開《航空航天技術(shù)概論》教科書，插圖不少，可是大部分是平面圖、結(jié)構(gòu)圖、流程圖和設(shè)計圖。對于非工科專業(yè)的大學生而言，內(nèi)容過深，尤其是文科學生，沒有工程概念，理解起來非常困難。
（2）內(nèi)容單調(diào)乏味
細看“代用”教材的文字內(nèi)容，大多是定義和概念，枯燥乏味，對非專業(yè)學生而言，即便把這些內(nèi)容熟記于心，又有何意義？另外，由于書本的空間有限，介紹性的內(nèi)容往往類似于綱要。
（3）課后練習或思考題沒有價值
思考題是運用大腦思考后得出答案的題目，而目前的“代用”教材章節(jié)后的思考題，不適應時代的發(fā)展，以第一章課后思考題為例，“試述直升機的發(fā)展史，試述火箭、導彈發(fā)展史”，很多學生認為是“百度題”，學生只要靈活運用手中的工具，就可以“百度”到答案，這類題能算是思考題嗎？
（4）條理性很強帶來的問題
航空與航天是兩個明顯不同的概念和領(lǐng)域，盡管有聯(lián)系，但對于非專業(yè)的學生而言，不能混為一談。目前的大部分“代用”教材在內(nèi)容安排上每章都是以飛行器設(shè)計為主線，航空器、航天器和導彈與火箭等內(nèi)容相互交叉[1，2]。如不管是火箭發(fā)動機還是航空發(fā)動機，統(tǒng)統(tǒng)納入同一章節(jié)，對于非專業(yè)學生，理解起來稍顯費力。再如，《飛行器構(gòu)造》這章內(nèi)容中，既有航空器的構(gòu)造，也有航天器的構(gòu)造，根據(jù)整體教學效果分析，這種航空航天結(jié)構(gòu)的相互交叉會導致概念的混淆。
另外，由于中國基礎(chǔ)教育多年形成的以學科為主導的教育模式，加之應試教育的長期導向作用，使基礎(chǔ)教育在單一學科教育上越來越深入，學科分化加劇，基礎(chǔ)教育功利性越來越明顯，而在人文、心靈和智慧等通識教育方面卻越來越弱化?；A(chǔ)教育已經(jīng)走向思想單一、思維狹窄、僵化，缺乏思辨性、創(chuàng)造性思維的模式，對中華民族的智慧培養(yǎng)是非常不利的。
綜上所述，航空與航天作為通識教育課程，不是必修課的陪襯，更不是專業(yè)課的附庸，其重要性并不比專業(yè)課低?！熬有苑钱愐玻萍儆谖镆病保瑢W好航空與航天課程，掌握其相關(guān)知識，有助于學生在以后的生活與工作中更好地開闊思維。
3.2 教材改革的建議
對于航空與航天課程，只有拓寬知識面，全面介紹不同學科研究對象的特點，才能更準確地反映這門課的內(nèi)涵。為使學生具備開拓新領(lǐng)域的基礎(chǔ)，課程內(nèi)容應具有前瞻性，把本學科領(lǐng)域的最新學術(shù)成果、最新技術(shù)引入教學內(nèi)容。在反映學科前沿的同時，拓寬學生的知識面。
航空航天技術(shù)涉及領(lǐng)域之廣是其他學科無法比擬的。因此，如何保持課程的完整性也值得探討。作為面向非航空航天專業(yè)學生的通識課，該課程內(nèi)容應集知識性、趣味性于一體，需要教學內(nèi)容豐富多彩，由風箏飛行延伸到飛機，由早期火箭延伸到各種導彈，由嫦娥奔月延伸到阿波羅飛船，由恐龍滅絕延伸到宇宙探索，讓學生在感興趣的實例中汲取航空、航天和航宇知識。國外有一本航天知識方面的書，名字起得非常好，叫“沒有公式的航空航天技術(shù)”，值得我們借鑒。
以筆者在神舟飛船、衛(wèi)星及空間防御領(lǐng)域的工作體會以及在北京、南京幾所大學講授航空與航天知識的教學經(jīng)驗來看，對于航空與航天的通識教育，其知識與內(nèi)容應該注重“啟蒙”，致力于開展大眾化的教育，太過學術(shù)化反而會讓人失去興趣。教材應該具有趣味性，可以漫畫的形式展開?，F(xiàn)在已經(jīng)有的《漫畫線性代數(shù)》《漫畫統(tǒng)計學》等一系列的趣味教科書，以漫畫的形式將知識傳授給學生，讓學生在欣賞之余學習到很多知識，兩全其美。航空與航天通識教育課程的教科書可以參照這種形式。
1基于工程教育專業(yè)認證標準下課程體系改革發(fā)展概況
工程教育認證標準一般由八個指標構(gòu)成，分別是學生、專業(yè)教育目標、學生成果、持續(xù)改進、課程體系、師資力量、教學設(shè)施、學校支持等。其中工程教育專業(yè)認證中的課程設(shè)置，為了能支持畢業(yè)要求的達成，課程體系設(shè)計有企業(yè)或行業(yè)專家參與。我國各高校在啟動工程教育專業(yè)認證工作過程中，發(fā)現(xiàn)課程體系設(shè)置是否科學、合理、會規(guī)直接影響到畢業(yè)生的工程實踐能力與創(chuàng)新能力，進而影響專業(yè)培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求的可達性。因此各高校針對工程教育專業(yè)認證標準和要求，提出了各個專業(yè)課程體系改革的思路、做法和經(jīng)驗。西北工業(yè)大學的張清江等通過調(diào)研我國工程教育與專業(yè)認證發(fā)展歷程，對我國航空航天專業(yè)與其他已獲得資格專業(yè)進行對比分析。并結(jié)合國際航空航天質(zhì)量體系認證中的要求，從航空航天工程教育專業(yè)認證的必要性、專業(yè)特點、航空航天工程教育現(xiàn)狀等角度出發(fā)進行研究。結(jié)合現(xiàn)代中國工程教育存在的普遍問題，提出針對航空航天類專業(yè)認證的新方式、新方法，并對航空航天工程教育專業(yè)認證需要注意的特性進行討論。遼寧石油化工大學馬會強等依據(jù)工程教育專業(yè)認證標準，以遼寧石油化工大學環(huán)境工程專業(yè)為例，通過明確培養(yǎng)目標，解析培養(yǎng)要求，從課程設(shè)置、實踐環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計等方面進行了課程體系改革探索。廣東石油化工學院任紅衛(wèi)等分析了我國工程教育的現(xiàn)狀，并探討了在工程教育專業(yè)背景下電氣專業(yè)的教學改革方法，從而提高學生的工程實踐能力。浙江工業(yè)大學姜理英等人基于對工程教育專業(yè)論證的國際比較，結(jié)合環(huán)境工程教育專業(yè)認證的必要性，從培養(yǎng)計劃的調(diào)整、課程體系的優(yōu)化、實踐教學的強化和師資隊伍的提升四個方面，綜合系統(tǒng)地提出了對環(huán)境工程專業(yè)教學內(nèi)容進行全面優(yōu)化和提升的路徑。張秋根等人根據(jù)環(huán)境工程專業(yè)規(guī)范和認證標準要求，以南昌航空大學環(huán)境工程專業(yè)為例，對其核心課程體系設(shè)置和教學內(nèi)容兩方面進行了優(yōu)化與規(guī)范的探討。為了重視國際認證的引領(lǐng)作用，加強專業(yè)辦學品牌建設(shè)，突出南京航空航天大學能動專業(yè)的航空航天辦學特色，緊跟國內(nèi)能動專業(yè)人才需要，提升其人才培養(yǎng)質(zhì)量與專業(yè)競爭力，從而拓寬自身生存發(fā)展空間，因此需要開展基于工程教育專業(yè)認證的能動專業(yè)課程體系改革。
2基于工程教育專業(yè)認證標準下南航能動專業(yè)課程體系優(yōu)化
通過對國內(nèi)外本科院校工程教育專業(yè)認證的分析與研究，利用對中國近幾年的專業(yè)認證與評估成果的調(diào)查與研究，對其進行梳理，依據(jù)工程教育專業(yè)認證中課程設(shè)置要求，依據(jù)南京航空航天大學能源與動力學院能動專業(yè)建設(shè)相關(guān)內(nèi)容與特色，以培養(yǎng)具有航空航天特色的工程教育專業(yè)人才為目標，對南京航空航天大學能動專業(yè)課程體系進行優(yōu)化。以培養(yǎng)要求為基準，著手對課程體系進行優(yōu)化，并對本科培養(yǎng)大綱進行相應的修訂，從而實現(xiàn)培養(yǎng)目標。確定能源與動力專業(yè)學生在校期間應修總學分數(shù)不能少于180學分。
2.1數(shù)學與自然科學類課程能源與動力專業(yè)數(shù)學與自然科學類課程是指該專業(yè)學生必須掌握的基礎(chǔ)課程，主要包括高等數(shù)學（11學分）、大學物理（6.5學分）、大學英語模塊（10學分）、C++語言程序設(shè)計（3學分）等方面共六門課程，總共30.5個學分。因此能源與動力專業(yè)數(shù)學與自然科學類課程占總學分的比例約為17％，達到了工程教育專業(yè)認證標準中至少占總學分的15%的要求。
2.2工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程主要體現(xiàn)數(shù)學和自然科學在該專業(yè)應用能力培養(yǎng)，而專業(yè)類課程主要體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)能力的培養(yǎng)。其中工程基礎(chǔ)類課程主要包括電子電工技術(shù)（5學分）、理論力學（3學分）、材料力學（3學分）、工程圖學（4.5學分）以及機械設(shè)計基礎(chǔ)（3學分）等課程，總共為18.5個學分；專業(yè)基礎(chǔ)類課程主要包括工程流體力學（3學分）、工程熱力學（3學分）、傳熱學（3學分）和化學反應動力學基礎(chǔ)（2學分）等課程，總共為11個學分。因此工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程必須要修滿至少29.5個學分。對于專業(yè)類課程，由于能源與動力專業(yè)具體有兩個培養(yǎng)方向:方向一為熱能動力方向，主要陪養(yǎng)就業(yè)方向為航空發(fā)動機、地面燃氣輪機等相關(guān)單位；方向二為能源利用方向，主要培養(yǎng)的就業(yè)方向為電廠、新能源以及制冷等相關(guān)單位。因此其專業(yè)類課程既有相同的專業(yè)課程，也有自身特色的課程。其中燃燒原理（2.5學分）、燃氣輪機原理與構(gòu)造（3學分）、熱能綜合利用（2學分）、熱交換器原理與設(shè)計（2.5學分）以及熱工測量原理與方法（2學分）等，總共12個學分，這些課程為能源與動力專業(yè)兩個培養(yǎng)方向都必須學習的專業(yè)類課程。另外每個培養(yǎng)方向又有其特定的專業(yè)類課程必須選修，其中熱能動力方向?qū)I(yè)類課程包括葉輪機原理（2.5學分）、燃氣輪機控制原理及應用（2學分）、燃燒技術(shù)與分析（2學分）、內(nèi)燃機原理與構(gòu)造（2學分）、工程傳質(zhì)與應用（2學分）等共9門課程；能源利用方向?qū)I(yè)類課程包括泵與風機（2學分）、供熱工程（2學分）、鍋爐原理（2學分）、制冷原理與技術(shù)（2學分）、可再生能源利用技術(shù)（2學分）以及熱力發(fā)電技術(shù)概論（2學分）等共10門課程。無論學生學習哪個方向，共同學習的專業(yè)類課程與特定選修的專業(yè)課程之和必須要修滿至少28個學分。因此,工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程必須要修滿的學分數(shù)為：29.5＋28＝57.5學分，因此該類課程學分占總學分的比例約為32％，達到了工程教育專業(yè)認證標準中至少占總學分的30%的要求。
2.3工程實踐與畢業(yè)設(shè)計能源與動力專業(yè)設(shè)計完善的實踐教學體系，主要包括以下幾個方面：(1)軍事訓練，培養(yǎng)學生的吃苦耐力與過硬的身體素質(zhì)；(2)各種課程的課程設(shè)計，如:機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計、電工與電子技術(shù)課程設(shè)計、C++語言課程設(shè)計等，主要培養(yǎng)學生對各門基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課的實際應用能力；(3)工程訓練，主要包括機械加工方面的車、磨、銑、刨、鑄造以及焊接等金工實習，鍛煉學生的動手能力；(4)下廠實習，大三暑假期間，在指導老師帶領(lǐng)下去中航工業(yè)集團下屬的企業(yè)或電廠進行為期一個月的下廠實習，鍛煉學生把理論知識應用于工程實際中的能力；(5)畢業(yè)設(shè)計，指導老師開設(shè)的畢業(yè)設(shè)計題目一般都來源于實際工程問題，學生在老師的指導下，在大四下半年開展為期半年的本科畢業(yè)實際，培養(yǎng)學生的工程意識、協(xié)作精神以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力。能源與動力專業(yè)要求學生在實踐能力與畢業(yè)設(shè)計方面修讀的總學分不低于42.5，占總學分的23.6％，達到了工程教育專業(yè)認證標準中至少占總學分的20%的要求。
2.4人文社會科學類通識教育課程能源與動力專業(yè)在人文社會科學類通適教育課程方面主要包括以下幾個模塊：(1)通適基礎(chǔ)教育平臺，主要包括形式政策教育、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、安全教育、大學生心理健康教育等課程，共19.5個學分；(2)國防軍事模塊，包括航空航天概論、軍事高技術(shù)概論等，至少修滿1.5個學分；(3)文化素質(zhì)模塊，主要包括文化歷史、藝術(shù)鑒賞、科技基礎(chǔ)、哲學社會等課程，至少要修滿6個學分；(4)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類模塊，主要包括大學生職業(yè)生涯發(fā)展與規(guī)劃、創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ)以及經(jīng)濟管理等課程，共5.5個學分。人文社會科學類通識教育課程總共需修滿32.5個學分，占總學分的18％，達到了工程教育專業(yè)認證標準中至少占總學分的15%的要求，使學生在從事工程設(shè)計時能夠考慮經(jīng)濟、環(huán)境、法律、倫理等各種制約因素。
2.5航空航天特色類課程的設(shè)置為了突出南京航空航天大學能源與動力專業(yè)的航空航天特色，在開設(shè)的課程中，如國防軍事模塊、專業(yè)類課程以及工程實踐與畢業(yè)設(shè)計中，課程教學內(nèi)容包含濃郁的航空航天特色，由于指導老師所從事的科研項目都是來自于國防工業(yè)集團，具有豐富的研究經(jīng)驗，因此在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的講課過程中，所列舉的實例都是以航空航天為背景的工程問題，特別是畢業(yè)設(shè)計和下廠實習，因此在能源與動力專業(yè)課程優(yōu)化過程中，充分突出了南京航空航天大學的航空航天特色。
2.6注重科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)學生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)直觀重要的是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，因此積極創(chuàng)造條件讓學生能夠在大學期間積極的參與科技創(chuàng)新活動。主要包括：(1)鼓勵學生積極參加各種科技類競賽，如:流體力學大賽、節(jié)能減排大賽、開設(shè)卓越班等，并且科技競賽獲得獎勵的同學在保研方面給予政策上的傾斜；(2)安排學生參與教師的科學研究工作，讓學生在參與科研過程中更好的掌握好該專業(yè)的理論知識，加強學生的動手能力，拓展學生的科研視野。
2.7學習進程大學生本科期間的各門課程是相互銜接的，因此需要考慮課程之間的匹配與銜接，如圖1所示。學習進程主要分成了三部分:一是基礎(chǔ)課程，包括高等數(shù)學、大學物理、計算機等;二是學科基礎(chǔ)，包括結(jié)構(gòu)和流體力學、熱學和電學方面的課程;三是專業(yè)課程，主要包括了熱能動力和能源綜合利用兩個方向的相關(guān)課程。整個課程體系分為三條線:第一是流體和熱學相關(guān)的課程，如流體力學、工程熱力學、傳熱學、燃燒學等；第二是結(jié)構(gòu)力學方面，包括理論力學、材料力學等;第三是計算機語言方面的課程。因此在安排各門課程的學期上需要考慮上述課程銜接問題，從而最終制定出合理的能源與動力工程專業(yè)教學計劃表。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞：航空航天材料;專業(yè)英語;教學;改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）40-0092-02
航空航天材料是指飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一，也是材料科學中富有開拓性的一個分支。飛行器及其裝置的設(shè)計，不斷地向材料工程提出新的課題，推動了航空航天材料科學的進步。各種先進材料的出現(xiàn)也為飛行器及其裝置的設(shè)計提供更多的可設(shè)計性，極大地促進了航空航天技術(shù)的發(fā)展。因此，先進航空航天材料的開發(fā)、研究與應用反映了一個國家的工業(yè)水平與航空航天技術(shù)，關(guān)系到一個國家的綜合實力與國際影響力。因此，各國都把先進材料的研究和開發(fā)放在重要地位。盡管我國近年來在航空航天材料的研發(fā)方面取得了巨大進展，但仍然與發(fā)達國家存在較大的差距。因此，需要不斷學習和引進國外的先進技術(shù)和經(jīng)驗。而國外相關(guān)資料都是英文出版，這就需要航空航天材料方向的學生具有較高的材料科學與工程專業(yè)英語的聽、說、讀、寫能力，以完成獲取專業(yè)所需信息等任務。
材料科學與工程專業(yè)英語是一門語言應用與材料專業(yè)知識緊密結(jié)合的課程。它不但涉及英語科技文體的語法特征和材料專業(yè)技術(shù)文獻的語言特點，而且涉及一定的專業(yè)技術(shù)內(nèi)容及科技信息交流。課程目標是培養(yǎng)學生具有較強的專業(yè)文獻的閱讀能力，進一步提高學生的聽、說、寫、譯能力，使學生能夠熟練應用英語交流、獲取知識。同時促進學生掌握良好的語言學習方法，提高文化素養(yǎng)，以適應社會發(fā)展和航空航天技術(shù)進步的需要。課程的教學目標是：掌握一定量的與材料科學與工程專業(yè)有關(guān)的常用單詞和常用詞組，并掌握一定的構(gòu)詞法知識，具有識別生詞的能力，能順利閱讀專業(yè)相關(guān)的英文原版教科書、參考書及專業(yè)論文。但現(xiàn)行的教學模式在教學管理與培養(yǎng)方式中存在許多問題亟待解決，目前也沒有針對航空航天方向的材料科學與工程專業(yè)英語教材。因此，迫切需要完善教學內(nèi)容，優(yōu)化教學方式，改編教材，以全面提高材料科學與工程專業(yè)英語的教學質(zhì)量。
一、改編現(xiàn)有專業(yè)教材，擴展學生專業(yè)視野
瀏覽現(xiàn)有大部分的《材料科學與工程專業(yè)英語》教材可發(fā)現(xiàn)，內(nèi)容基本是《材料科學概論》或《材料科學基礎(chǔ)》的英文版本的改編，實際是英文版的專業(yè)教材，不具專業(yè)英語教材特點。而且教材內(nèi)容的更新速度慢，與國際上材料科學的快速發(fā)展不相適應，學生閱讀起來單調(diào)、枯燥。因此，在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上，急需編寫新版實用性教材。新版教材需兼顧英語的語法特點和材料專業(yè)技術(shù)知識，既強調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識又涵蓋國際研究前沿趨勢。
從提高學生的聽、說、讀、寫及翻譯的綜合能力著手，按照從難到易的教材內(nèi)容順序，突出航空航天行業(yè)背景及新技術(shù)特點，完成《材料科學與工程專業(yè)外語》教材的設(shè)計與撰寫。從教材章節(jié)編排上，按照先介紹語言知識后介紹材料專業(yè)的順序布局?？梢栽陂_始的章節(jié)介紹科技英語的構(gòu)詞、語法的特點以及專業(yè)學術(shù)文章的撰寫規(guī)則。隨后的幾個章節(jié)，簡單介紹材料的基礎(chǔ)理論知識，學生可以結(jié)合以前學習的材料專業(yè)知識進行這部分的學習。目的是給學生介紹英文專業(yè)詞匯，讓學生逐漸熟悉專業(yè)英語的閱讀。隨后，在材料學的專業(yè)知識內(nèi)容上，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)課程，著重介紹和航空航天技術(shù)緊密相關(guān)的材料研究內(nèi)容，例如飛機結(jié)構(gòu)復合材料、高溫材料、隱身材料、非晶材料、太陽能材料等。同時，為了進一步提高學生閱讀和理解專業(yè)文獻資料的能力，提高學生從專業(yè)文獻中獲取重要信息和跟蹤學術(shù)研究前沿的能力，教材還可以向?qū)W生介紹利用互聯(lián)網(wǎng)站和相關(guān)的學術(shù)期刊網(wǎng)站獲取最新專業(yè)文獻的方法。并且，從材料專業(yè)高質(zhì)量的國際期刊上精心選取一些難度適中的綜述性和研究型的論文作為課堂教學內(nèi)容。由于這些論文內(nèi)容新穎且緊密跟蹤本領(lǐng)域的研究前沿，學生也易于接受。這樣，既提高了教學效果，也使學生對專業(yè)英語的重要性有了更深地認識和理解。
二、豐富課堂教學內(nèi)容，夯實學生基本功
調(diào)研各高校材料專業(yè)的本科生教學計劃，發(fā)現(xiàn)專業(yè)英語課程設(shè)置在第七至第八學期，大四學生對英語學習逐漸變得陌生，如果直接面對專業(yè)英語的學習，勢必會造成學生學習的困難。因此，教師除了教授教材的內(nèi)容外，可以適當拓展相關(guān)內(nèi)容的英語學習，提高學生的學習興趣。
從知識結(jié)構(gòu)設(shè)置上，可以根據(jù)學生畢業(yè)后學習、就業(yè)及工作的實際需要，突出對學生專業(yè)英語實際應用能力的培養(yǎng)和訓練。為了突出實際應用能力培養(yǎng)及常用交流，可按照先讀后寫，先聽后說的思路，來對學生進行專業(yè)英語實際應用能力的訓練。通過由學習模仿到實際應用的教學模式，重點培養(yǎng)撰寫英文摘要、寫推薦信、求職信、會議常用發(fā)言以及模擬求職對話等能力。除此而外，還可以就學生即將面臨的畢業(yè)設(shè)計論文撰寫，展開介紹和講評?！皩W以致用”，而實際應用是學生學習的動力。學生一旦體會到能從專業(yè)外語的學習中獲益，便會提高學習的積極性，促進專業(yè)英語的教學。
為了增加教學內(nèi)容的趣味性，在實際教學過程中增加一些與課文內(nèi)容相關(guān)的最新外文視頻。材料科學與工程是一個大專業(yè)，其中又有金屬材料、高分子材料及陶瓷材料等二級專業(yè)，因此除了完成教材的教學內(nèi)容外，還應針對不同專業(yè)分門別類地介紹材料的最新的實際應用。介紹時，可以從互聯(lián)網(wǎng)上搜索最新的文字資料，也可以搜索最新的視頻資料，其中視頻資料更生動，因此受到學生們的歡迎。比如在講解金屬材料和復合材料時，可以給學生播放波音、空客等制造飛機發(fā)動機及機身結(jié)構(gòu)的最新技術(shù)視頻。還可以通過播放如太陽能電池、風力發(fā)電技術(shù)及3D打印技術(shù)等視頻，加深學生對陶瓷材料、功能材料及復合材料在新能源及新技術(shù)領(lǐng)域的應用認識。因此，通過利用多媒體技術(shù)的視頻資料，不但可以提高學生的英語聽力，擴充學生的詞匯量，還可以使學生在輕松的學習氛圍中了解相關(guān)技術(shù)的應用前沿，深化在學生對航空航天材料科學與工程的認識。
三、改革課堂教學方法，提高課堂教學質(zhì)量
材料專業(yè)英語是一種正規(guī)的書面體，專業(yè)詞匯多詞形復雜、句子長，且與專業(yè)知識結(jié)合緊密，相對于基礎(chǔ)英語來說，缺少文學作品中的韻律、節(jié)奏感，讀起來抽象、枯燥，造成教師講授、學生學習的興趣不高。如果采用傳統(tǒng)的專業(yè)課程的講課為主的教學方法，勢必不能有良好的教學效果。因此，應該結(jié)合英語課堂教學和專業(yè)課的教學特點，采取多元化的教學方法，對學生進行課堂教學。
可以采取英語課堂的教學，讓學生隨堂朗讀教材內(nèi)容，學生在讀的過程中，既熟悉了教材內(nèi)容，又對英語的“說”有提高。隨后，對學生進行分組，討論分析教材內(nèi)容，或者也可以提出一個小話題，學生可進行問題的分析并提出解決方案。這樣，既提高了學生的英語口語技能，也加強了學生分析專業(yè)問題的能力。課后布置適量的課后翻譯作業(yè)，可以是對教材內(nèi)容的翻譯也可以是對課堂增補內(nèi)容的翻譯，通過英漢互譯的環(huán)節(jié)，鞏固課堂教學內(nèi)容。在課程結(jié)束前，還可以穿插學生就自己的畢業(yè)設(shè)計方向，做一個簡短的英文講座，既可以對課堂教學效果進行測試，也可以提高同學們的口頭表達能力，增加同學們英語交流的信心。
在進行課堂教學的時候，如前所述，可以圍繞課堂教學時的內(nèi)容，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為學生補充國際上航空航天材料的最新研究成果和先進的應用實例，可以是文字資料也可以是視頻文件的學習。進行文字資料的學習時，可以采用先朗讀后分析、翻譯的方法，逐步分解。進行視頻資料的學習時，教師應提前將語音資料轉(zhuǎn)換成文本資料，課堂上可以進行邊視聽邊進行講解，讓學生在愉快的氛圍中進行學習，進而達到良好的課堂效果。
四、結(jié)語
我國航空航天技術(shù)的發(fā)展對航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人員必須及時關(guān)注國際發(fā)展，密切和國外學術(shù)交流，才能保障材料領(lǐng)域的不斷進步，這就對科技人員的專業(yè)英語要求也不斷提高。因此，通過對航空航天材料專業(yè)英語教材、課堂教學內(nèi)容與方法的改革與優(yōu)化，來全面培養(yǎng)學生的讀、聽、說、寫、譯的綜合能力，增強學生的國際競爭力，為航空航天材料技術(shù)領(lǐng)域輸送優(yōu)秀人才。
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關(guān)鍵詞：“工程材料學”；航空航天專業(yè)；教學改革
“工程材料學”是航空主機類專業(yè)（包括飛行器設(shè)計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)）的學科基礎(chǔ)課程。該課程雖然僅有48學時，但承擔著為未來的航空工程師構(gòu)建材料知識體系的重任，對學生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結(jié)合近年的工作實踐，對該課程在教學要求、教學內(nèi)容和教學方法等方面的改革進行研討。
一、高度重視航空和材料領(lǐng)域發(fā)展對“工程材料學”課程教學的影響
材料學既是基礎(chǔ)科學，也是應用科學。材料科學與技術(shù)的發(fā)展，解決了很多工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問題，有力地推進了相關(guān)科學和技術(shù)的進步，使得材料科學成為最活躍的科學領(lǐng)域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)?！肮こ滩牧蠈W”以物理學、化學等理論為知識基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹材料科學的基礎(chǔ)理論和實驗技能，著重培養(yǎng)學生把這些知識應用于解決工程實際中提出的對材料結(jié)構(gòu)、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學科基礎(chǔ)課程，“工程材料學”具有較長的開設(shè)歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領(lǐng)域的發(fā)展對工程技術(shù)人員的能力素質(zhì)提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計劃的實施，對工程類課程建設(shè)的需求更加迫切，有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學改革。航空以眾多學科知識、先進研究成果為基礎(chǔ)，已發(fā)展成為一個由多個分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術(shù)人員采用系統(tǒng)工程的方法進行綜合設(shè)計?，F(xiàn)代航空技術(shù)一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內(nèi)探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴苛。現(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學技術(shù)的發(fā)展，為解決航空航天領(lǐng)域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機”已成為飛行器發(fā)展公認的規(guī)律。這對航空航天工程技術(shù)人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設(shè)計、制造和維護工作中，要全面認識材料的性質(zhì)和特點，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發(fā)展形勢，僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創(chuàng)新素質(zhì)的工程技術(shù)人員，要了解材料科學與工程的發(fā)展方向和趨勢，分析材料領(lǐng)域的發(fā)展對航空航天領(lǐng)域的影響，同時要認真研究具體工作對新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過程中，要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求，對各項技術(shù)參數(shù)進行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實對飛行器性能的要求時可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機的航程和機動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對飛機進行一體化設(shè)計，要及時掌握各種設(shè)計方案對飛機主要材料和工藝的要求，對飛機整體結(jié)構(gòu)進行綜合優(yōu)化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風險，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學技術(shù)的迅速發(fā)展也對課程教學提出了新的要求。材料科學與技術(shù)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應用的學科。在現(xiàn)代科學技術(shù)中，材料科學是發(fā)展最快速的學科之一，在金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學”課程內(nèi)容的不斷充實。“工程材料學”課程要系統(tǒng)講授材料科學與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實驗技能，使得學生掌握工程材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應用等方面的知識。早期的航空工程結(jié)構(gòu)以自然材料為主，如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國科學家發(fā)明具有時效強化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質(zhì)金屬材料被開發(fā)出來，使得大量采用金屬材料制造飛機結(jié)構(gòu)成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應地，這一時期“工程材料學”課程內(nèi)容也以金屬材料為主。上世紀70年代以后，復合材料開始在航空領(lǐng)域應用。復合材料具有較高比強度和比剛度的優(yōu)點使得工程技術(shù)人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在復合材料已廣泛應用于機翼、機身等部位，向主承力結(jié)構(gòu)過渡。復合材料因其良好的制造性能被大量應用在復雜曲面構(gòu)件上。復合材料構(gòu)件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復合材料的用量已成為先進飛行器的重要標志。相應地，復合材料必然要在“工程材料學”課程中占重要地位。鈦合金的開發(fā)和應用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動機、蒙皮等結(jié)構(gòu)的性能，有效解決了防熱問題。“工程材料學”課程的教學內(nèi)容應該及時反映材料科學在提高飛行器性能方面的新應用與新進展。與此同時，其他相關(guān)學科也取得了長足的發(fā)展，使得主機專業(yè)教學內(nèi)容大幅度增加，“工程材料學”課程的教學內(nèi)容和學時之間的矛盾愈加突出。
二、認真分析專業(yè)教學對“工程材料學”課程的不同要求
“工程材料學”課程是一門重要的學科基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機類專業(yè)培養(yǎng)學生實踐動手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高學生綜合素質(zhì)等方面具有重要作用。在多年的教學實踐中，該課程對主機類各專業(yè)采用同一標準教學。雖然主機類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求，但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，專業(yè)分工越來越細，差異化特征也越來越明顯，因此“工程材料學”課程應該充分考慮不同專業(yè)的具體需求，結(jié)合各專業(yè)的課程體系安排教學。飛行器設(shè)計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等主機類專業(yè)根據(jù)航空領(lǐng)域中的分工培養(yǎng)學生，畢業(yè)學生的工作要求有所不同，對知識結(jié)構(gòu)的要求也不一樣。就材料方面知識而言，不同專業(yè)學生也會有所區(qū)別，應按照專業(yè)特點縱向劃分對“工程材料學”課程的要求。不同專業(yè)主要服務對象的材料特點是確定課程要求的主要依據(jù)。飛行器設(shè)計與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設(shè)計和制造，主要從事飛行器總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、飛機外形設(shè)計、飛機性能計算與分析、結(jié)構(gòu)受力與分析、飛機故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學與工程的發(fā)展對現(xiàn)代飛行器設(shè)計技術(shù)的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識，了解輕質(zhì)高強材料的發(fā)展動態(tài)和發(fā)展趨勢。飛行器動力工程專業(yè)要求學生學習飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識，主要培養(yǎng)能從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設(shè)計、研究、生產(chǎn)、實驗、運行維護和技術(shù)管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。飛行器動力的重要部件對抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結(jié)構(gòu)具有在高溫下長期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應該是該專業(yè)“工程材料學”課程的重點。飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)要針對現(xiàn)代飛行器工作條件嚴酷、構(gòu)造復雜的特點，采用先進制造技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)計要求，并為飛行器維護提供便利。該專業(yè)要求學生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細。很多新材料首先在航空航天領(lǐng)域得到應用，其制造技術(shù)具有新穎性的特征，設(shè)計、材料與制造工藝互相融合、相互促進的特點非常明顯，這就要求學生在“工程材料學”課程中把材料基礎(chǔ)打好，適應工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對“工程材料學”課程的要求有所不同，但課程基礎(chǔ)一致。該課程名稱為“工程材料學”，即明確其重點在于將材料科學與技術(shù)的成果運用于航空航天工程，把材料基本知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。“工程材料學”是相關(guān)專業(yè)材料學科的基本課程，學生要通過該課程了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎(chǔ)知識，學習材料研究、分析的基本方法，掌握材料結(jié)構(gòu)與性能等基礎(chǔ)理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術(shù)，為更好地學習專業(yè)課程創(chuàng)造條件，為將來從事技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計等打下基礎(chǔ)。由此可見，在明確了各專業(yè)對該課程的個性化要求的基礎(chǔ)上，更要明確共性要求。“工程材料學”課程要培養(yǎng)學生材料方面的科學概念，提升材料方面的科學素質(zhì)，扎實的材料科學與技術(shù)知識基礎(chǔ)是學生學習專業(yè)課程、提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件，是進一步發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，“工程材料學”課程采用“公共知識+方向知識”的模式比較合適，即把教學內(nèi)容劃分為每個專業(yè)均要求了解的材料領(lǐng)域知識和根據(jù)各個專業(yè)特色需要重點介紹的知識兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學需要，又注重了后續(xù)專業(yè)課程學習和能力培養(yǎng)的要求，促進了基礎(chǔ)理論和專業(yè)應用的融合滲透，較好地滿足了材料、設(shè)計、制造、維護一體化發(fā)展的需要，增強了跨學科、跨專業(yè)認識問題、思考問題和研討問題的能力。
三、多管齊下建設(shè)豐富的教學環(huán)境
作為一門學科基礎(chǔ)課程，“工程材料學”課程要根據(jù)學校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標和相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)標準、方案，結(jié)合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，注重與專業(yè)課程體系的融合，注重與工程實踐教育的結(jié)合，注重對學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運用知識能力的培養(yǎng)。在充分調(diào)研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對課程教學要求的基礎(chǔ)上，要對課程的教學大綱和內(nèi)容進行修訂，與相關(guān)教學環(huán)節(jié)有效整合，拓展教學活動的空間，營造良好的學習環(huán)境和氛圍，加強與后續(xù)課程及實踐活動的聯(lián)系，解決學科基礎(chǔ)課的教學與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問題?！肮こ滩牧蠈W”在第四學期開設(shè)，是一門承前啟后的課程。在前期開設(shè)的課程中，“大學物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關(guān)的課程。“大學物理”提供了學習“工程材料學”的科學基礎(chǔ)，認真分析“大學物理”知識點在“工程材料學”中的應用，有助于學生更好地理解相關(guān)概念?！昂娇蘸教旄耪摗币院娇蘸教祛I(lǐng)域的發(fā)展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學”課程講授之初讓學生重新回到機庫，從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進步，結(jié)合材料學的概念研究飛行器的組成及工作原理，會使得學生對該課程有比較全面的認識。在相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程中，有好多課程與“工程材料學”密切相關(guān)，如“飛行器總體設(shè)計”、“發(fā)動機原理”、“先進制造技術(shù)”等，如果在“工程材料學”中對有關(guān)知識點作簡單介紹，可以使學生更好地綜合分析相關(guān)概念，加深理解。在主機類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“工程訓練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，其教學內(nèi)容與“工程材料學”密切相關(guān)?！肮こ逃柧殹苯虒W內(nèi)容以機械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關(guān)。在以前的教學工作中，材料是加工對象，對材料的性能等的介紹很簡單，學生的認識較淺。如果在“工程訓練”教學過程中，針對不同的加工工藝和方法對材料作較深入的介紹，從應用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應性，可以促進學生把材料理論知識的學習和工程實際聯(lián)系起來。通過讓學生分析研究實際材料在加工過程中的表現(xiàn)來認識材料的性能，通過感性認識來體會材料變化的規(guī)律，把深奧的材料科學理論知識和生動形象的加工過程結(jié)合起來。這樣不僅強化了工程訓練效果，還能讓學生把材料的知識學活，留下更深刻的影響，更好地發(fā)揮學生的潛力。航空航天主機類專業(yè)的課程設(shè)計是重要的綜合學習環(huán)節(jié)。課程設(shè)計任務一般是完成一項涉及本專業(yè)一門或多門主要課程內(nèi)容的綜合性、應用性的設(shè)計工作，通過一系列設(shè)計圖紙、技術(shù)方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機類專業(yè)的課程設(shè)計涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學計劃，“工程材料學”先行開設(shè)。因此，在相關(guān)課程設(shè)計中，有目的地提出材料問題，引導學生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調(diào)動學生自主探究材料科學的積極性，幫助學生把材料知識轉(zhuǎn)化為初步的工作能力，克服課程知識的碎片化傾向。
四、結(jié)語
航空航天是現(xiàn)代科學技術(shù)的集大成者，該領(lǐng)域發(fā)展很大程度上取決于材料科學技術(shù)的進步。材料學是航空航天工程技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分?！肮こ滩牧蠈W”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學，才能實現(xiàn)教學目標，提高培養(yǎng)質(zhì)量。航空航天領(lǐng)域和材料科學技術(shù)發(fā)展，極大地豐富了“工程材料學”的教學內(nèi)容。要根據(jù)學科領(lǐng)域的發(fā)展需要選擇教學內(nèi)容，按照理論實踐結(jié)合、突出工程應用的要求構(gòu)建知識體系。在教學工作中，應根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，深入研究材料學的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向，形成“公共知識+方向知識”的“工程材料學”課程結(jié)構(gòu)，提高教學效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學與其他課程的聯(lián)系，以及課程設(shè)計、工程訓練、畢業(yè)設(shè)計等教學環(huán)節(jié)，以“工程材料學”課程為中心，注重課程的縱向推進和知識的橫向聯(lián)系，不斷加深對材料學的理解和掌握，培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學科解決問題的能力。
作者:汪濤 周克印 單位:南京航空航天大學材料科學與技術(shù)學院
參考文獻：
[1]朱張校,姚可夫.工程材料[M].北京:清華大學出版社,2011.
[2]周風云.工程材料及應用[M].武漢:華中科技大學出版社,2002.
[3]王少剛,鄭勇,汪濤.工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)[M].國防科技出版社,2016.
關(guān)鍵詞：“工程材料學”；航空航天專業(yè)；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）04-0124-03
“工程材料學”是航空主機類專業(yè)（包括飛行器設(shè)計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)）的學科基礎(chǔ)課程。該課程雖然僅有48學時，但承擔著為未來的航空工程師構(gòu)建材料知識體系的重任，對學生今后的發(fā)展起著重要作用。本文結(jié)合近年的工作實踐，對該課程在教學要求、教學內(nèi)容和教學方法等方面的改革進行研討。
一、高度重視航空和材料領(lǐng)域發(fā)展對“工程材料學”課程教學的影響
材料學既是基礎(chǔ)科學，也是應用科學。材料科學與技術(shù)的發(fā)展，解決了很多工程領(lǐng)域的關(guān)鍵問題，有力地推進了相關(guān)科學和技術(shù)的進步，使得材料科學成為最活躍的科學領(lǐng)域，材料產(chǎn)業(yè)也成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。“工程材料學”以物理學、化學等理論為知識基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹材料科學的基礎(chǔ)理論和實驗技能，著重培養(yǎng)學生把這些知識應用于解決工程實際中提出的對材料結(jié)構(gòu)、性能等方面問題的能力。作為一門重要的學科基礎(chǔ)課程，“工程材料學”具有較長的開設(shè)歷史，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮了重要的作用。航空航天領(lǐng)域的發(fā)展對工程技術(shù)人員的能力素質(zhì)提出了更高的要求，特別是“卓越工程師”教育培養(yǎng)計劃的實施，對工程類課程建設(shè)的需求更加迫切，有必要以新的形勢為背景反思該課程的教學改革。航空以眾多學科知識、先進研究成果為基礎(chǔ)，已發(fā)展成為一個由多個分系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，需要工程技術(shù)人員采用系統(tǒng)工程的方法進行綜合設(shè)計?，F(xiàn)代航空技術(shù)一百多年的發(fā)展，使得人們可以在更大的范圍內(nèi)探索天空，也使得飛行器的工作條件更加惡劣，工作環(huán)境更加嚴苛?，F(xiàn)代飛行器不僅要具有速度快、航程大、載重多等特點，還要滿足節(jié)能低碳等要求。材料科學技術(shù)的發(fā)展，為解決航空航天領(lǐng)域的諸多難題提供了可能，“一代材料，一代飛機”已成為飛行器發(fā)展公認的規(guī)律。這對航空航天工程技術(shù)人員的材料知識提出了更高的要求。在飛行器及其主要部件的設(shè)計、制造和維護工作中，要全面認識材料的性質(zhì)和特點，才能挖掘材料的潛能，充分利用材料的特性，滿足工作需要。面對航空航天迅猛的發(fā)展形勢，僅了解和掌握已有材料的知識是不夠的。具有創(chuàng)新素質(zhì)的工程技術(shù)人員，要了解材料科學與工程的發(fā)展方向和趨勢，分析材料領(lǐng)域的發(fā)展對航空航天領(lǐng)域的影響，同時要認真研究具體工作對新材料、新工藝的要求，明確材料發(fā)展的需求。在新型飛行器的研發(fā)過程中，要綜合考慮用戶對飛行器總體性能的多種要求，對各項技術(shù)參數(shù)進行統(tǒng)一的優(yōu)化。在落實對飛行器性能的要求時可以發(fā)現(xiàn)，很多要求是相互矛盾的，比如飛機的航程和機動性就存在著較大的矛盾。為了獲得較好的綜合性能，需要對飛機進行一體化設(shè)計，要及時掌握各種設(shè)計方案對飛機主要材料和工藝的要求，對飛機整體結(jié)構(gòu)進行綜合優(yōu)化。在此過程中，各部門工程師都需要和材料系統(tǒng)密切配合，才能實現(xiàn)信息和資源共享，降低全系統(tǒng)的風險，提高系統(tǒng)的可靠性和綜合性能。材料科學技術(shù)的迅速發(fā)展也對課程教學提出了新的要求。材料科學與技術(shù)是研究材料成分、結(jié)構(gòu)、加工工藝與其性能和應用的學科。在現(xiàn)代科學技術(shù)中，材料科學是發(fā)展最快速的學科之一，在金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、耐磨材料、表面強化、材料加工工程等主要方向上的發(fā)展日新月異，促使“工程材料學”課程內(nèi)容的不斷充實。
“工程材料學”課程要系統(tǒng)講授材料科學與技術(shù)的基礎(chǔ)理論和實驗技能，使得學生掌握工程材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應用等方面的知識。早期的航空工程結(jié)構(gòu)以自然材料為主，如在美國萊特兄弟制造出第一架飛機上，木材占47%，普通鋼占35%，布占18%。隨后，以德國科學家發(fā)明具有時效強化功能的硬鋁為代表，很多優(yōu)質(zhì)金屬材料被開發(fā)出來，使得大量采用金屬材料制造飛機結(jié)構(gòu)成為可能，也使得研究者們投入了更多的精力于金屬材料的探索。相應地，這一時期“工程材料學”課程內(nèi)容也以金屬材料為主。上世紀70年代以后，復合材料開始在航空領(lǐng)域應用。復合材料具有較高比強度和比剛度的優(yōu)點使得工程技術(shù)人員對其抱有很大的希望。航空工程師首先采用復合材料制造艙門、整流罩、安定面等次承力結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)在復合材料已廣泛應用于機翼、機身等部位，向主承力結(jié)構(gòu)過渡。復合材料因其良好的制造性能被大量應用在復雜曲面構(gòu)件上。復合材料構(gòu)件共固化、整體成型工藝能夠成型大型整體部件，減少零件、緊固件和模具的數(shù)量，降低成本，減少裝配，減輕重量。復合材料的用量已成為先進飛行器的重要標志。相應地，復合材料必然要在“工程材料學”課程中占重要地位。鈦合金的開發(fā)和應用使得飛行器具有更好的耐熱能力，提高了發(fā)動機、蒙皮等結(jié)構(gòu)的性能，有效解決了防熱問題?！肮こ滩牧蠈W”課程的教學內(nèi)容應該及時反映材料科學在提高飛行器性能方面的新應用與新進展。與此同時，其他相關(guān)學科也取得了長足的發(fā)展，使得主機專業(yè)教學內(nèi)容大幅度增加，“工程材料學”課程的教學內(nèi)容和學時之間的矛盾愈加突出。
二、認真分析專業(yè)教學對“工程材料學”課程的不同要求
“工程材料學”課程是一門重要的學科基礎(chǔ)課，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課間的橋梁和紐帶，在航空航天主機類專業(yè)培養(yǎng)學生實踐動手和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，提高學生綜合素質(zhì)等方面具有重要作用。在多年的教學實踐中，該課程對主機類各專業(yè)采用同一標準教學。雖然主機類各專業(yè)人才培養(yǎng)有其共性要求，但隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，專業(yè)分工越來越細，差異化特征也越來越明顯，因此“工程材料學”課程應該充分考慮不同專業(yè)的具體需求，結(jié)合各專業(yè)的課程體系安排教學。飛行器設(shè)計與工程、飛行器動力工程、飛行器制造工程和機械工程等主機類專業(yè)根據(jù)航空領(lǐng)域中的分工培養(yǎng)學生，畢業(yè)學生的工作要求有所不同，對知識結(jié)構(gòu)的要求也不一樣。就材料方面知識而言，不同專業(yè)學生也會有所區(qū)別，應按照專業(yè)特點縱向劃分對“工程材料學”課程的要求。不同專業(yè)主要服務對象的材料特點是確定課程要求的主要依據(jù)。
飛行器設(shè)計與工程專業(yè)要全面統(tǒng)籌飛行器產(chǎn)品及各部件的設(shè)計和制造，主要從事飛行器總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、飛機外形設(shè)計、飛機性能計算與分析、結(jié)構(gòu)受力與分析、飛機故障診斷及維修等工作，要求了解材料科學與工程的發(fā)展對現(xiàn)代飛行器設(shè)計技術(shù)的影響，因此要較全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知識，了解輕質(zhì)高強材料的發(fā)展動態(tài)和發(fā)展趨勢。飛行器動力工程專業(yè)要求學生學習飛行器動力裝置或飛行器動力裝置控制系統(tǒng)等方面的知識，主要培養(yǎng)能從事飛行器動力裝置及其他熱動力機械的設(shè)計、研究、生產(chǎn)、實驗、運行維護和技術(shù)管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。飛行器動力的重要部件對抗氧化性能和抗熱腐蝕性能要求較高，要求材料和結(jié)構(gòu)具有在高溫下長期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此，材料在高溫下的行為、性能和分析、選擇方法應該是該專業(yè)“工程材料學”課程的重點。飛行器制造工程和機械工程等專業(yè)要針對現(xiàn)代飛行器工作條件嚴酷、構(gòu)造復雜的特點，采用先進制造技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)計要求，并為飛行器維護提供便利。該專業(yè)要求學生理解飛行器各部件的選材要求，掌握材料的制造工藝。飛行器零部件形狀復雜，所用材料品種繁多，加工方法多樣，工藝要求精細。很多新材料首先在航空航天領(lǐng)域得到應用，其制造技術(shù)具有新穎性的特征，設(shè)計、材料與制造工藝互相融合、相互促進的特點非常明顯，這就要求學生在“工程材料學”課程中把材料基礎(chǔ)打好，適應工藝和材料不斷發(fā)展的要求。雖然各專業(yè)對“工程材料學”課程的要求有所不同，但課程基礎(chǔ)一致。
該課程名稱為“工程材料學”，即明確其重點在于將材料科學與技術(shù)的成果運用于航空航天工程，把材料基本知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。“工程材料學”是相關(guān)專業(yè)材料學科的基本課程，學生要通過該課程了解金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等微觀和宏觀基礎(chǔ)知識，學習材料研究、分析的基本方法，掌握材料結(jié)構(gòu)與性能等基礎(chǔ)理論，研究主要材料的制備、加工成型等技術(shù)，為更好地學習專業(yè)課程創(chuàng)造條件，為將來從事技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計等打下基礎(chǔ)。由此可見，在明確了各專業(yè)對該課程的個性化要求的基礎(chǔ)上，更要明確共性要求。“工程材料學”課程要培養(yǎng)學生材料方面的科學概念，提升材料方面的科學素質(zhì)，扎實的材料科學與技術(shù)知識基礎(chǔ)是學生學習專業(yè)課程、提高綜合素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的必備條件，是進一步發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，“工程材料學”課程采用“公共知識+方向知識”的模式比較合適，即把教學內(nèi)容劃分為每個專業(yè)均要求了解的材料領(lǐng)域知識和根據(jù)各個專業(yè)特色需要重點介紹的知識兩部分，既滿足了寬口徑、厚基礎(chǔ)的教學需要，又注重了后續(xù)專業(yè)課程學習和能力培養(yǎng)的要求，促進了基礎(chǔ)理論和專業(yè)應用的融合滲透，較好地滿足了材料、設(shè)計、制造、維護一體化發(fā)展的需要，增強了跨學科、跨專業(yè)認識問題、思考問題和研討問題的能力。
三、多管齊下建設(shè)豐富的教學環(huán)境
作為一門學科基礎(chǔ)課程，“工程材料學”課程要根據(jù)學校人才培養(yǎng)創(chuàng)新目標和相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)標準、方案，結(jié)合卓越工程師教育培養(yǎng)的要求，注重與專業(yè)課程體系的融合，注重與工程實踐教育的結(jié)合，注重對學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)能力及綜合運用知識能力的培養(yǎng)。在充分調(diào)研與分析專業(yè)人才培養(yǎng)對課程教學要求的基礎(chǔ)上，要對課程的教學大綱和內(nèi)容進行修訂，與相關(guān)教學環(huán)節(jié)有效整合，拓展教學活動的空間，營造良好的學習環(huán)境和氛圍，加強與后續(xù)課程及實踐活動的聯(lián)系，解決學科基礎(chǔ)課的教學與專業(yè)人才培養(yǎng)需求的脫節(jié)或不銜接等問題。
“工程材料學”在第四學期開設(shè)，是一門承前啟后的課程。在前期開設(shè)的課程中，“大學物理”和“航空航天概論”是兩門直接相關(guān)的課程?！按髮W物理”提供了學習“工程材料學”的科學基礎(chǔ)，認真分析“大學物理”知識點在“工程材料學”中的應用，有助于學生更好地理解相關(guān)概念?！昂娇蘸教旄耪摗币院娇蘸教祛I(lǐng)域的發(fā)展為主線，介紹飛行器的組成及工作原理。如果在“工程材料學”課程講授之初讓學生重新回到機庫，從材料發(fā)展的角度再次審視航空航天的進步，結(jié)合材料學的概念研究飛行器的組成及工作原理，會使得學生對該課程有比較全面的認識。在相關(guān)專業(yè)的后續(xù)課程中，有好多課程與“工程材料學”密切相關(guān)，如“飛行器總體設(shè)計”、“發(fā)動機原理”、“先進制造技術(shù)”等，如果在“工程材料學”中對有關(guān)知識點作簡單介紹，可以使學生更好地綜合分析相關(guān)概念，加深理解。在主機類專業(yè)培養(yǎng)方案中，“工程訓練”是集中式的工程能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，其教學內(nèi)容與“工程材料學”密切相關(guān)。“工程訓練”教學內(nèi)容以機械制造工藝和方法為主，包括熱處理、鑄造、鍛造、焊接、車削加工、銑削加工、刨削加工、磨削加工、鉗工、數(shù)控加工、特種加工、塑性成型等，每一種制造工藝和方法都與工程材料密切相關(guān)。在以前的教學工作中，材料是加工對象，對材料的性能等的介紹很簡單，學生的認識較淺。如果在“工程訓練”教學過程中，針對不同的加工工藝和方法對材料作較深入的介紹，從應用的角度分析不同材料加工工藝和方法的適應性，可以促進學生把材料理論知識的學習和工程實際聯(lián)系起來。通過讓學生分析研究實際材料在加工過程中的表現(xiàn)來認識材料的性能，通過感性認識來體會材料變化的規(guī)律，把深奧的材料科學理論知識和生動形象的加工過程結(jié)合起來。這樣不僅強化了工程訓練效果，還能讓學生把材料的知識學活，留下更深刻的影響，更好地發(fā)揮學生的潛力。
航空航天主機類專業(yè)的課程設(shè)計是重要的綜合學習環(huán)節(jié)。課程設(shè)計任務一般是完成一項涉及本專業(yè)一門或多門主要課程內(nèi)容的綜合性、應用性的設(shè)計工作，通過一系列設(shè)計圖紙、技術(shù)方案等文件體現(xiàn)工作成果。很多主機類專業(yè)的課程設(shè)計涉及材料的選用、處理等方面的問題。按照教學計劃，“工程材料學”先行開設(shè)。因此，在相關(guān)課程設(shè)計中，有目的地提出材料問題，引導學生在更廣的范圍里選材，在更加深入的層面上分析材料性能，可以更好地調(diào)動學生自主探究材料科學的積極性，幫助學生把材料知識轉(zhuǎn)化為初步的工作能力，克服課程知識的碎片化傾向。
四、結(jié)語
航空航天是現(xiàn)代科學技術(shù)的集大成者，該領(lǐng)域發(fā)展很大程度上取決于材料科學技術(shù)的進步。材料學是航空航天工程技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分?！肮こ滩牧蠈W”要按照現(xiàn)代大工程觀的要求組織教學，才能實現(xiàn)教學目標，提高培養(yǎng)質(zhì)量。航空航天領(lǐng)域和材料科學技術(shù)發(fā)展，極大地豐富了“工程材料學”的教學內(nèi)容。要根據(jù)學科領(lǐng)域的發(fā)展需要選擇教學內(nèi)容，按照理論實踐結(jié)合、突出工程應用的要求構(gòu)建知識體系。在教學工作中，應根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求，深入研究材料學的基本要求和各專業(yè)的發(fā)展方向，形成“公共知識+方向知識”的“工程材料學”課程結(jié)構(gòu)，提高教學效率。統(tǒng)籌考慮專業(yè)教學與其他課程的聯(lián)系，以及課程設(shè)計、工程訓練、畢業(yè)設(shè)計等教學環(huán)節(jié)，以“工程材料學”課程為中心，注重課程的縱向推進和知識的橫向聯(lián)系，不斷加深對材料學的理解和掌握，培養(yǎng)多角度研究分析、跨專業(yè)交流合作、多學科解決問題的能力。
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Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors
WANG Tao，ZHOU Ke-yin
（College of Material Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing，Jiangsu 210016，China）
