民航院校《航空发动机故障诊断》教学改革研究

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[摘要]《航空发动机故障诊断》是民航类院校的专业主干课程之一，它的课程建设与改革是以国家航空制造产业跨越式发展的社会需求为导向，以“卓越工程师培养计划”国家通用标准为指导，参照行业专业标准的基本要求和教育部教学指导委员会制订的相关本科专业教学规范，结合民航类院校办学特色、办学理念和人才培养定位进行的教学改革研究。实践证明，“大工程观”为教育理念的《航空发动机故障诊断》教学改革既能为学生带来全面的知识背景，锻炼学生的工程实践能力，又能展示最新研究成果，取得了很好的教学效果。

[关键词]民用航空 发动机 故障诊断 课程建设 课程改革

一、背景

课程建设是高等学校教学基本建设的重要组成部分，其水平、质量和成果是衡量学校办学水平和教学质量的重要标准。[1] 课程建设是一项系统工程，它由师资队伍、教材与教学文件、教学研究与改革、考核环节、课程实践环节、教学质量效果等六个部分组成的。[2]《航空发动机故障诊断》的课程建设是应我校飞行器动力工程专业本科培养方案及民航业现状的需求设立的。在课程设立之初的教学效果并不理想，与此同时，民航业此类人才需求量加大，本专业招生规模又增长迅速，但是学生的基础知识不够牢固，教材内容不够完善，教师能力有待提高等问题尤为凸显，这些都成为了制约课程建设完善的重大障碍，因此也亟待进行改革。

教学改革作为课程建设的根本途径，必须以教育思想和教育观念转变为先导，通过改革教学内容，改进教学方法和教学手段，加强师资队伍建设和实践环节，从根本上保证课程建设在培养学生能力和综合素质、牢固基础等方面发挥最重要的基础性作用。[1]

二、《航空发动机故障诊断》课程改革

（一）明确课程定位

为了实现飞行器动力工程专业以航空维修工程为特色，培养适应国内外现代民航发展需求，掌握系统的航空发动机专业知识和扎实的航空维修及管理理论基础，具有较强的实际操作能力和严谨的工作作风，了解民航发展动态，能够从事航空发动机的运行监控、故障诊断、维护修理及维修管理等相关技术、管理工作，宽口径、厚基础、强能力、高素质，具有创新精神的应用型高级工程技术人才和管理人才，在2008版的培养方案中设置了《航空发动机故障诊断》这门主干专业课程。

自从2011年开始计划并实施“卓越工程师培养计划”，《航空发动机故障诊断》课程的设置也随之进行了改革，并将其定位为以国家航空制造产业跨越式发展的社会需求为导向，以国家大型航空制造企业的型号研制与生产为人才培养背景，以“卓越工程师培养计划”国家通用标准为指导，参照行业专业标准的基本要求和教育部教学指导委员会制订的相关本科专业教学规范，结合民航类院校办学特色、办学理念和人才培养定位的本科“卓越工程师课程”。

（二）教材内容改革

教材是科学知识的重要载体，是传授知识、发展智力、训练技能、培养人才的重要条件， 是衡量高等学校教学水平、科研水平、师资水平的重要标志之一， 有了好的教师并又有好的教材，才能培养出好的人才。有人提出：“抓好教材建设是提高教学质量的中心环节。” 它反映了教材建设在教学中应有的地位和作用。[3]学生上课使用的教材不仅陪伴学生的在校时间，还有可能被学生带到工作中，甚至于学生在工作中的同事、同行等一大批专业人士都会因此而受益，其受众面之广不可想象，同时漏洞百出的教材不仅不能起到育人的作用，还可能误导一大批人。因此一本好的教材不仅对教学效果的影响是非常大的，还可能会影响学生及其周围人的一生。

在课程建设之初，课程组推荐了参考教材《航空发动机状态诊断》[4]，但由于该书讲述的主要是数学方法的发动机故障诊断技术，与工程实际脱节过大，学生在学习的过程中普遍反映该内容过于枯燥无味且不易理解，因此课程组根据本专业的定位和人才培养目标，构建适合高技能、高技术、高素质、国际化和规范化人才培养的课程体系，以模块化、专题式为基准，甄别课程内容要素，对课程内容进行有机重组，删除陈旧的教学内容；增加能充分反映国际航空器维修技术发展趋势与方向的素材；调整理论课程教学内容和学时安排，加大课内外实践环节教学力度；增强不同课程之间在讲授内容和知识结构上的衔接与呼应。融合先修课程《发动机原理》、《发动机控制系统》的知识体系，使该课程知识前后顺承。

新教材即校内讲义《航空发动机状态监控与故障诊断》以民用航空的典型发动机为对象，引入航空发动机最新发展技术，以“发动机故障诊断数学模型”作为基础，由此延伸出“航空发动机气路性能监控与故障诊断”和“航空发动机机械性能监控与故障诊断”两大核心内容，内容全面，逻辑性强，涵盖了航空发动机状态监控和故障诊断原理和方法，具有科学性和系统性，能体现21世纪培养人才的要求，能适应现代民航高速发展和学科发展的要求，满足中国民航对工程技术和管理人才培养的需要，为后续课程和今后从事机务维修工作打下良好基础。经过两年的使用，效果良好，配合本教材完成了多媒体教学幻灯片，图文并茂、生动形象，使用效果良好。目前课程组正在对该教材进行修订，为正式出版该教材奠定基础。

（三）师资队伍建设

本课程组已经建立了一支合理的教学队伍，其中具有博士学位2人，硕士学位2人，副教授2人，讲师1人，助教1人。这些教师责任感强、团结协作精神好；知识结构和年龄结构合理，中青年教师的培养有计划，有落实，有实际效果。课程组教师爱岗敬业、为人师表、教风端正、严谨治学、教书育人。在教学中不但传授知识，还教学生如何做人，注意培养学生严谨务实的机务作风。

课程组教师认真执行各项规章制度，定期开展教学研讨，交流教学经验，探讨教学内容和教学方法的改革。课程组教师一直以科研促进教学、教学带动科研为教学指导思想，依托“航空宇航推进理论与工程”天津市重点学科和“飞行器动力工程国家特色专业建设”，教师们能够在积极开展教学研究，认真完成教学任务的同时，充分发挥科研优势，积极开展科学研究，取得了显著成果。同时课程组成员积极外出调研接受培训，课程组所有成员均参加过北京华普培训中心的发动机故障诊断相关课程，不仅搜集了很多编写教材的素材，还从调研、培训等形式的交流中接触到了行业发展的前沿，使得教师对课程内容有了更加全新的认识。

（四）理论与实践相结合

实践教学是本课程的重要特色之一，本课程特别重视实验教学，充分利用国家级实验教学示范中心“工程技术训练中心”、“罗罗发动机培训中心”、“发动机陈列室”和“发动机专业实验室”的实验条件，使学生加深对课程知识的掌握，提高理论与实际相结合意识，了解工程实际，增强综合运用知识的能力。

为加强实践教学环节，1998年建立了发动机陈列室，能够使学生直观认识发动机的内部结构和关键零部件的结构；2009年新建了轴流压气机实验室， 2011年建成发动机运行与控制实验室，为学生学习发动机原理，为教师科研提供了重要的平台。图1是建成的发动机运行与控制实验室，可作为该课程的实践环节。

图1：发动机运行与控制实验图

（五）学生管理与考核

理论和实践课程考核既是对学生学习状况的一种检验，也是对教师教学水平和教学质量的一种衡量。因此，考核方式和考评指标体系设置有较高的科学性要求。

传统考核方式多采用笔试形式，平时成绩比例偏低，部分学生对于一些关乎民航生产实际需要的关键问题理解不够透彻的情况下，也可能通过死记硬背、考前突击等方式通过考试，甚至取得较高的成绩。研究如何与行业需求相结合，努力构建“复合式—贯穿性—多元化”的课程考核体系，全面培养学生的创新意识、实践能力和动手能力，研究并设计与课程内容和特点相配套的阶段性考核与过程考核等新颖的考试环节，建立更加科学与规范的课程考核、评价和反馈体系。

本课程通过平时考勤，模块化测试和大作业来评定平时成绩，期末考试采用知识点融合贯通和新型案例分析进行，实行考教分离，建立了试卷库，考题难易程度适度，符合教学大纲要求，注重考核学生分析问题、解决问题的能力。评卷库附有标准答案和严格的评分标准，并且采用流水阅卷，保证了阅卷过程的公平公正。

三、教学质量与总结

对“大工程观”的教育理念，有学者进行归纳：一是工程实践能力；二是多学科的背景以及多方面的能力；三是职业道德以及社会责任感。[5]“大工程观”要求为学生提供综合知识背景，把理论和工程实践结合，培养学生的创造性。[6]通过本课程组对《航空发动机故障诊断》课程的教学改革，突出体现了“大工程观”的教学理念。在课程结束后的学生对教师的综合评价为95.5分，这也很好地反映了本课程既能为学生带来全面的知识背景，锻炼学生的工程实践能力，又能展示最新研究成果，学生评价见表1。

表1：《航空发动机故障诊断》课程学生评价表

《航空发动机故障诊断》课程作为中国民航局重点专业和特有专业飞行器动力工程专业的专业主干课程，目前目标是成为学校精品课程，在已有的良好基础上，近期目标是将本课程建设成具有鲜明民航特色的天津市精品课程，中期目标是将其建设成国家级精品课程，长期目标是将其建设成在国际民航界有一定影响的特色课程。为此，课程组将不断深化教学改革，完善教学体系，建设一流的教学条件和实践环境，造就一支师德高尚、团结协作、高水平、高素质的师资队伍，培养出具有理论基础扎实、工程实践和创新能力强的民航领域高素质专门人才，为国家的民航事业提供人才支持。

[参考文献]

[1]刘伟华，加强精品课程建设努力提高教学质量——对首都经济贸易大学精品课程建设工作的研究与探索，《首都经济贸易大学学报》[J]，2009年第3期：P117-120

[2]许鹏奎，柳德玉，高等工科院校课程建设评价问题的探讨——工科高校课程建设评价标准，《高等理科教育》[J]，2006年第1期：P44-48

[3]严子敏，教材建设的探索与实践[J]，中国大学教学，1994（1）： P27

[4]范作民等，《航空发动机状态诊断》，天津：天津科技翻译出版公司，1996

[5]赵婷婷，等，基于大工程观的美国高等工程教育课程设置特点分析，《高等教育研究》，2004，11

[6]瞿红春，陈智强，民航院校《航空发动机原理》教学改革的研究，《科技创新导报》，2012，第2期

（作者单位：中国民航大学 天津）