时间：2023-08-03 16:10:30
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关键词：飞行器设计与工程；专业课程；通识课程；航空概论
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0144-03
一、航空类专业课程体系简介
在教育部本科专业目录中，航空航天类专业有飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器质量与可靠性、飞行器环境与生命保障工程、飞行器适航技术和航空航天工程等7个。目前，郑州航空工业管理学院开设了前3个专业，均归属于航空工程学院。以飞行器设计与工程为例，在第1学期设置了“飞行器设计与工程专业导论”课程（16学时）、第2学期设置了“航空航天技术基础”专业必修课（32学时）作为专业学习的前导课。第1―5学期，学校设置了“高等数学”、“大学物理”、“理论力学”和“材料力学”等公共基础课和学科基础课；第4―7学期则按照飞机设计的各个子学科，设置了“通用航空技术”、“空气动力学”、“飞行器总体设计”、“无人机系统导论”、“飞行器专业英语阅读”和“飞行器专业技术讲座”等专业课程。
从课程设置上可以看出，“飞行器设计与工程专业导论”和“航空航天技术基础”课程主要培养学生对专业基本情况和学科领域的整体性把握，属于专业通识性课程。而在专业课中渗透通识意识，对教师也提出了更高的要求[1，2]。经过这两门课程的前期引领和必要的数理、力学知识的学习之后，学生再按照飞机种类和飞机设计各分支学科的特点进行专业课学习。可以说，“航空航天技术基础”的各个章节基本上对应了后续专业课的主要范围，具有非常重要的地位。
在教学实践中，我们也发现，激波、升力、机翼结构、飞机稳定性和操纵性等概念尽管在“航空航天技术基础”课程中已讲授，但在相应的专业课学习中，学生仍觉吃力。调查发现，原因主要有两点：第一，专业课程数学公式较多，而数学、物理等公共基础课的学习效果一般，有畏难心理；第二，不知所学知识的应用情况，知其然而不知其所以然。针对航空类专业的课程体系，探索研究专业通识课程与后续专业课程的联系，对于增强学生学习积极性、提高人才培养质量具有重要意义。
二、“航空概论”通识类课程的建设情况
航空概论是学校面向非航空专业学生开设的一门通识课程（24学时），内容主要包括航空航天基本概念、航空发展概况及未来发展趋势、我国航空工业、空气动力学基础、飞行原理、航空发动机等[3]，考核方式为期末半开半闭考试。此外，针对国际本科学术互认课程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）项目的双语版航空概论（32学时），内容较普通版更为丰富，更强调课堂参与和团队协作，考核方式为平时作业、表现和期末设计报告。
航空概论被列入学校的特色课程组合中，除航空专业外，其余专业的学生均须从特色课程组合中选修一门。学校每年的本科生招生人数近7000人，日常教学任务较为饱满，考虑到学校招生专业包括财经类、管理类和艺术类等，学生数理基础参差不齐，在讲授时一般避免进行复杂公式的推导，多采用类比法和案例法讲解。
此外，学校的人才培养目标和发展定位与传统的三所航空重点高校（北京航空航天大学、西北工业大学和南京航空航天大学）以及其他高职高专类院校存在明显区别，市场上已有的航空概论教材并不能完全满足我们的教学需求。经过多年的建设，学校主编并出版了《航空概论》教材，并将“航空概论”课作为学校慕课平台课程体系的第一批建设项目立项，通过网上课堂与实际课堂相结合的形式，探索“翻转课堂”教学理念在航空类通识课程中的应用效果。现在，此项工作正在稳步开展中。
三、航空类专业课程与“航空概论”课程贯通建设
为了尽可能利用现有资源，我们对航空类专业课程和“航空概论”课程进行了统筹处理，并尝试进行贯通建设，主要包括如下措施。
1.教具的开发和使用。“飞行器设计与工程专业导论”开设于第1学期，是飞行器设计与工程专业学生的一门必修课，其中理论课为8个学时，主要介绍专业课程特点、发展现况和就业方向；实践课为8个学时，要求学生以小组形式设计制作飞机模型，主要培养学生对飞机的认识以及团队协作能力。“专业综合性设计与制作”开设于第7学期，为专业必修实践类课程，为期两周，要求学生按照总体设计指标完成飞机的总体概念设计，制作出模型。
关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革
“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。
一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响
材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。
二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求
“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。
三、多管齐下建设丰富的教学环境
作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。
四、结语
航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。
作者:汪涛 周克印 单位:南京航空航天大学材料科学与技术学院
参考文献：
[1]朱张校,姚可夫.工程材料[M].北京:清华大学出版社,2011.
[2]周风云.工程材料及应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.
[3]王少刚,郑勇,汪涛.工程材料与成形技术基础[M].国防科技出版社,2016.
关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0124-03
“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。
一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响
材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。
“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。
二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求
“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。
飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。
该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。
三、多管齐下建设丰富的教学环境
作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。
“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。
航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。
四、结语
航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。
参考文献：
[1]朱张校，姚可夫.工程材料[M].北京：清华大学出版社，2011.
[2]周风云.工程材料及应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2002.
[3]王少刚，郑勇，汪涛.工程材料与成形技术基础[M].国防科技出版社，2016.
[4]闫康平.工程材料[M].化学工业出版社，2008.
[5]于永泗，齐民.机械工程材料[M].大连理工大学出版社，2010.
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）
关键词：地球空间；宇宙探索；本科通识教育
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）43-0228-03
从古至今，人类就对我们头顶的天空充满了无限的好奇。浩瀚无垠的宇宙一直吸引着人类的注意力，成为他们飞向太空的梦想。对地球空间乃至宇宙的探索从千百年前古人观察星空那刻开始，就成为了人类历史上深受瞩目并且持续时间最长的一项科学活动。如何从科学的角度去了解宇宙，成为了无数学者孜孜以求的话题。人类的活动的足迹及其研究的领域，经历了从陆地到海洋，从海洋到大气层，从大气层到宇宙空间的扩展过程。人类活动范围的每一次飞跃，都大大增强了其对于认识自然和改造自然的能力，促进了时代生产力的发展和社会的进步。当人类的活动领域从地面扩大到空间后，我们开始利用和开发空间蕴藏的极其丰富的资源，并使人类能从全宇宙的观点来解决社会发展问题。人类对宇宙的认识经历了一个漫长的时期。最初，人类对宇宙的认识是基于有限的观测与想象。到了近代，自从1957年10月原苏联向太空发射了人类历史上的第一颗人造卫星，对宇宙的探测就跨入了一个新时代。人类在向外层空间的探索过程中，中国既是最古老的航天国家，也是本世纪航空航天事业发展最快的国家之一。经过多年的努力和探索，如今我国已经处于空间探测发展的前端。随着“神舟”与天宫的对接成功、“嫦娥”的上天、北斗导航卫星的完善，标志着我国已步入航天大国的时代前列。积极参与太空探索对我国政治、思想、社会、文化等方面的意义十分重大，将促进生产力的变革、人与自然的协调发展以及社会文化的进步。“神舟”、“嫦娥”等多个重大空间研究项目的进展，可以促使我们去了解宇宙演化及其中的各种物理现象和过程，探寻人类和地球生物在宇宙中的地位及意义，发展各种太空技术并将其运用到各个领域，探索和占有各种太空资源，利用太空的极端环境进行各种科学和技术试验，以及显示我国综合国力的先进和强大。随着宇宙探索和空间科学成为热点，特别是近数十年来我国航空航天科技的蓬勃发展，促使国内很多以理工学科为主的高等院校，甚至许多综合性大学，都开设了针对各个专业学科的关于空间学科的专业课和通识教育型的基础课，用以向高等院校学生传授空间学科的各项知识。其中尤以开设范围较广，也是深受各学科学生欢迎的宇宙探索类公共选修课，因其对空间学科知识面覆盖较全，学科前沿性良好，教师自主选择较大，通常可采用大量的图片、动画、影音资料等多媒体手段，往往能达到很好的教学效果。对国内各个知名大学的宇宙探索类公共选修课的教学计划、教学日历、课程简介以及教学课件等教学安排进行调查之后，发现其大多数的课程范围均包括以下几个方面：地球空间、日地空间环境、日球空间、银河系等的基本结构、特性和人类对其探测的新进展；恒星的分类及其演化；黑洞的特性及其发现与观测；宇宙的起源与演化；人类深空探测和寻找地外文明的方法和技术，以及它们的原理、分类和发展历程；太空存在的各种资源以及未来的太空产业、灾害性空间天气的类型及预防。但是在大多数的课程安排和教授过程中，过分强调了空间学科点前沿性和学生关注度，对于在中学或大学其他课程中已有所涉及的地球空间的有关知识点，往往学时分配较少，不受到关注与重视，学生学习兴趣不高。
学科知识点的选取：
在很多大学的本科教育中，宇宙探测类通识课一般是针对空间科学及其发展的导论性课程。空间科学作为地球科学的重要分支，主要研究发生在日地空间、行星际空间及至整个宇宙空间的物理、天文、化学及生命等自然现象及其规律的科学。作为宇宙的一部分，地球空间一般认为是靠近行星地球的、受太阳辐射变化直接影响的空间区域，具体指地球大气中层顶以上的区域，其外边界是太阳风与地磁场相互作用形成的。地球空间是对外层空间探索的基础，人类对于宇宙的认识与探测首先就建立在对地球空间的逐步了解中。目前人类对于宇宙的探索工作重点在于三个方面：卫星的发射与应用、载人航天、深空探测。因此，在教授有关宇宙探测的课程时，地球空间的基本特征与特性、目前已经进行的探测方法及探测结果、地球空间中的一些主要现象和变化，应该成为首先讲授的基础与重点。本文将根据对各大院校该类课程教学过程的总结，以及自身的讲授经验和认识体会，分析地球空间知识点在该课程中的教学应用，以期提高此类课程的教学质量。下面是笔者认为需重点纳入教学范围的几个知识点。
1.地球空间探测方法。要想对地球空间进行了解，掌握它的整个的结构和基本变化，首先我们要对地球空间进行观测。地球空间探测是人类航空航天事业的起点，是人类飞向外层空间的技术基础，也是整个空间科学的源头和重点。因此地球空间探测手段、卫星应用、航天器的发展、人类空间探测历史等，都应作为此知识点的重点进行。
2.电离层/磁层与电磁波传播。地球空间并不是一个很安宁的地球空间，它是受太阳风和地球磁场双重作用而形成的。这一知识点主要是研究电离层与磁层中发生的物理现象、动力学和电动力学过程，因此对于地球物理、信息工程乃至通信、测量等专业的学生是非常必要的。在教学中，应重点探讨日地系统中太阳活动、地磁活动和人类活动对电离层和磁层环境的影响，无线电波在各种介质中的传播过程与理论研究以及电离层/磁层对无线电波传播在各种工程系统中尤其在移动通信中的影响研究。
3.大气层光学现象。大气层光学现象是指大气中发生的各种光学现象，来自太阳、月亮和其他光源的光线通过大气层时，发生选择性吸收、散射、反射和折射、衍射等以及其各种物理化学作用，改变原来的路径和颜色，呈现出的各种色彩缤纷的光学现象。它所反映出来的规律和物理机制，在大气物理学、环境科学、天文、航空遥感等许多专业方向上有着重要地位。
4.高层中性大气。这一知识点主要研究中高层大气动力学，中高层大气中的风、波和相关的暂态过程，以及中高层大气的光学和无线电探测技术。如果是理工科的选课学生为主的大学公选课，建议加入此知识点。
5.对流层。严格意义上来说，由于其主要影响源为地面，对流层大气不属于地球空间的研究范围。然而作为人类的生存的大气空间层，对流层变化与我们的生活息息相关，同时也有很多的空间探测方法的研究目标就是对流层大气。因此作为通识课，这一知识点也应考虑加入，而非忽略，教学重点应放在对流层与气象学以及对流层与其他大气耦合机制上。
地球空间是和航天技术紧密结合的现代科学技术研究领域，地球外大气层的世界，逐渐被一一发现，但是未知的东西仍然很多。对其热点问题和研究前沿进行探讨，可以丰富并拓展学生们对于宇宙探索的认知。在高校开设宇宙探索类本科通识课程时，针对不同学科背景与专业方向的选课学生，该类课程中有关地球空间部分的教学方案也可进行科学的选择和适度的调整，以使学生有效接受并消化大量信息，切实掌握有关的知识点，各专业课程之间形成互补，最大程度发挥宇宙探索类通识课的作用。
参考文献：
[1]焦维新.空间探测[M].北京：北京大学出版社，2002.
[2]潘艳平.“宇宙探索概论”课程中开展素质教育的探讨[J].中国电力教育，2009，（145）：89-90.
[3]焦维新，傅绥燕.太空探索[M].北京：北京大学出版社，2003.
关键词：质量工程技术基础；教学体系；三位一体；教学改革
《质量工程技术基础》作为2006年教育部批准我校新建的国防特色专业“质量与可靠性工程（081508S）”的一门核心专业基础课，内容涉及质量设计、质量检验、质量控制和质量分析等诸多内容，经过分析和比较国内外相关高校所开设的质量工程类课程和出版的一些主要质量工程类教材，认为这些教材的编写满足了管理工程专业和工业工程专业的教学需求，作为北京航空航天大学《质量工程技术基础》精品课建设项目，经过项目组2007年5月到2010年9月的建设，圆满完成了课程建设的任务。本文系统地研究了适合于工科高等院校本科生质量工程技术课程的教学体系，并立足于质量与可靠性工程学科的建设研究了课程的教学目的和教学内容，建立了“课堂讲授、课堂讨论、实验验证”三位一体的创新教学模式。
一、丰富内涵，明确课程定位
1.课程特点。作为质量与可靠性工程专业的唯一一门质量方面的基础核心课程，《质量工程技术基础》承载着向学生讲授质量工程基本原理与技术的任务，同时帮助他们从总体上把握质量与可靠性工程专业的内涵，因此，就要求《质量工程技术基础》课程在内容上具有完备性，自成体系；在讲授方面具有专业覆盖性，从质量与可靠性工程专业的角度向学生讲述质量工程技术的内涵与内容。
2.课程创新点。由于我们率先在本科专业开设《质量工程技术基础》课程，国内外相关高校大多从管理的角度开设《质量管理》方面的课程，还没有一门从总体上讲述质量工程技术原理与方法的课程，因此就要求《质量工程技术基础》课程在内容上具有创新性，需要借鉴以技术见长的可靠性工程技术构成框架，构建出以技术为主线的质量工程技术体系，并能结合产品设计与制造过程，阐述清楚质量工程技术的内涵与应用途径，强调质量工程技术是与设计技术以及制造技术同等重要的基础使能技术。
二、突出技术，创新教学内容
1.教学目的。需要引导学生对系统质量工程基础理论进行了解，这样可以使学生掌握所必须的基本知识和基本技能。
2.教学内容。本课程系统详细地介绍质量工程的基本理论、方法和技术，体现了现代质量工程新的进展与成果，是质量工程师必备的知识。主要包括如下内容：①第1部分，质量工程技术概述，主要讲授质量工程的基本概念，包括质量工程基本原理、质量工程技术体系与产品全系统、全特性、全过程质量管理等；②第2部分，设计质量工程技术，主要讲授设计阶段质量控制的基本原理与技术，包括质量功能展开、系统设计、参数设计、容差设计等技术；③第3部分，制造质量工程技术，主要讲授制造阶段质量控制的基本原理与技术，包括：质量检验、抽样检验、统计过程控制、过程能力分析等技术；④第4部分，质量分析技术，主要讲授产品设计与制造过程质量分析的基本原理与技术，包括质量数据与质量波动、定量分析技术与定性分析技术等。
三、积极探索实践，构建三位一体式教学模式
为能更好地展现出所讲授课程的特色跟实际应用的关联，同时也为了给学生讲解课程知识内容，在课堂讲授中构建“课堂讲授、课堂讨论、实验验证”三位一体式的教学模式。
1.课堂讲授，注重层次分明、循序渐进。在授课过程中引用多媒体进行知识讲解，目的是使用这种比较生动的教学方法，让抽象的知识点具象起来，学生也更容易理解这些课程内容。本课程的课堂讲授全部采用高水平多媒体课件，参考美国威斯康星大学（University of Wisconsin-Madison）、新加坡国立大学（University of Singapore）与天津大学等国内外高校在QFD、稳健设计、质量检验、SPC等质量工程技术方面课程的课件，吸收进来并加以利用，以教学内容为中心，根据自身课程特色制作一套适合自己课程特点的高水平的多媒体教学课件，共计16讲，32课时。
2.课堂讨论，注重积极参与、教学互动。将课程内容系统划分成几个单元，划分的若干个单元环节均要以理论讲解为基础，充分与实际相联系。所以在理论教学中，一些工程项目或者与实际相关联的质量问题作为课堂讨论的内容，以此为基点了解相关的理论理念以及具体问题的处理与应对。教学讨论利用同期建设的教学专用网站（http：//），使课堂讨论由课内延伸到课外，形成良性互动。教学网站功能包括学习讨论、参考资料、作业提交、课件提供、网上答疑等，达到面向北航本科学生的助学功能、面向北航任课教师的助教功能以及面向校外人员的对外教学服务与宣传功能。
3.实验验证，强调工程实际、学以致用。实践性强是质量工程学科的一个明显特性，学生在接触这门课程中，不单单靠理论知识，更要以系统的实验环节来辅助掌握其本质，使学生学起来积极性提高，从而教学质量也会有所提升。为此，结合我校国防特色专业建设项目，安排了如下3次实验课程教学。①质量特性识别与分解实验。质量特性的识别与分解实验以某自动步枪设计为背景，让学生熟练掌握质量屋和QFD瀑布式分解技术。②稳健性设计实验。稳健性设计实验以某航空发动机参数稳健设计为背景，实现对影响航空发动机关键质量特性参数的稳健性优化设计，让学生熟练掌握稳健参数设计技术。③符合性控制实验。符合性控制实验以某弹用发动机制造质量控制为背景，实现对制造过程关键控制参数的监控与分析，让学生熟练掌握控制图与工序能力指数分析技术。
四、实践与效果分析
本教学体系通过在北京航空航天大学可靠性与系统工程学院2006级与2007级两届共120名学生的教学实践，期末教学质量调查表明：学生满意度达99%。本课程系统化地介绍了质量、质量工程、质量工程技术定义、质量工程技术体系与应用，课堂较活跃，讲解与讨论同步，进而更好地引发学生的学习兴趣，使其更好地自主学习、思考。课堂讲解过程中需要注意理论与实际事例的相结合，在大量实例的列举当中使得学生能够更好地掌握相关理论及其技术上的实质内涵，相关专业理论的教学对于理工科本科生以后要参与的工作会有很大的帮助。同样，在教学过程中充分发挥多样性，既生动又形象并且易于理解，这样便能很好地使学生融入其中。
通过以上一系列课程教学改革，建立了有关《质量工程技术基础》教学中的课程目的、内容、模式等相关教学体系，能够在教学计划范围内高效地完成相关教学任务，使得学生可以更好地了解掌握相关理论知识，同样能够更好地培养其自主学习能力及其思考能力，解决实际当中的相关问题，进而能够更好地投入到对于质量工程技术的学习及研究当中，做到学以致用，为我国的国防科技工业和国民经济领域培养更多更优秀的人才。
参考文献：
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[2]康锐.结合国防军工企业的迫切需求制定质量工程专业培养方案[C].第三届全国工程硕士培养工作论文集，合肥，2002.
[3]康锐.为武器装备的发展培养急需的专门人才——培养质量工程专业工程硕士的探索与实践[C].第三届全国工程硕士培养工作论文集，合肥，2002.
[4]康锐，王自力.装备全系统全特性全过程质量管理概论[J]，国防技术基础，2007，（4）：25-29.
[5]林志航.产品设计与制造质量工程[M]，北京：机械工业出版社，2005.
[6]何益海，康锐.质量工程技术体系研究及教改实践[J].质量与可靠性，2009，（4）：33-36.
关键词 飞行技术 飞行学员 课程建设 课程考核
中图分类号：G423 文献标识码：A
Analysis of Flight Technical Professional Course Construction
Abstract Flight technology professional course construction is an important guarantee for high-quality flight talent to improve China's civil aviation industry. For student pilots training mode， the internal characteristics of the professional characteristics of the student pilots and flight career， reasonably optimize the construction of the professional courses and curriculum system； curriculum planning， curriculum-building measures， curriculum construction standards， effectively rationalize flight technology courses implementation of the construction process， and the establishment of a reasonable course construction assessment mechanism.
Key words flight technology； student pilots； course construction； curriculum assessment
0 引言
目前，在国内、外，针对普通大学生进行的课程建设研究较多，但是，就飞行技术这个特殊专业而言，可行、有效的，符合我院实际的课程建设研究比较少见，主要是因为，飞行技术专业所培养的大学生是为民航系统输送高素质的飞行员，①其特殊的身份就决定了这方面的研究资料较少。
研究飞行技术专业课程建设改革的原因在于，通过近几年的飞行学员的教学工作可知，来自这两种模式的飞行学员的基础参差不齐，学习兴趣②不是很浓。分析这些学员的专业特点，据统计，来自“2+2”模式的飞行学员的原学专业大多不相同，他们的飞行基础知识相对短缺，由此，会造成学员的学习兴趣不浓，其根源在于缺少一个比较完善的课题体系建设，因此，开展这方面的研讨，使得任课教师具有一个完整的课程建设目标，从而有助于教学工作的顺利开展。
尽管国内外存在一般大学生的课程建设等方面的研究资料，但是，对行员的特殊大学生来说，已有的研究不能够完全照搬到飞行技术专业的理论课程的教学之中，这就需要我们自己的飞行技术专业教师，根据自己学生的专业特点，研究适合行员教育的课程建设，只有这样，才能做到为我们的民航运输业输送高素质的飞行人才。
1 飞行技术专业课程建设的必要性
飞行技术本科专业是一个综合性、跨学科的技术应用型专业，其主要任务是为航空运输业培养航线运输机职业飞行人才。飞行技术专业既为学历教育，又要符合行业对飞行员的职业要求，同时由于民航是一个高新技术应用日益广泛的行业，因此，对飞行员这种专业技术人才在知识结构、技术应用能力、综合素质、身心素质等方面都具有较高的要求。为此，在飞行技术专业人才培养的过程中，必须处理好基础理论教育、专业知识与技能教育和实践训练之间的关系，不断完善符合本科层次人才培养要求、满足行业规范和与国际接轨的具有鲜明特色的师资队伍、课程体系、实验设施和人才培养模式。
课程建设是保证教育质量最基础的工作之一，也是教学建设中最基本的内容之一。根据飞行技术专业人才培养目标的要求，构建与培养高素质飞行技术专业人才相适应的富有特色、水平先进、整体优化的教学内容和课程体系。目前飞行技术专业的课程设置特色不够鲜明，课程体系需要进一步梳理、规范，课程内容与行业执照考试内容衔接不够紧密，有必要进一步优化该专业的课程设置，建立合理的课程体系，为任课教师指出明确的教学目标。
2 飞行技术专业课程建设的实施过程
2.1 课程建设规划
飞行技术专业的课程体系分为：公共基础课、专业基础知识课程、专业知识课程、专业实践课程。以提高人才培养质量的目的，以飞行技术专业规范为指导，根据学科领域、知识点以及教学内容和方法，不断优化课程体系，梳理课程内容的衔接，构建涵盖飞行技术专业的专业基础知识课程、专业知识课程的五个课程群。
（1）飞机基础知识（理论）课程群：飞机结构与系统、航空动力装置、民航飞机电气仪表及通信系统、飞行气象学及其应用。（2）飞行基础知识课程群：航空医学、航空运输地理、飞行技术概论、基础飞行模拟训练、飞行员职业素质与能力概论、民航概论、民航运输系统概论、航空公司的经营与管理、航空公司机队规划。（3）航行基础知识课程群：空中领航学（I）、空中领航学（II）、仪表飞行与航图、空中交通管理基础、现代导航技术。（4）飞行理论与管理课程群：飞行原理、飞行性能与飞行计划、安全飞行原理与事故案例分析、飞行法规、飞行心理学与人为因素、驾驶舱资源管理、飞行运行与安全管理基础、飞行资料与手册（5）飞行英语课程群：飞行英语（I）、飞行英语（II）、飞行英语（Ⅲ）、飞行英语（Ⅳ）、英语无线电陆空通话、ICAO英语。
2.2 课程建设措施
重点建设几门核心课程，建成校内、行业内有影响力、有特色的优质课程、精品课程。以提高培养质量为重点，加强教学内容、教学方法和教学手段改革，实现课程建设的整体优化。同时，加强教材建设，在参考国、内外优秀教材的同时，不断加强高质量自编教材的比例，争取五年内具有鲜明特色的、符合行业和国际化需求的高质量的自编教材比例不低于60%。实践教学资料齐全、科学、实用，实验项目全部具有指导书。
课程建设涉及到教育思想、教育理念、教学过程等诸多方面内容，课程建设的内容主要包括：师资队伍建设、教学内容改革、教学方法改革、教学手段改进、实践教学改革、教学文件与资料建设、教材选用与编写等几个方面。考虑到飞行技术专业的培养目标、学历教育与职业教育相结合、培养模式多样性等特点，课程群内的课程之间以及不同课程群的课程之间必须相互关联、紧密衔接，保障课程建设的科学性和系统性。
2.3 课程建设基本标准
每门课程以局方执照考试大纲、执照题库、相关规章、飞行技术专业规范等为依据，学习借鉴国内外相关院校的经验。
2.4 特色课程的建设
重点围绕核心课程加强双语课程、模块化课程建设。为适应飞行技术专业培养模式的不同，加强模块化课程建设。为了适应民航发展的要求和与国际接轨，切实提高学生的英语应用能力，开展双语教学课程。③
3 飞行技术专业课程建设的考核
课程考核是课程建设的一个重要环节，它所特有的评定、检测、诊断、反馈和激励功能，是其他环节难以替代的，可以检验课程建设的成功与否。课程考核工作的质量是教学质量的一个重要方面，并对教学质量、教风和学风产生直接的重要影响。为使课程考核更加综合化、制度化、科学化，需制定相应的考核管理办法。
另外，在教学过程中，教师要根据自己课程特点和教学风格采用多种恰当的课程考核方式，针对飞行学员的自身特点，加强对飞行学员日常学习过程的考核，改变课程结束时“一考定成绩”的做法，防止“考前突击”的行为，促进学生的研究性学习。
注释
① 刘星. 高校教师如何应对高等教育大众化的挑战[J]. 南京航空航天大学学报（社会科学版），2001 增刊：66-67.
Abstract: To improve vocational college students' theory and practice integrated capabilities, update teaching philosophy and optimize teaching strategies, the situation in the traditional universities and vocational colleges is investigated. With "capacity-building" as the dominant ideology, robot teaching in vocational colleges is explored and researched from the aspects of teaching contents and teaching methods.
关键词：高职；机器人；教学改革
Key words: higher vocational; robot; teaching reform
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）12-0198-01
0 引言
机器人学是一门集机械学、电气学、计算机学、人工智能、材料学等多学科交叉的综合性学科，无论在在基础理论方面还是在实践应用方面，都正在以惊人的速度发展。近年来，我国的机器人教育有了很大的发展，机器人课程逐步成为高校综合性实践课程。能否有效地开展机器人教学已经成为直接影响学生综合能力培养和综合素质提高的重要因素。因此，在高职院校对机器人课程的实验教学探索与实践是非常必要的。
1 机器人教学情况的调研
1.1 传统高校机器人教学情况 本科院校以及传统专科院校一般开始有“机器人学”、“机器人概论”等课程。开设的专业较广，涉及机械工程、电子工程、航空航天、计算机科学等专业，开设方式多样，如必修、专业选修、全校选修等。国内高校选择教材较集中，选用蔡自兴 《机器人学》、熊有伦 《机器人学》的居多，部分高校的课外参考书为国外原版教材。实验学时数相对较少 （实验与讲解的比例最高为1：3.2），半数以上高校的实验课时数为零。
1.2 高职院校机器人教学情况 高职院校分为两种类型，一类为原高专转变而来，这类院校一般沿习传统院校的教学方法；另一类为新型高职高专，以技能培养为核心，在机器人教学方面教学方法多元化，多数开展了机器人兴趣小组等机构，在少数学生中进行机器人技术的培养，或者开展公共选修课进行基础知识普及。在高职院校工科专业实现机器人技术的系统学习，各院校都还处于尝试阶段，尚未找到行之有效的方法。
1.3 现存问题分析 在传统的教学方法中，我国机器人教育普遍存在着重视知识传授、轻视能力培养，重视理论教学、轻视实践环节的问题，使得学生只满足于死记硬背知识点，没有注重学生独立动手能力、综合分析问题和解决问题能力的培养。而在高职院校，由于技能培养的目的性较强，对于机器人技术这种综合性学科，开展普及性教学尚存在较多屏障。
2 高职院校开展机器人教学的可行性分析
2.1 高职院校机器人教学环境分析 高职院校一般在工科专业高年级开展机器人教学，此时教学对象已学习过本专业基础课程，例如电工电子学、机械设计、程序设计、PLC技术、单片机等，储备知识基本全面。而且，高职院校的特点是侧重于技能培训，实训课程比例较高，学生普遍动手能力较强。这为我们进行机器人技术的学习提供了有利条件。但是，同时我们必须认识到，高职院校不强调教学的系统性和完整性，这将导致学生知识结构系统性差，综合分析能力相对较弱，是机器人教学的瓶颈所在。
2.2 高职院校开展机器人教学的必然性 机器人技术涵盖了工程技术几乎各个方面，并且该技术处于高速发展阶段。在高职院校开展该课程，不仅有利于增强学生的综合能力培养，更为学生后期发展和拓展性学习提供了良好的基础。高职学生在具备了本专业必备的技能之后，必须将各种技术综合运用，才能够处理现实问题，而要将机械机构设计、电路电子设计、程序设计、安装调试等综合运用，是任何一门基础课程都无法实现的，只有机器人技术课程可以成为培养学生综合运用专业知识的有效载体。
3 高职院校开展机器人教学的若干方案探讨
3.1 将教育机器人与相关专业课程相结合 教育机器人将机器人应用于教育领域，是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。目前，教育机器人硬件技术方面已经非常成熟，设备的可靠性、灵活性、耐用性等性能都已得到社会的广泛认可。教育机器人的硬件配件多样，技术支持能力强，价格也相对便宜。控制操纵机器人的关键问题之一是软件设计，主要是通过C语言或Vc++等程序设计语言进行程序设计，通过编程对机器人进行控制。这就给学生提供了广阔的开发平台，通过编程对机器人进行操纵，使其完成各种任务，培养了学生的综合应用能力。因此，我们可以在《C语言》和《单片机》课程的实验环节引入机器人控制技术。用于实验创新的教育机器人种类繁多，依据可编程控制机器人可以设计出各种机器人，创造空间巨大，例如使用慧鱼机器人创新套件就能设计各种机器人，如搬运机器人、救火机器人、仿生机器人等。
3.2 开设《智能机器人制作》课程 面向工科类专业学生开设《智能机器人制作》选修课程，讲解智能机器人的控制板、传感器、输出设备等硬件知识以及智能机器人控制程序的开展等软件知识。通过项目教学法，让学生在学完课程内容后能独立组装并调试好智能机器人。最终了解智能机器人系统的软硬件组成和工作原理，激发学习兴趣和创新热情。
3.3 有效利用毕业设计 毕业设计是学生将所学知识综合运用的体现，用具体的机器人项目指导相关专业学生进行毕业设计，将会使学生在训练中学会如何将知识应用到生产实际中。例如机器人结构设计、智能机器人传感器应用、智能机器人驱动技术、智能机器人位置控制技术、编制控制智能机器人运动的软件、智能机器人计算机控制系统等设计项目。
4 结束语
高职院校开展机器人教学活动对学生技能培养、科技的社会化具有重要的意义。它给高等职业教育尤其是工科类高等职业教育在教学内容、教学形式及教学效果上都会带来更多的惊喜与期待。
参考文献：
[1]战强，王东月.《机器人学》课程教学改革探讨[J].北京航空航天大学学报（社会科学版），2010（3）.
[2]黄文恺,陈虹.机器人创新性教学平台的实践与探索[J].教育在线，2009（5）.
