历史沿革

理论课和理论

教学条件

教学方法与教学手段

教学效果

1 .本课程的教学方法理念分析

飞行器总体设计与系统工程课程既不同于“数、理、化”等基础课的逻辑推导演绎过程,也不同于“空气动力学”、“结构力学”等专业基础课的严格公式计算与分析的描述特征。飞行器总体设计在长期研究与实践中形成相关理论,但是又显示“经验模型化”和“工程设计性”的基本形态。因此其教学方法不能延习那种公式逻辑推理过程。本课程要求教师熟悉课本外的各种布局设计飞行器知识和工程设计经验,继而教师应能够将经验知识上升到理论形式和模型化分析解讲给学生。这就是我们坚持有实际工程经验的教授、副教授在第一线从事这门课教学的原因之一。

飞行器总体设计与系统工程又具有“创新性”(飞行器设计不是“仿制” -- 照旧设计)、“系统性”(是外形、结构、动力、控制等综合系统)、“过程性”(飞行器设计不是一次性的,是分层次和多修改过程)与“综合性”(多学科知识与技术综合)的特征概念。

2 .教学方法

本课程中除了含有公式推导的少部分理论教学与常规教学方法类似外,我们更注意以下教学方法的研究与改进:

( 1 )启发学生“创新思维”作为本课程的基点

无论是课堂教学、现场教学和课内课外设计,把启发现有飞机的创新点、鼓励学生创新思维、引导学生敢于创新设计贯穿在本课程各阶段的教学中。

( 2 )引导学生对飞行器总体设计“层层深入、不断改进、力求优化”过程的理解与掌握

飞行器总体设计通常要经过要概念性设计、初步设计、详细设计、优化设计和修改设计等复杂过程,不同阶段设计特点与方法也不相同,创新——定性——定量——优化——协调分别成为这些阶段的设计“特征”。教学中要让学生透析这些设计过程、设计特征与设计方法之间的内在关系。除了“渐近法”举例课堂教学外,指导学生从事在指定技术要求下设计出某一飞机布局或部构形的“课程设计”,就是一个“过程性”设计的学习和良好训练。

( 3 )实例教学法的“理论”教学

单纯的课本内容课堂教学,学生对许多飞行器设计问题,理解不清。我们采用两种“实例教学”,一是课堂上可多举一些已有的飞机设计“实例”,从“特殊性”引“一般性”来透析从实践总结出“理论”的“合理性”以及“局限性”。二是通过飞机实体现场教学,生动形象,进行“为什么这样设计?”,“有什么优缺点?”的理论分析。

( 4 )任务训练法的“系统性”与“工程性”教学

除了“课程设计”让学生得到一个较完整的设计过程训练外,指导课外小组的“设计、制作、试验、试飞”的全过程学习,是更具“系统性”与“综合性”的训练,促进学生进行知识综合,引导学生扩大知识面,培养学生处理实际工程问题的能力,学生可以自由组合,在课外时间从事实践学习和制作。 学生在有设计要求和目标下进行飞机设计的训练。 利用 前修专业基础知识、课堂的专业设计知识和必须到课外查找学习的新知识结合起来,才能 完成某飞机设计的任务。这种教学方法既是工程能力和独立工作能力的训练,也 增强学生集体创作的团结精神,并培养学生作为飞机“总设计师”的技术协调能力和“系统工程”素质。

( 5 )请著名飞机设计专家讲课

我们每年都有计划地聘请国内(外)著名飞行器设计专家来校给本科生讲课。如请担任过多种飞机总设计师的屠基达院士亲自讲解他作为总设计师设计飞机的体会,使学生对飞机总体设计与系统课程有了极深刻的理解。又如请俄罗斯哈里乌林特聘教授讲授俄罗斯飞机设计技术,使学生体会到,不同国家设计飞机,其总体设计的思想与脉路是一致的。近几年来,请来我校作飞行器设计技术讲课的外聘专家就有近十位。通过这些讲座,扩大了学生的视野,提高了学生的素质。

3 .教学手段

( 1 )利用现代化教学媒体,创建多种形式的电子课件。

飞机总体设计技术不是公式与数据的堆积,而是有形实体的设计,形象教学尤为重要。本课程每位教师都针对自己所担任的课程内容,创建了相应的电子课件。为了使学生在课堂短时间内获得更多的设计知识信息,教师们费尽脑筋搜集各种飞行器图片、录象和文字资料,编制在自己的电子教案中。典型的电子教案如:

“飞机总体设计”有着丰富的图文相融的教学信息。

( 2 )把飞机总体设计工程软件引入教学中

如把美国根据著名飞机设计教授教材开发的“ Aduanced Aircrafe Analysis ”软件,飞行器气动分析软件 MGAero 等教授给学生使用,所“设计”的飞机气动特性、飞行性能可以得出较详细的结果,并有气动流场“云图”或曲线图形象显示,把“枯燥”的设计变为“生动”的创造。学生学会后可以自己动手“设计”与“分析”飞行器。

( 3 )发挥网络作用,丰富教学资料,增强师生交流。

学生可以通过“课程网站”了解本课程计划、教师、作业、考试方式等课程规范资料,提供较多飞机总体设计可使用的软件、课外参考教材与参考资料、国外飞机设计源网站的链接等,从而提高学生学习的主动性与计划性。

3. 改革考试制度

以往的考试以书面闭卷考试形式为主,不能正确地全面地反映学生的学习情况和教学效果,目前的考试制度作了如下改革:

(1) 考核形式

飞行器总体设计与系统工程课程的考试形式有三种:书面闭卷考试 (50%) 、典型飞机设计讲评讲解考核 (20%) 、综合设计作业考核 (30%) 。

书面闭卷考试以考核基本概念、设计原理、设计方法、设计分析计算为主;

对于一些典型飞行器,随机让学生讲解其中某些设计问题,到课程末每位学生抽取一道讲解题进行设计问题的讲解;

综合设计作业的考核以某飞机的方案设计为题,看学生对飞机设计知识的理解和分析设计能力。

(2) 考试评分方法

书面闭卷考试是有标准答案的,按标准答案给分;

讲评没有唯一标准答案,以应用设计理论、设计方法、设计原则等是否合理、正确和合乎实际为标准给分;

综合设计作业以设计方案是否满足要求、设计方案的创新性、工程合理性为标准给分。

 

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