[摘 要] 圍繞建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的人才需求,北京航空航天大學(xué)空氣動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)改革經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)探索,重新確立了本課程的基本定位,即通過(guò)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐三大環(huán)節(jié),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生航空航天意識(shí)、提出和解決問(wèn)題的能力,以及綜合利用所學(xué)知識(shí)開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐的能力。
[關(guān)鍵詞] 空氣動(dòng)力學(xué) 創(chuàng)新實(shí)踐 教學(xué)改革
一、教學(xué)改革的必要性及目標(biāo)
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展、學(xué)科的交叉與融合、國(guó)防安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求,國(guó)家對(duì)航空航天領(lǐng)域人才需求發(fā)生了巨大的變化。未來(lái)國(guó)家的航空航天人才需要掌握的航空宇航科學(xué)技術(shù)是以數(shù)學(xué)、物理學(xué)以及現(xiàn)代技術(shù)科學(xué)為基礎(chǔ),以飛行器設(shè)計(jì)、推進(jìn)理論與工程、制造工程、人機(jī)與環(huán)境工程等專(zhuān)業(yè)為主干的高度綜合的學(xué)科體系。作為北京航空航天大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“北航”或“我?!保┚哂泻娇蘸教焯厣暮诵恼n程之一,空氣動(dòng)力學(xué)從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行全面改革勢(shì)在必行。鑒于該課程的特殊地位,我們提出的教學(xué)改革總體目標(biāo)是:通過(guò)理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐三大環(huán)節(jié),要求學(xué)生掌握空氣動(dòng)力學(xué)的基本理論及其應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的航空航天意識(shí),以及提出并解決問(wèn)題、綜合利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的能力。
二、構(gòu)建現(xiàn)代教學(xué)理念 深化教學(xué)體系改革
在空氣動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)體系建設(shè)過(guò)程中,我們堅(jiān)持以航空航天科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向和國(guó)家對(duì)創(chuàng)新人才需求的走向?yàn)闋恳?,從提升學(xué)生認(rèn)知水平、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、增強(qiáng)學(xué)生集成創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)目標(biāo)入手,始終把培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)作為教學(xué)的根本任務(wù)。在此基礎(chǔ)上,我們建立了“理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)教學(xué)+創(chuàng)新實(shí)踐”的現(xiàn)代教學(xué)體系,并對(duì)教學(xué)內(nèi)容做了相應(yīng)改革。在制訂課堂教學(xué)計(jì)劃時(shí),注重理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,除理論教學(xué)外,開(kāi)設(shè)8項(xiàng)空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。理論課程分為“空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)”和“飛行器空氣動(dòng)力學(xué)”兩大部分。在空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)部分,以理想流體力學(xué)和粘性流體力學(xué)的經(jīng)典內(nèi)容為基礎(chǔ),重點(diǎn)突出空氣動(dòng)力學(xué)的基本概念、基本原理和方法,以體現(xiàn)課程的基礎(chǔ)性。在飛行器空氣動(dòng)力學(xué)應(yīng)用部分,針對(duì)現(xiàn)代飛行器的發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)突出現(xiàn)代飛行器的氣動(dòng)設(shè)計(jì)概念和方法論,并通過(guò)講授流動(dòng)和旋渦控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真概念和基本方法,以體現(xiàn)課程的前沿性和時(shí)代性,進(jìn)一步拓寬學(xué)生的視野,加深學(xué)生對(duì)本課程的理解和認(rèn)識(shí)。其中,空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)課堂講授45學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)為8;飛行器空氣動(dòng)力學(xué)課堂講授36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)為6。此外,要求學(xué)生積極參加課外科技活動(dòng),綜合利用所學(xué)空氣動(dòng)力學(xué)理論開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)踐。
1. 理論教學(xué)
該教學(xué)環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)物理概念的清晰化與數(shù)學(xué)推導(dǎo)的嚴(yán)謹(jǐn)性,注重物理過(guò)程的圖像顯示和基礎(chǔ)理論的課堂推演。以概念清楚、推理嚴(yán)謹(jǐn)、重點(diǎn)突出為原則,根據(jù)基礎(chǔ)部分重視基本概念、基本原理和理論的推導(dǎo),應(yīng)用部分重視理論的應(yīng)用、氣動(dòng)設(shè)計(jì)概念和方法論的教學(xué)方針,我們多次組織主講教師討論空氣動(dòng)力學(xué)各章節(jié)的講授重點(diǎn)、難點(diǎn)及方法。同時(shí)在知識(shí)傳承過(guò)程中,適時(shí)地介紹一些國(guó)內(nèi)外著名流體力學(xué)家的生平事跡、對(duì)學(xué)科的貢獻(xiàn)和他們的人生理念等,既有效地提高了學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)又使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)的過(guò)程中自然接受了素質(zhì)教育,特別是人文教育熏陶,對(duì)樹(shù)立遠(yuǎn)大理想和正確的人生觀起到了重要作用。譬如,在講授邊界層理論時(shí),及時(shí)介紹了近代流體力學(xué)