復(fù)合材料專業(yè)課教學(xué)改革實踐探究

1、.復(fù)合材料專業(yè)課教學(xué)改革實踐探究-職業(yè)技術(shù)教育論文復(fù)合材料專業(yè)課教學(xué)改革實踐探究 北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院 潘 強 何 田 張 馳 胡大勇摘 要文章通過介紹復(fù)合材料專業(yè)課的特點，從專業(yè)背景、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等方面闡述了針對該課的教學(xué)改革實踐，以培養(yǎng)具有扎實理論和工程基礎(chǔ)的學(xué)生。 關(guān)鍵詞復(fù)合材料，教學(xué)改革，適航技術(shù)中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671-0568(2014)35-0083-01復(fù)合材料是有別于傳統(tǒng)金屬材料的一種新型結(jié)構(gòu)和功能材料，具有高比強度、比剛度、抗腐蝕性、可設(shè)計性、便于整體成型等優(yōu)點。隨著復(fù)合材料在工業(yè)、生活中的大量應(yīng)用，復(fù)合材料的

2、特性及應(yīng)用已成為材料、化學(xué)、制造、力學(xué)等專業(yè)的學(xué)生亟需掌握的基本知識之一。復(fù)合材料設(shè)計是北京航空航天大學(xué)飛行器適航技術(shù)專業(yè)本科生的專業(yè)課程之一，課程涵蓋了復(fù)合材料的基本結(jié)構(gòu)、基體和增強體的性能、力學(xué)特性、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與航空航天應(yīng)用等方面的內(nèi)容，具有內(nèi)容豐富、應(yīng)用性強等特點。由于課程需要比較扎實的力學(xué)基礎(chǔ)，部分學(xué)生反映有些課程內(nèi)容駁雜，難以理解。另外，復(fù)合材料的制造、性能、結(jié)構(gòu)、設(shè)計與實踐緊密關(guān)聯(lián)，但限于教學(xué)和實驗條件，很難通過實際接觸讓學(xué)生對其有直觀的感受和認識，影響了學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解和知識的掌握。為增強學(xué)生對未來工作的適應(yīng)能力和就業(yè)的針對性，必須不問斷地提高教學(xué)水平，有意識地進行教學(xué)改革

3、與創(chuàng)新，以實現(xiàn)課堂教學(xué)的預(yù)期效果。 為此，筆者根據(jù)最近幾年的教學(xué)經(jīng)歷，結(jié)合以往學(xué)生的反饋，并參考其他教師、課程的經(jīng)驗，陶在教學(xué)過程中進行改革嘗試，取得了一定的效果。一、結(jié)合專業(yè)方向，增加背景知識和最新科研成果介紹隨著材料工業(yè)的發(fā)展和飛機結(jié)構(gòu)減重的需求日益增加，復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸加大。在歐美航空發(fā)達國家，波音公司的787飛機復(fù)合材料用量占飛機結(jié)構(gòu)重量的50%，空客公司正在研制中的A350寬體客機復(fù)合材料用量達到了52%。在直升機等領(lǐng)域，部分機型的結(jié)構(gòu)重量占比達90%以上。近年來，我國復(fù)合材料的設(shè)計能力、試驗驗證手段、制造工藝水平、維修能力也取得了很大發(fā)展，與國外的差距日益減小，但在

4、先進復(fù)合材料的研制和使用方面尚有很大欠缺。這些背景知識，應(yīng)始終貫穿于本課程的具體教學(xué)內(nèi)容中，讓學(xué)生能夠?qū)?fù)合材料的工程應(yīng)用有廣泛的認識。與傳統(tǒng)的金屬材料相比，復(fù)合材料的應(yīng)用成熟度較低，其在飛機上的應(yīng)用也給飛行器適航設(shè)計、審定工作帶來諸多問題，直接影響飛機的安全性。如何滿足飛機的適航性要求，已經(jīng)成為航空適航管理局、工業(yè)部門及材料供應(yīng)商關(guān)注的焦點，有待于相關(guān)專業(yè)的學(xué)者、工程人員去探索和解決。教師應(yīng)及時跟進復(fù)合材料研究的最新成果，并結(jié)合自己的科研成果，將相關(guān)知識由淺入深地介紹給學(xué)生，讓學(xué)生能夠?qū)?fù)合材料領(lǐng)域有深刻的理解。二、合理選擇教學(xué)內(nèi)容學(xué)校很多工科專業(yè)都有關(guān)于復(fù)合材料的課程，由于培養(yǎng)目的和專業(yè)方

5、向的不同，其教學(xué)內(nèi)容也不宜相同，應(yīng)當(dāng)合理選擇教學(xué)內(nèi)容，因?qū)I(yè)施教。飛行器適航技術(shù)在國內(nèi)是一個嶄新的專業(yè)，適航是該專業(yè)的核心和主要特色。針對飛行器適航技術(shù)專業(yè)的學(xué)生， 復(fù)合材料設(shè)計課程應(yīng)明確復(fù)合材料的適航性設(shè)計，審定和驗證，這是學(xué)習(xí)重點；最終教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生奠定扎實的理論基礎(chǔ)，并培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，使其能夠勝任復(fù)合材料的適航符合性設(shè)計、審定和工程驗證相關(guān)的工作。為此，結(jié)合傳統(tǒng)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，將本課程的授課側(cè)重點調(diào)整為復(fù)合材料的典型結(jié)構(gòu)及應(yīng)用、力學(xué)性能分析方法、強度計算與判定準(zhǔn)則，以及與傳統(tǒng)金屬材料的力學(xué)特性的區(qū)別，并增加了復(fù)合材料適航符合性設(shè)計、審定的技術(shù)發(fā)展歷史，以幫助學(xué)生掌握復(fù)合材料的基本概

6、念和理論，進而理解復(fù)合材料與金屬材料在適航設(shè)計與審定中的差別與技術(shù)難點。三、改進課堂教學(xué)手段現(xiàn)在多媒體教室已經(jīng)普及，日常教學(xué)通常是把課程內(nèi)容制成多媒體課件，在課堂上給學(xué)生講解。多媒體課件教學(xué)的好處是直觀、教學(xué)效率高，但是由于省去了書寫的時間，有時講解速度難免與課堂講解內(nèi)容不匹配，另外，由于形式枯燥，容易導(dǎo)致學(xué)生在理解、掌握知識方面產(chǎn)生困難，這一現(xiàn)象在力學(xué)公式推導(dǎo)方面尤其突出。為此，采用多媒體課件與黑板書寫相結(jié)合的方式，通過課件展現(xiàn)公式、黑板書寫、講解推導(dǎo)過程，并在一些重要推導(dǎo)環(huán)節(jié)對學(xué)生提問，吸引他們的注意力，調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性以加深印象。這種互動方式，既能夠幫助學(xué)生主動思考問題，又能保證課堂講解

7、速度與內(nèi)容的協(xié)調(diào)性，其效果是單純的也是多媒體課件教學(xué)難以達到的。每個老師都明白， “興趣是學(xué)生最好的老師”。但是如何提高學(xué)生對課堂內(nèi)容的興趣，這讓每一位老師都煞費苦心。采用視頻教學(xué)、案例教學(xué)等方式， 即可以有效提升學(xué)生的課堂樂趣，加深對知識的理解。例如，采用動畫的形式展示復(fù)合材料機翼、各種成型工藝的制造過程，讓學(xué)生對其有直觀的認識；采用視頻錄像敘述飛行器因復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、維護故障導(dǎo)致的空難事故，幫助學(xué)生了解復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計、維護重點，并借對空難導(dǎo)致的嚴(yán)重后果的直觀感受，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心和正確的價值理念；采用工程案例，分析復(fù)合板、蜂窩、編制等不同復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的區(qū)別及其適用范圍，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識

8、，提高獨立思考能力及解決工程實際問題的能力。四、改變課程考核方式傳統(tǒng)的教學(xué)考核方式通常為閉卷考試，這種方式可以促使學(xué)生在短期內(nèi)記憶、鞏固所學(xué)知識，但不可否認，它容易導(dǎo)致學(xué)生死記硬背，在一定程度上束縛了學(xué)生分析、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。因此，亟需在考核方式上進行創(chuàng)新改革，如課堂開卷考試、課外論文等。開卷考試由于考試命題的多樣化，有利于引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻、資料、背景、數(shù)據(jù)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，并增強其理解和綜合分析問題的能力。由于既督促了學(xué)生平時認真學(xué)習(xí)、積累知識，又避免了死記硬背卻很難學(xué)以致用的尷尬，在近幾年的教學(xué)嘗試階段取得了良好效果，頗受學(xué)生歡迎。在實際的教學(xué)過程中，正在逐步嘗試將開卷考試與其他方式相結(jié)合。例如，在學(xué)期中安排一次學(xué)生的課堂演講報告，內(nèi)容既可在教師給定范圍內(nèi)，也可自擬。由于時間所限，演講時間不宜過長，但要有清晰的條理和匯報內(nèi)容。從實際效果看，學(xué)生不僅增加了對相關(guān)知識的興趣，而且培養(yǎng)了演講和獨立思考能力。在最終的成績評定上，演講成績與試卷考試成績各占一定比例，綜合考