復(fù)合材料專業(yè)課教學(xué)改革實(shí)踐探究

1、.復(fù)合材料專業(yè)課教學(xué)改革實(shí)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(shí)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(qiáng) 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(diǎn)，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(duì)該課的教學(xué)改革實(shí)踐，以培養(yǎng)具有扎實(shí)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(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(qiáng)度、比剛度、抗腐蝕性、可設(shè)計(jì)性、便于整體成型等優(yōu)點(diǎn)。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(shí)之一。復(fù)合材料設(shè)計(jì)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(qiáng)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(qiáng)等特點(diǎn)。由于課程需要比較扎實(shí)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(jì)與實(shí)踐緊密關(guān)聯(lián)，但限于教學(xué)和實(shí)驗(yàn)條件，很難通過實(shí)際接觸讓學(xué)生對(duì)其有直觀的感受和認(rèn)識(shí)，影響了學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解和知識(shí)的掌握。為增強(qiáng)學(xué)生對(duì)未來工作的適應(yīng)能力和就業(yè)的針對(duì)性，必須不問斷地提高教學(xué)水平，有意識(shí)地進(jìn)行教學(xué)改革

3、與創(chuàng)新，以實(shí)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(yàn)，陶在教學(xué)過程中進(jìn)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(shí)和最新科研成果介紹隨著材料工業(yè)的發(fā)展和飛機(jī)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(dá)國家，波音公司的787飛機(jī)復(fù)合材料用量占飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的50%，空客公司正在研制中的A350寬體客機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)到了52%。在直升機(jī)等領(lǐng)域，部分機(jī)型的結(jié)構(gòu)重量占比達(dá)90%以上。近年來，我國復(fù)合材料的設(shè)計(jì)能力、試驗(yàn)驗(yàn)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(jìn)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(shí)，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(rèn)識(shí)。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(jī)上的應(yīng)用也給飛行器適航設(shè)計(jì)、審定工作帶來諸多問題，直接影響飛機(jī)的安全性。如何滿足飛機(jī)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(diǎn)，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(shí)跟進(jìn)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(shí)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(gè)嶄新的專業(yè)，適航是該專業(yè)的核心和主要特色。針對(duì)飛行器適航技術(shù)專業(yè)的學(xué)生， 復(fù)合材料設(shè)計(jì)課程應(yīng)明確復(fù)合材料的適航性設(shè)計(jì)，審定和驗(yàn)證，這是學(xué)習(xí)重點(diǎn)；最終教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生奠定扎實(shí)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(jì)、審定和工程驗(yàn)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(diǎn)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(qiáng)度計(jì)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(jì)、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(jìn)而理解復(fù)合材料與金屬材料在適航設(shè)計(jì)與審定中的差別與技術(shù)難點(diǎn)。三、改進(jìn)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(shí)間，有時(shí)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(shí)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(duì)學(xué)生提問，吸引他們的注意力，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性以加深印象。這種互動(dòng)方式，既能夠幫助學(xué)生主動(dòng)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(dá)到的。每個(gè)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(duì)課堂內(nèi)容的興趣，這讓每一位老師都煞費(fèi)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(duì)知識(shí)的理解。例如，采用動(dòng)畫的形式展示復(fù)合材料機(jī)翼、各種成型工藝的制造過程，讓學(xué)生對(duì)其有直觀的認(rèn)識(shí)；采用視頻錄像敘述飛行器因復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、維護(hù)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(jì)、維護(hù)重點(diǎn)，并借對(duì)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(jià)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(shí)

8、，提高獨(dú)立思考能力及解決工程實(shí)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(shí)，但不可否認(rèn)，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(jìn)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(xiàn)、資料、背景、數(shù)據(jù)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，并增強(qiáng)其理解和綜合分析問題的能力。由于既督促了學(xué)生平時(shí)認(rèn)真學(xué)習(xí)、積累知識(shí)，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(shí)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(bào)告，內(nèi)容既可在教師給定范圍內(nèi)，也可自擬。由于時(shí)間所限，演講時(shí)間不宜過長(zhǎng)，但要有清晰的條理和匯報(bào)內(nèi)容。從實(shí)際效果看，學(xué)生不僅增加了對(duì)相關(guān)知識(shí)的興趣，而且培養(yǎng)了演講和獨(dú)立思考能力。在最終的成績(jī)?cè)u(píng)定上，演講成績(jī)與試卷考試成績(jī)各占一定比例，綜合考