航空發(fā)動(dòng)機結構與強度課程設計思考論文
一、航空發(fā)動(dòng)機構造與強度課程設計的作用
對于飛行器動(dòng)力工程的學(xué)生，航空發(fā)動(dòng)機構造與強度的課程設計顯得尤為重要。課程設計的重要性主要體現在航空發(fā)動(dòng)機構造和強度課程的特點(diǎn)。實(shí)踐性是航空發(fā)動(dòng)機構造與強度課程最顯著(zhù)的特點(diǎn)。本課程研究的是實(shí)際發(fā)動(dòng)機的結構及其強度，從表面上看，內容簡(jiǎn)單、易懂，理論性、系統性不強。但是要學(xué)生自己分析，則往往無(wú)從下手，特別是碰到實(shí)際的結構分析、結構設計更是束手無(wú)策。因此，通過(guò)課程設計這個(gè)教學(xué)環(huán)節，完成航空發(fā)動(dòng)機某一結構的設計，起到加深對課堂教學(xué)內容的理解，實(shí)現理論向實(shí)踐的轉化，鞏固理論知識的重要作用。航空發(fā)動(dòng)機構造與強度課程的第二個(gè)重要特點(diǎn)是多學(xué)科綜合的特點(diǎn)。實(shí)際的航空發(fā)動(dòng)機結構是一個(gè)容納多學(xué)科的、相互滲透的、具體的統一體，一個(gè)發(fā)動(dòng)機具體結構的誕生是多學(xué)科綜合的結果。即使一個(gè)簡(jiǎn)單的葉片結構設計都涉及到氣體動(dòng)力學(xué)、傳熱學(xué)、彈性力學(xué)、疲勞與斷裂力學(xué)、有限元分析方法等等。因此本課程的教材涉及的內容多，知識面廣，幾乎包括了所學(xué)過(guò)的所有課程。總體上看顯得內容繁雜，沒(méi)有系統性和規律性。這給學(xué)生的學(xué)習帶來(lái)了困難。而在完成課程設計的過(guò)程中，學(xué)生需要綜合運用《航空發(fā)動(dòng)機構造》、《航空發(fā)動(dòng)機強度計算》等專(zhuān)業(yè)課程以及《彈性力學(xué)》、《有限元分析方法》、《機械制圖》等專(zhuān)業(yè)基礎課程的知識，需要查閱國家標準、材料手冊等相關(guān)資料。因此，航空發(fā)動(dòng)機構造與強度課程設計作為航空發(fā)動(dòng)機構造與強度課程的后續教學(xué)環(huán)節，起到了提高學(xué)生綜合運用相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程的能力、加深對航空發(fā)動(dòng)機構造的與強度認識和理解的重要作用。綜上所述可知，課程設計作為大學(xué)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節的組成部分，是實(shí)現理論與實(shí)踐相結合的重要環(huán)節。而航空發(fā)動(dòng)機構造與強度課程設計，由于航空發(fā)動(dòng)機構造與強度課程的實(shí)踐性和多學(xué)科性的特點(diǎn)，其課程設計對于提高學(xué)生的綜合運用學(xué)科的能力以及加深對課程的認識和理解尤為重要。
二、工科相關(guān)課程設計的研究進(jìn)展
美國麻省理工學(xué)院提出了高等工科教育要“回歸工程實(shí)踐”的教育理念。在《中共中央國務(wù)院關(guān)于深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》中，明確提出以培養學(xué)生的創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力為實(shí)施素質(zhì)教育的重點(diǎn)。清華大學(xué)老教授容文盛指出課程設計作為大學(xué)某一課程的.綜合性教學(xué)實(shí)踐環(huán)節，它不僅僅是理論教學(xué)的輔助環(huán)節，而是全面培養學(xué)生必不可少的組成部分。因此，如何更好地開(kāi)展課程設計實(shí)現培養高素質(zhì)人才的目標成為各大高校教師積極探索和思考的問(wèn)題。西南交通大學(xué)的魯漢清教授提出要發(fā)揮課程設計的優(yōu)勢提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，在課程設計中要注意處理好以下幾個(gè)關(guān)系：
（1）人文素質(zhì)和工程素質(zhì)的關(guān)系。工程素質(zhì)是工科學(xué)生課程設計培養的主要目標，魯教授提出工程素質(zhì)是與人文素質(zhì)不可分割的，借助課程設計，樹(shù)立起學(xué)生老實(shí)做人、嚴謹治學(xué)的思想，為工程素質(zhì)的培養打下良好的基礎。
（2）知識、能力與素質(zhì)教育的關(guān)系。魯教授提出在課程設計的過(guò)程中可以通過(guò)以下兩個(gè)途徑促進(jìn)學(xué)生的知識、能力與素質(zhì)教育的協(xié)調發(fā)展：第一，設計題目的設置向產(chǎn)品設計的方向靠攏，讓學(xué)生接受真實(shí)產(chǎn)品設計的完整過(guò)程的訓練和熏陶。第二，計算機模擬和實(shí)物講解相結合，計算機模擬的最大優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行設計結果的快速仿真分析，實(shí)物講解可以直觀(guān)地提供設計結果。課程設計可以充分利用這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，從中培養學(xué)生動(dòng)手（計算機操作與實(shí)物組裝）能力。東南大學(xué)開(kāi)設的“數字系統課程設計”作為東南大學(xué)開(kāi)放式、因材施教培養學(xué)生創(chuàng )新思維的成功范例其教學(xué)方式非常值得借鑒。首先通過(guò)具體案例講授相關(guān)知識、設計方法和項目實(shí)施管理的要求。隨后選題，要求學(xué)生自主構思設計項目，激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng )新意識，教師通過(guò)2周的時(shí)間與學(xué)生交流確定課題項目。在項目的實(shí)施階段，老師通過(guò)多種形式答疑。在項目完成后，學(xué)生撰寫(xiě)項目設計總結包，針對課程設計項目實(shí)踐過(guò)程中如選題背景意義、項目設計規劃、核心問(wèn)題分析、解決思路、理論計算仿真、得失分析展望等主要問(wèn)題對課題進(jìn)行總結。最終進(jìn)行驗收答辯。整個(gè)過(guò)程，授課、研究、討論、設計和實(shí)踐緊密結合。除此以外，課程設計的綜合化和規范化也值得指導老師的注意。課程設計的目的是對學(xué)生進(jìn)行階段性知識從理論向實(shí)際應用進(jìn)行訓練，實(shí)現理論聯(lián)系實(shí)際、向實(shí)踐能力轉化的初步訓練，因此課程設計的內容應具有一定的綜合性。同時(shí)為了保證課程設計的教學(xué)效果，應當明確課程設計具體任務(wù)，制定明確的課程設計教學(xué)大綱。課程設計題目及內容的深度、廣度和難易度要適當，注重理論聯(lián)系實(shí)際。
三、航空發(fā)動(dòng)機構造與強度課程設計教改思考
首先，教改重點(diǎn)之一改革設計內容，注重學(xué)生素質(zhì)培養。現有的兩種課程設計內容各有弊端，以部件為對象開(kāi)展課程設計不足之一在于：工作量較大，學(xué)生難以保質(zhì)保量完成，導致最終敷衍了事；以零件為對象開(kāi)展課程設計不足之一在于：課程任務(wù)量較小，任務(wù)相似，而且不利于學(xué)生加深對航空發(fā)動(dòng)機構造的整體認識和綜合知識運用能力的提高。這兩種設計內容共同的不足之處在于學(xué)生發(fā)揮創(chuàng )造性的空間較小，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養。擬采用分組的形式按部件給定課程設計任務(wù)。以航空發(fā)動(dòng)機的轉子部件設計為目標，高、低壓氣機及高、低壓渦輪組件進(jìn)行分組設計，按照小組的形式進(jìn)行課程設計。對于給定的部件，要求分工明確，即任務(wù)分析、資料查閱、設計、分析、繪圖、答辯、設計資料整理等工作由項目小組長(cháng)指定或抽簽確定，保證每個(gè)同學(xué)在項目的工作過(guò)程中從事不同的工作。其次，改革設計手段，加強計算機技術(shù)的應用。隨著(zhù)計算機科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機CAD/CAM/CAE等工程設計軟件以及ANSYS、ABAQUS等有限元分析軟件已經(jīng)成為航空發(fā)動(dòng)機設計人員不可或缺的設計工具，Excel、MATLAB和origin等數據處理和圖表繪制軟件也成為工程時(shí)必須掌握的工具軟件。在課程設計中鼓勵學(xué)生運用各種工程軟件，使設計過(guò)程從二維的紙面躍入三維的空間，使學(xué)生更加深入理解設計的內涵，增強學(xué)生的設計想象力，有利于克服學(xué)生空間想象力不足和缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗的不足，對于提高學(xué)生積極性，加深學(xué)生對實(shí)體結構的認識具有重要的作用。此外，在課程設計中提供計算機應用的實(shí)踐機會(huì )，使學(xué)生的計算機知識與專(zhuān)業(yè)知識相結合，有利于提高學(xué)生的綜合能力。第三個(gè)研究的重點(diǎn)在于編寫(xiě)課程設計指導書(shū)。對于大多數的本科學(xué)生而言，初次面對工程性、實(shí)踐性較強的課程設計的題目，往往無(wú)從下手，因此制定課程設計指導書(shū)對于學(xué)生盡快進(jìn)入設計狀態(tài)，提高課程設計教學(xué)效果具有很大的作用。同時(shí)在指導書(shū)中明確課程設計的總結報告格式與要求、課程設計評定方式，同學(xué)們可以根據課程設計指導書(shū)明確課程設計的目的和要求，以提高課程設計的規范性。
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