获奖等级：国家级
课程类别：虚拟仿真实验教学一流课程
完成单位：能源与动力学院
课程负责人：宋迎东
课程团队其他主要成员：孙志刚、黄向华、于兵、周标
一、课程概况
本课程致力于培养学生深入了解航空发动机结构设计的能力，以满足我校飞行器动力工程专业学生的需求。通过理论探讨、实践操作等方式，学生将掌握航空发动机总体结构、部件设计等核心知识，培养其综合运用专业知识分析复杂问题的能力。紧扣我国航空发动机自主创新需求，结合国家重大专项要求，课程强调理论与实践相结合，培养学生独立思考和团队合作能力，为其未来的学术和职业发展奠定坚实基础。
二、课程建设与改革举措
（一）课程建设历程
南京航空航天大学自上世纪50年代创校伊始，便在航空发动机设计教育领域开拓先河，逐步形成了一套独特而系统的教育体系。初始阶段，学校聚焦于军用航空发动机维修人才的培养，课程内容主要围绕发动机原理与构造。随着时代的发展，80至90年代，我国航空发动机行业开始探索“测绘仿制”技术，南航响应时代需求，由高德平教授和陈士煊教授领衔，推出“航空发动机构造”课程，进一步深化学生对发动机总体及部件设计的理解。这一阶段的课程建设，对于培养航空行业的领军人才，起到了不可或缺的作用。
进入21世纪，随着我国航空发动机研发方向由“测绘仿制”向“自主创新”转变，南京航空航天大学再次站在教育改革的前沿。以宋迎东教授为代表的教学团队，创新推出“航空发动机结构分析与设计”课程，旨在满足新时代对航空发动机自主创新型人才的培养需求。该课程不仅深化了学生对发动机设计的认知，而且为学生提供了实践操作的机会，极大地提升了教学的实效性和前瞻性。
（二）课程改革举措
南航在航空发动机设计教学方面的持续改革，体现在课程内容、教学方法和评价体系的全面更新。2014年，学校建成并推出了“航空发动机结构分析与设计”MOOC课程，并于2017年成功列入江苏省在线课程资源库，实现了课程内容的数字化和在线化。2019年，学校引进了国际先进的2.5轴齿轮驱动风扇发动机，并基于自研微型航空发动机台架试车系统，开发了国家示范性虚拟仿真实验教学项目，大大丰富了实践教学资源。
图1 “航空发动机结构分析与设计”MOOC课程
课程的教学方法也发生了革命性的变化。通过将大约50%的课程学时安排为线上自主学习，20%的学时进行现场教学，以及30%的学时采取课堂讲授和实验操作，形成了线上与线下相结合的混合式教学模式。此外，课程还采用了翻转课堂教学模式，鼓励学生通过探究式学习和小组讨论，增强了课程的互动性和探索性。
图2 翻转课堂教学模式
课程评价方式也进行了创新，将平时成绩和期末闭卷考试成绩综合评定，各占50%的比重，更加注重学生的平时表现和实际能力的培养。这些改革举措的实施，显著提升了教学质量和学生的学习效果，为航空发动机设计教育领域树立了新的标杆。
三、课程主要特色
在响应国家对航空发动机自主设计战略的呼唤中，我们深刻认识到对创新性人才的培养需求日益增长。为此，我们精心设计了一门旨在提升飞行器动力工程专业教学质量的核心课程，通过线上慕课、虚拟仿真教学资源与线下翻转课堂的教学模式深度融合，全方位支撑学生掌握航空发动机总体结构分析与实践能力。这种创新的教学理念不仅致力于知识的传授，更重视能力的培养和思维的启发。
课程内容的设计紧密围绕行业对人才培养的具体需求，尤其强调航空发动机总体结构的深入分析，以满足航空领域对自主创新和“总体分析与设计”能力的高要求。我们通过线上慕课形式，提供了丰富的理论知识和最新行业动态，使学生能够随时随地进行学习和探索。同时，虚拟仿真教学资源的引入，使学生得以在模拟环境中对发动机设计进行实践操作，极大地增强了理论与实践的结合。
实践教学环节是课程的另一大亮点。通过设置不同级别的虚拟仿真实验和现场教学实验，如微型涡喷发动机、小型涡扇发动机装拆实验以及中型航空发动机的实际操作等，学生有机会接触和了解各类发动机的结构和工作原理。这种多层次、跨范围的实践教学体系，有效提升了学生对航空发动机特点和设计理念的深入理解，为将来的工程实践和创新设计奠定了坚实的基础。
图3 小型涡扇发动机装拆实验
此外，本课程大力推行翻转课堂和探究式学习理念，旨在引导学生主动学习和思考，通过实际问题的探讨和解决，培养学生的综合分析能力和创新思维。我们在慕课内容组织、虚拟仿真实验设计、课堂讨论引导以及现场实践教学等多个环节中，融入探究式学习方法，有效激发了学生的学习热情和实践兴趣，为培养具有创新能力和解决复杂工程问题能力的高素质人才提供了有力支持。
综上所述，本课程通过其创新的教学模式和实践教学体系，不仅提高了教学质量，更为航空发动机设计领域培养了一批具有创新思维和实践能力的优秀人才，为我国航空工业的发展做出了积极贡献。
四、课程建设成效
课程建设的成功在于显著提升了学生的学习兴趣和学习效果，同时培养了学生的实践能力和创新思维。通过融合线上慕课、虚拟仿真教学、翻转课堂和现场实践等多样化教学方法，学生对航空发动机设计的兴趣被大幅激发。这种教学模式不仅增强了学生的学习动力和主动性，而且通过多层次实践教学和综合评估机制，使学生能够全面理解和掌握航空发动机的结构和设计原理，不断提升其专业技能和实践能力。
同时，课程还重点培养了学生的问题解决能力和创新思维。参与虚拟仿真实验和现场教学实验等活动使学生直接接触到航空发动机的实际操作，鼓励他们运用所学知识解决实际问题。此外，课程通过增强学生的团队合作、沟通表达能力和解决问题的能力，不仅提升了学生的综合素质，也增强了他们的就业竞争力。这样的教学成效为航空发动机设计与创新人才的培养奠定了坚实的基础，体现了课程建设的综合价值和意义。