【一流课程】直升机飞行力学

发布者:刘长江发布时间:2024-05-08浏览次数:216


获奖等级:国家级

课程类别:线下一流课程

完成单位:航空学院

课程负责人:陈仁良

课程团队其他主要成员:李攀、陆洋


一、课程概况

直升机飞行力学是南京航空航天大学开设的本科生专业核心课程,对象为飞行器设计与工程专业大三本科生。课程工程系统性和学科综合性强,理论与工程实际联系紧密,在塑造学生的专业秩序、实践能力、创新精神及社会责任感,服务于直升机高水平人才培养体系的作用显著。课程始建于1985年,经过30余年的建设2010年成为江苏省精品课程,2004年本课程教材被评为江苏省优秀教材。为适应新时期高层次直升机人才培养的需求,在前期建设的基础上,围绕教学理念、课程内容和教学方法创新,不断改革,与时俱进,更新课程教学目标设计理念,教学过程力求知识传授与能力培养并重,厚植社会责任感和培养创新能力。先后完成了江苏省高等学校品牌专业教材的编著以及修订,对教学内容的继承和更新,拓展内容的深度和难度等进行了有机改革。探索了科教融合的研究性教学方法,强化了课程实践教学环节,构建了综合的成绩评价方式。

二、课程建设与改革举措

在课程思政方面:结合专业背景提炼素材,将延安二号直升机研制历程、王适存涡流理论、武直十总师的经历等内容与课程有机融合,润物细无声地进行情怀化教学。

在教学资源建设方面:包括教材建设和实验教学环境建设。《直升机飞行力学第二版》教材于2019年由科学出版社出版,新教材对课程内容的继承和更新、拓展内容的深度和难度等进行了有机改革。构建课堂沉浸式、真机实物沉浸式和虚拟仿真沉浸式的多维学习与实验系统,进一步强化理论与实践的教学活动。

在教学内容、教学设计、教学方法方面:教学活动包括课堂和实践两个环节。课堂教学采用启发、互动、探究等研究性学习方法,精心设计启发性问题和研讨性问题,营造有开放度、参与度的课堂教学环境。遵循循序渐进螺旋上升的认知规律,以问题为导向引发学生兴趣,为重点、难点和亮点做好铺垫,概念、方法、规律细致讲解,做好小结,明晰脉络,澄清认知适定性。

实践教学环境的特点在于多元化和个性化,依托广阔的教学试验空间,综合运用模型教具、“延安二号”真机教具、虚拟仿真教具和智慧教室,打造课堂教学与实景式教学、体验式教学、现场教学有机融合的多维度情境式教学环境。

利用学习通等现代教学工具和手段开展课堂教学,建立直升机飞行力学课程在线教学平台,发布学习资料、作业等,及时了解学生的学习效果,并根据学习效果及时改进教学设计和教学方法。

在课程考核及反馈方面:紧紧围绕课程目标使用测评工具和评价方法,对学生学习效果进行全过程考核。利用“学习通”等平台工具,获得学生对课程教学效果的评价,并根据学生反馈及时改进教学设计和教学方法;课程结束后,对学生实际操作能力、课程基础知识、学生综合素质进行分项考核,综合打分评价。

三、课程主要特色

1.围绕课程目标的高阶性、教学内容的创新性和课程学习的挑战度,对课堂教学、教学手段和实践教学进行了核心要素设计。在课堂教学内容设计中,从直升机经典理论发展中凝练素材,使内容接地气;从直升机研究进展中提炼素材,培养学生解决复杂问题的综合能力,使学生够得着;从自身科研中挖掘素材,使学生通过“跳一跳”才能够得着。在整个教学过程中,结合专业背景提炼素材,将延安二号直升机研制历程、王适存涡流理论、武直十总师的经历等内容与课程有机融合,润物细无声地塑造学生的社会责任感和家国情怀。

2.针对直升机飞行力学中的课程理论深奥,传统教学模式学生不易理解和掌握的问题,探索以学生为中心的启发式教学创新模式,引导学生主动思考、主动提问,做知识的发现者。利用丰富的教学资源,综合运用模型教具、真机教具、虚拟仿真教具和智慧教室等,打造课堂教学与实景式教学、体验式教学、现场教学有机融合的多维度情境式教学环境,进一步深化对直升机飞行力学理论知识的认知和理解。

3.探索实践引兴趣、兴趣带学习、学习促创新的做中学的教学方法,实现了从以教为中心向以学为中心的转变,从单纯的理论学习向理论学习加实践创新的转变。将最新的科研成果融入到课堂的教学新模式,引导本科生参与科学研究,培养学生刻苦专研、严谨求实、团队协作的品格,锻炼学生的创新能力、动手能力和灵活运用知识的能力。

四、课程建设成效

课程建设得到了校内外专家和学生的高度评价。国家教学名师昂海松教授对该课程给与高度评价:这是一门专业性很强的课程,对于授课教授的教学水平有着很高的要求,如何将复杂的抽象的直升机运动简化具象化,这是一个很大的难题。陈仁良教授根据自己多年的研究经验以及教学经验,将《直升机飞行力学》的课程融合贯通,化整为零,将理论与工程结合,将教学与科研结合,综合运用多媒体教学、试验教学、演示教学等手段,化难为易、化繁为简,化抽象为形象,带领学生们走进直升机的大花园,领略直升机独特的美。学生在评教中说道:“学了直升机飞行力学才知道桨叶挥舞和质量-弹簧-阻尼系统的原理是相同的,桨叶的离心力充当了旋翼挥舞过程中的恢复力,相当于质量-弹簧系统中的弹簧!”。还有学生这样叙述:“陈老师给我们讲了我国第一家自行设计的直升机延安二号的故事,之前一直不明白为什么名字要取延安二号。当时研究人员条件那么艰苦,都能研制成功延安二号,顿时觉得他们形象好高大!作为直升机系的一名大三学生,要传承那股不畏艰苦的延安精神,发扬航空人航空报国之志”。

课程2023年被教育部认定为国家一流线下课程,课程团队获2021年江苏省创新大赛一等奖。课程负责人在教育部航空航天类专业教学指导委员会委设立的“课程交流与教师培训”板块进行交流,起到了较好的示范作用。课程负责人被中国试飞员学院聘为试飞员培训理论教员,具有推广应用价值。