航空航天概论

《航空航天概论》国家精品课建设

北京航空航天大学贾玉红

一、课程的历史沿革和特色

《航空航天概论》是我校针对全校大学一年级学生开设的工程概论性公共必修课程，作为全校的重要特色基础课一直都受到学校和教师们的高度重视。自1952年建校以来，《航空航天概论》（以下简称《航概》）就被列为全校的选修课。经过几代人50多年的努力，该课程从课程内容、教学方法、组织形式等各方面均有了很大的突破，使本课程成为全校重点建设的基础课程。随着航空航天科技的快速发展，1997年学校又把本课作为全校所有理工类、文史类和法律类大学一年级的必修课，使之成为一门具有浓郁航空航天特色的重要课程。

航空航天技术是一门高度综合的尖端科学技术，是一个国家科学技术先进水平的重要标志，对社会发展影响巨大。因此，《航概》的学习，是学生了解航空、航天科技和世界先进技术的第一窗口，是培养学生爱航空、学航空、投身于航空事业的重要入门课程，也是让学生初步建立航空航天工程意识，并为后继课程的学习打下基础的重要环节。《航概》课不仅对航空类专业的学生有重要的意义，而且对于非航空类专业和其它各类高校的学生来讲，也是他们进一步拓宽知识面和专业面，开拓视野，扩大知识口径，提高文化素质的有效途径。

由于教学对象是低年级的大学生，还不具备相应的专业基础，因此必须考虑如何将先进的航空航天知识更好地传授给学生，使学生达到融会贯

通、学以致用的目的。通过长期的教学实践，我们对传统的单一的以课堂讲授为主的教学模式进行了改革，不断更新教学内容，改进教学方法，形成了一种课堂授课和现场教学相结合，跨院系、跨学科、跨专业的联合教育模式，充分利用各系资源和教学条件，为学生提供更多的学习和实践机会。经过多年来的教学实践，教学水平和教学质量有了显著的提高。二、课程教材建设

航空航天技术的发展日新月异，为了使教学内容充分体现现代航空航天的最新成果，自52年建校以来，教材内容几经改革，由最初的讲义，到史超礼编的《航空概论》和过崇伟等编的《航空航天技术概论》，都凝聚了很多教师的心血，课程内容浓缩了航空航天技术每个阶段的发展历程。

教材建设是教学改革的重要内容，1996年学校组织了一批以何庆芝教授为组长的在航空航天领域有较高学术造诣的专家编写了《航空航天概论》教材，教材内容丰富翔实，通俗易懂，被评为普通高等教育“九五”国家级重点教材，教材发行量在20000册以上，已成为航空院校和相关院校的首选教材。为了使教学内容充分体现现代航空航天技术的特点，需要对教材内容进行及时更新，从2002年起，课程组又组织新版教材的编写。新编的《航空航天技术概论》（谢础主编）即将出版，并作为国防“十五”重点教材向全国推行。新编教材在吸收原教材优点的基础上，突出了航空航天新技术和新成果的介绍，使教材具有很强的时代性。

三、教学改革与教学实践

《航概》的特点是图片多，信息量大，涉及内容广，如果采用传统的

“粉笔+黑板”的教学模式，很多时间都花在板书和画图上，教学效率低，教师只能在有限的时间内强行灌输教学内容，实行“填鸭”式教学，课堂气氛沉闷，学生感到压抑，从而失去了上课的兴趣。因此，我们在教学中采用了多媒体教学和网络教学相结合的双渠道教学方式，同时定期组织一些丰富多彩的教学活动，使教学效率和学生上课积极性大大提高。

1．现代化的多媒体教学

由于课程本身具有一定的工程性，过分理论化的教学会使学生不知所措。要想突破理论的局限，使学生的思维与工程实际结合起来，产生更多的灵感，动态画面、实物影像和三维立体表达是一种有效的教学方式。因此，我们运用多媒体技术采集和编辑了大量的图片、影片，制作了相当数量的动画，真实而生动地再现了飞行器的内部构造、工作原理和工作过程，学生在欣赏和参与的同时，轻松地掌握了教学内容。

在高速发展的信息时代，固步自封就等于落后。在概论性课程的教学过程中，教师必须利用有限的课堂时间最大限度地输出教学信息，让学生了解到更多、更新的内容。多媒体课件能大幅度地节省板书时间，通过链接大量生动详实的图片，可以轻而易举地将工程现场搬进课堂，不但提高了教学效果，还大大丰富了课堂内容。

教学本身就是一个动态的过程，无论是书本内容还是教师教案，都应随着时代的发展不断更新和完善。由于《航概》所涉及的航空航天技术时代性很强，因此，教学内容的更新就显得更为迫切。多媒体教学将教师教案电子化，教师对教学内容的修改、加工和补充更加方便，新技术和新成

果随时都可以以图文并茂的形式反映在课件中，课堂内容紧随时代的步伐，充分体现了内容的先进性。

2．课上、课下相结合的双渠道网络教学

目前，网络教学已成为信息时代课堂教学最有效的辅助教学手段，它作为一种全新的教学方式，突破了传统教学的时空限制，以信息量大、覆盖面广、交互性强等数字化优势，在教学改革中占据了越来越重要的地位，网上教学已经成为学生获取知识和信息的重要途径。

为了进一步增大教学信息量，扩大知识面，我们也制作了网络多媒体辅助教学软件。辅助教学软件在教学大纲的基础上，收集了世界各国航空航天的新技术、新成果，以及国内外航空航天的最新发展动向，是对书本教材的有利补充。随着课堂讲授内容的增多，未免会使部分学生出现课上听得津津有味，课下感觉消化不良的现象。为此，我们在网上提供了教学重点、要点分析，课后复习题、节后自我检测题等栏目，学生通过网上学习，对需要掌握的内容做到了心中有数，学习更加扎实，学习效率也有了很大的提高。

网络教学软件集演示、自学、自测功能为一体，是学生课下复习、开拓眼界、扩充知识的有效途径。网络教学软件，使用方便，交互性强，形成了课上、课下相结合的双渠道教学模式。为了使网络教学更具知识性、趣味性和观赏性，本教学软件共收集制作了600余幅图片，90余个录像和动画，学生爱学、爱看，教学效果很好。

3．大比例的现场教学和课堂教学有机结合

《航概》的教学对象涉及到全校各种不同专业的低年级学生，他们的理论基础和工程概念很薄弱，尤其是文科类专业的学生，对工程结构的想象力和接受力更差。如果采用传统的单一的理论化教学模式，学生只能死记硬背，囫囵吞枣，对知识的掌握和运用能力较差。为了使学生更好地掌握和理解所学内容，化抽象化教学为形象化教学，在理论课的基础上，又开设了现场课，形成理论课与现场课的有机结合，并注重现场教学，学生可在现场课中进一步消化和吸收理论课的内容。根据课程的要求，每一章节都安排了相应的现场课，理论课与现场课的比例为16：10。大比例的现场教学使学生有了将学到的理论知识应用到工程实践的机会，学生对这种触手可及的形象教学表现出了很高的热情，学生的兴奋点被激发了出来，许多在课堂上没有注意到或没有领悟的问题，在现场课上也暴露了出来，他们带着问题去思考，去解决，达到了学以致用的目的。为了提高现场授课效果，现场课分成小班进行，每个学生都能看到各个零部件的细微结构，也都有机会对可运动部位进行实地操作，还可以对经典的巧妙设计进行研究，这种研究性、动手性和启发性的锻炼对学生综合素质的培养尤为重要。

4．开展名师课堂、举办专题讨论、参与课堂教学，教学活动丰富多样

目前，大多数课程沿袭了以“教师为中心”的教学模式，课堂教学以教授为主，学生处于被动接受的地位，学生的主动性受到了限制。为了改变这一现状，我们举办了各式各样的教学活动，比如，每年结合课堂内容，

组织国内知名的校内外院士、资深的专家学者进行航空航天知识讲座，与学生进行面对面交流，他们渊博的知识和丰富的经验为学生提供了丰富的精神食粮；另外，我们还经常举办有关航空航天技术的演讲比赛和知识竞赛，或者就某一专题让学生自己组织内容参与讲课并进行讨论，提出自己的看法。这些教学活动充分体现了学生的主体地位和核心作用，调动了学生的积极性，课堂气氛活跃，学生由以前的被动地接受知识，转变到现在的主动地索取知识，主动参与意识和师生互动大大增强。在师生之间、同学之间的交流过程中，一个个知识点和一条条精辟的见解汇聚成知识的海洋，使学生和教师都受益匪浅。

四、跨院系、跨学科、跨专业的联合教学模式

根据《航概》涉及面广，学科跨度大的特点，在进一步提高教学质量和教学水平的前提下，学校决定由航空科学与工程学院、动力工程学院和自动化科学与电气工程学院共同完成《航概》教学，形成以航空科学与工程学院为中心，联合其它院系的跨院系、跨学科、跨专业的联合教育模式。各院系、各单位均聘请具有丰富教学经验和实际工作经验的教师执教，教师上课更加自信，学生也可以从不同专业的老师那里吸收到更广泛、更丰富的知识，进一步扩大了专业范围。这种跨院系、跨专业的联合教育模式，可充分发挥各专业的优势，各取所长，优势互补，这在全校乃至其它高校也是少有的。

由于采取了跨院系、跨专业的联合教育模式，因此，各院系的教学资源得到了充分的利用。本课程协调各个院系共同组建了航空航天发展史、飞行原理、动力系统、机载设备和飞行器结构五个展室和实验室。实验室

总占地面积超过10000m2，为学生创造了良好的实验环境。展室展出了大量的飞行器及其零部件的实物和模型，为学生的分析、研究和工程意识的培养创造了良好的条件。

五、教师队伍建设

北航每年有几千名学生上《航概》课，因此必须有足够的师资力量。为了保证教学质量，我们安排了多名教师共同执教，任课教师既有经验丰富的教授，又有勇于进取的中青年教师，形成一支实力很强的教学梯队。其中，校内名师讲座均为院士等著名学者，理论课教师中大部分都具有硕士以上学位，具有高级职称的教师占80%以上，现场课教师全部具有工程师（实验师）以上的职称，半数以上的教师曾获各种级别的教学成果奖。

教学质量的提高与教师的科研成果密不可分，只有将教学成果融于教学，教学内容才更具活力。课程组成员在任教的同时，积极参加科研活动，科研成果的转化有力地促进了教学水平的提高。

课程组多年来坚持新开课教师的培养制度，新任课教师都进行试讲，并由教学水平较高的教师负责教学质量监控和对青年教师进行传、帮、带。课程组坚持集体备课，定期听课制度，取长补短，发现问题及时解决。六、课后实践是培养学生动手能力的重要环节

为了激发学生的创造欲，培养创造型人才，本课程与后继的小飞机制作相结合，让学生自己动手、自主开发，自行设计各类飞行器。在设计和制作过程中，学生通过查阅大量的资料和对世界先进技术的研究，开发出了很多新的作品，在每年举行的校“冯如杯”和全国“挑战杯”比赛中，都有十几项颇具创意的作品获奖。这些作品的开发与设计，是学生综合素

质和创造能力的直接体现，也是衡量课程效果的重要砝码。课后的实践活动将会对学生今后的成长产生不可估量的影响。

七、教学效果

作为一门工程概论性基础课程，本课程有着与其它类型课程不同的特点，其内容涉及面极广，几乎囊括了航空航天科学的各个领域；课程的内容先进，具有很强的时代性；课程既有基础理论，又有工程概念，是一门综合性很强的课程，这样的课程对于大学一年级的学生来说的确是一个挑战。在《航概》的教学过程中，通过将理论传授和现场教学有机地结合，形成了更直观、更形象的教学方式，这种形象化教学方式，得到了广大学生的认可。学生在上课过程中，气氛活跃，注意力集中，学习状态也由以前的被动、从属、消极的状况，变为现在的主动、参与、积极的状态，学生变以往的“要我学”为现在的“我要学”，教学质量和教学水平大大提高。

《航概》自1997年定为必修课以来，已有近20000名学生完成了本课程的学习，并取得了很好的成绩。《航概》的学习，不仅扩大了他们的知识面和专业面，同时也对他们工程意识的培养和创新能力的培养起到了非常积极的作用。本课程的任课教师也锐意改革，积极进取，在本课程的教学改革中获校级教学成果一等奖、校级教学成果三等奖和北京市教学成果一等奖各一次，取得了很好的教学效果。

参考文献

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