“课”以南航丨这门课,开启通往未来“总师”之路

这是一门开课时间悠久的代表性课程

见证着时代变迁发展

随着时代变化、内涵不断丰富

这是一门极具航空特色的专业核心课程

聚焦着专业人才培养

致力于培养出更多“总师”

这门课是《飞行器系统设计》

多年来,这门课程在不断丰富发展

跟着晓南一起走进这门课程吧


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《飞行器系统设计》课程面向飞行器设计与工程专业大四学生开设,依据飞行器设计与工程专业人才培养要求,旨在培养学生掌握飞机操纵、控制、液压、燃油等子系统基本组成、功能原理及相互间交联关系的知识,具备各子系统初步设计和基本性能分析的能力,获得系统思维和科技创新素养,将航空航天精神有机融入课程知识点,实现思政教育与专业课程的深度融合。

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这门课为谁而开?

致力于成为“总师的摇篮”


“各位总师,欢迎大家和我一起开启这门课程的学习之旅”,这是航空学院教师魏小辉在飞行器系统设计课堂上常用的开场白,“各位总师”是他每次上课对学生的称呼,也是这门课最终想要达成的培养目标:能够从课堂中走出更多总师。

飞行器系统设计是面向飞行器设计与工程专业大四学生开设的专业核心课,对学生的专业知识体系的要求较高,因此这门课程也选择在学生修完基础课和专业基础课后开设,“我们希望这门课程和飞行器总体设计、飞行器结构设计一起,为飞行器设计与工程专业的学生构建更加系统综合的专业核心知识体系”,魏小辉说道。


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“我们希望培养学生的系统思维”,课程教师尹乔之说道,不仅仅从气动外形部件和结构传力分界的角度去认识和了解飞行器,而且从系统分解以及相互间关联关系的角度去重新认识和了解飞行器,并进一步了解以系统工程的方法去设计飞行器的基本理念。

飞行器本身已正在从机械化向信息化和智能化方向发展,飞行器系统设计课程上述人才培养目标的确立,是为了让学生认识和了解电、热、控、传和智能技术等知识在飞行器各系统设计中的体现,更是通过对系统思维的培养,提升学生创新能力、综合能力、工程能力,以及协作精神、全局观念和超越意识。

围绕这一目标,这门课程带领着学生由浅入深的学习了飞行器各个系统的知识,让学生“看见”的飞行器本体,不仅有形有骨(核心是气动总体和结构强度),而且是有血有肉有脑(核心是广义感传算控和智能)的系统整体。“从而对飞行器本体有更深的认识,相关知识体系才能更加完备”,魏小辉说道,这也是进行课程内容设计的初衷。


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为了让学生能够“无缝衔接”进入工作岗位,任课教师会结合自身研究,不断更新自己的知识系统,将最前沿的信息带到课堂上,“本科期间学习的这门课变成了我现今所要进行的工作,因为学习了这门课,感觉很多最新的知识都有所了解,熟悉工作的时间也非常快。”航空学院2016级本科生孔德旭,毕业后在609所从事飞机机载液压系统设计研究工作,被问到这门课对自己的帮助时,他说道,很庆幸本科期间学习了这门课程,这是他萌生“总师梦”的地方。


这门课怎样来上?

让知识能够“看得见”“摸得着”


这门课程涉及飞行器的八大系统内容,如何在40个学时中,将内容讲深讲透,确保学生能够全面掌握?这是在课程改革之初就需要任课教师必须去解决的问题。让知识能够“看得见”“摸得着”,是这门课在探索中找到的解决方案。


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互动性强,一步步拆解课程难度

“课上互动设计很多,节奏很紧凑,根本不会有任何机会让我们走神”,目前正在读研一的学生周乐回忆起一年前上这门课的场景,感到收获颇多。“加强与学生的课上互动”——这是教学团队上课的特色。课上,任课老师会不断抛出问题、选人回答,进行调查问卷、弹幕实时互动等,让学生的注意力始终集中在课堂内容上,提升学生的课堂参与度,“为了能够及时掌握学生对知识点的掌握,从而更好地把控课程进度”,尹乔之谈到互动设计的目的时说道。


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“老师们没有照念PPT,而是用风趣幽默的讲解打破了大家对飞机系统设计课程枯燥无趣的刻板印象”、“我觉得我们的课堂氛围很好!老师们会在学习通上发布一些问题,带领我们积极参与讨论”、“每个老师都挺幽默的,他们经常从讲台上走下来,在我们旁边跟我们一起探讨一些问题”……“强互动”的授课模式也受到了学生们的欢迎。


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为了激发学生的学生兴趣,老师们在课件上更多地添加图解和与课程内容紧密相关的短视频,增加包含飞机子系统的小型飞机教具进行现实演示,使同学们对系统有直观的现实认识。老师们精心营造的课堂氛围,消解了这门专业课程专业性强、学习难度大给学生带来的课业压力。在浓厚的学习和讨论氛围中,学生们可以边思考边学习,为学生的科研工作打下坚实基础,生动有趣的课堂,轻快地叩开了了解飞行器系统设计知识的大门。


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实践性强,在飞行器旁上课

飞行器系统设计的内容较为抽象,对任课教师来说,让学生能够“看得见”知识还不够,还得让学生能够“摸得着”知识,于是“课程实践”在课程中占据了重要的位置,近年来,这门课一直在拓展实践教学的授课方式和实践内容,结合飞行器系统实验室建设,带领学生走进飞机系统实验室和航空馆,将飞机每个子系统样件、包含各子系统的真机带进课堂,让学生亲自动手操作南航自主研制的AD100真机操纵系统、飞机铁鸟实验台上的飞控系统、电气系统、液压系统和起落架系统……


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一系列举措为研究生阶段的分系统设计课程学习,以及工程实际中的飞行器系统设计工作打下基础,同时激发了学生科创的兴趣、提升了学生的动手能力,从这门课走出的学生,在任课教师的指导下,运用课上所学,多人获得互联网+国赛金奖、银奖,江苏省优秀本科毕设,教指委毕设成果交流会一等奖,江苏省航空航天领域科技创新挑战赛一等奖等荣誉。


这门课如何上好?

将“系统设计”进行到底


为了能将这门课上好,“跨院系合作、深入学科交叉”,“回应学生需求、动态调整教学方案”,“分模块合作、开展教材编写”成为团队老师们在课堂外深耕的三大法宝,课堂之外,他们也将系统设计进行到底。


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跨院系合作、深入学科交叉

飞行器系统涉及的专业多、知识面广,“单一的知识体系不足以适应专业前沿发展,必须要了解更多专业知识”,2019年,成为课程教学团队负责人的魏小辉在进行课程设计时,为了适应飞行器设计朝着信息化和智能化发展的内涵变化,大力进行课程改革,他带领团队于同年成功申报了《飞行器系统设计》校级精品课程以及精品教材改革项目,开始重新建设课程体系、更新课程知识架构。

这门课也就此开启了跨院系合作之旅,“更加注重学科交叉”成为这门课的亮点和特色所在,根据专业方向最新研究进展,在原课程基础上增加了起落架系统、人机与环境控制系统、推进系统、电气系统等内容,“术业有专攻,我们希望每个模块的系统知识都由专业老师来指导”,为此,组建了由飞行器设计、飞行器电气工程、空气动力学、航空宇航推进理论与工程等学科专业组成的跨院系的教学团队。


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课程新体系架构


“教会学生学科交叉融合前,老师们已经提前完成了学科交叉学习”,任课教师印寅说道,自己也通过这门课的联合备课,学到了很多自身专业外的知识,在不同专业的碰撞中激发了很多科研灵感,通过一遍遍的互相协作、共同打磨,共同打造一门为学生定制的精品课程。

课堂内外,团队都将“学科交叉融合”贯彻到底,为了打造优质的课件,不同学院、不同专业老师之间通过线上线下多途径的沟通交流,根据专业特长分工进行课件的制作,形成了“多备课主体、一备课内容”的建设理念,为学生共同凝练并传授最精华的知识。


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回应学生需求、动态调整教学方案

“不循规蹈矩、动态地调整课堂内容”,是对每个任课老师的基本要求,课程利用线上智能学习平台,在课前更新教学资料,根据学生预习情况的反馈,及时应对调整课程内容,“我们要在每一堂课之前,回应学生的预习反馈,及时响应并适应性调整教学方案”,课程任课教师张明说道,课后还设置了作业、讨论、小测试等环节,及时跟进和强化线下课堂学习内容,从而及时调整下一步教学方案。


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分模块合作、开展教材编写

除了打造最佳课堂,团队自2019年也同步启动了一件事,就是编写一本适合现有教学模式、内容的教材。课程教学团队根据专业方向最新研究进展对原教材中老旧部分的内容进行了更新,并根据课程内容变化同样增加了起落架系统、人机与环境控制系统、推进系统、电气系统等章节内容。同时按照最新的课程和教材内容,建立了对应的习题库,题型多样且具有不同的难度梯次分布,锻炼学生根据课程和教材学习解决问题的能力。


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《飞行器系统设计》新编教材



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多媒体课程资源建设


“以前总觉得做科研很难,而这次真正投身去编写一部教材,才深感教材编著更加不易”,尹乔之说道,从2019年到2023年6月教材出版,每一年的寒暑假都是用来编写教材的“专属时光”,在这期间,线上线下的教材编写讨论会开了无数次,历时四年,终于让这本教材得以出版,这本教材获得了工信部“十四五”规划教材立项。



一次次生动有趣的课堂

一位位尽职尽责的老师

一场场精益求精的备课

一字字沉淀打磨的教材

为学生们搭建起通往未来的“总师”之路