沙 磊，孙 雯，薛 莲

（昌吉学院航空学院，新疆 昌吉回族自治州 831100）

“空气动力学与飞行原理”是航空航天类院校本科交通运输专业的专业必修课，课程开设于第3学期，学生已修完“大学物理”和“高等数学”课程，掌握了大学物理基本原理和微积分计算方法，该课程既涵盖空气动力学基本理论知识，还具备较强的飞行原理相关实践内容，是一门理论与实践紧密结合的专业课。通过本课程的学习，使学生熟悉并掌握流体力学基础、飞机的空气动力、空气动力学应用及飞机的操纵，更好地认识飞机，了解飞行基本原理理论知识，为今后学习相关专业课程打下基础[1]。针对“空气动力学与飞行原理”近年来的教学现状和学生反馈，课程组在课程授课方式、理论与实践教学搭配、线上线下混合教学及课程思政建设方面进行改革创新，以期在课程建设和学生创新实践能力方面取得更好的教学效果。

1 课程现状及存在问题

本课程主要使学生掌握空气动力学的基本概念、文化知识，在学习理论知识的基础上培养学生创新学习思维能力和实践动手能力，提高学生的理论与实践结合的综合能力素质。通过本课程的学习，使学生较全面地掌握空气动力学的基本理论和基本方程以及这些理论在飞机飞行中的应用[2]，能够分析飞机飞行的原理、升力、阻力的计算，掌握飞机操纵的基本方法，并能运用其空气动力学方法解决相关的实际问题，培养学生利用所学理论知识系统分析问题、解决问题的能力。为有效提升学生的综合能力，需要将专业基础教育与工程实践能力的培养有机结合起来[3]，在实际教学过程中，面对现有教学的条件和教学效果反馈，加之后疫情时期线上线下混合教学以及课程思政建设的要求下，目前教学还存在以下问题。

1.1 教学方式单一，缺少实践教学

近年来随着招生规模的逐渐扩大，在生师比逐年上升的情况下，为保证教学质量，目前，昌吉学院“空气动力学与飞行原理”课程的教学仍为单班授课，考虑到该课程的课时仅为32学时，紧凑的课时安排使得教师不得不利用所有的课堂时间进行教材内容讲解和理论公式的推导，这种填鸭灌输式的教学方法造成了教学仍以教师为中心，教学过程仍以教授理论知识为主，教学方式单一，忽略了学生作为课堂主体的角色，课堂参与度下降。在有限的课时范围内无法开展实践教学环节，学生的实践锻炼机会和探究精神的培养受到了一定的限制，学生的学习主动性难以有效被激发[4-5]，学生只能采用死记硬背的方法记忆原理及公式，采用做习题的方式检验所学知识是否掌握，缺乏对书本原理及生活现象进行触类旁通和举一反三的能力，理论知识和实践应用存在脱节。

1.2 教学方法和手段不灵活

教学方式过于传统，教师大部分讲课时间依然采用黑板作为知识传播的媒介，课堂缺乏公式原理验证的实验环节和以问题为导向的探究性教学方法，学生在这种教学方式下普遍反映学习难度较大。教学手段没有跟上技术发展趋势，在课堂中不注重借助多媒体等现代教学媒介将与课程内容相关的幻灯片、视频及动画等资料作为教学的补充和辅助。另外，缺少教具的使用，课堂上教师无法将抽象概念具体化也增加了学生对课程内容的理解难度。除此之外，授课过程局限于课堂有限的课时，教师没有有效利用线上教育平台开展线上教学和线上师生互动环节来扩展学习内容，延长学生学习时长及培养学生自学能力[6]。导致学生学习该门课程渠道单一，知识内容抽象难懂，知识来源途径受限。

1.3 课程思政内容没有嵌入课堂

“空气动力学与飞行原理”课程的内容和特点决定了该门课程非常适合植入课程思政内容，应该利用该课程课堂教学这个主渠道，弘扬中华文化，提高学生思政理论。但在实际上课过程中教师往往不注重课程思政内容的渗入[7]，忽略了课程思政的重要性，没有将课程内容与思政内容相结合，没有在潜移默化中将正确的理想信念和家国情怀有效传递给学生，未帮助学生形成正确的政治方向和政治素养。

2 教学措施

秉承以学生为中心，以问题为导向的原则，针对以上3个方面的问题，“空气动力学与飞行原理”课程教学进行了一系列的创新，旨在适应当前疫情下的线上线下混合式教学需要、提高学生的课程实践能力和有效开展课程思政进课堂活动，达到扩充教学内容、授课方式多元化和加强学生能力培养等方面的目标。

2.1 扩充教学内容，增加实践教学环节

实践教学作为理论教学的有利支撑和重要补充，对培养学生探究创新和动手实践能力发挥着至关重要的作用。为了增加“空气动力学与飞行原理”课程实践教学内容，提高学生实操动手能力，课程组教师利用学生课余时间，针对空气动力学原理的应用、流体运动规律、飞机结构和操纵原理等内容，自行制作了烟风洞模拟装置和飞机模型，学生可利用自制的烟风洞观察烟道内烟流通过不同迎角的翼型表面的流动规律，并对理论知识进行实验验证，模拟飞机飞行时气流的流动和升力的产生原理。通过制作飞机模型，熟悉飞机的气动外形和各操纵面的安装位置和工作原理。另外，课程组购买了波音737飞机模拟操纵系统软件，将授课教室改造成理实一体教室，在讲授飞机操纵原理章节内容时，教师可一边讲述理论知识，一边带领学生利用软件演示飞机操纵过程，在此过程中，学生不仅学习了理论原理，同时还能第一时间将原理进行应用。此外，为扩充教学内容，激发学生对课程内容的验证和探究兴趣，昌吉学院专门开设了为期1周的“飞行原理课程设计”实践课程，学生利用Design Foil翼型设计软件，设计不同参数的翼型并进行模拟风洞试验，通过改变不同翼型参数，主动探究和验证机翼参数对升力和阻力大小的影响规律，并形成验证报告，在此过程中，学生的课程参与度被充分调动，实践探究能力也得到提高。

2.2 丰富教学方法，多种教学手段共用

2．2．1 重视运用视频资料辅助讲解

“空气动力学与飞行原理”的理论概念较为抽象难懂，教师很难通过板书将其具体呈现在学生面前，因此，讲解时应穿插运用视频动画资料辅助授课，在素材积累过程中形成与课程内容配套的视频资料库，帮助学生更好理解原理知识。如在讲授翼尖涡的形成过程这部分内容时，学生无法理解什么是上洗气流和下洗气流，利用视频资料，让学生直观观察飞机飞过后翼尖涡的产生及翼尖处气流的流动方向，有助于将抽象的理论原理具体化，由此还可引出大雁利用上洗气流而排成“一”字形和“V”字形飞行的气动学原理，这种利用视频的直观呈现和举一反三让学生发现由空气动力学原理产生的现象就发生在自己身边，激发他们对日常生活中出现的空气动力学现象的探究。

2．2．2 线上线下混合教学

受疫情因素的影响，线上教学平台应运而生，当传统的线下面授课程无法进行时，线上线下混合式教学模式逐渐成为主流教学模式，利用好线上教学平台，不仅能够摆脱面授课程对时间和空间的限制，还能够充分利用网络教学特点和资源，丰富教学手段。本课程组教师利用“雨课堂”平台进行课程教学设计、微课制作、课程思政素材整理和平台功能的探索及使用，形成了一套基于“雨课堂”平台的具有专业特色和课程特点的“空气动力学与飞行原理”课程的“雨课件”并上传平台，学生可在任何时间登录平台进行自主学习。教师还可利用“雨课堂”平台发布课前预习任务和课后测验，督促学生按时预习复习，全程掌握学生学习状态和学习效果。学生还可利用“雨课堂”弹幕功能，在课堂上通过弹幕及时反馈知识点掌握情况，同时还可利用弹幕将疑问抛出，开展在线互动式的师生答疑，及时为学生解决困惑，最终实现通过“雨课堂”线上课程体系实现线上线下教学相互嵌入，完善课程体系建设，提高教学效果。

2．2．3 教具的制作和使用

教具是课堂教学中教师教授知识的重要道具和载体，教具演示可以在极大程度上帮助教师将所讲的抽象内容具体化地呈现给学生，教具的演示不仅提高了教师的讲课效率，也有利于吸引学生的注意力，帮助学生更好理解和想象[8]。根据“空气动力学与飞行原理”的课程需要，在教师的带领下，学生借助3D打印技术[9]，自行分组制作课堂教具。教师和学生可以根据课程需要，自主为课堂设计制作教具，如在讲授飞机操纵性和稳定性内容时，教师可提前带领学生制作飞机模型，并在课堂上利用飞机模型为学生演示飞机的俯仰、滚装和偏航等飞行姿态，帮助学生提高空间想象能力。学生亲手制作教具既锻炼了动手能力也增强了课程参与度，体现了以学生为中心，从学生中来到学生中去的教学理念。

2.3 课程思政内容有机嵌入

课程中思政素材丰富多样，适合开展多种主题的思政教育。空气动力学研究对象大至各类航空器，小至基本气体微团，包含生活生产中的许多现象。由空气动力学产生的新知识和新原理应不断用于生活和生产中，改变了人们生活方式和思想观念。空气动力学理论和飞行原理是科学家们坚持不懈、探索创新的成果，他们的奉献精神、科学精神和家国情怀是人们学习的榜样，也为人们诠释了科学无国界，科学家有祖国的深刻道理。因此，“空气动力学与飞行原理”课程中包含有丰富多样的课程思政素材，便于在课程中因利乘便地嵌入各种主题的思政教育[10]。例如，讲激波的产生和超音速时，顺势介绍中国超音速飞机从无到有、跻身世界先进行列的辉煌成就，激起学生的爱国意识和民族自信。

“空气动力学与飞行原理”课程中思政素材真实自然，有助于提升课程思政的实效。空气动力学理论来自于对自然流体的研究，其揭示的新知识和开发的新技术改变着人类生活方式和思想观念，空气动力学理论服务并促进人类社会的发展，人类社会生活与该学科发展息息相关，相互通融。因此在讲授空气动力学和飞行原理知识时，总会给学生介绍知识背后的实际应用，就会牵扯到社会生活和人物事件，这些社会生活和人物事件往往包含有若干思政要素，需要教师深入挖掘，并提取其中的思政元素，因势利导地将这些课程思政元素渗入课堂，使学生的思想能自然而然地受到感化、陶冶和升华。这种将社会生活与人物事件搬进课堂的课程思政方式会自然深刻、潜移默化地影响学生的思想。它有效避免了说教、填鸭和喊口号式课堂思政教育，而是将那些美好有教育意义的思政理念润物细无声地栽植于学生内心并指导他们的实际行动。例如，讲超临界翼型时，自然可引入中国的运-20战略运输机案例；讲飞机操纵性时，自然会引入中国自行研制的大飞机C919等。此时此刻相信每一位学生内心的民族自豪感和自信心一定会油然而生。

3 总结

“空气动力学与飞行原理”是交通运输专业重要的专业基础课，概念抽象，公式繁多，理论知识的学习需要与实践应用紧密联系，且随着教育理念的快速转变和授课媒介的不断丰富，课程内容和授课方式也在不断更新迭代，以纯理论授课和应试为主的传统培养模式，已经很难调动学生的学习主动性、培养学生的探究精神，无法达到良好的教学质量，最终将不利于学生实践创新能力的培养和全面发展。本次课程创新通过对“空气动力学与飞行原理”课程在有限的课时条件下将理论与实践教学相结合并进行探索，扩充教学内容，增加实践教学环节，将创新意识和动手实践贯穿教学始终。丰富教学方法，将多种教学手段用于课堂教学，开辟线上线下混合教学新局面，丰富学生获取知识的渠道，与此同时，结合教学内容，将课程思政内容有机嵌入课堂，激发学生爱国情感和家国情怀。