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教学改革

加强航空维修实验室建设,深化实验教学改革

来源: 发布时间:2020-09-18 16:36:56 浏览次数: 【字体:

南昌航空大学通航(民航)学院,南昌  330063摘要:实验教学是培养学生实际操作能力,解决实际问题和培养创新能力的重要途径,由于存在生产实验教学渠道不畅,实验设施落后,“重理论,轻实践”的教学观念,实验教师结构不合理,层次不高等问题,学生的实验教学效果不理想。本文通过分析当前我国高等航空院校中存在的一些问题,提出了在校内建立航空维修专业实验室的构想并制定了实验室管理规定,通过加强校内实验教学建设,弥补校外生产实验教学中学生动手操作机会少,工作经验难以积累的缺陷,从而提高学生的操作能力,思维能力,创新能力,保障学生的实验教学满足教学大纲的要求,提高学生的就业竞争力。

关键词:航空维修;实验教学;改革;创新能力;教学大纲

0. 引言

实验教学作为航空维修专业的重要组成部分,具有直观性、操作性、主动性、探索性和创新性的特点,在培养学生实际操作能力,分析问题解决问题能力和培养创新能力上具有不可替代的作用[1-2]。目前,高等航空院校的学生主要安排在航空航天类企业实习,航空航天类企业存在着生产任务重,产品质量要求高的特点,学生实习可能导致生产不安全、质量不安全等问题。同时,不同的生产单位、部门保密等级较高,无法对学生进行全方位开放。因此,航空航天生产实习单位大多安排实习学生听技术人员讲座、走马观花参观生产现场,导致学生对产品的生产流程,工艺要求不清楚,更不要说动手操作。生产实验教学达不到教学大纲的要求,学生动手能力差,缺少分析问题、解决问题的能力,不能满足用人单位对新增员工“能用、快用、好用”的要求。

本文提出了在校内建立航空维修专业实验室的构想,并制定实验室管理规定,用于弥补校外生产实验教学的不足,既起到培养学生的动手操作能力、分析问题、解决问题能力和创新能力,又起到了节约成本和时间的作用。因此,加强校内航空维修实验室建设,深化实验教学改革对提高学生的动手能力和创新能力具有重要的意义。

1.航空维修专业培养目标

航空维修专业的培养目标:培养具备健全人格、社会责任感和创新精神,具备扎实的理论知识、深厚的航空维修专业知识和过硬的技术创新能力;具有较强的维修实践能力,较熟练地使用各类通用和专用工装;通过严格的实践性教学环节和系统的科技创新训练,具备运用所学知识和技能,分析和解决航空维修工程实际问题的能力及创新能力;适应航空工业发展需要,能够在航空装备生产制造、使用保障等相关领域的航空制造厂、航空修理厂、航空公司、试验试飞单位从事技术开发、机务维修、组织与管理等工作的应用型、复合型、创新型高级工程技术人才。

从航空维修专业培养目标可以看出:只有通过严格的实践性教学环节和系统的科技创新训练,提高学生的动手能力和创新能力,将理论知识融入到工程实践中去,才能具备解决航空维修工程领域实际问题的能力,指导作业现场,更快地适应岗位需要。因此,生产实验教学是培养学生实际操作能力,分析问题、解决实际问题能力和培养创新能力的重要途径,也是提高学生就业竞争力的重大举措。

2.航空维修实验教学中存在的问题

2.1 生产实验教学渠道不畅,实习效果不好

学生的生产实习往往通过校企合作,高等航空院校的学生到航空航天类企业进行生产教学实习。传统的实习单位是在计划经济条件下建立起来的,市场经济后,航空航天类企业没有接收学生实习的义务,许多航空类企业为了不影响生产进度,保证生产和质量安全,防止技术泄密等原因,不愿接收航空院校学生到单位实习,给航空院校学生生产实习安排带来了很大困难[3];航空维修单位的产品结构复杂、价值高,发生人为差错后产生的危害性大,后果严重;生产周期短,存在生产安全、质量安全等问题;维修技术具有一定的保密性等等,航空维修单位往往限制学生参与生产实践,只允许学生在一定范围内参观,不允许学生动手操作,学生在实习期间内无法亲身体验航空产品维修过程,增加工作经验,降低了生产实验教学的效果。

2.2 实验设施落后

部分高等航空院校现有的航空维修实验室年久失修,设备老化、实验方法陈旧,资金短缺,投入不足,导致航空维修实验用房和仪器设备缺口较大,设备陈旧率和完好率也存在问题。设备不足,场地限制,人均拥有设备数量较少,导致校内实习训练基地建设跟不上教学的需求,学生的实验教学无法满足教学大纲的要求[4]。

2.3 存在“重理论,轻实践”的教学观念

部分高校一直存在“重理论,轻实践”的教学观念,认为大学是学知识,学理论的地方。至于实践,由用人单位对学生进行培训。因此,在实验室建设方面,投入少,配置的实验指导老师层次相对较低,数量不够,部分实验课由理论老师兼任,理论老师缺少实际操作能力,对实验设备,教学流程不清楚。为避免出错,能不做的实验项目尽量不做,学生的实验能力得不到完全锻炼。由于实验设备少,实验指导老师数量少,加之学生忙于考研,忙于找工作,对实验课也不认真,所递交实验报告其质量也就可想而知了。

2.4 实验教师结构不合理,层次不高

航空维修实验、实践具有专业性强、与理论联系紧密,标准高、要求严、可操作性强的特点,实验指导老师必须是专业理论功底扎实,熟悉相关维修流程、法规,实操能力强,具有一定工程背景的专职实验教师。

然而,现阶段,实验教师结构不合理,层次不高,且数量不够,不能保证实验教学工作量。绝大部分的课程实验教学都由理论课教师兼任。理论课老师缺少工程实践经验,实验教学项目和要求自己确定,一些难度较大,费时、费力的实验项目得不到落实,实验项目缺失,无法提供充分的实验教学保障;专职实验指导教师由于待遇低,工作积极性不高,导致学生的实验教学无法满足教学大纲的要求。

3.航空维修专业实验室建设的构想

以培养具有航空维修专业操作能力的高素质应用型人才为指导思想,以学生就业为导向,以社会对学生岗位能力培养的基本要求为目标,以实现学生“零距离”上岗为出发点,以主要满足相关专业学生的专业操作技能训练和为相关专业教师提供科研实验为宗旨,全面承担航空维修实验教学工作。根据《航空维修工程专业本科人才培养方案》,结合航空维修教学大纲的要求,建设针对性强、操作性好、实用性强、涵盖面广、具备一定的前瞻性航空维修专业实验室,使之既能满足对理论知识加深理解的基本要求,又着重提高学生的动手操作能力和分析问题能力。结合教学计划,重点考虑建设以下实验室:

3.1航空发动机实验室建设内容

航空维修专业实验室建设的目的是让学生通过实物观察、动手操作,了解各类航空发动机结构设计特点,工作原理,将理论融入实践,加深对专业知识的理解。为专业教师科研实验提供平台,走“产学研结合”之路,把培养人才、发展科技、服务社会三大职能纳入一体化框架中,着力培养学生的实践能力、思维能力和创新能力。

实验室建设内容主要分为三个方面:发动机基础实验室,发动机基本技能实验室,发动机修理、装配实验室。

3.1.1 发动机基础实验室

发动机基础实验室主要是将不同类型的发动机按一定规律进行解剖,并在解剖面上用红色的油漆做出明显的标记,以利于学生观察,学习。

(1)培训目的:学习并掌握发动机的结构设计特点、工作原理、工作系统的基础知识,掌握发动机常见故障排查的技能和方法。

(2)培训内容:在学习了《航空发动机原理与结构》课程的基础上,让学生对解剖发动机近距离观察,学习,了解发动机结构设计特点,主要工作系统以及工作原理;主要零部件的名称、结构设计特点、功能及其在发动机上的安装位置;学习排除故障的一般程序和方法;学习各型发动机的性能参数和主要技术条件、技术要求。

(3)设施及工具的需求 :

发动机基础实验室主要配备发动机解剖机,发动机工作原理展板、部件结构展板、工作系统展板及部附件展板。

为方便学生自由参观,对照教材的理论内容,加深对航空发动机结构设计特点、工作原理的理解学习,发动机基础实验室在实验课时外也应开放,使学生在有限的实验课时内获得对航空维修技术及设备最大程度的掌握认识。

3.1.2  发动机基本技能实验室

发动机基本技能实验室分为钳工模块和微分测量模块,主要掌握发动机故检、修理、装配过程中所必须具备的钳工、测量的基本技能。

1) 钳工模块

(1)培训目的:了解并学习发动机修理过程中常用工装和测具的使用,提高钳工的理论水平和实际操作能力,熟练掌握生产作业中的研磨、校正、保险、打磨、钻(铰)孔等钳工技能。

(2)培训内容:

理论知识培训:看懂发动机零件图和组合件装配图;发动机常用零备件材料的主要成分和性能;公差配合在发动机修理中的应用;刀具材料的基本要求及常用刀具(钻头、铰刀、刮刀、锉刀、錾子、丝锥等)的规格、使用及维护方法;钳工工具、测具选择的标准、种类、特点、适用范围及工作要求;常用工装、夹具和设备(如台钻、砂轮机等)的规格、使用及维护方法;各种保险的规格和保险作用。

实际操作培训项目:

修理中的划线、锉修、铆接;

常见的连接螺纹、传动齿轮的尺寸计算、研磨;

发动机零备件防锈和除锈等内容;

常用工具的运用,如:解刀、锉刀、旋转锉、研磨机、风动砂轮等。

常用钳工技术教学,如:打磨、锯、钻、锉、铰孔、攻丝、研磨、校正变形、铆接、打保险等。

(3)设施及工具的需求:

钳工模块主要配备钳工工作台、虎钳,通用钳工工具,台钻,砂轮机,400×400研磨平台,量具、量仪等教具。

2)尺寸测量模块

(1)培训目的:了解并学习发动机生产作业中通用测量工具的基础知识;熟练掌握发动机常见零件及特殊零件的测量方法和技能。

(2)培训内容:

理论知识培训:学习发动机修理中常用的测量工具的使用方法、适用范围、要求以及维护方法,如:百分表、杠杆表、卡尺、外径千分尺、杠杆千分尺、杠杆卡规、内径百分表、内径千分表、高度尺、V型铁、量桥等通用测具;显微镜、深度测量仪、粗糙度测量仪等高、精、尖测具仪器(设备)的使用。

实际操作培训:

涡轮盘、涡轮轴的尺寸测量;

压气机长短拉紧螺栓的测量;

上垂直锥齿轮、游星架后轴承座的微分测量;

调整垫平面度、平行度测量。

(3)设施及工具的需求:

尺寸测量模块主要配备工作台,零件架,涡轮盘、涡轮轴、压气机长短拉紧螺栓、上垂直锥齿轮、游星架后轴承座、调整垫等教学零件,常用工装、测具等教具。

3.1.3  发动机修理、装配实验室

发动机修理、装配实验室分为部件修理实验室和部件装配实验室,用来提高学生的动手能力和创新能力。

1)部件修理实验室

(1)培训目的:学习并掌握发动机部件修理技术,测量方法,零部件故障判定标准、方法和技巧,同时能够进行特殊零部件的深度修理和故障排除。

(2)培训内容:

理论知识培训:学习并掌握修理过程中火焰筒裂纹修理方法;导向器排气面积测量方法;铝镁合金导管的研磨、校正方法;标准化作业指导书、预防人为差错典型案例等知识的培训。

实际操作培训:

火焰筒更换头部、补片、铆接;

导向器排气面积测量方法;

铝镁合金导管的研磨、校正。

(3)设施及工具的需求:

部件修理实验室主要配备工作台,零件架,常见火焰筒、导向器、铝镁合金导管等教学故障件,修理专用工装、量具等教具。

2)部件装配实验室

(1)培训目的:学习并掌握发动机部件装配工艺、工作流程、关键技术,装配参数,解决装配中遇到的困难,提高装配技能。

(2)培训内容:

理论知识培训:导向器的装配、附件机匣的装配,低压压气机的装配,掌握装配过程中工装和测具的使用方法,打保险的方法,装配过程中的故障排除方法,防止错漏装与多余物等。

实际操作培训:

导向器的装配、测量。

附件机匣齿轮装配、测量;

压气机机匣导流叶片的调整、装配;

(3)设施及工具的需求:

部件装配实验室主要配备工作台,零件架,导向器、附件机匣和压气机机匣装配组件等装配技术教学件,部件装配相应工装、测具等教具。

每个实验室按12个工位设置,同时满足12位学员进行实训操作,最大单次实验教学操作容量为48名学员;现场均配备相应的电脑及桌椅、零件架、工作台等。

3.2 实验室建设效果分析

经过调研:哈尔科夫国立如科夫斯基航空航天大学发动机的基础实验室做得非常好,发动机种类齐全,包括活塞发动机、涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机等;解剖非常到位,发动机内部结构非常清楚。中国留学生反映:通过实物观察、教学演示,让我们更深入的了解到各类航空发动机内部结构,工作原理,将理论融入实践,提升了教学质量,让我们更容易理解书本知识,学习效果非常好。长沙航空职业技术学院建设了发动机基本技能实验室,飞机发动机修理、装配实验室,学生的生产教学实验就在校内进行,同时承接其他航空院校的学生进行生产教学实习。航空修理单位对长沙航空职业技术学院的学生评价非常高,因为他们的学生经过半年实习就可以独立工作,动手能力、思维能力和创新能力很强,而其他院校的学生要经过一年甚至两年的实习期。航空修理单位希望学校拥有自己的实习基地,使学生的生产实习落到实处,缩短在维修单位的实习时间。调研结果表明:航空维修专业实验室建设的构想非常具有可行性,效果也会非常好。

3.3 制定航空维修实验室管理规定

建立航空维修实验室工装、设备台帐,由专职实验老师负责实验教学及学员的日常培训、管理、考勤等工作。进入实验室,学员必须遵守相关实验教学纪律,整理好工作台面,清点工、夹、量具、摆放好零、部件,做到井然有序,帐物相符。操作过程中应注意力集中,严格按照操作工艺规程进行操作,不得做与实验教学无关的事情。实验结束时,应严格按照6S要求整理好教学现场,关闭水、电、气和门窗等相关设备。

通过加强校内实验教学建设,弥补校外生产实验教学中学生动手操作机会少,工作经验难以积累的缺陷,最大限度的将工程实际问题浓缩到校内实验教学过程中,使学生在校内实验教学过程中能分析问题并解决问题,从而增加工作经验,提高学生的操作能力,思维能力,创新能力,保障学生的实验教学满足教学大纲的要求,提高学生的就业竞争力。

4.改变“重理论,轻实践”的教学观念

实践是理论走向应用的唯一途径,知识的融会贯通只有通过实践才能达成,学生的能力只有在实践中才能提高,高等航空院校的学生要提高就业竞争力就必须提升能力,而学生的能力就体现在创新能力和实践能力。实验老师必须不断的学习新知识,掌握新技术,才能提高学生的创新能力和实践能力。因此,高校要改变观念,理论和实践并重。在实验教学中加大投资力度,通过培训提升实验指导老师的教学能力,同时引进有实践经验的专家、高工进行指导实验教学,改进实验教学方法,提高学生的动手能力、思维能力和创新能力。

5.加强实验指导老师队伍建设

学生能力培养的决定因素是老师,没有一支具有较深理论功底,较强社会实践能力的师资队伍,就不可能培养高质量的本科应用型人才。学校应该采用培养和引进并重的策略,来改变实验教师结构不合理、层次不高的现状。首先着眼长远,为实验指导老师提供进修、培训、研讨交流、考察等各种机会,赴相关单位一线实际操作培训,请专业老师带教等手段,培养一批胜任的专职实验教师;制定行之有效的业务考核和晋升办法,解决实验指导老师待遇低问题,提高其工作积极性;同时,要从航空航天类企业聘请一批兼具理论功底和实际工作经验的高级工程师、专家,充实到实验指导老师的队伍,利用他们丰富的实践经验指导实验教学,更新实验教学内容,促进产学合作,提高实验教学效果。

在实验教学过程中,实验指导老师要适时改变传统的讲授方法,将实验教学内容融入到经典案例中,引导学生进行思考,将基础理论、背景知识应用于工程实际,解决工程问题,加深对专业知识的理解,同时扩充学生知识面,激发学生的学习兴趣[5]。

6. 结论

6.1提出了在校内建立航空维修专业实验室的构想并制定了实验室管理规定,通过加强校内实验教学,弥补校外实验教学不足的缺点,保障学生的实验教学满足教学大纲的要求,从而提高学生的动手能力,思维能力,创新能力。

6.2 要实现航空维修专业实验室建设的构想,学校要加大人力、物力、财力的投资力度,努力改善实验设施与环境,改变“重理论,轻实践”的教学观念,改进实验教学方法,深化实验教学改革。

6.3 要抓好实验教师队伍建设,充分调动实验老师的积极性;同时,也要做好具有理论功底和实际工作经验的实验教师引进工作,提高实验教学效果。

参考文献

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通讯作者:陈礼顺(1971.2-),男,汉,湖北新洲人,博士,职称:副教授,研究方向:航空发动机维修及故障诊断。

E-mail:cls20171031@163.com
?Strengthening the construction of aeronautical maintenance’ lab,

Deepening the reform of experimental teaching

CHENLishun *, HUYanchun, ZHANG Xiang,ZENG Zhifeng,Zhang Yangyang

Institute of navigation(civil Aviation),Nanchang Hangkong University,Nanchang 330063,China

Abstract:  Experimental teaching is an important way to cultivate the ability of practical , the ability of Solving problems andthe ability of Innovation for students, while because of the channel of experiment teaching’s production is not smooth, the experimental facilities is undeveloped,the teaching concept of “emphasis ontheory and despise practice”,the structure of experimental teachers is unreasonable and the level is not high and so on,the effect of students'experiment teaching is usually not very good. Based on the analysis of some problems existing in aviation colleges ofchina, this paper puts forward the idea of establishing a lab for aviation maintenance specialty in the university and formulates the regulations for lab’s management. By strengthening the construction of in-school experimental teaching, we can make up for the shortcomings of students'lack of hands-on operation opportunities and hard accumulation of work experience in out-of-school production experimental teaching, so as to improve students' operation ability, thinking ability and innovation ability, ensure that students'experimental teaching meets the requirements of the syllabus, and improve students' employment competitiveness.

Keywords: Aviation maintenance; Experimental teaching; Reform; Innovation ability; The syllabus

终审:戴聚坤