工科专业基础教学的“基”与“专”的关系研究

胡宇 孙振生 郭一锋 杨正伟 朱杰堂 张世英

摘要：本文以工科专业的专业基础课程为对象，从职业发展、教学内容和专业内涵三个层面深入剖析了专业基础教学过程存在的矛盾关系，提出了“理论指导实践，实践深化理论，创新驱动实践”的专业基础课程教学改革方法，探索实现学生基础能力和专业素养均衡发展的教学模式。教学实践证明，该教学模式可有效提高“航空发动机原理”专业基础课程教学效果，激发学生的主动学习兴趣和培养动手实践的能力。

关键词：专业基础;教学改革;基础能力;专业素养

中图分类号：G642     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）22-0072-03

一、引言

专业基础课程是工程专业介于基础课和专业课之间，发展专业内涵和培养专业素养的一门核心课程。工科专业基础课程主要承担起一个承前启后的作用，是前期学习基础课程理论知识的延伸和升华，也是后续面向实际应用专业课的铺垫和衔接，既包含着丰富的理论知识体系，同时也具备较强的实践操作性，在整个工科专业本科学历教育中占有非常重要的地位[1-3]。以工科专业飞行器动力工程“航空发动机原理”为例，该课程是在学生掌握“气体动力学”、“流体力学”和“工程热力学”等课程的基础上开设的，目的在于使学生了解掌握航空发动机结构、工作原理、部件特性和工作规律，为后续“航空发动机控制”和“操作使用”等专业课程的学习奠定基础。对于培养未来侧重于实际装备操作使用的工程技术人员来说，工科专业基础课程的学习，不仅要掌握深厚的专业理论知识，还需要培养实际动手使用的能力素养[4，5]。这种需求就对专业基础课程教学提出了更高的要求，在教学实施过程中，不仅要把握本专业基础课程的核心理论知识，体现本专业的专业内涵的“基”，还需要加强本专业实践环节的引导，体现本专业面对对象操作使用的“专”。虽然在教学实施过程中理论教学和专业实践教学之间必定存在一定的矛盾问题，如侧重理论教学，则专业实践可能不突出，反之亦然。然而二者之间本质上存在一定承接关系，加强理论教学能更好地促进专业实践教学，专业实践教学反之能够促进理论教学的融会贯通。因此，如何把握好专业基础教学过程的“基”与“专”，处理好彼此的矛盾和关系，实际上也是工科专业培养未来工程师与技术人员的专业基础教学改革关注的重点。

二、专业基础教学“基”与“专”矛盾关系分析

通过对航空航天类及相关专业的从业人员的调研情况来看，本科学历教育过程中对其后续工作及发展影响最大的课程中就包含“航空发动机原理”。但对该课程基础性知识和专业知识的分配衔接还存在一定矛盾问题。根据调研结果及总结分析，专业基础教学过程“基”与“专”的矛盾关系主要体现在如下几个方面。

1.首次任职需要与长远发展之间的矛盾关系。工科专业飞行器动力工程专业主要为航空航天及相关专业领域的研究所、研发生产和使用单位培养工程技术专业人才。对于技术能力要求较高、工作任务比较重的研发生产使用单位来说，希望毕业学生能尽快地缩短适应周期，尽快适应首次任職岗位的需求，则要求专业基础教学过程应该更加侧重于“实用”，加强装备和实践教学。而从学生未来成长规律及长远发展来看，厚实的基础理论知识是未来持续发展的基石，则要求专业基础教学过程应该更侧重于“基础”，加强基础理论教学。这是从人才未来职业发展层面所体现的专业基础教学过程“基”与“专”的矛盾关系，也是院校专业人才培养所面临的首要问题。

2.专业基础教学理论性和专业性之间的平衡问题。专业基础课程不同于基础理论课程，也不同于专业课程，它既包含丰富的基础理论知识体系，又蕴含大量的专业操作和实践使用知识。以“航空发动机原理”为例，该课程既包含“气体动力学”中气体能量方程和气体流动，又包含“工程流体力学”的热力循环等丰富的基础理论，同时，它也包含航空发动机控制所需要的热力计算、性能分析和工作规律等面向对象实际使用的专业环节。在教学实施过程，如何将基础理论讲深讲透，能够从基础理论出发来指导专业实践，同时，又能将专业实践环节能尽可能融合到教学过程中，使得学生能够从实践操作使用中加深对基础理论的理解和领悟，形成深厚的专业素养，这是专业基础教学过程中理论性和专业性之间必须把握的一个重点问题。

3.理论思维层次和专业能力素养之间关系问题。大学本科学历教育的目的是通过教育，开启学生的思维能力，广纳新知，建立对自我的重新认识[6]。实际上就是充分挖掘学员的思维潜力，培养分析解决问题的能力、培育创新意识和钻研的精神、形成科学的思维方式和思想观念，这是本科学历教育的核心。专业理论基础课程实际上是实现大学教育的重要载体，它是前期基础理论课程的高度融合，通过对前期所学的基础理论进行融会贯通，将其与实际对象的有机结合，实际上也是学生理论思维层次的锤炼和升华。通过专业基础课程理论知识与实践的有机结合，提升学生的专业素养和实践能力。因此，在专业基础教学过程中要善于将学生从理论思维层次有机衔接到专业能力素养培养上，培养具有深层次思维和专业能力的专业人才。

三、专业基础课程教学的探索与思考

针对从职业发展层面、教学内容层面和专业内涵层面三个方面所提出的专业基础教学过程“基”与“专”的矛盾关系，笔者所在教学团队从培养高素质的专业技术人才出发，结合人才需求单位的实际，深入开展专业基础课程教学模式的探索与研究，提出了“理论指导实践，实践深化理论，创新驱动实践”专业基础教学模式，以适应不断发展的新时代对专业技术人才要求的新特点、新规律和新趋势。

1.以人才需求为牵引，构建专业基础课程教学内容体系。根据航空航天及相关专业领域单位对本专业人才的需求，以及学生未来发展的需要两个方面出发，需要有针对性地优化构建“航空发动机原理”专业基础课程教学内容，既要能够体现深厚的基础理论内涵，又要能够与实际运用紧密结合，体现出“理论指导实践”。因此，根据人才培养方案的要求，对本科教学内容体系进行了优化调整，具体体现如下：（1）适当压缩绪论相关内容，在发动机基本结构基本原理基础上增加国内外研究现状及相关前沿技术，使得学生能够对学习对象有一个全面的认知。（2）加强与前续的基础理论课程的衔接。如：在发动机的热力循环分析中增加了理想气体状态方程、气体能量方程以及热力学过程等基础理论的讲解，并侧重于分析这些基础知识与本课程的关系，使得学生能够更容易与前期理论知识融合。（3）以发动机系统地整体结构为主线，按照从发动机整体系统到各分部件的层次来讲解整个发动机系统的工作原理及特性，讲授过程注重将各分部件原理和整系统之间关系讲深讲透。（4）在发动机设计点性能分析与工作规律的内容基础上，增加发动机气动热力学模型的学习，并加入程序编写和数值仿真过程，通过建立的数学模型来对发动机性能及特性进行分析，加深对发动机工作特性及使用的认识。（5）为满足专业技术人才未来首次任职需求，将部分研究成果纳入教学内容，如发动机模型建立方法，控制规律与数值仿真方法等，使得教学内容更加丰富，更加贴近实际工程运用。