基于实践项目的发动机课程混合式教学研究

2020-09-26周利敏

实验技术与管理 2020年4期

周利敏

（浙江交通职业技术学院航空学院，浙江杭州 311112）

近年来，国内开设飞机维修专业的高职院校数量快速增长到近百所，如何有效提高专业课程的教学质量是专业发展的重要问题。“燃气涡轮发动机”课程是培养学生掌握燃气涡轮发动机相关知识和技能的专业核心课程，其传统教学模式偏重于理论知识讲授，与工作岗位的技能要求联系不够紧密，教学内容和考核方式设计不够科学，不利于培养符合岗位需求的飞机维修技术技能人才。为提高课程的教学成效，有必要对课程的教学模式进行改革。相关理论和实践研究表明，混合式教学[1-4]是一种适用于职业院校专业课程的有效教学方法，有助于提升技术技能人才的培养质量。航线维修岗位是飞机维修专业学生就业人数最多的工作岗位，基于工作岗位的技能要求对飞机维修专业发动机课程的教学内容进行重构，符合“1+X”证书制度下的职业教育课程改革要求[5]，开展基于实践项目的发动机课程混合式教学改革和实践具有重要意义，可为国内相关专业的课程教学改革提供参考。

1 基于岗位技能要求重构教学内容

为了将飞机维修工作岗位中的技能要求充分融入课程教学，提升专业课程教学内容与行业岗位工作任务的匹配度，进一步强化职业院校专业课程的技能属性，首先对航线维修岗位中的典型发动机维护工作任务进行了梳理分析。研究表明，航空公司航线维修岗位中的发动机维护工作可归纳为三个方面：发动机结构的检查更换工作、发动机系统的检查测试工作和与发动机维护相关的勤务工作。正常情况下，航空公司航线维修岗位工作中涉及发动机的工作任务比较稳定，表1是国内多个航空公司航线维修工卡中涉及的典型发动机维护工作任务。

表1 航线维修岗位典型的发动机维护工作任务

教学改革过程中，依据民航业航线维修岗位对飞机维修专业技术技能人才的要求，结合职业技能型课程特点，对课程的总体目标进行了重新定位。不仅要求学生在学习本课程后要理解航空发动机的工作原理，熟悉发动机主要部件和系统的构造，还要求学生掌握发动机维护的基本技能，并能对发动机出现的一般故障进行简单分析。作为本专业核心的技能型课程，其教学目标确立、内容选择、组织实施、考核评估等各个环节[6]都要围绕岗位技能的要求进行改革，使之符合航线维修岗位的实际需求。

基于上述对航线维修岗位工作内容的分析，为有效融入航线维修岗位工作对发动机维护技能的要求，充分考虑职业院校学生的学习特点，按照“1+X”证书制度对职业教育课程改革的新要求，参考《民用航空器维修人员执照基础部分考试大纲》和《民用航空器维修基础培训大纲》等民航规章[7-8]对飞机维修人员掌握燃气涡轮发动机相关知识和技能的要求，并根据课程知识的内在逻辑关系，将课程理论教学内容整合设计成涡轮喷气发动机概述，发动机部件的构造及其维护，发动机系统的组成、功能和维护，发动机地面维护和管理，辅助动力装置的组成和维护等5个模块。同时，以学校的波音B737-300飞机为实践项目教学平台，参考波音B737-300飞机维修手册中提供的动力系统相关维护工作任务，根据与不同模块理论知识相关的岗位工作任务情况，有针对性地设计了16个实践项目。这些实践项目以满足航线维修岗位工作任务要求为基础，覆盖燃气涡轮发动机的主要部件和系统，同时考虑定检维修和部件维修等岗位需求，科学引入飞机维修手册中的相关发动机维护工作任务，形成课程模块对应的实践项目库，如表2所示，使学生在“理实一体化”课程的学习过程中，掌握航线维修岗位需要的发动机维护技能。

表2 不同课程模块的相应实践项目

2 融入岗位实践项目的教学模式

根据调研了解，国内高职院校飞机维修专业的发动机课程普遍是64学时左右，课程理论知识较多，学习难度较大。在有限的授课时间内，在教师以传统课堂讲授为主的条件下，要在课堂教学中设计足够的实践项目，同时实现课程的理论知识教学目标和实践技能培养目标是比较困难的。针对此难点，教学改革采用了基于翻转课堂的混合式教学模式[9]，线上课堂使用“超星学习通”在线平台开展课程理论知识自主学习、主题讨论和模块测验等教学任务，线下课堂主要用于巩固重难点理论知识、案例研讨及基于波音B737-300飞机开展实践项目等教学任务，从而构建了融入实践项目的发动机课程混合式教学模式，如图 1所示。

图1 融入实践项目的混合式教学模式

此外，课程教学以有效培养和提升学生的岗位职业技能为重点目标，遵循学生岗位职业技能的形成规律，针对课程涉及的相关知识和技能，选取科学的差异化教学方法，充分发挥任务驱动教学、情境教学、讨论式教学和案例教学等方法在不同课程内容中的特有优势。

2.1 依托在线平台开展线上自主学习

在线上教学平台中，通过利用教师自建的线上课程资源和国家精品课程教学资源库等在线课程资源，引导学生自主完成部分理论知识学习。教学资源可以反复学习，以PPT、微课、教学视频等素材为主，配合相应的模块测验检查学习效果。丰富的主题讨论和思考题不仅有助于激发学生的主观能动性，而且为学习困难的学生提供了反复学习的有效途径，同时可为教师在线下指导学生开展任务情境下的实践项目提供充裕时间。

讨论是提升学生思维能力和交流表达能力的重要途径，对学生提高解决问题的能力很有助益。在混合式教学过程中，教师发布线上学习内容时，也会创设相应的主题讨论，以问题引导学生的学习和思考。教师在参与讨论的过程中引导学生重构理论知识，并在线下课堂对讨论中的难点问题进行分析，帮助学生提高对课程重、难点知识的理解深度。

2.2 基于任务情境开展线下实践项目

任务驱动教学是一种以解决问题和全面思考问题为主的交互式教学，可以改善传统教学方式和内容的枯燥和单一，引导学生以自主学习为主，使综合素质得到全面提升。研究表明[10]，以“学生为中心、从做中学”的任务驱动型学习模式对高职学生而言，是一种比传统教学方法更容易接受的学习方式，有利于调动学生学习的主动性，引导学生从不同角度分析问题，提高实践动手能力，有利于培养学生的团队协作精神。

按照情境学习理论的观点，学生只有在实际情境中学习才可能获得真正的职业能力，并获得理论认识水平的提高。通过在课程教学中引入学习情境，把知识点融入到实践项目中，可以促进学生在参与实践的过程中实现知识的迁移[11]。学校的实训条件和航空公司机务维修岗位的工作环境相似，借助波音B737-300飞机开展实践项目教学时，学生在课前会收到实践项目工卡，课中在教师的指导下，进一步理解工作任务的要求，然后按照要求到维修工具房借用工具，基于个人或小组在B737-300飞机上开展实践项目。这种做法有效构建了与航线维修人员真实工作环境相似的学习情境，有利于学生实践技能的提升。

2.3 围绕岗位需求开展故障案例研讨

在飞机维修工作中，需要具备一定的发动机排故分析能力，这对飞机维修专业学生有效胜任航线维修岗位工作非常重要。工程师通过目视检查等方法对飞机主要结构和系统进行检查，发现故障问题时要及时进行排故分析，从而保障飞机持续适航。

教学改革过程中，通过在线下课堂开展波音 737飞机的发动机故障案例分析研讨，邀请民航资深飞机维修工程师跟学生交流发动机排故的经验和体会，引导和培养学生在课程学习中建立发动机排故分析的基础能力。实践表明，案例教学对学生的要求较高，学生需具备一定的基础知识和技能，并具有较好的沟通表达能力。开展发动机故障案例分析研讨，还有助于学生学会运用所学的理论知识去分析发动机维护工作中遇到的实际问题的方法。

2.4 参考民航规章开展课程综合考核

设计科学的考核方式对于有效开展课程教学非常重要。对于混合式教学课程，需要针对不同的教育层次、教学对象、学科内容、学习目标，制定相应的教学质量评价体系[12]。本课程传统的考核内容包括学生的课堂出勤、课程作业、课堂表现、理论考试等，基本不涉及实践技能考核，难以体现工作岗位对专业课程的相关技能要求，与民航飞机维修基础执照考试的要求存在差距。

为客观反映学生的课程学习成效，密切联系航空公司航线维修岗位工作的技能要求，结合混合式教学课程的评价特点，通过线上线下的课程作业和课程考试来评定学生的专业知识学习情况，采用线上发动机维护任务手册查询和线下发动机维护实践项目开展等方式评定学生的实践技能水平，依据学生在课程自主学习和实践项目中的参与情况评价学生的职业素养，并合理设计不同考评内容在课程评价中的权重，从专业知识、基本技能和职业素养三个维度构建了一种适用于混合式教学模式的课程考核方案。

3 教学改革成效

为了解实践项目对学生参与发动机课程混合式学习的作用，了解学生对教学改革成效的看法，对2016和2017两届参与本课程学习的学生进行了问卷调查。其中，对2016级85位飞机维修专业学生实施了融入实践项目的传统课堂教学设计方案，对2017级88位飞机维修专业学生实施了融入实践项目的混合式教学设计方案。通过问卷调查，在教学方法、考核方案和教学满意度等三个方面得出以下结论。

（1）教学方法的有效性明显提升，实践项目有利于激发学生的学习兴趣。问卷调查结果表明，2017级学生对结合航线维修岗位要求采取融入实践项目的混合式教学方法有效性的认可度达到 100%，其中 77%的学生认为课程教学方法科学有效。学生普遍认为，融入实践项目的教学模式对激发学习兴趣具有一定成效。

（2）考核方案的有效性得到普遍认可，实践项目有利于培养学生的专业技能。问卷调查结果表明，97%的学生认为，融入实践项目的混合式教学课程考核方案科学有效，考核成绩比较客观地反映了学生的实际学习情况。同时，98%左右的学生认为课程实践项目对促进自身专业技能训练具有很大或较大作用。此外，考核方案对教师和学生提出了更高要求，教师要有效设计清晰的课程教学过程，充分熟悉混合式教学的特点；学生对课程的学习目标要有清晰的认识，养成自主学习的习惯，实现课程线上线下学习的有效衔接。

（3）课程教学满意度得到提升，实践项目有利于增强学生的动手能力。教学满意度是衡量教学成效的重要指标。问卷调查结果显示，教学改革后的总体教学满意度达到 100%，其中认为非常满意的学生人数显著增长，与清华大学相关学者基于学习者视角对混合式教学满意度影响因素的研究结论一致[13]。