航空专业第三学期课程改革探析

2024-07-11杨晓军丁凡张雪丽

高教学刊 2024年20期

杨晓军丁凡张雪丽

摘要：随着我国航空产业的快速发展与变革，专业系统性也变得越来越强，传统的教学体制面临挑战。为满足社会和企业的人才供给需求，以第三学期建设作为切入点，展开对航空专业第三学期的探索。通过教学模式（模块化教学，大单元项目式教学，人才分流、同步教学，产学研一体化）结合教学内容（实践性课程和实习项目、跨学科课程、研究型课程等）进行研究，以达到提升高校的办学质量，满足企业的人才需求，拓宽学生的发展道路的目的。

关键词：航空专业；课程改革；第三学期；教学方法；人才培养

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）20-0063-04

Abstract： With the rapid development and change of China's aviation industry， the systematic nature of the profession has become stronger and stronger， and the traditional teaching system is facing challenges. In order to meet the talent supply demand of the society and enterprises， the third semester construction is used as the entry point to start the exploration of the third semester of aviation majors. Through the teaching mode （modular teaching， large-unit project-based teaching， talent streaming， synchronous teaching and integration of industry， academia and research） combined with the teaching content （practical courses and internship projects， interdisciplinary courses， research-based courses， etc.）， research is carried out in order to achieve the purpose of improving the quality of universities， meeting the talent demand of enterprises and broadening the development path of students.

Keywords： aviation; curriculum reform; third semester; teaching methods; talent development

伴随着新时代对新青年的全新能力的需求，全方位培养人才、提升学生综合能力，已经成为教育的重要目标。《“十四五”民用航空发展规划》[1]指出，当前民航领域需要培养高素质、强实践，具备创新能力的人才，以填充国产飞机的设计、制造、运营等各个环节的人才缺口。在实现这一目标过程中，大学教育[2]担当着至关重要的角色，其使命不局限于简单生硬地灌输知识，更需要深入探索如何激发学生的想象力，引导他们实现自我成长，所以必须建立符合学生智力发展规律的优质教育模式。

第三学期[3]制度是对传统教学方式进行革新，在原有两学期的基础上添加若干周去作为一个学期，这一制度最早起源于美国的威廉与玛丽学院，正式开始尝试是在第一次世界大战爆发后，康奈尔大学为满足教育和军事训练同时进行而实施第三学期制度。目前国内很多高校为打破传统两学期制的教学模式局限，寻求高等教育改革方案，从而积极进行第三学期变革的探索。清华大学、北京大学、河北大学、中国石油大学、西安交通大学和复旦大学等多所高校均开设有第三学期制度，并取得良好效果。西安交通大学的“夏季小学期”[4]是由2023年6月26日开始，至2023年7月23日结束，共4周，针对不同年级学生开展不同的小学期内容。针对2022级学生，在小学期前两周重点强化英语、计算机、数学建模应用与实践能力，其中英语强化项目重点强化学生英语实践应用能力，并达到拓宽学生国际视野，增强学生全球竞争力的目标。计算机能力提升项目使学生将课堂教学中所学的内容及时转化为软件应用和开发能力。数学建模能力提升项目，旨在培养学生数学建模思维，增强学生运用数学建模解决实际问题和创新能力。针对2021级和2020级学生，重点放在实验、教学实习等实验实践教学。此外可以参加项目设计、参加科研训练、选修通识类核心课和选修课、学院讲座及国际交流项目等，并根据实习安排，组织基础课程重修班。2018年《美国新闻与世界报道》世界大学排行榜公布的前50名大学[5]中，有35所大学均开设有第三学期，例如：哥伦比亚大学、麻省理工学院、芝加哥大学、斯坦福大学、宾夕法尼亚大学、加州理工学院和康奈尔大学等。这些学校在第三学期里，为本校学生提供暑假修课项目和科研项目，学校按照课程给学生相应学分；设置访问学生的暑假留学项目，使非本校学生进入本校学习参观；为在职者提供职业培训项目；提供高中生大学的体验项目，不仅给第三学期参与的学生、在职者、高中生带来好处，更提高了学校整体的教学和科研质量，增加学校影响力[6]。因此有必要将第三学期与航空专业的课程建设进行结合，进行课程改革探索。

一航空专业分类

根据本科专业代码，前四位0820的航空专业共12个，分别是航空航天工程、飞行器设计与工程、飞行器制造工程、飞行器动力工程、飞行器环境与生命保障工程、飞行器质量与可靠性（特设）、飞行器适航技术（特设）、飞行器控制与信息工程（特设）、无人驾驶航空器系统工程（特设）、智能飞行器技术（特设）、空天智能电推进技术（特设）和飞行器运维工程[7]。

对于航空专业，均要求学生具有坚固的基础理论知识，不过根据各个专业的培养目标和就业前景，在课程设置上会有所侧重，例如飞行器制造工程培养从事飞行器制造领域内的设计、制造、研究、开发与管理的高级工程技术和管理人才，学生毕业后主要从事飞行器制造、计算机辅助设计制造等技术生产领域的设计、研究、生产和管理工作，偏重于掌握机械学、力学等基本理论，并具备飞行器零件加工与成型工艺规程、飞行器装配工艺规程及相关工艺装备与设备的设计技术等能力。飞行器设计与工程培养飞行器总体结构设计与强度分析、试验能力，能从事飞行器（包括航天器与运载端）总体设计、结构设计与研究、结构强度分析与试验，并有从事通用机械设计及制造的高级工程技术人员和研究人员。学生毕业后能在航空航天系统的设计、生产与研发部门从事飞行器的设计、结构受力与分析、故障诊断与维修和软件开发等方面的研究、计划、教育和管理工作，侧重于流体力学、空气动力学等基本理论，掌握飞行器结构设计的分析方法，具备飞行器设计的基本能力等。

二实施第三学期的意义

航空产业迅速发展，技术和市场都在迅速变化，对人才的要求也在改变，在传统教学体系的基础上，实施第三学期对航空专业课程改革有重要意义。

（一）改进人才培养方案，满足专业系统需求

在“两业”融合的大背景下，国家经济结构变化日新月异，产业升级转型速度加快，新老行业交替，航空产业和多个领域的合作发展，推进航空产业迈入新台阶，对人才需求也越来越多元化。此外，随着航空运输管理系统的信息化升级、智慧机场等信息技术在航空领域的应用，以及“安全”和“双碳”等成为民航领域的重要工作，飞行器的安全维护与检修、机场设施和空中交通管制系统等任务及高燃油效率要求、可再生能源的推广等，都将使得民航行业的各个方面都变得更加专业化和系统化，设置的第三学期专题类课程可以对学生进行综合训练，优化人才培养方案，以满足专业系统的需求。

（二）有效整合学校优质资源，提升学校声望

不同的学校由于地理位置、经济情况等因素，教学资源上存在差异，会影响教学质量，增加教师的工作压力，并难以满足学生的学习需求，甚至可能影响到学生的职业发展和学校的整体声誉。此外，近年来，社会进入了高速发展的时代，技术发展日新月异，单纯依靠教材更新，很难跟上社会人才培养的脚步。设置第三学期，一方面，有利于学校资源的合理利用，学生分批次、分项目的研究内容可以使学校各个教师、各个实训场地均得到合理的使用；另一方面，整合校外资源，推进校校合作、校企合作，为本校学生培养提供更加优质的教学资源，提升学校声望。

（三）提升学生创新能力，提高教学质量

大学教育可以为国家发展源源不断地输送人才，学生在大学期间学习的理论知识和技术技能为以后职业发展提供支持。而传统的课堂教育更多的是将知识被动地灌输进学生的脑子中，学生自我探索创新的意识薄弱。航空技术在不断更新与发展，航空专业人才需要不断的创新，钻研新技术、新材料、新方法，以满足行业的发展需求，且航空领域是高度技术化的产业，需要具备解决各种问题的能力。第三学期的建设，为学生提供自我成长的舞台，激发学生的自我探究意识，拓宽眼界[8]，提升教学质量，使学生能尽快完成学生到工作者身份的转变，具备基本的工作能力，为未来的职业发展做好准备。

（四）增强与用人单位的黏性，优化就业机会

满足用人单位需求是高校培养人才的核心目标，时刻与用人单位紧密联系，确保人才培养方案符合行业需求。航空行业高速发展、技术更新换代速度快，且航空公司、中国商用飞机有限责任公司、维修企业及航空工业下属单位等紧跟技术更迭，人才缺口一直在变化，只有深入了解航空行业的发展趋势及人才需求，制定出的人才培养方案，才能确保毕业生在就业市场上具有强有力的竞争力。通过第三学期内组织的实习、职业技能培训，搭建的学生与企业接触的平台，通过与企业的密切联系，了解用人单位需求，不断更新课程内容和教学方法，增强高校与用人单位的联系，培养符合用人单位需求的优秀人才。

三第三学期实施策略

为有效提升航空专业的教学质量与人才培养水平，第三学期目前实施方案为：在一学年教学周缩短四周的情况下，综合考虑学校发展方向，结合当前高校小学期建设启示，将四大教学方式（模块化教学，大单元项目式教学，人才分流、同步教学，产学研一体化）结合四大教学内容（实践性课程和实习项目、跨学科课程、研究型课程等），应用于第三学期执行方案中。

（一）教学模式改革

1 人才分流，同步教学

面对社会人才多元化需求，以新工科思想为指导，以学生为中心，很多学校采用大类招生，有针对性地对接企业需求，但存在很多学生对自己感兴趣的专业信息知之甚少，对待未来职业发展没有清晰规划的问题，近九成大学生认为职业生涯规划很重要，但仅一成多大学生有清晰的职业规划。数据显示，超过七成的大学生对于自身今后职业发展有大致规划，其中有规划但没有详细步骤的超过四成（44.9%），有规划方向但没有深入考虑过的占三成（34.2%），有清晰规划的仅占一成（13.7%）[9]。所以需要提前熟悉专业分流方向，减少试错成本，更好地认识自己、发现兴趣、拓展选择，并为未来的职业道路做出明智的决策。正如在大类招生的背景下，以中国民航大学为例，航空工程学院将五个专业（飞行器动力工程、飞行器制造工程、工业工程、机械电子工程和材料科学与工程）合并，进行大类招生，在后续将五个专业分流为12个方向，处于当下环境的学生需要提前熟悉专业方向，适应教学内容，对未来职业发展有清晰的规划。

2 产学研一体化教学

为进一步提升学生职业素养，提升教学效果，加强产业界、学术界及研究机构之间的合作融合，实现产学研一体化。例如，设计校企联合培养项目，学校与企业共同规划，学校设计教学方案与企业进行协商沟通，共同制定评价体系。如，中国民航大学中欧航空工程师学院作为国内第一个在航空领域系统引入法国工程师教育体系的学院，得到了法国教育部、法国民航局、空客公司和赛峰集团的大力支持，该教育体系的持续发展也深刻验证了产学研一体化有利于提升教学效果。

产学研一体化培养是三方的共赢。对于学校来讲，优化了高校的教学结构，推进了人才培养力，增加了学校的人才认可度；对于企业来讲，可降低企业人力资源成本，提早进行人才培养与引进，拓宽企业的产业链；对于学生来讲，培养了解决实际问题的能力，建立清晰的职业规划，增加就业机会。

3 模块化教学

模块化教学将课程体系分为几个模块，各个模块有专门的主题，模块由浅入深进行课程设计。例如，对于飞行器动力工程等工科专业，实训是必不可少的一环。以中国民航大学为例，由于实训场地限制，实训课程安排基本上要占用一整个学期的时间，会中断课程两周到四周的时间，严重影响理论教学的进程。因此，合理的规划课程分布时间对提高学生的学习效率及积极性尤为重要。将实践课程拆分为多个独立的模块，每个模块对应不同的实践主题，学生可以通过选取自己感兴趣的实习模块来获取相应的学分，一方面增加了学生的学习动力和自主学习能力，另一方面解决了学校实训场地的安排问题。第三学期的开展为课程设计提供更加充足的时间，在原有教学内容的基础上，将实践教学从理论教学中剥离出来，并保证理论教学的衔接性及各项教学任务的合理分配。这样的模块化教学相当于“凭空”增加一个小学期进行实践内容教育。对原有理论教学改动较小，符合当前实际教学发展情况。

4 采取大单元项目式教学模式

为使高校学生能够更好地适应未来复杂社会和职业环境的挑战，以学生为中心，采取大单元项目式教学模式。通过对教材内容、章节进行重新整合，改变教材的编排顺序，根据课程标准对相关教学内容进行增加、补充、合成，实现大单元教学，使教学中模块的示范作用更突出。项目式教学主张学生通过一定时长的小组合作方式，解决一个需要团队协作、深度思考的问题，使学生在小组合作过程中不断反思与改进。

在教学任务的设定中，一个大单元由多个相关的学科知识点、技能、任务组成。高校教师重新整合+原有学科知识体系，按照课程标准进行模拟单元的归类和重组，使得学科知识之间的逻辑关系和联系更加密切。同时把教材在内容和分层上进行跨学期、学年的纵向迁移、对接，形成知识链条的完整性，从而实现知识教学的有序性、整体性、完整性。在教学时间的规划上，空出“小学期”，设定一个综合性的任务或项目，使学生需要通过跨学科学习和实践来完成这个任务。例如，一个关于燃烧室优化的项目，涉及到热力学与流体力学、力学与结构工程、环境科学与排放控制等多个学科领域。

学生在大单元项目式教学中，以小组形式，将自己所学的理论知识“提”出来，解决实际问题，并在这种真实或模拟的情境中进行综合和实践性的学习，培养批判性思维、解决问题的能力、信息搜集和分析的技巧，以及有效的团队合作和沟通技巧。另一方面，采取大单元项目式教学也可以优化教学时长分配，学生培养以职业素养为导向，教师教学安排以学生单元知识的吸收为导向。考虑单元项目式的教学安排进行教学时长分配较机械式的以分科目式的教师工作时长为时长分配原则更为灵活。

（二）教学内容扩充

航空产业是一个高度复杂且集成的行业，从航空技术研究开发、材料零部件的供给、飞机制造商、航空发动机制造商到航空公司、航空服务提供商，都需要人才具备过硬的技术专业能力、创新意识、问题解决能力。为更好地满足产业需求及学生自身发展需要，在人才分流基础上，对第三学期原有课程进行扩充，具体内容见表1。注重实践为导向，做好实验课、实训、课程设计、企业实习、游学和项目实施课程等的统筹规划，培养学生的实际操作能力，增强学生的专业知识和技能。例如，开展企业实习，进入中国商用飞机有限责任公司、中国国际航空公司、中国东方航空公司和中国南方航空公司等及航空工业下属公司等进行实习，提早接触工作内容，了解理论与实践的差距。开展国内外游学交流，进入北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学等国内高校，以及安柏瑞德航空大学、普渡大学、克兰菲尔德大学等国外高校进行学术交流，激发不同思维的碰撞，无论是国内交流还是国外交流，外出交流的学生可以接触到其他大学的学术氛围和创新思维，拓宽人际关系网络，同时推进学校的学术发展和提升学校知名度。

随着社会经济的快速发展，学科呈现交融合作的趋势，新时期的人才培养目标已经变成了培养跨学科、跨专业的复合型人才[10]。航空产业作为重要的高新技术产业，发展涵盖多个领域，根据近些年企业招聘需求，对人才的需求不仅停留在航空专业，更拓宽到机械等相关领域，要提高航空专业的人才竞争力，需要设计添加跨学科课程，以促进学生多领域的合作创新，培养学生具备更全面的专业知识和能力以解决遇到的复杂问题。例如，将工程力学、热力学、空气动力学等学科知识与飞行器设计联系到一起。

航空产业技术创新性强，教学内容更新调整速度快，学生需要了解行业前沿技术和研究方向，通过研究型课程与项目结合，培养学生科研能力、问题解决能力、创新思维，增强应对未来航空技术发展的能力，为将来的科研工作或进一步深造打下基础。例如，提供一个大致的题目方向，让同学们分组去做，没有标准答案，让同学们自己去探索、去研究，以获得突破，并通过小组间交流，激发同学们的兴趣，旨在激发学生们独立研究和利用掌握知识解决实际问题的能力。

教学内容扩充的目的就是帮助同学们更好地适应社会和行业的需求，为未来职业的发展道路做好准备，会根据学生各个阶段设置不同课程。此外，根据需求考虑为学生提供职业规划和发展辅导课程，深化专业核心课程等，帮助学生拓宽视野的专业选修课程，了解就业市场的职业规划和发展辅导等。

四结束语

航空产业对于多样化人才的需求促使高等教育面临更高的挑战和要求。本研究从航空专业发展现状出发，将模块化教学、大单元项目式教学、产学研一体化教学及人才分流、同步教学融合到第三学期的课程改革模式中，并对实践课程、实习项目、跨学科课程和研究型课程等教学内容进行探索。总而言之，开展第三学期的研究，不仅可以解决航空行业发展导致的对专业系统性要求越来越强的人才需求问题，更可以整合学校优质资源，提升学生能力，提高教学质量，这对高校学生人才培养具有一定的普适性。

参考文献：

[1] 《“十四五”民用航空发展规划》印发[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/XWZX/MHYW/202201/t20220107_210799.html.

[2] [英]阿尔弗雷德·诺思·怀特海.教育的本质[M].北京：北京航空航天大学出版社，2019：125-138.

[3] 王承宝，姜艳芬，潘瑞.高等院校“三学期制”教学改革的实践与探索[J].家畜生态学报，2021，42（12）：110-112.

[4] 关于做好2022—2023学年夏季小学期教学工作的通知[EB/OL].http：//dean.xjtu.edu.cn/info/1093/4051.htm.

[5] 师桂桢，陈兴.美国高校暑期小学期制度研究分析[J].世界教育信息，2019，32（5）：47-50，55.

[6] 单春晓.高等院校小学期教学实践及其可持续发展路径[J].沈阳农业大学学报（社会科学版），2021，23（5）：600-605.

[7] 张志宏，MAGAKA N，兰天.我国内地高水平航空工业与民航类高校发展动态分析[J].河南教育（高等教育），2021（5）：16-18.

[8] 谢群，谷龙，李继秀，等.浅谈高等学校小学期制的教学实践改革与创新——以合肥市A高校“卓越工程师”计划为例[J].高教学刊，2017（2）：3-4.

[9] 职业生涯规划教育：帮大学生找到发挥自我潜能的路径[EB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1686106450979670163&wfr=spider&for=pc.

[10] 田长明.小学期制在普通高等学校的实施问题与优化路径[J].河南教育（高等教育），2023（12）：21-23.

基金项目：中国民航大学教育教学改革与研究项目“基于课程规划问题的第三学期解决方案研究”（CAUC-2022-C2-019）；中国交通教育研究会教育科研课题“两业融合背景下航空专业群的建设探索与实践”（JT2022YB210）