“深入挖掘航空专业课程思政元素”系列(六)

——《飞行动力学》“飞行的哲学”

发布日期:2021年10月15日      点击:    文字:刘艳  |   审核:万方义

编者按

2016127日至8日,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上讲话指出,要用好课堂教学这个主渠道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。《中国教育报》2021829日刊发校长汪劲松、党委书记张炜文章《推动思政课程和课程思政同向同行》,文章指出:教学内容和教学方法没有紧跟时代要求,专业课教师对课程思政元素挖掘不足,是亟待解决的问题之一。

为学习深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想,紧紧围绕立德树人根本任务,着力推进高校思想政治工作质量提升工程有效实施,西北工业大学航空学院课程思政研究与实践中心组织教师系统梳理和深入挖掘各门课程所蕴涵的思想政治教育元素,推出深入挖掘航空专业课程思政元素系列案例,进行广泛宣传,使课程思政意识深入人心,以点带面地为形成体系化教学改革成果做好铺垫。

深入挖掘航空专业课程思政元素系列案例第6期由西北工业大学航空学院刘艳副教授提供,就《飞行动力学》课程中的思政元素进行深入挖掘。

 

一、课程信息

飞行动力学课程主要研究飞行器的运动规律、设计需求及评估方法,由飞行性能、稳定性与操纵性两部分组成。该课程是我校航空专业传统、优势课程,是“飞行器设计与工程”、“飞行器控制与信息工程”、“航空航天工程”专业的专业方向课。我校是国内最早开设该课程的专业院校之一。

课程于2009年获批省级精品课程,建有全英文慕课“飞行器稳定性与操纵性”,并于201911月在中国大学MOOC上线。截至2021630日,该慕课已在中国大学MOOC开课四学期,学期人数超过4000人。2021年春,课程被评为陕西省课程思政示范课。

 

二、课程思政教学设计

1)重心位置与稳定

稳定性是对外界干扰的抵抗能力,邓小平同志和习近平同志曾分别提出“稳定压到一切”、“稳定是硬道理”。无论是对于自然还是社会,微观还是宏观,生命还是非生命,稳定都是运行的前提,飞机当然也不例外。

飞机的纵向静稳定性取决于重心位置,重心位于中性点之前时稳定,反之则不稳定。

飞机不稳定会有怎样的后果?2013年,美军租用的一架747货机在阿富汗某机场起飞后不久即失速坠毁,这是一起纵向静不稳定导致的事故。为什么一架成熟且成功的飞机会不稳定?

当时飞机运送的是五辆重达12-18吨的装甲车,由于没有按照规范进行固定,起飞后在重力作用下固定装甲车的绳索断裂、车辆后移。由于车辆自重大,重心显著后移,飞机迅速由纵向静稳定变成不稳定。这起事故本质上是个一环扣一环的稳定性问题:装载人员没有按照规范固定车辆,导致了车辆的不稳定;车辆后移导致重心后移造成飞机的不稳定;飞机的不稳定造成了飞机任务的不稳定。

飞行安全无小事,看似不起眼的小问题,酿成了飞机爆炸、机组七人全部丧生的惨剧。可见,稳定及严谨工作态度的重要性。

2)飞行品质规范与科学发展规律

任何一种科学理论,都只能是根据人们当时所能获得的事实和认识水平去对自然现象的本质和规律进行表述,因此不可能尽善尽美。当人们获得新的事实及认识水平的提高,就会对原有理论进行修正、补充和完善,发展出新的理论。

飞行品质是描述驾驶员驾驶飞机完成飞行任务的精度与难易程度的特性,其量化标准为飞行品质规范。随着航空技术,尤其是飞行控制技术的不断发展,新的飞行品质问题不断出现,飞行品质规范不断修订,尤其是电传飞行控制系统飞速发展的近二三十年。这与科学发展规律是一致的。

3)坐标轴系与标准化

对于复杂的事物和概念,只有通过制订、发布和实施标准达到统一,才能获得最佳秩序和社会效益。正所谓“得标准者得天下”,从中国古代的“车同轨、书同文”,到现代工业规模化生产,都是标准化的生动实践。

标准的混乱会有什么后果呢?1983.7.23,加拿大航空AC143航班就发生了一起因为标准不统一导致的途中燃油耗尽、发动机熄火,最终飞机依靠机长的滑翔技术迫降成功。

事故原因很简单:燃油的单位搞错了。加拿大是个公制单位和英制单位混用的国家,加航当时是以英制单位磅(lb)为单位计算油量,而该航班采用的波音767客机却是以公制单位升(L)为单位。飞机实际加了11,430L(20,400lb)燃油,而机组以为加了20,400L燃油。

由此可见标准化的重要性。

飞行力学在我国曾经历过采用苏式坐标系、国标与苏式混用、以国标为主三个阶段,国标与苏式坐标系偏航轴的定义相反:苏式向上、国标向下,导致大部分航向导数及横向交叉阻尼导数符号相反,非常容易造成分析、计算结果错误。坐标系的变迁其实也反映了我国航空从仿制苏式飞机、仿制欧美飞机到自主研制的过程。

 

1949年开国大典上,受阅编队的飞机5种类型17架,周恩来总理说“飞机不够就再飞一遍”,才有了26架飞机飞过天安门上空。在前不久的珠海航展上,由于疫情原因,仅有少量国外厂商参展,但是我们的国产空、天、地装备,八一、红鹰飞行表演队及歼20、运20、翼龙、AG600CBJ等国产飞机的飞行表演撑起了整个航展。这是我们航空人数十年来不懈努力的结果。

 

三、教学改革特色与创新之处

1)特色

为及时了解学生对知识点的掌握情况、解决学生疑问,课程基于线上工具将高效互动贯穿整个教学过程:学生课前预习,并向教师提问;课堂上,教师在讲解完知识点后抛出问题,并根据回答情况进行进一步解释。提高了师生互动的及时性、有效性及课堂活跃度,激发了学生的学习积极性。

在有限学时下做好授课和课程思政,建立了“基于知识点、结合时事、润物细无声”的课程思政模式。学生对知识点有一个“学习-巩固-实例形象化”的过程,提高了课程思政的说服力、感染力、新鲜度与时效性,学生的学习热情、积极性与主动性被有效激发。

2)创新

疫情防控期间,采用慕课平台、授课平台及课程群的纯线上翻转课堂教学模式,通过高效的师生互动,建立了良性的师生闭环系统,取得了很好的教学效果。

针对中国学生不善语言表达、线下语言互动意愿低但线上文字互动积极性高的特点,采用了基于课程群的文字互动方式:教师课堂线下提问,学生手机线上回答。由于课程群文字互动可多人同时参与、且答案一目了然,互动参与度与效率均很高。

为满足抽象知识点的讲解需求,设计、自制了大量简易实验与教具,在课堂上实现了复杂理论的形象化,提高了教学的趣味性与灵活性。

文稿:  

编辑:刘  斌

审核:万方义

 

 

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