专业教育中的宏思维能力培养--以飞行器质量与可靠性专业《航空复合材料成型工艺》课程为例

专业教育中的宏思维能力培养--以飞行器质量与可靠性专业《航空复合材料成型工艺》课程为例

徐鸣遥

沈阳航空航天大学本科教学改革研究项目（JG241701B）

摘要：多年来，一些专家呼吁加强大学生的基础教育、通识教育和哲学教育，这已经在高等教育中取得了一些成效。其中，中国工程院院士李培根提出了加强“宏思维”能力的培养，即培养学生在一些宏观问题、重大问题和整体联系上的训练和思考。宏思维的培养能够培养学生公民意识、是大学专业教育本身的需要、是培养创新能力的需要、也是领军任务培养的需要。本文以飞行器质量与可靠性专业《航空复合材料成型工艺》课程为例，说明在教学过程中宏思维培养的研究成果。

飞行器质量与可靠性专业旨在培养能够掌握飞行器结构、系统和原理，并能够对飞行器进行研发或维护的相关人才。该专业的学生大部分面向航空航天行业就业，所以更要提高学生的宏思维能力，使其有大局意识、协同能力以及有整体与部分的哲学思维能力。

一、高等教育课程设置的探索

科学地设置专业课程是高等教育目标有效达成的重要环节，学生的能力培养也必须通过有效的课程设置来实现。课程设置承载了学生知识培养的体系，通过课程强化专业能力和思维能力。为培养学生的综合能力，高等教育要形成自己的发展优势，科学设置与学生专业配套的特色课程。

（一）整合课程资源，突出专业特色

为了提高学生的全局思维能力，促进学生全方位的发展与学习，本专业对专业课程进行了精细的设置，并在课程衔接过程中启发学生思考课程与后续课程之间的关系，使学生具备全局意识。首先，在大二初期设置了“航空维修与可靠性工程概论”的专业导论课程，使学生对专业有了初步的轮廓认知，为学生描绘专业前景，提升学生求知意识。并提醒学生注意对相应基础学科的学习，如数学、物理、机械、计算机等学科，力争做到学生在学习过程中“不迷茫，有远见”；其次，在大三设置了多门专业课，重点培养学生在本专业学习过程中的知识基础，让学生理解科学与工程的关系；最后，在大四上学期设置了三个专业方向模块，分别为机械模块、结构模块和电子模块。要求学生自主选择相应模块进行专业学习，这个过程中要求学生在纷繁的知识中找到自己擅长的领域，从整体、从联系中把握自身的方向发展，正确运用方法论来解决面临的选择。本文中《航空复合材料成型工艺》课程为结构模块中的方向课程。

（二）优化课程设置，提高教学多样性

以增强学生宏思维能力为导向时，课程建设是在这一思想指导下围绕学生知识能力培养和技能能力来进行。专业核心课程则对于今后职业能力的生成尤为重要，做好专业核心课程的论证与设置，才能保证专业知识与专业技能的有效掌握，从而以岗位需求来激发学生的学习欲望。

在《航空复合材料成型工艺》课程中，设置了十种成型工艺的知识点，每个知识点中设置了相应的关键技能点。并将学生分组、将飞机结构拆解，每组学生负责讨论一种飞机结构的成型过程。每组同学将原材料的选择、成型方法的选择、成型过程参数的设置等详细问题整理汇报，课上同学们共同讨论。在学习过程中学生需考虑原材料及成型方法是否选择得当，生产成本是否符合要求，产品性能是否能够满足使用要求，以此增加学生整体思考能力、团队合作能力及沟通能力。

二、深化校企合作

学生应该能够深刻的理解社会在本专业领域面临的问题，以及用科学的方法怎样去解决问题。通过校企合作让学生走出去，使学生能够以解决工程问题、引领技术发展为己任。

（一）丰富产学合作内涵

通过邀请企业专家授课的形式丰富产学合作内涵。与与传统的邀请技术专家讲座不同，专家通过讲授专业课程能够切实的联系到书本中的知识点在实际中应用例子。提升学生专业素养的同时，增强学生承担公民责任的意识，学生们可以去讨论通过书本上的知识可以解决什么样的问题。专家选取工程中的有关事例，引导学生关注一些宏观的、 重大的问题，同时也让他们养成主动学习的习惯。

（二）加强双师培养

宏思维能力培养，需要学生有更多的机会接触社会或业界。在国际职业教育体系中，德国的“双元制”和新加坡的“教学工厂”都非常重视“双师型”师资培养，从而取得突出的效果。教师既要是教学岗位的专业人才，也要是工作岗位的专业人才，对学生未来工作岗位所需要能力能进行有效指导。本专业与南方航空公司沈阳维修基地、江苏汉卿科技研究院有限公司等取得了长久的合作，使老师通过实践认识到专业知识的发展趋势，以及怎样运用到实际之中，怎样能够为社会和业界解决面临问题，在教学过程中能够使学生将知识更加具象，很多抽象的文字能够呈现出立体的形象，增加学生的学习方向意识、增加社会责任感。

三、课程教学模式的改革

在大学的专业教育中，一旦进入专业，教师和学生的视野往往都很窄，只盯着专业的核心、重要知识。通过改革教学模式，使上课不是简单的说教，而是探明学生在专业学习中应该掌握哪些技能并且明确以后能够在社会发挥什么样的作用。近年来，高校的教育工作者们经过各种教学模式的尝试，如案例教学法、翻转课堂及项目教学等方法，都能够明显地提高学生的课堂积极性，实现教学相长，更加有利于学生对教学内容的掌握。其中，以问题为导向的教学模式（Problem Based Learning，PBL）是由加拿大McMaster 大学医学院正式提出，该院通过病人的具体情况和具体问题进行医学教学，取得了很大的成功。PBL 在医学领域的成功应用为其他领域的教学也树立了典范，随后这个概念被推广到其他的学校教育中。位于丹麦的Aalborg 大学就是应用PBL 教学的典型学校，该大学运用了以问题为导向的教学模式。这所学校经历了40 多年的发展，目前已经成为欧洲顶尖的工程教育学校，也成为世界范围内高等教育的典范。《航空复合材料成型工艺》课程中采用了以问题为导向的教学课程改革增加学生的宏思维能力，开拓学生视野、增加学习的目标感。

（一）贯穿专业知识，提高全局思维

在前序课程中，学生已对飞机结构、系统与原理有了全面的认识，而飞行器每一部分都对自身性能有着特殊的要求。课程伊始教师会向学生提问飞行器每一个结构的作用、组成及性能要求，并提出该结构是怎样生产出的问题，特别是对于由复合材料制得的飞机结构又是怎样生产成型的呢？因此，使学生意识到所学的课程不单单是成型方法过程，而是这种成型方法能够满足什么样的产品要求。使学生认识到必须将所学知识全部结合起来才能更好的应用于工作与研究中。

（二）小组协作，深刻辨析

教师将学习内容以问题的形式进行拆解，学习小组可以分析问题，并任务分配到个人，每个学生分头查询资料并进行汇总，培养学生团队沟通和协作能力。教师组织学生对问题的内容以小组为单位做出展示，不同小组之间可以提问、交流，甚至展开激烈的辩论。在整个展示和讨论的过程中，教师的角色应该是引导者而不是评判者，教学中要始终以学生作为中心，采取引导式教学，鼓励学生在课堂中发表自己的看法，当学生表达能力欠缺或见解出现差错时，要有足够的耐心去倾听。让学生从心理上真切地感受到尊重和主体地位，将传统的“独白式教学”转化为“对话式教学”，让学生们在沟通和交流中达到对问题的深刻理解和辨析。

宏思维的培养能够提高学生的大局观，是培养学生具有大国工匠精神的重要手段，同时也能够促进学生的职业发展。

参考文献

[1]李培根. 谈专业教育中的宏思维能力培养[J]. 中国高等教育,2009(1):16-17,38.