如何读懂“工业皇冠上的明珠”？

“一夜熏风吹春去，万物并秀迎夏来”

今日 14 时 18 分 34 秒

立夏节气如约而来

春终而夏始

温度不断升高

万物茂盛生长

在这个青葱翠绿的节气里

让我们一同走进南航一“课”

南京航空航天大学明故宫校区航空航天馆内，一台台航空发动机静静陈列，金属表面的纹路在阳光下闪耀，如何读懂这些“工业皇冠上的明珠”？如何将航空发动机从真机“拆解”成知识点？又如何带领学生遍历“从图纸向真机”之旅？能源与动力学院《航空发动机结构分析与设计》这门课程给出了答案。

你知道发动机有多少个型号吗？你知道一台发动机的零部件有多少吗？在其中又涉及了多少个知识点吗？——当提到这门课程的时候，“难度大”“不好上”是师生的共识，如何将一门公认的“难”课上“简单”，教学团队用了四步。

“这门课程是一个纽带和桥梁，需要用到前两年学习到的专业知识”，教学团队的孙志刚老师说到，这门在大三下学期开设的专业必修课，需要用到的知识点众多，为了能够提升课堂效率，知识温习是这门课程的起点。

“中国大学MOOC”网站上1.2万次学习、B站视频10余万次播放的系列理论教学课程，成为学生的“预习起跑线”。在线上课程中，学生们如果有不理解的内容，或反复观看，或在线提问，老师们会将高频提问整理出来，在线下课程中进行答疑解惑。

课程组成员宋迎东教授解释了课程名称从“航空发动机构造”到“航空发动机结构分析与设计”的变迁，契合国家对发动机自主研制的迫切需求。课程在讲述发动机结构基本原理的基础上，要重点培养学生分析、解决发动机结构实际问题的能力。

“预习时就像在玩知识解谜游戏，每个学科节点都藏着工程设计的‘钥匙’，这些线上课程也为我后面的学习打下了良好的基础。”上过这门课的孙尤骐说道，课前开放的“知识疑惑表单”成为师生沟通的桥梁，老师根据学生预习时的情况，在线下课程中增添相应知识模块，让预习为知识的“按需供给”铺路。

“课本说发动机结构要‘轻如鸿毛，坚如磐石’，这怎么可能？”这是学生在课前开放的在线表单里写下的疑惑。于国强老师关注到了这一留言，特意在课堂上带来两种不同材料的发动机结构——先进陶瓷基复合材料涡轮叶片与普通高温合金涡轮叶片，让学生亲手感受“重量差”与“硬度比”，用实物破除认知盲区。

除了学生要在课前预习，老师们也要“预习”。在备课的时候，翻阅学习多元知识体系也成为了常态，“要将这门课上好，考验地就是如何将复杂的知识讲透彻，将关联性说明白”，教学团队教师尤超回忆道，自己在初次备课的时候，经常工作到深夜，力学、气动、传热等方面的知识都需要深入学习。

与其他很多理工类课程不一样的是，该课程的绝大部分知识无法用公式推导演绎，知识点又较为零散，这在一定程度上再次增加了课程的难度。

如何将没有公式的课程上好？课程团队进行了精心的课程设计——以“多模态教学+沉浸式实践”搭建认知的“脚手架”。由于课前学生的预习基础，已经让学生对课程需要用到的知识点有了大致了解，在线下课堂上，让抽象的知识变得具体可触，教学团队费了不少心思。

“一个发动机叶片只是摆在那里，对于学生来说有点抽象，我们就需要告诉学生为什么长这个样子，背后的设计原理是什么，这是一个很复杂的逻辑关系。”尤超老师说道。在课堂上，经常要用一些生活中的场景化描述，让知识点更好理解，比如，在讲燃气涡轮时，老师们会说它就像一个“能量魔法师”，把燃烧室的高温燃气“驯服”成高速旋转的动能，而叶片上的冷却孔道，就像给叶片装了无数“微型空调”，让它在1600℃的高温里依然可以“冷静工作”……

除了生动有趣的语言，老师们还会配合动态3D模型，让学生能清晰看到燃气如何在叶片的“导流迷宫”中分流、加速。

形象化的表达，具象化的呈现，让学生对发动机各个结构的认识深植于心。但这还远远不够！课程在主要章节均安排了实践教学，带领学生走进航空航天馆的发动机陈列区。

“拆到涡轮叶片时，发现每片叶背都有细微的打磨痕迹，老师说这是为了优化冷却气流，那一刻突然懂了‘细节决定性能’的真正含义。”钱佳楠说道。

翻转课堂也是一大创新点，在讲完一类发动机结构后，老师们会突击抽查，让学生担任“主讲官”，来进行航空发动机的解构，其他同学作为“裁判”，从“听结构”到“讲结构”，让学生真正沉浸式参与到课程中。

课程组成员尤超老师在航空航天馆授课

课堂上最热闹的是“结构方案辩论”环节，将学生分成不同小组提出差异化方案，老师则化身评审专家，用真实事故案例不断追问，引导学生进行思维的碰撞，让学生从 “被动接受知识” 变成 “主动推演设计”。“以前觉得发动机结构是‘课本上的钢铁’，现在亲手装拆过叶片、看过应力仿真，才明白每个倒角、每道焊缝都是‘会说话的设计语言’”，2021级学生邱小小兴奋地分享道。

课程组成员孙志刚老师在航空航天馆授课

“课程激发了我参与创新创业项目的热情，后来我主持了有关航空发动机的大创项目，课上讲授的知识给予了我极大地帮助”，同钱佳楠一样，许多上完这门课的学生，由此产生了对航空发动机极大的兴趣，有的明晰了自己未来研究的方向，有的建构起走向相关行业的知识体系。

课程教学团队基于江苏高校“青蓝工程”“航空发动机设计”研究型优秀教学团队设立，要求任课老师在发动机结构领域有所研究，选拔教师的严格性，让课程团队里藏着一群“双料专家”——既是主持“两机专项”“民机专项”等项目的科研骨干，也是亲手为学生设计预学任务的“引路人”，课上，老师经常为学生讲解最新科研成果、前沿技术等。

课程组成员于国强老师在航空航天馆授课

“结构分析与设计，没有唯一的答案，也没有最好的答案，只有最合适的答案”，这门课程，一直引导着学生，在每一次对结构细节的较真里，在每一次不止于唯一解的探索中，去寻求分析设计的最佳匹配。

随着我国航空事业迈向高质量发展新阶段，航空发动机行业对专业人才的需求呈现爆发式增长。课程组立足时代使命，始终将立德树人作为教育教学的核心，构建起特色鲜明的育人体系，让这门课富含“思政元素”。

“希望上过这门课的本科生，都能触摸到大国重器的厚重感，激发他们的使命感”，尤超说道，这门课不是“死记硬背”就能学好的，希望教会学生的是专业方法，而不是某个单一的知识点。在教学实践中，课程以 “四个引路人” 为指引，创新性地借鉴 “徐川思政工作法”，结合课程的专业性与实践性特点，发展出契合课程特征的思政育人模式，支撑了“徐川工作法”，实现“铸魂” 与 “强技” 相统一，专业知识传授与思政价值引领的同频共振，让每一堂课都成为培育新时代航空强国建设者的沃土。

“我们希望学生能够从课堂走向苍穹”，于国强说道，航空发动机领域需要更多年轻的血液加入，一起跑出自主创新的加速度。

在多年发展中，课程也取得了一系列优异成绩：获批国家一流本科课程、国家虚拟仿真实验教学项目，团队青年教师在江苏省高校微课教学比赛、学校微课教学比赛中获奖等。

当学生们在课堂完成了

不同发动机结构方案的对比分析

当他们在航空航天馆看到真机

眼中闪烁惊喜与光芒

我们知道

这门课的意义

早已超越了知识本身

它正在为中国航空动力事业

培养下一代 “结构设计师” 和 “强国突围者”