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空气动力学教材

面向国际交流与竞争,坚持使用原版教材

随着我国加入WTO、知识经济的迅速发展、国际间科技和学术交流的日益频繁,提高高等教育质量已经显现出更加突出的重要位置。教育部[2001]4号文件,《关于加强高等学校本科教学工作、提高教学质量的若干意见》,具体指明了今后高校教学改革的方向。在教育部4号文件中,强调了本科教育要创造条件使用英语等外语进行公***课和专业课教学,或实行外语教材进行中文授课。为了在我校开展这一教学改革,现将飞机系在20多年中坚持使用原版教材的经验进行总结。

一、原版教材使用历史

从1980年开始,飞机系空气动力学专业教研室的讨论决定下,对空气动力学本科教学环节中采用了当时在美国通行的航空专业空气动力学教材,“Foundation of Aerodynamics – Bases of Aerodynamic Design. Arnold M. Kuethe & Chuen-Yen Chow”(第三版)。第一次主讲由当时年近70的岳吉毅教授担任,施宁光老师任辅导教师。“文革”后恢复高考招生第一届(77级)空气动力学专业学生使用了此教材。1993年,又将该教材的第四版列为专业课教材。1999年,通过对国外教材进行对比考察,选用了在90年代美国高校普遍采用的空气动力学教“Fundamentals of Aerodynamics”, (John D. Anderson),用于97和98两届空气动力学专业本科生专业课教学。至此,原文版教材已在空气动力学本科专业教学中连续使用21届。

1999年后对进入飞机系的本科生实施了大类教学计划(将原来的飞行器设计、空气动力学和飞行器结构强度设计三个本科专业合并后的大类专业),空气动力学教学不再分为气专业和非气动专业。因为必须选定同样的教材和教学时数,考虑到学生的接受程度和授课难度,曾打算放弃选用原版教材。经过空气动力学专业课教师多次分析讨论,特别是在老教师的坚持下,最终决定先在两届大类专业中采用原版教材,两年后根据教学效果再决定取舍。

飞机系99级飞行器设计专业***有6个小班,考虑将6个小班编成一个大班上课难以达到良好的教学效果,便以3个小班为单位编班授课。为了保证教学质量,任课教师以竞争上岗方式确定。2000—2001年度第二学期开始进行“流体力学基础”(低速空气动力学部分64学时),2001—2002年度第一学期进行“空气动力学”和“高等空气动力学”(高速空气动力学部分48学时)。到2001年12月完成了第一次针对飞行器设计大类专业空气动力学原版教材教学任务。

二、原版教材使用中出现的问题和经验总结

从77级到98级的空气动力学本科空气动力学教学中,由于学生明确今后的专业方向,愿意在空气动力学课程中使用原版教材,课程开始的头两周会觉得阅读原版教材有难度,以后的学习中便不再有畏难的反映。由于空气动力学专业的本科生在本科学习中涉及原版教材的学时达150至180,毕业后专业英语的阅读理解水平明显好于其它专业毕业生,得到了用人单位的一致好评。

在实行大类教学计划后,飞行器设计专业的学生面临毕业后报考研究生方向及从事工作性质的选择,难以对专业方向面面俱到,对各专业课学习会有一定的倾向性。使用原版教材会在一定程度上增加学习的负担,影响对专业内容的学习。这也是考虑放弃使用原版教材的原因之一。在决定对99和00级本科生试用原版教材后,教师在授课过程中仍采用以往对空气动力学专业本科生授课方式,课堂上主要强调物理概念、突出重点、要求学生作详细的课堂笔记,课下经常与学生进行交流,了解学生在哪些地方出现困难,学习方法是否得当。在经过整整一年的原版教材教学后,主要发现以下一些问题和演变过程:

(1) 在“流体力学基础”课程进行到两周左右,占80%的学生反映对原版教材使用不习惯,课后复习中遇到的单词量太大,看书过程中几乎都是在查阅英汉词典。看完了课文中的一段英文意思又忘了物理含义,一段话往往要反复几次才能明白,一个晚上下来看不了一页课文。对课程的理解只能靠听课和笔记。

(2) 到第八周时(课程进行过半),班上已有40%的学习已逐渐习惯了原版教材,总结出将笔记内容和教材内容进行对照进行复习。但大部分同学对内容的理解仍集中在书上涉及到公式推导的段落,而对概念的叙述没有进行仔细推敲。

(3) 在随后和学习中,随着单词量的减少,对原版教材基本习惯的学生比例逐步增多,到“流体力学基础”课程考试前已有70%左右的学生能够较熟练地使用原版教材。由于提前告知学生考试采用开卷形式,概念题占有较大比例,学生便把很大的精力投入到对课文的阅读理解上。经考试合格的学生占85%。

(4) 在接下来的“空气动力学”课程学习中,已经很少听到对使用原版教材的不适应反映,至少有85%的学生可以较流畅地阅读课文。整段只出现个别单词,往往可以借助听课笔记估出,大部分学生已由逐字理解过渡到了逐句理解,阅读速度大大提高。经考试合格的学生占94%。

经过112学时的原版教材教学环节,对出现的问题、问题的演变和最终结果,我们对这一教学过程总结出如下经验,并提出了相应的措施:

(1) 由于对本科小班空气动力学教学采用原版教材历经了20年,目前从事该课程教学的教师已将这一教学方式看做是很自然的方式,教学过程完成的也很规范,没有遇到明显的问题,多年来没有进行认真的总结。在实施大类教学计划后遇到的教材选用和教学环节出现问题方面,所反映出在一定程度上的胸中无数也是可以理解的。

(2) 学生对原版教材的适应有一个过程,以往对外语的学习是作为一个目的去学习,而要将外语真正地作为一个工具去使用对大多数学生来说是第一次,出现问题仍然是学习过程的问题。如果将使用原版教材作为学习过程中的一部分,小班专业教学与大类专业教学不会有本质区别。就目前学生的水平来看,只要在教学过程中严格要求,绝大部分学生是可以适应原版教材的。

(3) 在原版教材使用的最初阶段,学生遇到的最在问题是单词量太多,读课文过程中大部分时间用于查阅词典。而常用词典中对专业词汇的解释又不确切,使学生无法准确翻译。因为翻译费时较多,概念的理解与外文的理解往往顾此失彼。针对这一问题,我们编写了原版教材中前六章的专业词汇表,在2000级飞机系本科生起到了很好的辅助作用,减少查阅词典的时间,方便了学生准确理解专业词汇的含义。在今后的讲课中,教师注意适当地对重点段落进行翻译和解释。

(4) 在考试方式上,由于采用开卷形式,减轻了学生死背公式和概念的负担,在复习过程中,学生把主要精力都放在阅读理解物理概念和计算推理方面。这一考试方式使学生对课程内容的掌握更加全面,增强了阅读理解能力。对于平时不怎么看书的同学,在考试时无法找到物理概念在原版教材中的位置。

总结一年来对大类专业空气动力学原版教材的使用情况,全体授课教师都增强了对使用原版教材的信心,绝大多数学生对此也习以为常,教学过程取得了令人满意的结果。一至认为,在今后的该课程教学中,应在原版教材使用前注意教学进度的把握,介绍阅读理解技巧,增强学生用好原版教材的信心。只要严格遵守教学规律,充分认识教学过程中所表现出来的问题及演化过程,不要对学生在开始阶段表现出的不适应,甚至是抵触,而感到不安。注意与学生课后的交流,及时对讲课方式进行必要的调整,总结经验不断提高。

三、对一些问题的看法和建议

1. 采用原版教材的自编教材冲突的问题。由于长期使用原版教材,本专业多年以来没有进行主干专业课教材的编写。编写教材对教师教学水平的提高是非常重要的,今后应对这一问题进行探讨。

2. 使用原版教材无疑会对教师和学生带来较多的额外工作量,今后能否对使用原版教材的课程按适当比例增加计划学时。

3. 目前对使用原版教材中文授课,飞机系气动专业课教师不存在授课难度。若要进行英语授课,虽然难度较大,但有一定基础,希望学校能尽快拿出鼓励性政策,以便我们尽快地向英文授课过渡。

四、任课教师情况介绍

一年来对大类专业空气动力学原版教材使用所取得的成果是与空气动力学学科长期注重本科教学、培养了一支实力雄厚的教师队伍分不开的。全部任课教师都在各自上本科和研究生期间使用了空气动力学原版教材,并使用过原版教材对本科生或研究生授课。大多数任课教师有过一年至两年在国外工作经历,承担过采用英语为外国培训人员授课任务(埃及)。以下是任课教师使用原版教材授课情况:

杨 永:教授,博士,(空气动力学校聘课程岗)

空气动力学基础I(本科气动专业) 6次 ***524学时

空气动力学基础II(本科气动专业) 4次 ***246学时

高等空气动力学(本科气动专业) 1次 ***28学时

低速空气动力学(研究生) 4次 ***240学时

高速空气动力学(研究生) 5次 ***200学时

部件空气动力学(研究生) 1次 ***60学时

低速空气动力学(工程硕士) 1次 ***40学时

低速空气动力学(埃及学员) 1次 ***40学时

流体力学基础(本科大类专业) 1次 ***64学时

叶正寅:教 授,博士

空气动力学基础I(本科气动专业) 1次 ***80学时

流体力学基础(本科大类专业) 1次 ***64学时

宋文萍:教授,博士

高速空气动力学(研究生) 3次 ***120学时

部件空气动力学(研究生) 8次 ***420学时

旋翼空气动力学(研究生) 2次 ***80学时

高速空气动力学(埃及学员) 1次 ***30学时

空气动力学(本科大类专业) 1次 ***48学时

李 栋:副教授,博士

空气动力学基础I(本科气动专业) 2次 ***160学时

空气动力学基础II(本科气动专业) 3次 ***174学时

高速空气动力学(埃及学员) 1次 ***30学时

空气动力学(本科大类专业) 1次 ***48学时