四、教学方法

四、教学方法

“空气动力学基础”是一门基础理论性的学科，其注重空气动力学一般原理、模型和求解方法。当前，其部分理论仍然是本学科领域国内外研究的热点和难点问题，属于认知型的学科，借助哲学的理论框架和运思方式，有助于揭示科学理论的内在逻辑。同时，“空气动力学基础”也是一门技术实践性很强的学科，关注对飞行器本身气动特性的综合分析以及气动布局相关的综合设计，也属于筹划型学科，利用哲学中的系统思维和辩证关系有助于提供合理的设计思路。

基于以上思路，针对教学对象专业需求，结合当前国家对创新性科技人才培养的战略规划，提出了“哲学思维+专业技术+研究导向”三位一体的教学思路，并借助“互联网+”和翻转课堂等教学模式，进行教学实践，其思路和方法主要表现在以下几个方面：

（一）以哲学中事物发展的一般规律为指导，进行符合学生认知水平和航天飞行器设计领域专业要求的教学环节的优化设计

传统“空气动力学基础”课程涉及流体静力学、动力学的基础问题，在其之上，进一步分析低速空气动力学、高速空气动力学、黏性空气动力学、实验空气动力学等内容，课程覆盖面广，先修条件较高，而航天学院飞行器设计与工程、探测制导与控制和飞行器动力工程等专业的研究对象面向高速飞行的细长体导弹与火箭、具有航空航天飞行特征的空天飞行器、高超声速再入飞行的航天器等，其特点是宽空域、大速域、从连续介质到稀薄气体、内外流强耦合，流动特征复杂，力学环境严峻。

由于教学课时受限，针对学生认知水平，打破传统教学计划的束缚，以空气动力学发展过程中的历史事件为总线，以著名空气动力学专家和历史人物的科研命题为节点，结合哲学中事物发展否定之否定规律认识，将空气动力学物理现象、理论体系构建和背景等由点到面展开讲述讨论、科研训练和总结学习，从而使学生对空气动力学理论体系的学习从发现问题、分析问题和解决问题整个科研过程中加以认识。如图1所示。

图1　符合学生认知特点的教学流程优化(https://www.daowen.com)

（二）结合学科专业前沿技术和发展趋势，开展以能力为导向的实践、科研训练和创新性实验等课程设计

“空气动力学基础”是一门理论与实际紧密结合的基础课程，强化知识创新与科研实践相结合的教学环境，在完成课堂理论教学的基础上，适当开展课外实践与科研训练项目，为本科生提供科研训练机会，培养学生的创新、研究能力，激发其创新热情，培养学生的团队合作意识、严谨的科研态度和追求真理的精神；并进一步引导、鼓励感兴趣的学生参加各级创新创业等竞赛，形成良性循环的科研创新与教学实践环境，提高学生的前沿知识水平和科研创新能力。

提出以空气动力学典型问题为引导，通过问题导引、现象观察、实验测试、启发讨论、探索实践等方式，引导学生积极主动思考，从基本原理、实验现象和结果中获取灵感，凝练科学问题，激发学习兴趣，提高创新实践能力。从观察自然界中鸟、昆虫等飞行过程和姿态、自然界中的特殊流动现象和实验室典型流动问题的实验结果入手，分析这些现象的演变过程、影响和控制流动的各主要物理量之间的定量关系，继而达到探索可能建立的理论，并提出改进理论研究成果的可能性，及理论对实际的指导作用和工程应用前景。

（三）借助“互联网+”、翻转课堂等多种教学模式，开展要点讲授—自主探究—交流评价的教学方法

充分运用现代互联网、移动客户端等信息技术手段，并保留黑板板书中循序渐进的优势，加深对课程中抽象性很强的概念的认识和对晦涩难懂数学公式和方法的理解。以问题为导向，结合学科特点和空气动力学前沿发展态势，凝练典型的科学问题，通过分析与论证、评估、交流与合作等，结合线上+课堂要点讲授、学生自主学习、科研训练和创新性实验项目等，提高学生运用理论解决实际问题的能力和综合系统设计的能力。

在教学活动中尝试以逆向思维为主的质疑方式，从物理现象的描述、假设条件的提出、数学模型的建立、基本定律的应用、控制方程的求解、方法体系的结论等环节中多采用“若……不成立，会出现……？”的疑问作为思考，启发学生逆向思维。强化学生自主学习与创新，引导和鼓励学生以项目为纽带，组成课外团队，以定期报告和头脑风暴式训练的组织方式完成项目构思，实验方案制定、筛选、优化及实施的全过程；解决学生自主学习、团队意识、沟通能力欠缺的问题；通过任务分工、团队合作、角色互换和轮值组长，锻炼学生的创造力、组织能力和领导能力；引导和鼓励学生参与本科生科研项目研究，使国际前沿知识及时有效地传递到本科实践教学。