人才培养基地
先进航空发动机校内创新实践基地

发布时间:2016-01-25浏览次数:

基地名称 : 先进航空发动机校内创新实践基地

所属单位 : 能源与动力工程学院

获批年份 : 2015

一、基地概况

先进航空发动机校内创新实践基地隶属于能源与动力工程学院,由国家试点学院和发动机协同创新中心支持,由公共实验平台系统管理维护,整合热工综合实验中心、航推综合实验中心、流体综合实验中心和燃烧综合实验中心的四个综合实验中心,加上虚拟仿真中心、航空发动机认知实践基地、大学生课外科技制作与创新中心、校内实践实训基地等联合组建。基地主要集中在学院路校区3号教学楼、三馆(航空发动机气动热力国家重点实验室)、二馆和沙河新校区。基地现有实验实践场地2000m2,每年面向飞行器动力工程、能源与动力工程本科专业开设航空动力/新能源科技创新实践、飞行器动力工程校内系统实训、创新型课程实验、航空动力/新能源核心课程实验实践、专业综合实践和大学生科研训练计划等项目,同时还面向学校其他学院的7个本科专业,服务对象涵盖全校学生1200余人/年。

图1 先进航空发动机校内创新实践基地的发展历程

基地的历史沿革如图1所示。如今,“先进航空发动机校内创新实践基地”由能源与动力工程学院丁水汀院长担任基地负责人,基地拥有专职和兼职各级人员57人,其中正、副高职43人,实验教师队伍中博士学位人数占61%。基地用房使用面积2000平米,设备台件数2200余套。近年来飞行器动力工程专业本科生已获全国竞赛特等奖1项,省部级以上竞赛一等奖15项,二、三等奖近60项,连续四年获得8个北航冯如杯一等奖,同时有多个项目直接冲击全国挑战杯。

在各级领导和广大教师的大力支持和参与下,先进航空发动机校内创新实践基地已经成为北航重要的面向航空发动机和航天发动机专业的学生实验教学与课外实践基地。基地在建设过程中,以创新型人才培养为目标,以实践教学体系和平台建设为基础,以队伍和运行机制建设为保障,以创新实践教学方法和模式为手段,开展基地的各项工作,在专业建设、平台建设、师资建设以及推动“质量工程”等方面取得了显著成效。强势科研和基地极大地促进了专业建设,为人才培养创造了良好的环境和条件,积极对外交流,产生了良好的示范辐射作用。实验环境优良,充分发挥专业优势在创新人才培养中的作用,实现了资源的开放共享,管理规范,取得了卓越的实验教学和实践活动效果。

二、基地建设理念

目前,国家两机专项已经正式获批,我国航空发动机正处于从“测仿研制”向“自主发展”转变的关键阶段,对航空发动机人才的创新能力、创新意识和解决复杂系统问题的能力提出了新的挑战。

为适应国家和首都社会经济发展对高等学校创新人才培养的要求,先进航空发动机校内创新实践基地将瞄准国际GE、PW、RR三大标杆企业的实践实训基地及研发设施,形成教学、科研一体,学历教育与非学历教育结合,高校与企业产学研用一体的航空发动机实践实训基地,完善企业、学校资源共享机制。航空发动机实践实训基地融合校内实践、企业实践和国际实践基地。校内基地侧重基础实验和创新能力,企业实习基地侧重生产实践,注意与企业真实生产环境对接;国际实践基地在于增强国际化视野及国际交流能力,最终实现具有国际化视野和培训能力、面向行业发展要求的国际化实践实训示范基地。

学生在先进航空发动机校内创新实践基地中,首先通过航空发动机认知实践基地,使得学生通过现场课的方式先对航空发动机整体结构、工作原理等基础知识有一定的认知,然后通过基础实验课的联系,进一步掌握相关的基础知识;专业基础实验,以知识传承中的专业基础实验为主,重点提升学生对专业基础知识的认知水平;专业综合实验,突出专业知识的综合和融合,重点培养学生动手实践能力、解决问题和创新实践的能力;最后通过实训、虚拟仿真、创新实践中心等手段,突出团队训练和团队实践,重点培养学生工程实践与创新意识。

(g)叶轮机设计制作与实验

图2 创新实践基地的部分实验室

图3先进航空发动机校内创新实践基地组成部分

先进航空发动机校内创新实践基地是北航重要的面向航空发动机和航天发动机专业的学生实验教学与课外实践基地。基地在建设过程中,以创新型人才培养为目标,以实践教学体系和平台建设为基础,以队伍和运行机制建设为保障,以创新实践教学方法和模式为手段,开展基地的各项工作,在专业建设、平台建设、师资建设以及推动“质量工程”等方面取得了显著成效。强势科研和基地极大地促进了专业建设,为人才培养创造了良好的环境和条件,积极对外交流,产生了良好的示范辐射作用。实验环境优良,充分发挥专业优势在创新人才培养中的作用,实现了资源的开放共享,管理规范,取得了卓越的实验教学和实践活动效果。

三、基地的主要特色

先进航空发动机校内创新实践基地在为相关专业培养具有扎实航空发动机基础的常规型专业人才起到了重要的作用,但是,随着我国航空航天事业的发展,只有在源头上出现创新的思想和技术才有可能缩小我国与先进国家在动力上的差距,这迫切需要大量具有创新意识的优秀人才。基于此,基地提出了“继续深化科研团队和教学团队的融合,进一步突出实验教学中心的航空航天特色;通过若干开放性、探索性、创新性实验的设置,着重强化创新能力培养”的改革思路。按照上述改革思路,先进航空发动机校内创新实践基地未来可以形成如下特色:

系统上,在更深层次上打破专业和学科界限,打破课程界限,包含了气、固、热、声、控和发动机总体和系统实验,构建综合型、跨学科的实验教学体系。

特色上,把团队内多年的科研成果尽可能转化到实验教学中,突出航空航天特色,使实验中心自行研制的实验教学设备不少于30%。

形式上,根据不同专业对实验教学的要求,划分为不同层次的实验模块,如基础模块,研究模块和创新模块。

内容上,必须与理论教学想结合,强调理论但不附属于理论教学,目的是让学生形成系统的航空发动机相关测试和研究方法,在此基础上形成具有自主创新的研究能力。

队伍上,由院长担任基地主任,负责整个创新实践基地的统筹规划,组建一支由教授、副教授、讲师和实验室教师构成的实验教学队伍,这支队伍既是科研团队又是教学团队。

环境上,把中心绝大部分实验集中建设,形成拥有独立空间、浓厚人文环境、一流设备条件及安全的实验教学平台。

管理上,高效的运行管理模式和运行机制,通过公共实验平台系统,实现网络选课和师生互动。

先进航空发动机校内创新实践基地,由能源与动力工程学院和国家试点学院支持,由公共实验平台系统管理:

1)不断引入先进的实验技术和方法

创新实践基地在保留传统的实验技术和方法的同时,将科研前沿中先进的测试技术不断地引入实验教学中。如温度测量是热工实验中重要的一个内容,传统的温度测量主要采用热电偶测温方法,优点是准确、价廉,缺点是点测量、接触式测量。液晶和红外测温是在科研中采用的两种测温方法,具有面测量、非接触性等优点。实验中心即保留了传统的热电偶实验,让学生自己动手做热电偶并标定,又在气膜冷却和叶片外换热实验台中引入液晶和红外测温手段,让学生在研究型实验中充分了解这两种测温手段的使用方法和特点。

同时,这些先进的测试手段也是航空航天实验中常用的研究方法,创新实践基地培养的学生进入航空航天相关厂所后,由于他们具有扎实的航空发动机基础知识和先进测试仪器的使用经验,只需少许培训,就能完全承担起相关的科研任务,能够尽早地投身于国家航空航天事业中去。

2)加强人文素质教育,增强学生专业认同感,激发学生学习兴趣

创新实践基地在进行科学技术教育的同时,又大力开展人文素质教育,培养既有扎实的专业知识和技能,又具备良好综合素质的人才。通过展板和授课的形式,重点向学生讲授航空发动机各项专业技术的发展历史,讲授突出贡献科学家的故事,一方面增强学生对本专业的认同感,激发学生学习兴趣,另一方面也让学生充分认识到只有具有广博的知识、严谨的治学态度、求真务实的治学方法才能在事业上有所作为。同时创新实践基地将最新的具有前沿性的科研成果和动态、具有先进性的测试方法向学生介绍,开拓学生的视野,引导学生对本学科的前沿领域进行关注,为学生指明了以后科学发展的方向和自己奋斗的目标。

3)启发式、研究式的教学

针对研究型实验,重视课前预习,提出合理可行的实验方案,由担任理论课教学的主讲教师直接指导学生进行自主性实验设计、方案讨论及实验过程安排,因材施教。学生在教师的指导下,自主设计实验过程;在学生进行实验阶段,由实验室教师负责指导学生的实验操作,使学生能对自己设计方案结果给出评价。由于这些高水平的实验教学指导队伍、特别是教授直接指导学生本科实验,潜移默化、给学生以很大的感染力,使得学生在本科生学业的中期阶段就可以体验到“科学研究”,极大提高了学生的积极性和实验的热情,变“要我做实验”的被动实验教学为“我要做实验”主动自主实验。

4)多元化的考核方式

采取灵活的考核方式,考核成绩分为课前预习20%、回答问题10%、实际操作30%、课后完成实验报告20%以及思考题完成情况20%综合给出实验成绩,对于研究型和创新型实验,好的设计方案给出奖励及加分以鼓励同学们发挥自己的聪明才智。上述考核体系突出了对实验过程的考查,同时兼顾对实验设计能力和对实验数据的分析处理能力的考核。

先进航空发动机校内创新实践基地紧紧围绕培养航空动力专业人才的目标进行建设,强化基础、突出实践、重在素质、面向创新,以全面满足学生实验教学和自主创新实践需求为目标,不断提高自身服务能力和水平,积极为学生提供发展空间,使学生得到了全面的素质培养和工程训练。基地在飞行器动力和学科相关的新能源方向为全校学生营造了一个求知、进取的实践环境,激发了学生求知创新的精神,锻炼了学生的实践动手能力培养了一批优秀的科研后备军。将源源不断的为祖国的航空航天动力行业提供具有创新意识和实践能力的合格科研人才。