基于建构主义理论的飞机结构与系统课程“双链三驱动”教学模式研究与实践

李晓明 王晓坤 夏青

摘  要：结合飞机结构与系统课程特点，在研究建构主义理论内涵的基础上，分析飞机结构与系统课程现状及其问题，探索新时代军事飞行人才培养目标下飞机结构与系统课程教学模式构建策略，开展基于建构主义理论的飞机结构与系统课程“双链三驱动”教学模式设计，提高飞机结构与系统课程教学质效。

关键词：建构主义理论；飞机结构与系统；教学模式；教学改革；教学实践

中图分类号：G642        文獻标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）19-0117-05

Abstract： Combined with the characteristics of Aircraft Structure and Systems， on the basis of studying the theoretical connotation of constructivism， the current situation and problems of Aircraft Structure and Systems is analyzed， and the teaching mode construction strategy of Aircraft Structure and Systems is explored under the training goal of military flying talents in the new era. We carry out the design of "double chains and three drives" teaching mode of Aircraft Structure and Systems based on constructivism theory， conduct practical exploration， and continuously improve the teaching quality and efficiency of Aircraft Structure and Systems through teaching effect feedback.

Keywords： constructivism theory; Aircraft Structure and Systems; teaching methods; teaching reform; teaching practice

军事高科技的发展和空军战略转型，对军事飞行人才的素质要求发生了新的动态变化，呈现出新时代特点。飞机结构与系统课程是航空飞行与指挥专业的专业核心课程之一，在航空飞行与指挥专业的专业课程体系中占有重要地位，对于培养飞行学员的专业能力和素养有着极为重要的作用。新时代飞行人才培养目标新内涵对飞行人才培养提出了新的标准，也催生飞机结构与系统课程建设的新需求。课程教学设计是有效教学的前提，在课程改革中占有举足轻重的地位。如何正确把握新时代军事飞行人才培养对飞机结构与系统课程的新需求，将现代教育教学设计的先进理论运用于教学设计实践，增强课程的整体功能，对提高航理教育教学质量、实现飞行人才培养目标，有着极为重要的意义。

一  飞机结构与系统课程教学模式构建的理论基础

建构主义将知识看作是由认知主体主动建构的结果，认为学习是认知主体意义建构的过程，教学是培养学员主体性的创造活动，是引导学员从原有的知识经验中生长出新知识经验的过程，教员应是学员主动建构意义的促进者、合作者和指导者[1-4]。建构主义理论对知识、学习和教学提出的新思想观点，较好地说明了人类学习过程的认知规律，是飞机课程解决传统以讲授为主灌输式教学模式下，学员知识点掌握不牢，系统原理理解不透，难以建构飞机系统整体概念等教学痛难点问题的重要理论依据和有效抓手。

二  飞机结构与系统课程“双链三驱动”教学模式构建

依据建构主义理论，从能力和学习成果入手反向构建飞机课程教学过程，构建基于“双链三驱动”的课堂教学模式。“双链”即教学链与知识链，教学链即课前导学、课上驱动教学、课后复习巩固3个基本教学环节的“三步教学链”，知识链即基于功用-组成-工作-使用的“四环知识链”。“三驱动”即任务驱动、问题驱动、实例驱动教学法。

（一）  飞机结构与系统课程“四环知识链”体系构建

飞机结构与系统课程包括飞机结构、强度限制、起落装置、液气压传动系统、飞行操纵系统、燃油供给系统、防冰、防火系统、环境控制系统、生命保障系统，以及飞机冷气与操纵系统，共12个系统的内容体系，按照“夯实理论基础，贴近飞行应用”的原则，对教学内容优化整合，划分为结构强度限制、飞机平台系统、生命保障系统和机型理论四个模块[5]。

对每个知识模块，基于功用-组成-工作-使用的“四环知识链”，进行加工设计。飞机结构强度限制模块突出安全使用限制要求，按照功用-受力-组成-工作与限制的“四环知识链”进行设计，从飞机结构设计初衷和受载程度入手，建立从外载荷，到结构内力与传递，到不同结构形式特点，再到飞行使用中结构承载限制的知识体系。

以机械类系统为主的飞机平台系统模块包括液气压系统、起落装置、飞行操纵系统、燃油系统、防冰及防火系统，生命保障系统模块包括环控系统、氧气、抗荷和弹射救生系统，按照功用-组成-工作-使用的“四环知识链”进行设计，突出系统的工作原理和使用注意事项。

机型理论模块突出飞行运用，按照“功用-组成-工作-运用与处置” 的“四环知识链”梳理教学内容逻辑关系，针对机型特点和飞行实际，突出设备位置、功用、使用方法和实施步骤。

（二）  飞机结构与系统课程“三步教学链”体系构建

教学链即课前导学、课上驱动教学、课后复习巩固3个基本教学环节的“三步教学链”。

1  课前导学

课前借助微课视频、文献资料等，学员提前了解知识点，做好课前预习，让学员带着疑问，有明确性、目的性地参与到课堂学习，能有效提高教员授课时学员的接受度[6]。

2  课上驱动教学

课上教员着重讲解原理和使用，将知识点融入问题、任务和实例，全程牵引学员主动、深度、高效学习。

3  课后复习巩固

课后扩展交流讨论，鼓励学员扩展应用，以作业的形式解决实际问题，举一反三，加深对知识的认识。

（三）  飞机结构与系统课程“三驱动”教学设计

飞机结构与系统课程“三驱动”即任务驱动、问题驱动、实例驱动教学法。以学员为主体，结合课程内容特点设计任务序列、问题序列和分析实例，通过系列学习活动，提高学员学习的挑战度和高阶性，突出互动性和生成性。

1  问题驱动式教学

通过科学地设计问题，巧妙地提出问题，利用问题牵引学员完成知识建构，通过个人和小组互助协作解决问题促进学员提升多方面能力[7]。

具体步骤：

1）通过问题引发思考，带出授课内容；

2）利用问题牵引使用需求，结合实际操纵讲解系统功用、组成、工作原理，以及工作过程和使用注意事项等内容；

3）通过问题牵引出系统使用，促使学员对问题进行分析，带着问题融入学习，以求知欲驱使主动思考，理论联系实际应用，提升分析、研究、解决实际问题的能力，逐步形成问题牵引需求，需求驱动思考、分析、总结的能力；

4）强化为战指向，对我军装备使用和军事科技发展有坚定信念和信心，有研究和学习的热情，积极学习和掌握系统的应急处置原则，在战时遇到应急情况能够沉着应对、正确处置。

2  任务驱动式教学

通过任务驱动式教学法改变以往以传授知识为主的传统教学，突出问题理解和任务完成，通过任务探究解决，使学员由被动学习转为积极主动学习，通过任务，让学员能根据自己理解，运用已有知识和经验提出方案、解决问题，提升学习的挑战度和高阶性。

具体步骤：

1）创设情境，引导学员带着真实的“任务”进入学习环境，使学习更加直观和形象化；

2）确定任务，在创设的情境下，选择与当前学习主题密切相关的真实实例或任务作为学习的中心内容，让学员面临一个需要立即去解决的现实问题；

3）自主学习、协作学习，由教员向学员提供解决该问题的有关线索，倡导学员之间的讨论与交流，通过不同观点的交锋，补充、修正和加深每个学员对当前问题的解决方案；

4）效果评价，一方面是对学员是否完成当前问题的解决方案的过程和结果的评价，即所学知识的意义建构的评价，而更重要的一方面是对学员自主学习及协作学习能力的评价。

3  实例驱动教学

把来自一线飞行训练实例以文字描述、图片或视频的形式引入教学中，让学员以飞行员的视角和身份分析实例，让学员带着问题开始新知识的学习，激发学员学习兴趣。基于飞行实例还可以将多个理论知识点贯穿在综合的飞行实际应用问题中，将知识以相互联系的应用方式呈现给学员，有助于加深学员理论认知，培养学员发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。

具体步骤：

1）飞行实例展示，通过展示飞行实例激发学员的学习兴趣，建立直觀的学习目的，激发学生的求知欲；

2）飞行实例分析，对飞行实例进行分析，使学员们知道要想实现飞行实例中的功能或者效果，要分析飞行实例中的原因，解决飞行实例中的问题或者避免实例中发生的问题，需要掌握哪些理论和知识，进而从飞行实例中归纳出知识点和相关原理，得出教学重难点内容；

3）知识点讲解，教员对归纳出来的知识点利用飞机实装结构部件或系统部附件，结合飞行实例逐一讲解；

4）回归飞行实例及应用扩展，学习单元知识点后，组织学员结合所学知识通过小组合作等方式，分析飞行实例中的现象，解决飞行实例中的问题；

5）扩展应用，让学员知道掌握了本讲的知识还能够解决哪些实际问题，促使学员整合学习内容，理论联系实际，提升分析研究和解决实际问题的能力，并进一步建构形成整体性的知识体系。

三  飞机结构与系统课程“双链三驱动”教学实践

1）任务驱动课例设计，详见表1和表2。

2）问题驱动课例设计，详见表3和表4。

3）实例驱动课例设计，详见表5和表6。

四  总结与展望

（一）  飞机结构与系统“双链三驱动”教学实施需要注意的问题

1  将“以学员发展为中心”贯穿于各个教学环节

要实现把飞机结构与系统课程建设成为课堂教学生态良好，航理特色鲜明，对新型高素质专业化军事飞行人才培养支撑度高的军事飞行教育领域航理精品课程目标，需要遵循为战育人导向，依据建构主义、目标分类和OBE理论，将“以学员发展为中心”这一思想贯穿到课程目标优化、教学内容重构、教学方法创新、评价体系完善、教学资源建设和教学团队能力提升等各个方面，全面突破“课堂”时间和空间，切实提高教学质效。

2  将高阶性创新性教学目标落实到整个教学过程

根据飞行人才培养要求，优化教学目标，构建高阶性、创新性的教学目标体系，在教学方法和手段上寻求适应基础航理教学、有军事飞行特色的新模式，即三驱动教学法（任务驱动、问题驱动和实例驱动），结合微课群的使用，增添信息化教学方式，注重培养学员能力，使学员主动学习、积极探究，激发学员自主性、能动性和创造性。

3  将铸魂性为战性自然融入实践教学和理论课堂

在专业课程思政育人的教育要求下，要进一步明确每一次课的思政设计和实现思路，将铸魂性为战性自然融入实践教学和理论课堂[8]。在实践教学环节中，要引导和激发学员进入座舱、手握驾驶杆，渴望飞行、报效祖国的情感。理论授课应结合实例库增强学员身处飞行中的情景感受，提升学员使用航理知识解决实际问题的能力，激活学员的飞行思维能力，激发学员的科学精神和为战而学、为战而飞的爱国情怀。

4  通过全程性过程性考核评价全面促进教与学

通过多元性的过程性评测，一方面及时发现教学中存在的问题，便于及时调整教学策略，改进教学。另一方面还能为学员自我检测学习结果提供依据，引导学员根据多元的评价结果，反思自己学习存在的问题与不足，总结优势与方法，改进学习。

（二）  飞机结构与系统“双链三驱动”教学的不足与展望

1）课程内容需要进一步优化。课程内容涉及面较广，学时有限，有少部分内容无法在课上完成全面深入讲解。课终问卷调查中，84%学员表示课程内容多来不及消化。因此，需进一步加强课程的教学设计，突出重点内容，灵活安排教员讲授和学员自主学习的比例。

2）教学资源建设和运用还需进一步加强。信息化资源在各期班的使用时机、使用频率和使用效果的检验等方面还存在差异，仍需要进一步优化信息化资源的运用方式和方法。需要加快推动与课程配套的虚拟仿真实验实习项目建设，改善课程实践实习教学条件，通过先进的虚拟仿真实践实习等提升教学效果。

3）教学模式和方法还有待进一步研究。任务、实例和问题驱动教学法对不同教学内容的适用性和可行性仍需要进一步深入研究。任务、实例和问题驱动三种教学法的实施步骤和过程仍需要进一步优化。还要结合课堂教学实践进一步研究其他更为适用有效的教学模式和方法。

4）课程评价方法有待于进一步改进。过程性评价的标准体系和指标要素仍有待于进一步研究和细化。终结性考核的内容和指向应更加突出对学员综合能力和素质的考核。

参考文献：

[1] 钟建.建构主义学习理论研究综述[J].校园英语，2016（24）：26.

[2] 吴昱.建构主义下法学新生研讨课的课程模式设计[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2021（12）：96-99.

[3] 何李來.建构主义视角下师范生教学能力的基本构成[J].安康学院学报，2021，33（6）：59-63.

[4] 郭献芳.基于建构主义的应用型教育教学设计探微——以工程经济学课为例[J].教书育人（高教论坛），2021（33）：80-83.

[5] 柳明.《飞机结构与系统》课程教学改革研究[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2015，15（5）：122-124.

[6] 郝建豹，林子其.高职机器人专业“四位一体”教学模式的构建与实施[J].职业技术，2022，21（1）：82-86.

[7] 何洲.问题教学法运用于思想政治课教学论析[J].品位·经典，2021（24）：160-163.

[8] 王明春，常瑞兰.课程思政融入《现代飞机结构与系统》教学中的改革探索[J].创新创业理论研究与实践，2020，3（23）：41-42，45.

第一作者简介：李晓明（1982-），男，满族，黑龙江五常人，博士，副教授。研究方向为飞行器系统工程。