飛行原理操縱知識教學(xué)方法探析

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摘要:民航強國建設(shè)對航線運輸駕駛員提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，目前，國內(nèi)航線運輸駕駛員培養(yǎng)流程包括航空理論知識學(xué)習(xí)、初始飛行訓(xùn)練和航空公司改裝。飛行原理課程是航空理論知識體系里的一門重要課程，跟飛行技術(shù)直接相關(guān)，其中包含大量的飛行操縱知識，對學(xué)生的應(yīng)用能力要求高，這部分知識的掌握情況直接影響到飛行訓(xùn)練的效率和效果。文中結(jié)合實際教學(xué)經(jīng)驗，分析現(xiàn)有操縱知識教學(xué)過程中存在的問題，探索增強該部分知識教學(xué)效果的可實施性方法，提出課堂教學(xué)與在線課堂、虛擬仿真及模擬飛行實驗相結(jié)合的教學(xué)模式，同時采用“三步走”教學(xué)流程，達到層次化教學(xué)的目的。

關(guān)鍵詞:以學(xué)生為中心;在線課堂;虛擬仿真;模擬飛行實驗

安全是民用航空業(yè)的生命線，通過對2000年至2014年這14年間的370起國際飛行安全事故的統(tǒng)計和分析，發(fā)現(xiàn)人為因素是引起主要重大飛行安全事故的關(guān)鍵因素［1］，飛行員作為民航飛行器的直接行為人，他們的飛行技術(shù)和職業(yè)素養(yǎng)水平對飛行安全和民航發(fā)展來說顯得尤其重要。目前，國內(nèi)航線運輸飛行人才的培養(yǎng)模式是學(xué)生在校完成航空理論知識學(xué)習(xí)和真機飛行訓(xùn)練，畢業(yè)后進入航空公司接受改裝訓(xùn)練便可承擔(dān)民航運輸任務(wù)。飛行原理課程是航空理論知識體系里的一門主干課程，也是民航飛行人員私照、商照、儀表等級和航線運輸執(zhí)照理論考試的科目，對執(zhí)照考試成績影響顯著［2］。飛行原理融合了空氣動力學(xué)、飛行力學(xué)等課程，教學(xué)中包含大量飛行操縱知識的講解，實踐性強、對學(xué)生運用知識的能力要求高。學(xué)生掌握課程知識達到融會貫通后，將有助于在飛行實踐中判斷異常情況的來源及嚴(yán)重程度，進而及時修正，保證飛行安全［3］。因此，學(xué)好這門課對在校學(xué)生今后的飛行訓(xùn)練以及航班飛行工作具有重要的意義。目前，教師重視程度不高，教師重理論輕實踐，飛行原理課程與飛行訓(xùn)練結(jié)合不夠緊密，飛行操縱知識的教學(xué)效果不佳。民航強國建設(shè)對飛行人才素質(zhì)提出了更高要求，有學(xué)者在研究飛行人才培養(yǎng)時指出要重視航空理論知識學(xué)習(xí)和飛行訓(xùn)練的一體化，避免出現(xiàn)重理論輕實踐和重知識輕能力的情況［4］。飛行原理操縱知識學(xué)習(xí)是后續(xù)飛行訓(xùn)練的關(guān)鍵過渡，掌握熟練有助于提高飛行訓(xùn)練效率和質(zhì)量。

一、傳統(tǒng)飛行操縱知識課堂教學(xué)存在的問題

在傳統(tǒng)的飛行操縱知識課堂教學(xué)中存在的主要問題在于:(1)缺乏應(yīng)用場景。飛行操縱高度依賴駕駛艙內(nèi)儀表和操縱裝置，學(xué)生僅通過書本無法對其結(jié)構(gòu)和工作原理有很好的認(rèn)知。另外，實際飛行時氣象條件和地理環(huán)境復(fù)雜、多變，極大影響飛機操縱方法，課堂理論教學(xué)無法提供逼真的飛行環(huán)境，只能忽略現(xiàn)實因素影響，僅對簡單、單一的操作原理作講解，實用性不強，不利于培養(yǎng)學(xué)生的飛行思維和臨場應(yīng)變能力，當(dāng)學(xué)生面對實際的飛行環(huán)境時容易出現(xiàn)不知所措。(2)飛行操縱實驗課課時不足。國內(nèi)只有少數(shù)航校飛行原理課程配置了模擬飛行實驗課但課時較少，且實驗課與理論課存在脫節(jié)，二者相隔時間長，學(xué)生開始模擬飛行實驗課時理論知識因遺忘變得生疏。另外，飛行操縱具有連貫性且操縱難度大，完成單個訓(xùn)練項目耗時長，課時少會導(dǎo)致綜合性、設(shè)計性訓(xùn)練項目不足［5］。(3)安全意識教育力度不夠。機組給予飛機的操縱指令直接影響飛行安全，錯誤操縱將導(dǎo)致災(zāi)難性后果，盡管在課堂上教師不斷強調(diào)正確操縱的重要性，但部分學(xué)生安全意識薄弱，不能深刻認(rèn)識到錯誤操縱的危險性，使后續(xù)實際飛行存在安全隱患。(4)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生處于被動低位。由于現(xiàn)有的全任務(wù)飛行模擬器價格昂貴，設(shè)備數(shù)量少，實訓(xùn)場地緊張，且飛行教員人數(shù)有限，所以，飛行操縱教學(xué)都是在教室里開展，理論教師執(zhí)教，教學(xué)過程大多是照本宣科，這種填鴨式教學(xué)無法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果不理想。

二、飛行操縱知識課堂教學(xué)的方法

(一)以學(xué)生為中心，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向。飛行操縱知識的教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生在理解理論知識的基礎(chǔ)上學(xué)會結(jié)合實際運行環(huán)境構(gòu)思嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘w行思路和操縱方法，培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。能力的提升靠踐行，學(xué)生要多看、多想、多模仿，最關(guān)鍵的是多動手操縱，老師要少講，要有意識從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變，教師通過了解學(xué)生發(fā)展情況根據(jù)學(xué)習(xí)效果作啟發(fā)式教學(xué)，學(xué)生不依賴教師講授，從自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗出發(fā)，在教師引導(dǎo)下以自己的方式對認(rèn)知內(nèi)容作有意義的構(gòu)建［6］。(二)借助現(xiàn)代化教學(xué)工具，提高教學(xué)效率。飛行操縱知識教學(xué)重在實踐，課堂教學(xué)與模擬飛行實驗需同時開展，但由于課時總數(shù)有限，實驗課所能分配的課時較少，如何提高課堂教學(xué)效率，有效利用實驗課時是教師需要解決的重點問題。隨著教學(xué)信息化的推進和教學(xué)方法的改革，信息技術(shù)使傳統(tǒng)教學(xué)發(fā)生革命性改變，使用現(xiàn)代化教學(xué)工具能夠有效提高課堂效率，改進教學(xué)效果。據(jù)調(diào)查顯示多媒體教學(xué)、在線課堂以及虛擬仿真等教學(xué)方式已普遍被高校教師接受，但是信息化技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融入深度還不夠［7］，仍需教師結(jié)合自身課程特點不斷創(chuàng)新使用。針對飛行原理課程，信息化教學(xué)能為操縱知識講解提供強大助力，利用現(xiàn)代化教學(xué)工具，教學(xué)過程可分三步進行，第一步:考慮到飛行學(xué)生理論基礎(chǔ)差異大，部分學(xué)生接受新知識慢，因此，在課前可通過“學(xué)習(xí)通”或者“雨課堂”等移動學(xué)習(xí)平臺實驗機型飛機系統(tǒng)介紹尤其是操縱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，配發(fā)該機型的飛行員操縱手冊，上傳教師的飛行模擬操作視頻，點明操作要點和注意事項，便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備和課后復(fù)習(xí)消化，大大提高了學(xué)習(xí)效率，同時還可上傳典型航空事故的調(diào)查報告或者視頻記錄，加強學(xué)生安全意識教育。第二步:課堂教學(xué)中摒棄灌輸式教授方式，活用信息化技術(shù)提高學(xué)生參與度，例如使用虛擬仿真技術(shù)對飛行操縱作及時鞏固練習(xí)。虛擬仿真技術(shù)是一種集計算機技術(shù)、圖像技術(shù)、仿真技術(shù)和傳感測量技術(shù)等多種高科技于一體的綜合技術(shù)，可建立逼真的應(yīng)用環(huán)境，使用人通過特殊設(shè)備與之進行交互，獲得置身真實環(huán)境的全面感受，尤其是在類似于航空器飛行這種危險性高、場地要求高、實施難度大、成本高的學(xué)科實驗中更顯優(yōu)勢［8-9］。在飛行操縱講解中，虛擬仿真技術(shù)可提供多變的與實際環(huán)境參數(shù)高度吻合的飛行環(huán)境，逼真的視景顯示增強了學(xué)生的情景意識，學(xué)生可多角度觀察駕駛艙環(huán)境，熟悉電子儀表設(shè)備;通過人機交互實時體驗操縱指令的操縱效果，學(xué)生有更多機會參與，學(xué)習(xí)更為主動，并通過創(chuàng)造反思的環(huán)境，有利于學(xué)生形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu);教師可在講完理論知識后及時安排學(xué)生模擬飛行，促進理論知識和飛行實踐融合，學(xué)生也更易形成對知識的長久記憶;虛擬仿真設(shè)備便攜易得，國外新技術(shù)飛行模擬器采用頭盔式顯示器，利用數(shù)據(jù)手套實現(xiàn)人機交互，設(shè)備輕巧、成本低廉［10］，適合教室場地教學(xué)。但采用此類設(shè)備教師可干預(yù)度低，對學(xué)生的錯誤操作不能及時發(fā)現(xiàn)糾正，容易導(dǎo)致學(xué)生形成危險的操作習(xí)慣，所以第三步中的上機模擬飛行實驗課就顯得尤為重要。第三步:實驗室的上機模擬飛行，其主要目的在于答疑糾錯，經(jīng)過前期課堂的操作演練，大部分學(xué)生已經(jīng)能夠掌握基本的操縱流程，針對少數(shù)動手能力較差的學(xué)生，教師可重點指導(dǎo)，上機時間可大幅度縮短，學(xué)有所余的學(xué)生則有富余時間做更多嘗試性飛行，鍛煉突發(fā)情況處理能力。通過采用“三步走”策略，達到層次化教學(xué)的目的，讓接受能力差的學(xué)生掌握不同飛行階段基本操作方法，領(lǐng)悟飛行思路的構(gòu)建要領(lǐng)，滿足基本教學(xué)要求，為初始飛行訓(xùn)練打下堅實的基礎(chǔ)，而學(xué)有余力的同學(xué)可有時間和機會嘗試更為復(fù)雜的飛行任務(wù)，飛行技術(shù)更上一層。“三步走”教學(xué)也為理論教師提供了實踐飛行演練平臺，彌補缺乏系統(tǒng)飛行經(jīng)歷的不足，加深對理論知識和操縱方法理解，重難點講解將更加明晰。(三)增加學(xué)習(xí)趣味，豐富課余生活。飛行游戲軟件的推出受到社會上廣泛飛行愛好者的熱愛，教師可甄別挑選幾款飛行游戲供學(xué)生課下練習(xí)使用，比如FSWilco320仿真平臺，該平臺具有高水準(zhǔn)的仿真性和專業(yè)程度，且易于搭建，學(xué)生在家即可完成平臺搭建［11］。教師可結(jié)合飛行游戲軟件組織形式多樣的課外活動，如兩人制小組協(xié)同飛行比賽，對獲勝團體和成績優(yōu)異的個人給予嘉獎或計入平時成績，正向引導(dǎo)學(xué)生進行有意義的課余活動，同時增強協(xié)同操縱的能力。

三、結(jié)語

操縱知識的學(xué)習(xí)重在實踐，因此文中提出以學(xué)生為中心，以能力到導(dǎo)向的教學(xué)原則，教師課堂講授加學(xué)生實踐操縱的教學(xué)模式，使用“三步走”教學(xué)流程，因材施教增強了教學(xué)的針對性，基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生滿足基本教學(xué)要求，為后期飛行訓(xùn)練做好準(zhǔn)備，而學(xué)有余力的學(xué)生則有更多實踐和鍛煉的機會。教學(xué)過程中，通過使用信息化技術(shù)，讓學(xué)生熟悉駕駛艙環(huán)境，還原真實飛行場景，增強飛行情景意識，獲得真實駕駛體驗，有利于知識學(xué)習(xí)和記憶，學(xué)習(xí)生動有趣，學(xué)生參與度增加，課后安排豐富多樣的課余活動，在吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時鍛煉動手能力和團隊合作能力。

作者:桂荔 陳紅英 葉露 陳丹丹 單位:中國民用航空飛行學(xué)院飛行技術(shù)學(xué)院