基于工程能力培養(yǎng)的航圖教學(xué)改革與實踐

陶媚+侯紅英+宋曄

[摘 要] 航圖是一門承載了大量的多樣化航空專業(yè)信息、實踐性較強(qiáng)的課程，針對該課程的特點，圍繞工程能力培養(yǎng)的目標(biāo)，對航圖理論教學(xué)方法和實踐教學(xué)實施方案進(jìn)行探索，提出“理論講解實例化，實踐環(huán)節(jié)項目化”的教學(xué)模式，設(shè)計了國內(nèi)、國際航線制作以及講解服務(wù)等課程項目，在教學(xué)中以項目為中心，以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，為學(xué)生積累工程實戰(zhàn)經(jīng)驗打下基礎(chǔ)，貫徹“學(xué)以致用，突出能力培養(yǎng)”的工程教育思想精髓。

[關(guān)鍵詞] 工程能力培養(yǎng);教學(xué)改革;實例講解;項目教學(xué);航圖

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1005-4634（2014）05-0076-03

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國將從民航大國向民航強(qiáng)國邁進(jìn)。在這一形勢下，我國相關(guān)民用航空單位要求工程師除了牢牢掌握既有的知識，還必須具備終生學(xué)習(xí)的能力;必須具有良好的交流能力和團(tuán)隊精神;必須具備對本專業(yè)、本行業(yè)大系統(tǒng)的理解和掌控能力;必須具備一定的工程素養(yǎng)和工程實踐能力[1]。航圖是一門承載了大量多樣化航空專業(yè)信息、實踐性較強(qiáng)的課程，正確解讀航圖是空中交通管制員、航空情報員、簽派員必須熟練掌握的技能之一。本文以“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)為目標(biāo)，結(jié)合中國民航大學(xué)交通運輸專業(yè)學(xué)生的特點，對航圖理論教學(xué)方法和實踐教學(xué)實施方案進(jìn)行探索，結(jié)合“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”教學(xué)理念[2]，對該課程的教學(xué)進(jìn)行改革，提出“理論講解實例化，實踐環(huán)節(jié)項目化”的教學(xué)模式，在教學(xué)中以項目為中心，以問題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

1 課程改革整體構(gòu)思

航圖是交通運輸專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生理解航圖在飛行組織與實施過程中的重要作用及用途，理解各種航圖之間的銜接順序和適用范圍，掌握工作所需的相關(guān)航圖知識，具備正確解讀和運用航圖的能力。航圖教學(xué)分為理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩方面，其中實踐環(huán)節(jié)至關(guān)重要。理論教學(xué)的實施可以使學(xué)生理解知識點，但很難把知識點內(nèi)化為學(xué)生的能力點，而能力培養(yǎng)這一目標(biāo)需通過實踐訓(xùn)練來實現(xiàn)。實踐環(huán)節(jié)不但可以鞏固和加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生解讀航圖的能力，并且可以通過小組實踐體會角色協(xié)作，綜合運用所學(xué)的知識和技能，構(gòu)思、設(shè)計并完成一個完整項目，全面提高學(xué)生綜合運用知識分析、解決問題的能力及團(tuán)隊協(xié)作等能力。

鑒于本課程實踐性強(qiáng)的特點，探索以培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)為出發(fā)點的“知識講解實例化，實踐環(huán)節(jié)項目化”的教學(xué)模式，引入實圖講解和實際項目訓(xùn)練的綜合教學(xué)方法?！爸R講解實例化”采用啟發(fā)式、案例式、討論式的教學(xué)方法，將航圖應(yīng)用能力培養(yǎng)作為目標(biāo)，將重點和難點問題融入到航圖實圖中進(jìn)行講解;“實踐環(huán)節(jié)項目化”即以項目為載體將多種知識融會貫通加以應(yīng)用，倡導(dǎo)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行主動式的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)立體互動的教與學(xué)，同時鍛煉團(tuán)隊協(xié)作和交流能力，為學(xué)生積累工程實戰(zhàn)經(jīng)驗打下基礎(chǔ)，貫徹“學(xué)以致用，突出能力培養(yǎng)”的工程教育思想精髓。

2 知識講解實例化

傳統(tǒng)的航圖課教學(xué)是按教學(xué)大綱所規(guī)定的知識點以及教材所列主要內(nèi)容，進(jìn)行系統(tǒng)的、按照一定順序和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的教學(xué)，即教師按照航圖術(shù)語、航圖符號和圖例、航圖格式等幾個部分來介紹航圖，傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式如圖1所示。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法僅限于把航圖分散的知識點呈現(xiàn)給學(xué)生，忽略了航圖在管制運行、簽派放行以及飛行過程中的具體應(yīng)用。并且該課程不僅要使學(xué)生理解每一個航圖符號的含義，需要學(xué)生學(xué)會如何從飛行完整過程的角度理解每種航圖的適用性，更重要的是使學(xué)生深刻理解航圖上每一個符號、每一個數(shù)值要求背后的深層含義及其如何在實際中進(jìn)行應(yīng)用。比如在標(biāo)準(zhǔn)儀表進(jìn)、離場圖以及進(jìn)近圖中都會有最低扇區(qū)安全高度（MSA）的描述，授課中不僅要告訴學(xué)生這個符號表示的為扇區(qū)最低安全高度，要告訴學(xué)生最低扇區(qū)安全高度是如何計算獲得的，最重要的是要讓學(xué)生明白在什么情況下會應(yīng)用該數(shù)值以及飛行員和管制員如何應(yīng)用該數(shù)值。因此在教學(xué)的過程中要采用啟發(fā)式的教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生去思考，教師在教學(xué)設(shè)計的過程中應(yīng)首先考慮如何能讓學(xué)生帶著明確的目標(biāo)和濃厚的興趣來學(xué)習(xí)。美國哈佛大學(xué)法學(xué)院院長Christopher Columbus Langdell教授創(chuàng)立的“案例式”教學(xué)法可以較好的解決這一問題。案例教學(xué)法即通過典型事例進(jìn)行教學(xué)，目的不僅局限于對該案例的分析和解決，而重在通過典型事例的分析使學(xué)生把握思路和方法等，使學(xué)生進(jìn)一步理解非典型事物，進(jìn)而用以解決特殊問題[3]。因此在第一次課中以案例進(jìn)行引入，比如在開始授課之前先以一個航班的實際運行為例讓學(xué)生了解飛機(jī)從起飛機(jī)場的停機(jī)位到目的地機(jī)場停機(jī)位的整個過程中會用到哪些航圖以及每一過程中應(yīng)該使用哪張航圖，使學(xué)生清晰地知道學(xué)完這門課后能解決什么樣的問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

在后續(xù)授課中，教師根據(jù)整個航班運行過程中使用航圖的先后順序進(jìn)行實圖講解，打破以往按照航圖術(shù)語、航圖符號、航圖格式的講解順序，并讓學(xué)生以一個飛行員的角色去體會每一條程序的執(zhí)行過程，因此可以使學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中目的明確，能夠帶著問題去思考、去學(xué)習(xí)。同時飛行員角色的扮演要求學(xué)生利用領(lǐng)航學(xué)的知識，這樣學(xué)生必須回憶領(lǐng)航課中的內(nèi)容，從而做到課程之間的知識融合，案例式教學(xué)模式的實施如圖2所示。經(jīng)過該階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了工程能力培養(yǎng)目標(biāo)中第一個層次的能力即專業(yè)基礎(chǔ)知識及應(yīng)用能力。

3 實踐環(huán)節(jié)項目化

工程師必須能按邏輯理解抽象知識，并且感知性地體驗該知識在具象環(huán)境中的應(yīng)用，從而獲得深層次的認(rèn)識，因此強(qiáng)調(diào)認(rèn)知過程中的雙重刺激[4]。在實踐環(huán)節(jié)中要科學(xué)、準(zhǔn)確地選擇項目，使教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計圍繞項目展開并成為教學(xué)內(nèi)容的核心，使一個課程的教學(xué)設(shè)計既包含一個完整工作過程的所有元素，又符合學(xué)生的認(rèn)知水平和知識技能系統(tǒng)的建構(gòu)過程，符合教育教學(xué)規(guī)律和學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律。在培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的同時，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展，滿足崗位對學(xué)生大工程能力的需求。通過對相關(guān)單位情報崗位的業(yè)務(wù)內(nèi)容進(jìn)行分析，結(jié)合航圖課程的教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)思設(shè)計了兩個主要的項目：國內(nèi)航線優(yōu)選及講解服務(wù)、國際航線優(yōu)選及講解服務(wù)。實踐環(huán)節(jié)項目教學(xué)的實施分為項目準(zhǔn)備、項目實施、項目評估三個階段[5，6]，在這個過程中主體是學(xué)生，教師在這個過程中起到組織、引導(dǎo)、監(jiān)控的作用，在此階段最重要的是要讓學(xué)生們發(fā)揮自身的能力，在團(tuán)隊的智慧、溝通、分享和努力下共同完成項目。項目的實施可以幫助學(xué)生掌握崗位需要的能力點，加深學(xué)生對相應(yīng)知識點的深度理解。項目、能力點、知識點的對應(yīng)關(guān)系如圖3。

3.1 項目準(zhǔn)備

首先教師會設(shè)計出難易程度不同的項目，編寫項目任務(wù)說明書，準(zhǔn)備完成項目所需的杰普遜（JEPPESEN）手冊、中國國內(nèi)航空資料匯編（NAIP）、中國民航班機(jī)航線匯編以及航行情報動態(tài)信息管理系統(tǒng)（CNMS），學(xué)生可根據(jù)自己的能力和興趣選擇項目及項目小組成員;之后教師介紹項目完成的大致步驟和方法;最后，教師會明確本次實踐項目的意義：一是綜合運用理論課中所學(xué)的航圖知識以及相關(guān)前導(dǎo)課程的知識完成任務(wù)說明書中的要求;二是學(xué)會團(tuán)隊合作、交流的工作方法。

3.2 項目實施

1）首先，學(xué)生根據(jù)項目小組選擇的項目確定基本的步驟和需要的參考資料，比如在完成國際航線優(yōu)選任務(wù)時，應(yīng)根據(jù)起飛機(jī)場和目的地機(jī)場所在的地理位置以及飛行過程中需飛越的洲和國家，確定出所需的資料是杰普遜手冊中的哪一個手冊;第二，查閱杰普遜手冊中的飛行計劃圖確定大致的飛行路線，并且查閱起飛國家、飛越國家以及目的地機(jī)場所在國家對航線的使用限制和要求，確定出航路部分的飛行路線，在飛行路線的確定過程中要明確航路圖的銜接順序，要注意航路的高度層限制、時間限制以及單、雙航路的問題;第三，根據(jù)起飛當(dāng)天的氣象報文，確定起飛機(jī)場以及著陸機(jī)場可以使用的跑道號，根據(jù)跑道號以及選擇好的航路確定出適用的離場航線和進(jìn)場航線以及進(jìn)近航線，在該過程中以飛行員飛行的角度去思考每一個航圖符號的含義及應(yīng)用方法;第四，根據(jù)機(jī)場圖和停機(jī)位置圖為起飛機(jī)場和著陸機(jī)場選擇合適的滑行路線，并且確定相應(yīng)的備降機(jī)場;最后，根據(jù)自己選擇的航線在航行情報動態(tài)信息管理系統(tǒng)中完成航線的預(yù)定義，并選擇好相應(yīng)的飛行前資料公告提取條件，確定是否有影響該航線使用的臨時性變動，如某些航線的使用受到限制，需對選擇好的航線進(jìn)行調(diào)整等。在整個項目的完成過程中學(xué)生不僅會運用到教師在航圖理論授課過程中講解的知識點，并且會結(jié)合航空情報服務(wù)課程及相關(guān)前導(dǎo)課程的知識，從而實現(xiàn)理論和實踐的結(jié)合及課程間的知識融合，使知識點內(nèi)化為能力，培養(yǎng)學(xué)生的整體工程意識。

2）撰寫航線制作報告，在報告中要清楚的描述航線的走向，并給出該航線如此設(shè)計的依據(jù)以及所參考的相關(guān)資料。另外需要明確寫出執(zhí)行該航線飛行任務(wù)時飛行員的注意事項。比如廣州-洛杉磯航線的優(yōu)選，因為該航線跨越太平洋，因此要求明確洋區(qū)航線的一些特殊要求，該過程可以鍛煉學(xué)生撰寫報告的能力，并且培養(yǎng)了學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的工程實踐能力。

3）提供講解服務(wù)。該過程是師生互動的過程，由學(xué)生扮演航空公司情報員，教師扮演飛行員，模擬講解服務(wù)過程，由情報員向飛行員講解整個航線的走向，并介紹執(zhí)行該航班飛行任務(wù)時的注意事項，教師根據(jù)學(xué)生的講解情況，設(shè)計相關(guān)問題對其進(jìn)行提問，根據(jù)學(xué)生的回答情況，了解學(xué)生對知識的掌握程度。對于國內(nèi)航線的講解服務(wù)，可使用中文，而對于國際航線的講解服務(wù)要求用英文進(jìn)行，鍛煉學(xué)生中英文交流的能力。

3.3 項目評估

主要從選擇航線的復(fù)雜程度（10%）、資料查閱的正確性和全面性（10%）、航路銜接的正確性（20%）、航路選擇的合理性（40%）、講解服務(wù)的準(zhǔn)確性和全面性（20%）五個方面對項目進(jìn)行評價。教師對每一個項目的完成情況進(jìn)行歸納總結(jié)，針對每一個項目完成過程中學(xué)生出現(xiàn)的問題，分析其原因并給出解決問題的建議，并且對與該項目相關(guān)的知識點進(jìn)行回顧，加深學(xué)生對這一知識點的理解，實現(xiàn)感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍。

4 教學(xué)效果評價

為了更好地落實工程能力的培養(yǎng)，對原有的傳統(tǒng)筆試考核方式進(jìn)行了調(diào)整，課程的考核改為形成性與終結(jié)性相結(jié)合的模式。形成性成績由項目實施的幾個階段性檢查組成，終結(jié)性考核改變原有以知識點作為主要考核點的模式，將能力點作為主要考核點，提高了試題的靈活性，并且增大了綜合應(yīng)用類題目的比例。新的評價模式見表1。

該教學(xué)模式和考核方式在2012年和2013年進(jìn)行了實施，并與2010年和2011年的成績進(jìn)行了對比，見表2。從表2可以看出改革實施之后，雖然提高了試題的靈活性，增加了難度較大的綜合應(yīng)用類題目的比例，但平均成績有了一定的提高，不及格率在逐步降低。從學(xué)生的得分情況來看，運用各種知識綜合分析問題并解決問題的能力有了一定程度的提升，并且在學(xué)校課堂教學(xué)質(zhì)量學(xué)生評價中，本課程的得分也得到了提高。

（下轉(zhuǎn)第84頁）

表1 課程評價模式

形成性成績 終結(jié)性成績 總評成績

航線的復(fù)雜程度 10% 采用筆試形式，

資料查閱的正確性和全面性 10% 以能力點作為 形成性成績

航路銜接的正確性（20%） 20% 考核點，加大 €？0%+終結(jié)

航路選擇的合理性（40%） 40% 綜合應(yīng)用型試 性成績€？0%

講解服務(wù)的準(zhǔn)確性和全面性 20% 題的比例

表2 學(xué)生成績及教學(xué)質(zhì)量對比

2010 2011 2012 2013

平均成績 72.58 67.95 75.64 77.84

不及格率 19.26% 21.75% 16.54% 14.94%

教學(xué)質(zhì)量評價 92.352 93.262 95.362 96.245

在課程結(jié)束后對此次改革的教學(xué)效果進(jìn)行了問卷調(diào)查，發(fā)出調(diào)查問卷80份，回收調(diào)查問卷80份，其中有72 份（90%）贊同此次教學(xué)改革， 6 份（7.5 %）認(rèn)為還應(yīng)繼續(xù)觀察，2 份（2.5 %）認(rèn)為此次改革不成功。

5 結(jié)束語

本文針對航圖課程的特點，提出以工程能力為培養(yǎng)目標(biāo)的基于項目的教學(xué)方法，在教學(xué)過程中貫徹“以項目為中心、以問題為導(dǎo)向”引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，并給出了具體可行的操作方案。學(xué)生在項目完成的整個過程中，體會到了主動學(xué)習(xí)的樂趣，整個教學(xué)過程以學(xué)生為中心，培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生分析、綜合和解決問題的實踐能力，同時鍛煉了其團(tuán)隊合作能力以及溝通與表達(dá)的能力。

工程教育理念下的項目教學(xué)作為一中互動式的教學(xué)模式對教師的綜合能力是很大的挑戰(zhàn)，要求教師不但要熟練掌握本課程內(nèi)容，還應(yīng)當(dāng)掌握相關(guān)課程知識，并且非常熟悉相關(guān)單位情報崗位的業(yè)務(wù)內(nèi)容，具備提出問題、 解決問題的能力，因此要求教師要從過去的“教書匠”轉(zhuǎn)變成為教育教學(xué)的實踐者、研究者，這種教學(xué)模式有助于教師專業(yè)水平的提高和發(fā)展。

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