基于航空事故的飛機(jī)系統(tǒng)工程案例教學(xué)實(shí)踐

王娟+樊智勇+栗中華

[摘 ? ?要] ? ?分析了采用航空事故作為飛機(jī)系統(tǒng)工程案例教學(xué)的特點(diǎn)和課程組織形式，并通過飛機(jī)系統(tǒng)維修課程的教學(xué)實(shí)踐說明其應(yīng)用情況。基于航空事故的飛機(jī)系統(tǒng)工程案例教學(xué)，使學(xué)生通過工程技術(shù)資料、模擬軟件，結(jié)合飛機(jī)系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)，分析事故原因，復(fù)現(xiàn)事故過程，達(dá)到培養(yǎng)其嚴(yán)密的工程邏輯思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋C(jī)務(wù)工作作風(fēng)的教學(xué)目的。

[關(guān)鍵詞] ? ?航空事故;飛機(jī)系統(tǒng);工程案例教學(xué)

[中圖分類號(hào)] ? ?G434 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號(hào)] ? ?1005-4634（2014）06-0083-03

0 ? ?引言

工程案例教學(xué)，是在學(xué)生掌握了有關(guān)基本知識(shí)和分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，由教師根據(jù)教學(xué)目的和教學(xué)要求，將工程實(shí)踐中的真實(shí)事例加以典型化處理而形成特定的教學(xué)案例，通過組織學(xué)生對(duì)案例的調(diào)查、閱讀、思考、分析、討論和交流，引導(dǎo)學(xué)生自主探究性學(xué)習(xí)，以提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題能力的一種教學(xué)活動(dòng)。其基本思想是使學(xué)生學(xué)會(huì)用所學(xué)的理論知識(shí)分析和解決實(shí)際工程問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。

在飛機(jī)系統(tǒng)工程相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)中，由于課程的特點(diǎn)，一般采用老師教授演示、學(xué)生聽課練習(xí)的教學(xué)方法。長(zhǎng)時(shí)間的教授及練習(xí)，很容易打擊大部分學(xué)生的積極性。如何既能提高學(xué)生的興趣，又能深入學(xué)習(xí)飛機(jī)系統(tǒng)知識(shí)一直是飛機(jī)維護(hù)專業(yè)老師思考的問題。 基于航空事故的案例教學(xué)，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在“做中學(xué)”的過程中，獲得的是自己能夠主動(dòng)駕馭的知識(shí)，而不是傳統(tǒng)教學(xué)模式下獲得的抽象的、過度概括化的生硬知識(shí)。這種內(nèi)化了的知識(shí)能夠被主動(dòng)靈活地應(yīng)用于解決工程實(shí)踐問題。本文分析了航空事故作為案例教學(xué)的特點(diǎn)，并給出一個(gè)實(shí)際的教學(xué)案例，目前針對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，已整理并制作了航空事故案例查詢數(shù)據(jù)庫(kù)。

1 ? ?采用航空事故作為案例的特點(diǎn)

案例[1，2]是含有問題或疑難情境在內(nèi)的真實(shí)發(fā)生的典型性事件。在飛機(jī)系統(tǒng)工程的相關(guān)課程教學(xué)中，教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，針對(duì)機(jī)務(wù)維修工程專業(yè)的學(xué)生而言，其具體化的要求可概括為：嚴(yán)密的工程邏輯思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋C(jī)務(wù)工作作風(fēng)。為滿足這一要求，采用典型航空事故作為教學(xué)案例，其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

1）目的性。案例教學(xué)的目的是為了讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，通過案例讓學(xué)生掌握基本的原理和概念，提高發(fā)現(xiàn)問題、解決實(shí)際問題的能力。所以案例的選擇一定要圍繞教學(xué)目的和教學(xué)要求開展。航空事故大多數(shù)都是通過一個(gè)或多個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)的“不正常工作”狀態(tài)表現(xiàn)出來的，基于航空事故的飛機(jī)系統(tǒng)工程案例能夠使學(xué)生在討論中加深對(duì)相關(guān)飛機(jī)系統(tǒng)中某一重點(diǎn)或難點(diǎn)知識(shí)的理解和把握，并利用課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)和相關(guān)的工程工具、資料（如飛機(jī)維修手冊(cè)）來分析和解決案例中所涉及的問題，如分析事故發(fā)生的原因和事故現(xiàn)象的理論復(fù)現(xiàn)，這實(shí)際上也是一種特殊形式的飛機(jī)系統(tǒng)排故能力的工程訓(xùn)練。

2）真實(shí)性。航空事故是現(xiàn)實(shí)中發(fā)生的真實(shí)事件，事故通常具有某種典型性且成因復(fù)雜，有助于學(xué)生實(shí)踐能力的提高。與一般的飛機(jī)排故訓(xùn)練相比，航空事故的故障原因并不是由理論預(yù)設(shè)的，而是多種因素共同作用的結(jié)果，可能涉及飛機(jī)機(jī)械、電子、電氣等多個(gè)系統(tǒng)或人為因素等多方面的內(nèi)容，是珍貴的綜合性案例素材。

3）啟發(fā)性。一個(gè)航空事故，往往是多種因素綜合作用的結(jié)果，原因復(fù)雜，既可能包括飛機(jī)系統(tǒng)自身設(shè)計(jì)的問題，也可能是由于人為操作失誤或維修疏失。對(duì)事故發(fā)生原因的分析和事故現(xiàn)象的理論復(fù)現(xiàn)，從不同專業(yè)背景、不同思考角度出發(fā)，都可能發(fā)現(xiàn)多種解決的途徑或是不同的側(cè)重。以航空事故作為案例教學(xué)，并不強(qiáng)調(diào)唯一正確的答案，目的在于啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立自主地去思考、探索，注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，啟發(fā)學(xué)生在案例的閱讀、思考、分析、討論中，建立起一套適合自己的完整而又嚴(yán)密的邏輯思維方法和思考問題的方式，以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

4）生動(dòng)性。每一個(gè)航空事故案例都有其獨(dú)特性，不符合“理論分析”的現(xiàn)象、事故造成的嚴(yán)重后果，都能夠引起學(xué)生的興趣，吸引其展開深入的思考。學(xué)生對(duì)未來的工作角色充滿了向往和好奇，如果在校園內(nèi)就能在教師的指導(dǎo)下接觸并學(xué)習(xí)到工作中可能出現(xiàn)的工程實(shí)踐問題，實(shí)現(xiàn)從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，有利于激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺性。

2 ? ?課程組織

典型的案例教學(xué)的課程組織一般劃分為案例的引入及準(zhǔn)備、案例的分析和討論、案例的總結(jié)歸納三個(gè)主要階段，針對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)工程案例教學(xué)中的具體要求，對(duì)這三個(gè)階段進(jìn)行細(xì)化和具體調(diào)整。

2.1 ? ?航空事故案例的引入及準(zhǔn)備

教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃安排和教學(xué)進(jìn)度的要求引入相關(guān)的航空事故教學(xué)案例。課程中選擇的航空事故案例應(yīng)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性;要蘊(yùn)涵航空工程實(shí)踐的理論、原則、原理和方法;背景要清晰，應(yīng)提供充足的信息。

航空事故的發(fā)生，往往是多種因素綜合影響的結(jié)果，涉及飛機(jī)設(shè)計(jì)、維修、管理等各個(gè)方面，對(duì)于事故的分析調(diào)查更是千頭萬緒，錯(cuò)綜復(fù)雜，要求學(xué)生在有限的課堂時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成案例的調(diào)查分析是不現(xiàn)實(shí)的，這就需要教師對(duì)所使用的航空事故案例作好充分的課前準(zhǔn)備。除了熟知該事故案例陳述的事實(shí)外，還要對(duì)案例反映或蘊(yùn)涵的系統(tǒng)原理、規(guī)則有充分的了解，總結(jié)出與解決問題相關(guān)的關(guān)鍵信息，以便引導(dǎo)學(xué)生概括出來。

目前，已總結(jié)航空事故案例84個(gè)（含技術(shù)資料、視頻資料、調(diào)查報(bào)告和模擬軟件等），已自編軟件形成查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，其中與維修疏失直接相關(guān)的事故案例25個(gè)。以飛機(jī)電子系統(tǒng)的教學(xué)為例，涉及飛機(jī)通信系統(tǒng)、自動(dòng)飛行系統(tǒng)、飛行管理系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、儀表著陸系統(tǒng)、警告系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)等，基本涵蓋了現(xiàn)代飛機(jī)電子系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，如圖1。

2.2 ? ?案例的分析和討論

案例分析討論是案例教學(xué)中的中心環(huán)節(jié)。學(xué)生通過分析事故案例，找出問題的主要原因，提出問題的各種可能性，并根據(jù)案例中提供的相關(guān)資料進(jìn)行比較判斷，做出決策。案例分析的過程是學(xué)生之間或教師與學(xué)生之間討論的過程，教師要善于在討論過程中啟發(fā)引導(dǎo)。在討論的過程中，學(xué)生可以先將各種可能的事故原因[3]盡可能羅列出來，然后結(jié)合案例中提供的有關(guān)信息進(jìn)行針對(duì)性的分析、討論、驗(yàn)證，根據(jù)工程條件查閱相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)和文獻(xiàn)、資料來理清脈絡(luò)，復(fù)現(xiàn)事故現(xiàn)場(chǎng)。

在案例教學(xué)中，學(xué)生充當(dāng)教學(xué)的中心與主動(dòng)的學(xué)習(xí)者，教師的角色是指導(dǎo)者和推動(dòng)者。學(xué)生的學(xué)習(xí)在討論與爭(zhēng)辯中進(jìn)行，課堂上教師負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)案例討論過程，要力保討論沿預(yù)期的軌道進(jìn)行，把討論引導(dǎo)到問題的解決上去，并引導(dǎo)出與論題相關(guān)的理論知識(shí)，力爭(zhēng)每個(gè)學(xué)生都至少有一次發(fā)言的機(jī)會(huì)，切實(shí)做到有效參與。教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生去思考并解決案例中的特定問題，而且要引導(dǎo)學(xué)生探尋特定案例情景復(fù)雜性的過程及其背后隱含的各種因素和發(fā)展變化的多種可能性。

2.3 ? ?案例歸納總結(jié)

歸納總結(jié)是飛機(jī)系統(tǒng)工程案例教學(xué)的最后階段，教師在總結(jié)過程中，要講明案例中的關(guān)鍵點(diǎn)，揭示出案例中包含的理論，強(qiáng)化以前討論的內(nèi)容以及討論中存在的不足和長(zhǎng)處，突出教學(xué)重點(diǎn)，回歸教學(xué)目的。

3 ? ?教學(xué)實(shí)例

下面以一個(gè)典型的航空事故案例說明其在教學(xué)中的應(yīng)用。

課程：飛機(jī)系統(tǒng)維修課程——大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

1）案例準(zhǔn)備：秘魯航空603號(hào)航班事故，機(jī)型757。1996年10月2日，午夜，603號(hào)航班起飛后不久，機(jī)載顯示儀表工作異常，計(jì)算機(jī)發(fā)出相互矛盾的緊急信號(hào)，如方向舵比率、超速、失速及飛行高度太低。機(jī)組立刻進(jìn)入緊急狀態(tài)并要求返回機(jī)場(chǎng)。由于是半夜且在海面上，機(jī)組看不到任何參考物來確認(rèn)實(shí)際的海拔高度，只能通過地面管制臺(tái)獲得反饋的速度和高度信息。結(jié)果飛機(jī)的高度以極快的速度下降時(shí)，高度表卻沒有任何相應(yīng)的改變。飛機(jī)在發(fā)出緊急信號(hào)約25分鐘后撞擊水面。

調(diào)查：事故的直接原因是飛機(jī)清潔后沒有將貼在靜壓孔上的防護(hù)膠帶除去，即靜壓孔完全堵塞[4]。

提供資料：757飛機(jī)維修手冊(cè)（AMM[5]）、系統(tǒng)圖冊(cè)（SSM[6]）、計(jì)算機(jī)輔助訓(xùn)練軟件（CBT）、757模擬軟件、秘魯航空603號(hào)航班調(diào)查視頻。 2）分析和討論。首先，由教師對(duì)事故案例作簡(jiǎn)要說明，并播放經(jīng)處理的相關(guān)視頻資料（事故過程及現(xiàn)象部分），針對(duì)事故現(xiàn)象提出問題，由學(xué)生根據(jù)所給技術(shù)資料獨(dú)立思考分析故障原因。此階段的問題包括：飛機(jī)的超速警告、失速警告、近地警告出現(xiàn)的條件分別是什么？有哪些原因可能導(dǎo)致出現(xiàn)混亂的警告信息？地面管制臺(tái)顯示的高度、速度信息是否準(zhǔn)確？飛行員在當(dāng)時(shí)的情況下有可能得到正確的高度和速度信息嗎？該過程中有哪些人為的差錯(cuò)？

在經(jīng)過獨(dú)立分析后組織學(xué)生分組討論、交流，并設(shè)計(jì)方案在757模擬軟件中復(fù)現(xiàn)部分故障現(xiàn)象。

在討論的后期階段，可以給學(xué)生提供開放式的問題，如為了避免這類事故的發(fā)生，可以采用哪些方式（包括飛機(jī)設(shè)計(jì)方面的、維護(hù)方面的、飛行員操作方面的等等）？

3）歸納總結(jié)。根據(jù)討論結(jié)果，由學(xué)生上臺(tái)分別分析大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、超速警告系統(tǒng)、失速警告系統(tǒng)、近地警告系統(tǒng)、空中交通管制應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)之間的交聯(lián)工作關(guān)系，而教師做適當(dāng)補(bǔ)充和統(tǒng)一梳理。

該階段要求學(xué)生要對(duì)事故案例寫出自己的調(diào)查報(bào)告，報(bào)告中包含學(xué)生對(duì)事故成因的嚴(yán)格理論分析，并形成嚴(yán)密的邏輯證據(jù)鏈，每一項(xiàng)涉及飛機(jī)系統(tǒng)的故障原因都要有清晰明確的出處，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。此外，報(bào)告中還應(yīng)包括：學(xué)生在案例教學(xué)中得到的具體收獲;理論知識(shí)的應(yīng)用與事故案例的工程實(shí)踐是否一致;對(duì)案例分析中涉及的飛機(jī)系統(tǒng)知識(shí)仍然存在的困惑。通過反思進(jìn)一步加深對(duì)案例的認(rèn)識(shí)，真正作到理論和實(shí)踐相結(jié)合。

4 ? ?結(jié)束語

與傳統(tǒng)教學(xué)方式中的舉例教學(xué)相比，案例教學(xué)是組織學(xué)生進(jìn)行自我學(xué)習(xí)、鍛煉能力的一種手段，學(xué)生處于主要地位，而舉例則是輔助教師說明問題的一種手段，教師處于次要地位。實(shí)踐證明，在機(jī)務(wù)維修專業(yè)的相關(guān)課程中采用基于航空事故的案例教學(xué)方式，極大的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的工程邏輯思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋C(jī)務(wù)工作作風(fēng)方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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[5]BOEING COMMERCIAL AIRPLANES GROUP.757 Aircraft Maintenance Manual[S].Boeing Company，2002.

[6]BOEING COMMERCIAL AIRPLANES GROUP，757 System Schematic Manual[S].Boeing Company，2002.