新工科背景下飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備課程教學(xué)改革研究

牟清源 錢若力

（中國民航大學(xué)航空工程學(xué)院 天津 300300）

引言

在現(xiàn)階段新工科宏觀背景下，工科專業(yè)課程更為強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性、交叉性以及綜合性，更加注重新技術(shù)與課程教學(xué)內(nèi)容的結(jié)合，并旨在培養(yǎng)工程實(shí)踐能力強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)人才。飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備課程歸屬于我校飛行器制造工程專業(yè)飛機(jī)系統(tǒng)類專業(yè)課程，本課程所涵蓋的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于提升民用飛機(jī)舒適性與上座率具有重要的作用，氧氣系統(tǒng)、防冰排雨系統(tǒng)以及防/滅火系統(tǒng)則能夠有效地保障飛機(jī)及機(jī)上人員安全[1]。通過本課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)能夠熟悉現(xiàn)代民用飛機(jī)空調(diào)等系統(tǒng)的基本工作原理及主要附件，在將來具體工程實(shí)踐中能夠識(shí)別相關(guān)系統(tǒng)常見故障問題及其處理措施，為學(xué)生畢業(yè)后從事民用飛機(jī)空調(diào)等系統(tǒng)維護(hù)工作提供重要的理論基礎(chǔ)。

為了有效地實(shí)現(xiàn)新工科教學(xué)模式改革，近年來很多研究人員針對(duì)高校專業(yè)課程開展了一系列研究工作，研究表明采用如多學(xué)科交叉、基于具體案例的探究式教學(xué)、面向?qū)W科前沿的引導(dǎo)式教學(xué)以及鼓勵(lì)學(xué)生參與課題等方法，對(duì)新工科教學(xué)所注重的培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的目標(biāo)具有顯著效果及重要意義[2]。此外，根據(jù)航空工程專業(yè)課程教學(xué)對(duì)于領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，同時(shí)結(jié)合飛行器制造工程專業(yè)對(duì)接的航空維修崗位行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)研究人員從工程實(shí)踐及線上教學(xué)角度出發(fā)，探究了有利于學(xué)生解決實(shí)際工程問題的工程教育模式，為培養(yǎng)具有自主創(chuàng)新能力的工程應(yīng)用型人才提供了新的思路。

一、飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備課程教學(xué)模式改革的意義

2020年3月，我國民用航空局考試平臺(tái)公布了AC-66-FS-001 R4航空器維修人員執(zhí)照申請(qǐng)指南征求意見稿，也是對(duì)CCAR-66R3《民用航空器執(zhí)照管理規(guī)則》的最新版咨詢通告意見稿，對(duì)民用飛機(jī)系統(tǒng)維護(hù)及航空專業(yè)英語等方面提出了新的要求。然而，隨著現(xiàn)階段新型民用飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)及機(jī)艙設(shè)備先進(jìn)技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，許多現(xiàn)有陳舊的課程知識(shí)點(diǎn)不能夠完全符合目前實(shí)際飛機(jī)系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用情況，迫切需要針對(duì)本課程已有教學(xué)內(nèi)容開展知識(shí)點(diǎn)的補(bǔ)充與更新。

在教學(xué)內(nèi)容方面，如新增A350、A380、B777和B787等機(jī)型相關(guān)系統(tǒng)的工作原理，以及實(shí)際工程實(shí)踐中遇到的典型故障問題和解決方案，從而使本課程教學(xué)內(nèi)容緊密貼合現(xiàn)階段民航飛機(jī)系統(tǒng)層面技術(shù)發(fā)展。同時(shí)，針對(duì)優(yōu)化后課程教學(xué)資源深入探討與之相匹配的新型教學(xué)模式合理實(shí)施線下或線上教學(xué)，鍛煉學(xué)生解決飛機(jī)系統(tǒng)實(shí)際工程問題時(shí)的自主創(chuàng)新能力，從而為學(xué)生在畢業(yè)后從事飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備相關(guān)系統(tǒng)維修工作提供重要的理論基礎(chǔ)。

二、飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備課程新工科教學(xué)改革方法探究

基于我校飛行器制造工程專業(yè)本科生培養(yǎng)方案的具體要求，本課程在教學(xué)內(nèi)容上除了側(cè)重于現(xiàn)代民用飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)、氣源系統(tǒng)、防冰排雨系統(tǒng)、氧氣系統(tǒng)以及防火系統(tǒng)等基本原理、主要附件以外，還涉及到相關(guān)系統(tǒng)常見故障問題的排除方法，在知識(shí)框架上始終面向飛機(jī)系統(tǒng)維修工程實(shí)踐。為了更好地滿足現(xiàn)代民航領(lǐng)域飛機(jī)系統(tǒng)維修人才的培養(yǎng)需求，很有必要結(jié)合新工科工程類專業(yè)要求探討本課程的教學(xué)改革方法。

（一）依托新機(jī)型、新技術(shù)的課程教學(xué)內(nèi)容更新

考慮目前本專業(yè)飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備課程部分章節(jié)知識(shí)點(diǎn)已不能符合現(xiàn)階段相關(guān)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況，如現(xiàn)代民航飛機(jī)主要采用電子式座艙壓力控制系統(tǒng)，不再有氣動(dòng)膜盒式座艙壓力控制系統(tǒng)，相應(yīng)的課程知識(shí)框架應(yīng)予以調(diào)整和更新。另外，新機(jī)型一直不斷投入應(yīng)用，其飛機(jī)系統(tǒng)方面采用的先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)型相差較大，如A380、B777飛機(jī)采用四輪升壓式高壓除水制冷系統(tǒng)而不是很多飛機(jī)上采用的三輪式，B787飛機(jī)采用獨(dú)立的電動(dòng)壓氣機(jī)提供氣源而不是發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)等，這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用與學(xué)生畢業(yè)后從事的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)工作密切相關(guān)，以此為基礎(chǔ)完成本課程教學(xué)內(nèi)容的梳理與更新非常關(guān)鍵。

除了理論教學(xué)內(nèi)容的更新完善，在工程實(shí)踐方面，考慮目前民航領(lǐng)域飛機(jī)系統(tǒng)維護(hù)工程對(duì)于專業(yè)人才技術(shù)能力的實(shí)際需求，可將具體機(jī)型飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備相關(guān)的系統(tǒng)整體構(gòu)成、詳細(xì)工作原理和維護(hù)工作流程通過維護(hù)過程實(shí)地照片、錄制視頻等途徑進(jìn)行展現(xiàn)，并與理論教學(xué)的相關(guān)知識(shí)模塊相互映射。工程實(shí)踐與理論知識(shí)的融合，可以輔助學(xué)生在充分學(xué)習(xí)新機(jī)型、新技術(shù)的同時(shí)，深化對(duì)其在工程實(shí)踐中實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)識(shí)和理解，在很大程度上激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，提高了課程教學(xué)效果。

（二）課程相關(guān)典型虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)

鑒于本課程涉及到較多飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備方面工作原理的講述，對(duì)于部分系統(tǒng)附件僅從實(shí)物外形無法體現(xiàn)相應(yīng)知識(shí)內(nèi)容，而新工科教育也鼓勵(lì)采用新技術(shù)來更好地支撐課程教學(xué)，因此，可利用虛擬仿真手段豐富本課程教學(xué)資源。針對(duì)不同機(jī)型空調(diào)系統(tǒng)與機(jī)艙設(shè)備可開展典型附件的模型建立與工作過程虛擬仿真，這種方法對(duì)于民用飛機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性、多樣性特點(diǎn)尤為適用，能夠清晰明確地幫助學(xué)生掌握關(guān)鍵機(jī)型系統(tǒng)與附件的理論知識(shí)點(diǎn)，為課堂教學(xué)和學(xué)生自學(xué)提供了全新的視角。

此外，可通過設(shè)計(jì)課程內(nèi)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)或相關(guān)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的形式，讓學(xué)生靈活地利用虛擬仿真軟件針對(duì)部分章節(jié)知識(shí)模塊如飛機(jī)座艙環(huán)境控制參數(shù)分布、關(guān)鍵參數(shù)變化影響等進(jìn)行深入研究，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于工程問題的科學(xué)研究能力，拓展其分析問題的系統(tǒng)性思維。

（三）面向航空專業(yè)英語的雙語課程體系搭建

依據(jù)CCAR-66R3中專門針對(duì)航空專業(yè)英語的最新要求，應(yīng)能夠以飛機(jī)維護(hù)的實(shí)際工作情景以及航空維修相關(guān)主題情景為基礎(chǔ)，熟練掌握常用專業(yè)英語對(duì)話以及閱讀飛機(jī)維修相關(guān)技術(shù)文件等，可見在高校專業(yè)課程體系中應(yīng)更加側(cè)重航空專業(yè)英語相關(guān)內(nèi)容。飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備課程組編寫了針對(duì)本課程教學(xué)情況的英文講義，講義內(nèi)容緊密結(jié)合了現(xiàn)階段先進(jìn)民航飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備相關(guān)的維護(hù)技術(shù)資料，其內(nèi)容輻射機(jī)務(wù)維修人員實(shí)際工作中直接應(yīng)用的機(jī)型技術(shù)手冊(cè)、文件及報(bào)告等，注重課程講義章節(jié)內(nèi)容的時(shí)效性，配合實(shí)施雙語教學(xué)，使學(xué)生更為直觀地接觸本課程飛機(jī)分系統(tǒng)涉及的常用英文詞匯。

將飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備維護(hù)對(duì)應(yīng)的英文情景搬入課堂教學(xué)，使學(xué)生在將來工作中遇到與本課程內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的類似情景時(shí)能夠迅速理解，對(duì)英文術(shù)語的掌握也使其對(duì)英文技術(shù)文檔的信息獲取更加容易，顯著提升了學(xué)生對(duì)于所學(xué)專業(yè)知識(shí)的工程應(yīng)用能力。

（四）新工科民用飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)

現(xiàn)代民航飛機(jī)系統(tǒng)維護(hù)對(duì)工程技術(shù)人才的需求，決定了應(yīng)設(shè)計(jì)新工科背景下更貼近工程實(shí)踐的新型教學(xué)模式?？舍槍?duì)新型飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備相關(guān)的實(shí)際系統(tǒng)維護(hù)流程、常見故障問題與排故方法以及典型工程技術(shù)案例等，將教學(xué)班以3-4人/組進(jìn)行劃分，各組選取預(yù)設(shè)工程問題，借助于對(duì)應(yīng)機(jī)型維護(hù)技術(shù)手冊(cè)和本課程新編英文講義，開展教師線上指導(dǎo)或?qū)W生線下自主學(xué)習(xí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生獨(dú)立探索學(xué)習(xí)的積極性。每組以學(xué)習(xí)報(bào)告和課堂匯報(bào)形式完成系統(tǒng)模塊學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生分析與解決飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備方面實(shí)際工程問題的能力，從而更好地滿足新工科工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。

三、結(jié)束語

本文針對(duì)我校飛行器制造工程專業(yè)飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備課程新工科背景下的教學(xué)模式進(jìn)行了研究，將新工科工程專業(yè)人才培養(yǎng)思路與現(xiàn)階段民航飛機(jī)系統(tǒng)維護(hù)最新要求相結(jié)合，對(duì)本課程從教學(xué)內(nèi)容更新、雙語教學(xué)環(huán)境植入以及新工科教學(xué)模式設(shè)計(jì)三個(gè)層面出發(fā)，開展了教學(xué)改革方法研究。通過將民航飛機(jī)空調(diào)與機(jī)艙設(shè)備相關(guān)實(shí)際工程問題引入課堂，新型教學(xué)模式的應(yīng)用能夠顯著地提升課程教學(xué)效果，增強(qiáng)了課堂教學(xué)與學(xué)生畢業(yè)后從事飛機(jī)系統(tǒng)維護(hù)工作的聯(lián)系，可為培養(yǎng)具有較強(qiáng)英文溝通能力、系統(tǒng)思維能力與工程實(shí)踐能力的新工科機(jī)務(wù)工程人才提供參考。