飛行原理操縱知識教學方法探索

桂荔 陳紅英 葉露 陳丹丹

摘 要：民航強國建設對航線運輸駕駛員提出了更高標準，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習、初始飛行訓練和航空公司改裝。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，對學生的應用能力要求高，這部分知識的掌握情況直接影響到飛行訓練的效率和效果。文中結(jié)合實際教學經(jīng)驗，分析現(xiàn)有操縱知識教學過程中存在的問題，探索增強該部分知識教學效果的可實施性方法，提出課堂教學與在線課堂、虛擬仿真及模擬飛行實驗相結(jié)合的教學模式，同時采用“三步走”教學流程，達到層次化教學的目的。

關(guān)鍵詞：以學生為中心;在線課堂;虛擬仿真;模擬飛行實驗

Abstract：The construction of a strong civil aviation country puts forward higher standards for airline transportation pilots.At present，the training process for domestic airline transportation pilots includes learning of aviation theory knowledge，initial flight training and airline modification.The flight principle course is an important course in the aviation theory knowledge system.It is directly related to flight technology.It contains a lot of flight control knowledge，which requires high application ability of students.The mastery of this part of knowledge directly affects the efficiency of flight training.And effects.Combining practical teaching experience，the paper analyzes the existing problems in the process of manipulating knowledge，explores the practical methods of enhancing the effect of this part of knowledge teaching，and proposes a teaching mode that combines classroom teaching with online classrooms，virtual simulation and simulated flight experiments.At the same time，the "three-step" teaching process is adopted to achieve the purpose of hierarchical teaching.

Key words：student-centered; Online classroom ;virtual simulation; flight experiment

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)模式是學生在校完成航空理論知識學習和真機飛行訓練，畢業(yè)后進入航空公司接受改裝訓練便可承擔民航運輸任務。

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、飛行力學等課程，教學中包含大量飛行操縱知識的講解，實踐性強、對學生運用知識的能力要求高。學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重程度，進而及時修正，保證飛行安全[3]。因此，學好這門課對在校學生今后的飛行訓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練結(jié)合不夠緊密，飛行操縱知識的教學效果不佳。民航強國建設對飛行人才素質(zhì)提出了更高要求，有學者在研究飛行人才培養(yǎng)時指出要重視航空理論知識學習和飛行訓練的一體化，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習是后續(xù)飛行訓練的關(guān)鍵過渡，掌握熟練有助于提高飛行訓練效率和質(zhì)量。

一、傳統(tǒng)飛行操縱知識課堂教學存在的問題

在傳統(tǒng)的飛行操縱知識課堂教學中存在的主要問題在于：（1）缺乏應用場景。飛行操縱高度依賴駕駛艙內(nèi)儀表和操縱裝置，學生僅通過書本無法對其結(jié)構(gòu)和工作原理有很好的認知。另外，實際飛行時氣象條件和地理環(huán)境復雜、多變，極大影響飛機操縱方法，課堂理論教學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)學生的飛行思維和臨場應變能力，當學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，完成單個訓練項目耗時長，課時少會導致綜合性、設計性訓練項目不足[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，錯誤操縱將導致災難性后果，盡管在課堂上教師不斷強調(diào)正確操縱的重要性，但部分學生安全意識薄弱，不能深刻認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）學習過程中學生處于被動低位。由于現(xiàn)有的全任務飛行模擬器價格昂貴，設備數(shù)量少，實訓場地緊張，且飛行教員人數(shù)有限，所以，飛行操縱教學都是在教室里開展，理論教師執(zhí)教，教學過程大多是照本宣科，這種填鴨式教學無法引起學生的學習興趣，降低學習積極性，教學效果不理想。

二、飛行操縱知識課堂教學的方法

（一）以學生為中心，以能力培養(yǎng)為導向

飛行操縱知識的教學目標是學生在理解理論知識的基礎上學會結(jié)合實際運行環(huán)境構(gòu)思嚴謹?shù)娘w行思路和操縱方法，培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力。能力的提升靠踐行，學生要多看、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“以學生為中心”轉(zhuǎn)變，教師通過了解學生發(fā)展情況根據(jù)學習效果作啟發(fā)式教學，學生不依賴教師講授，從自身學習經(jīng)驗出發(fā)，在教師引導下以自己的方式對認知內(nèi)容作有意義的構(gòu)建[6]。

（二）借助現(xiàn)代化教學工具，提高教學效率

飛行操縱知識教學重在實踐，課堂教學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。隨著教學信息化的推進和教學方法的改革，信息技術(shù)使傳統(tǒng)教學發(fā)生革命性改變，使用現(xiàn)代化教學工具能夠有效提高課堂效率，改進教學效果。據(jù)調(diào)查顯示多媒體教學、在線課堂以及虛擬仿真等教學方式已普遍被高校教師接受，但是信息化技術(shù)與學科教學融入深度還不夠[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，信息化教學能為操縱知識講解提供強大助力，利用現(xiàn)代化教學工具，教學過程可分三步進行，第一步：考慮到飛行學生理論基礎差異大，部分學生接受新知識慢，因此，在課前可通過“學習通”或者“雨課堂”等移動學習平臺發(fā)布實驗機型飛機系統(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，便于學生課前預習準備和課后復習消化，大大提高了學習效率，同時還可上傳典型航空事故的調(diào)查報告或者視頻記錄，加強學生安全意識教育。第二步：課堂教學中摒棄灌輸式教授方式，活用信息化技術(shù)提高學生參與度，例如使用虛擬仿真技術(shù)對飛行操縱作及時鞏固練習。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)，可建立逼真的應用環(huán)境，使用人通過特殊設備與之進行交互，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生的情景意識，學生可多角度觀察駕駛艙環(huán)境，熟悉電子儀表設備;通過人機交互實時體驗操縱指令的操縱效果，學生有更多機會參與，學習更為主動，并通過創(chuàng)造反思的環(huán)境，有利于學生形成新的認知結(jié)構(gòu);教師可在講完理論知識后及時安排學生模擬飛行，促進理論知識和飛行實踐融合，學生也更易形成對知識的長久記憶;虛擬仿真設備便攜易得，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，設備輕巧、成本低廉[10]，適合教室場地教學。但采用此類設備教師可干預度低，對學生的錯誤操作不能及時發(fā)現(xiàn)糾正，容易導致學生形成危險的操作習慣，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)動手能力較差的學生，教師可重點指導，上機時間可大幅度縮短，學有所余的學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，達到層次化教學的目的，讓接受能力差的學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)，滿足基本教學要求，為初始飛行訓練打下堅實的基礎，而學有余力的同學可有時間和機會嘗試更為復雜的飛行任務，飛行技術(shù)更上一層。“三步走”教學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）增加學習趣味，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生課下練習使用，比如FS Wilco320仿真平臺，該平臺具有高水準的仿真性和專業(yè)程度，且易于搭建，學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，正向引導學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

操縱知識的學習重在實踐，因此文中提出以學生為中心，以能力到導向的教學原則，教師課堂講授加學生實踐操縱的教學模式，使用“三步走”教學流程，因材施教增強了教學的針對性，基礎薄弱的學生滿足基本教學要求，為后期飛行訓練做好準備，而學有余力的學生則有更多實踐和鍛煉的機會。教學過程中，通過使用信息化技術(shù)，讓學生熟悉駕駛艙環(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，有利于知識學習和記憶，學習生動有趣，學生參與度增加，課后安排豐富多樣的課余活動，在吸引學生學習興趣的同時鍛煉動手能力和團隊合作能力。

參考文獻：

[1]杜紅兵，張慶慶.民航飛行事故統(tǒng)計及原因分析[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2016，42（08）：17-20.

[2]劉銀.民航飛行員執(zhí)照理論考試現(xiàn)狀分析研究[D].中國民用航空飛行學院，2011.

[3]何良.淺談飛行大學生飛行技術(shù)的知識體系的構(gòu)建[J].科技風，2019（12）：54.

[4]魯悅，梁勇.我國民航初始飛行人才培養(yǎng)中存在的問題及對策[J].南京航空航天大學學報（社會科學版），2010，12（01）：97-100.

[5]邢琳琳，高培新.飛行原理實驗教學現(xiàn)狀調(diào)查研究及對策[J].中國民航飛行學院學報，2012，23（05）：44-46.

[6]劉獻君.論“以學生為中心”[J].高等教育研究，2012，33（08）：1-6.

[7]隋幸華，趙國棟，王晶心，張煜雪.高校教師信息化教學能力影響因素實證研究——以湖南省部分高校為例[J].中國電化教育，2020（05）：128-134.

[8]謝暉，陳雪利，陳丹，曾琦，詹勇華，沈曉敏，徐欣怡，梁繼民.基于“特色教材+課程云平臺+移動交互端+虛擬仿真模塊”四位一體的內(nèi)涵式《微生物與免疫學》課程混合教學研究[J].中國免疫學雜志，2019，35（17）：2141-2146.

[9]馬登成，胡永彪，張新榮.道路施工虛擬仿真實驗教學建設[J].實驗室研究與探索，2020，39（02）：136-140.

[10]周來.面向虛擬現(xiàn)實飛行模擬訓練的視覺手交互技術(shù)研究[D].南京航空航天大學，2012.

[11]王強.利用微軟模擬飛行進行A320程序訓練[J].中國科技信息，2012（12）：191.