“新工科”背景下綜合航空電子人才培養(yǎng)策略

吳星，周玉婷

（中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西 西安 710065）

一、“新工科”綜合航空電子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)設(shè)想

傳統(tǒng)的綜合航空專用電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括綜合航空電子自動(dòng)化系統(tǒng)和控制設(shè)備、公共綜合導(dǎo)航系統(tǒng)信息顯示系統(tǒng)、航空自動(dòng)電子系統(tǒng)和控制設(shè)備、航天航空檢測(cè)系統(tǒng)、航空專用儀器系統(tǒng)集成導(dǎo)航顯示系統(tǒng)、集成航空儀器測(cè)試系統(tǒng)、航空自動(dòng)化控制單元等。12個(gè)電子課程和配套的電子實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)包括集成航空電子系統(tǒng)、軟件仿真和電子測(cè)試系統(tǒng)、航空專用電子設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)、通信總線導(dǎo)航系統(tǒng)、航空通信總線和電子測(cè)試系統(tǒng)、航空電子電氣系統(tǒng)、航空儀器測(cè)試系統(tǒng)等。傳統(tǒng)的綜合航空電子實(shí)驗(yàn)室很難完全通過(guò)專家的要求朝著專業(yè)發(fā)展的方向建設(shè)，而且學(xué)生也只能在有限的時(shí)間內(nèi)快速瀏覽整個(gè)專業(yè)的航空電子系統(tǒng)。

本文通過(guò)對(duì)西北工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司、洪都航空工業(yè)集團(tuán)以及其他航空大學(xué)和公司的調(diào)查總結(jié)出了航空公司和大學(xué)的需求及辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，以1553B和ARINC429空中客車為核心，結(jié)合 “新工科”培訓(xùn)要求和CDIO（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作）理論以及高校航空專業(yè)技術(shù)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)校的教職員工與財(cái)務(wù)資源，分析了市場(chǎng)對(duì)綜合航空電子人才的需求。此外，還通過(guò)課堂和課外學(xué)習(xí)的“訓(xùn)練模型”有效了解了國(guó)內(nèi)外飛機(jī)航空電子設(shè)備的設(shè)計(jì)過(guò)程，以及需求分析—頂層設(shè)計(jì)—詳細(xì)設(shè)計(jì)—系統(tǒng)集成測(cè)試的設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程，最終發(fā)現(xiàn)構(gòu)建飛機(jī)航空電子系統(tǒng)以及模擬培訓(xùn)學(xué)院可以幫助并指導(dǎo)學(xué)生了解總線通信機(jī)制以及飛機(jī)航空電子系統(tǒng)的原理、功能、工作流程和工作機(jī)制，并實(shí)現(xiàn)新型工科航空的主要教育目標(biāo)。

二、以“新工科”為指導(dǎo)，建立半實(shí)物綜合航空電子仿真教學(xué)平臺(tái)

飛機(jī)應(yīng)用電子系統(tǒng)的電氣設(shè)備應(yīng)用單元中的設(shè)計(jì)課程與模擬測(cè)試，以及航空應(yīng)用維護(hù)和管理的綜合技術(shù)應(yīng)用課程是仿真教學(xué)平臺(tái)的主要培訓(xùn)課程。從外到內(nèi)，從一臺(tái)設(shè)備到系統(tǒng)，再到飛機(jī)航空電子以及電子系統(tǒng)全面應(yīng)用集成。飛機(jī)專業(yè)模擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)課程系統(tǒng)包括飛機(jī)知識(shí)教學(xué)和駕駛能力培訓(xùn)，探索系統(tǒng)理論科學(xué)的通用方法是基于涵蓋整個(gè)過(guò)程和整個(gè)狀態(tài)的綜合飛機(jī)應(yīng)用的教育思想靈活地建立和完善適應(yīng)性強(qiáng)的飛機(jī)實(shí)驗(yàn)教育課程，讓航空電子系統(tǒng)仿真動(dòng)態(tài)控制操作訓(xùn)練環(huán)境與飛機(jī)自動(dòng)控制操作建立訓(xùn)練的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程基本吻合，并在此基礎(chǔ)上研究和建設(shè)半物理綜合應(yīng)用航空電子系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)教育研究平臺(tái)。遠(yuǎn)程教育平臺(tái)包含軟件配置、功能、航空專用電子系統(tǒng)的技術(shù)原理以及在顯示屏上同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程教育的功能。其電子總線數(shù)據(jù)傳輸工作流程的數(shù)據(jù)格式定義和其他功能可以結(jié)合在一起，比如相關(guān)航空電子系統(tǒng)總線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的原理和執(zhí)行遠(yuǎn)程教學(xué)的功能——航空子系統(tǒng)分析和診斷。半物理模擬集成數(shù)字航空電子專用電子設(shè)備仿真系統(tǒng)教學(xué)管理平臺(tái)是基于整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，由完整的物理數(shù)字集成航空電子仿真系統(tǒng)（航空工業(yè)自動(dòng)控制仿真計(jì)算機(jī)除外）自動(dòng)模擬的、飛行駕駛艙動(dòng)態(tài)控制的仿真系統(tǒng)，支持的訓(xùn)練環(huán)境包括客車處理模擬仿真測(cè)試環(huán)境和模擬訓(xùn)練管理環(huán)境，它還包含非數(shù)字客車模擬信號(hào)處理仿真模擬測(cè)試訓(xùn)練設(shè)備、模擬訓(xùn)練管理平臺(tái)以及模擬飛行駕駛艙。它由六部分組成，包含航空航天專用電子設(shè)備原型、機(jī)場(chǎng)維護(hù)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)維護(hù)等。

三、面向“新工科”綜合航空電子系統(tǒng)課程群建設(shè)方案

為適應(yīng)課程建設(shè)集團(tuán)和中國(guó)航空電子技術(shù)職業(yè)發(fā)展的新要求，航空電子需培養(yǎng)以“多學(xué)科整合”和“強(qiáng)化工程”為主要特征的先進(jìn)技術(shù)復(fù)合“新工程”人才，并設(shè)立相關(guān)課程。要加強(qiáng)課堂教學(xué)探索，以建設(shè)理念為基礎(chǔ)發(fā)展思路，制定研究和人才培訓(xùn)計(jì)劃，從整個(gè)課程內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性出發(fā)，將課堂完整轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)體系齊全的互聯(lián)團(tuán)體進(jìn)行課外活動(dòng)自主學(xué)習(xí)的探索。同時(shí)，需根據(jù)中國(guó)同級(jí)職業(yè)學(xué)校在學(xué)校航空運(yùn)營(yíng)方面的卓越實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科研市場(chǎng)的需求，全面篩選學(xué)校課程內(nèi)容和課外內(nèi)容要求，建立健全以新型空中客車相關(guān)的公交協(xié)議和數(shù)據(jù)建議系統(tǒng)為主的核心技術(shù)。還要明確總線傳輸?shù)陌b和研究方向的定義，這有利于對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行分析和診斷，例如，新型航空總線電子系統(tǒng)和測(cè)試設(shè)備、航空電子總線和系統(tǒng)測(cè)試控制、航空總線測(cè)試控制技術(shù)和航空自動(dòng)化控制等一系列過(guò)程設(shè)置技術(shù)設(shè)備等。此外，要加強(qiáng)補(bǔ)習(xí)實(shí)驗(yàn)室和操作實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放培訓(xùn)，共享培訓(xùn)管理鏈接和補(bǔ)習(xí)培訓(xùn)資源，設(shè)計(jì)培訓(xùn)內(nèi)容、培訓(xùn)模型、培訓(xùn)管理方法，建立培訓(xùn)管理團(tuán)隊(duì)?？傊趯W(xué)校課程的各個(gè)方面對(duì)教育資源和課外教育管理模式進(jìn)行創(chuàng)新和新的探索，以不斷提升航空電子系統(tǒng)課程群建設(shè)水平。

四、探索“新工科”教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)價(jià)模式

第一，整合飛機(jī)航空應(yīng)用電子系統(tǒng)專業(yè)課程培訓(xùn)組，結(jié)合飛機(jī)科學(xué)技術(shù)研究和相關(guān)項(xiàng)目，深刻理解綜合飛機(jī)應(yīng)用航空電子系統(tǒng)技術(shù)的基本概念以及基于飛機(jī)維修設(shè)備的知識(shí)點(diǎn)。首先，以開(kāi)發(fā)航空技術(shù)以及探索整個(gè)課程為目標(biāo)，依靠新的綜合航空電子系統(tǒng)專業(yè)課程，建立和模擬課堂講授，實(shí)驗(yàn)意識(shí)，獨(dú)立探究和改進(jìn)創(chuàng)新實(shí)踐的“新工科”課程培訓(xùn)模型。其次，完善集團(tuán)抗物理綜合飛機(jī)航空電子應(yīng)用電子軟件培訓(xùn)條件。例如，建立和完善系統(tǒng)教育實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和洪都航空集團(tuán)航空科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地，積極實(shí)施專業(yè)人才培養(yǎng)。不斷創(chuàng)新和完善教育體系和管理機(jī)制，探索并建立科學(xué)自主研究和管理的開(kāi)放式教育管理模型，同時(shí)，充分考慮大多數(shù)學(xué)生的個(gè)性化成長(zhǎng)和發(fā)展的基本要求，根據(jù)學(xué)生的個(gè)人學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行教育和培訓(xùn)，讓學(xué)生能建立科學(xué)獨(dú)立的探究意識(shí)以及開(kāi)拓性思維。最后，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)以及領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的團(tuán)結(jié)合作精神，讓他們能積極發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，同時(shí)加強(qiáng)相互之間的交流，發(fā)現(xiàn)和完善學(xué)校實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和研究環(huán)境中的問(wèn)題，提升“新工科”綜合航空專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，加強(qiáng)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

第二，學(xué)習(xí)成績(jī)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)基于學(xué)生對(duì)基本專業(yè)技能的掌握以及自主創(chuàng)新能力的提升。因此，可以以大學(xué)航空電子系統(tǒng)為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)并進(jìn)行綜合運(yùn)用，加強(qiáng)對(duì)教育模擬系統(tǒng)管理平臺(tái)的研究，研究的核心為采用各種評(píng)估培訓(xùn)方法加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的了解。比如實(shí)驗(yàn)操作，系統(tǒng)故障分析和事故消除，該項(xiàng)目系統(tǒng)獨(dú)立控制開(kāi)發(fā)和日常運(yùn)行的低成本綜合測(cè)試探究。除此之外，一項(xiàng)研究可能會(huì)給學(xué)生帶來(lái)雙倍的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，因此，應(yīng)增加專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和頻率，避免學(xué)生專業(yè)技能的生疏。全面的教學(xué)績(jī)效評(píng)估課程可以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，有利于學(xué)生興趣發(fā)展和自主創(chuàng)新能力的提升。

五、結(jié)語(yǔ)

開(kāi)展“新工科學(xué)院”工程技術(shù)教育的概念一直貫穿于培養(yǎng)大學(xué)生的整個(gè)過(guò)程。因此，學(xué)生可以將他們不了解的工科航空專業(yè)問(wèn)題積極融入學(xué)校工程學(xué)習(xí)，積極參與大學(xué)工科比賽，了解工程設(shè)計(jì)的概念，以在大學(xué)工科項(xiàng)目運(yùn)作的過(guò)程中完成相應(yīng)的工程項(xiàng)目，加強(qiáng)大學(xué)理論和工程項(xiàng)目的聯(lián)系，從而全面且清晰地認(rèn)知大學(xué)工程項(xiàng)目。除此之外，高校還應(yīng)繼續(xù)培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生的自主創(chuàng)新和企業(yè)家精神，提升學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，擴(kuò)大其國(guó)際合作視野，這能為大學(xué)工程設(shè)計(jì)、科學(xué)技術(shù)研究和其他領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展奠定必要的理論基礎(chǔ)?！靶鹿た啤鳖I(lǐng)域的技術(shù)研究是中國(guó)未來(lái)發(fā)展的形勢(shì)，值得加強(qiáng)相關(guān)教育研究。希望本文能為相關(guān)工作者提供有效的指導(dǎo)和幫助，從而促進(jìn)我國(guó)航空事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。