飛行原理操縱知識(shí)教學(xué)方法探析
時(shí)間:2022-11-25 05:06:15
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摘要:民航強(qiáng)國(guó)建設(shè)對(duì)航線運(yùn)輸駕駛員提出了更高標(biāo)準(zhǔn),目前,國(guó)內(nèi)航線運(yùn)輸駕駛員培養(yǎng)流程包括航空理論知識(shí)學(xué)習(xí)、初始飛行訓(xùn)練和航空公司改裝。飛行原理課程是航空理論知識(shí)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(shí),對(duì)學(xué)生的應(yīng)用能力要求高,這部分知識(shí)的掌握情況直接影響到飛行訓(xùn)練的效率和效果。文中結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn),分析現(xiàn)有操縱知識(shí)教學(xué)過程中存在的問題,探索增強(qiáng)該部分知識(shí)教學(xué)效果的可實(shí)施性方法,提出課堂教學(xué)與在線課堂、虛擬仿真及模擬飛行實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式,同時(shí)采用“三步走”教學(xué)流程,達(dá)到層次化教學(xué)的目的。
關(guān)鍵詞:以學(xué)生為中心;在線課堂;虛擬仿真;模擬飛行實(shí)驗(yàn)
安全是民用航空業(yè)的生命線,通過對(duì)2000年至2014年這14年間的370起國(guó)際飛行安全事故的統(tǒng)計(jì)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(duì)飛行安全和民航發(fā)展來(lái)說(shuō)顯得尤其重要。目前,國(guó)內(nèi)航線運(yùn)輸飛行人才的培養(yǎng)模式是學(xué)生在校完成航空理論知識(shí)學(xué)習(xí)和真機(jī)飛行訓(xùn)練,畢業(yè)后進(jìn)入航空公司接受改裝訓(xùn)練便可承擔(dān)民航運(yùn)輸任務(wù)。飛行原理課程是航空理論知識(shí)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(jí)和航線運(yùn)輸執(zhí)照理論考試的科目,對(duì)執(zhí)照考試成績(jī)影響顯著[2]。飛行原理融合了空氣動(dòng)力學(xué)、飛行力學(xué)等課程,教學(xué)中包含大量飛行操縱知識(shí)的講解,實(shí)踐性強(qiáng)、對(duì)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力要求高。學(xué)生掌握課程知識(shí)達(dá)到融會(huì)貫通后,將有助于在飛行實(shí)踐中判斷異常情況的來(lái)源及嚴(yán)重程度,進(jìn)而及時(shí)修正,保證飛行安全[3]。因此,學(xué)好這門課對(duì)在校學(xué)生今后的飛行訓(xùn)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(shí)踐,飛行原理課程與飛行訓(xùn)練結(jié)合不夠緊密,飛行操縱知識(shí)的教學(xué)效果不佳。民航強(qiáng)國(guó)建設(shè)對(duì)飛行人才素質(zhì)提出了更高要求,有學(xué)者在研究飛行人才培養(yǎng)時(shí)指出要重視航空理論知識(shí)學(xué)習(xí)和飛行訓(xùn)練的一體化,避免出現(xiàn)重理論輕實(shí)踐和重知識(shí)輕能力的情況[4]。飛行原理操縱知識(shí)學(xué)習(xí)是后續(xù)飛行訓(xùn)練的關(guān)鍵過渡,掌握熟練有助于提高飛行訓(xùn)練效率和質(zhì)量。
一、傳統(tǒng)飛行操縱知識(shí)課堂教學(xué)存在的問題
在傳統(tǒng)的飛行操縱知識(shí)課堂教學(xué)中存在的主要問題在于:(1)缺乏應(yīng)用場(chǎng)景。飛行操縱高度依賴駕駛艙內(nèi)儀表和操縱裝置,學(xué)生僅通過書本無(wú)法對(duì)其結(jié)構(gòu)和工作原理有很好的認(rèn)知。另外,實(shí)際飛行時(shí)氣象條件和地理環(huán)境復(fù)雜、多變,極大影響飛機(jī)操縱方法,課堂理論教學(xué)無(wú)法提供逼真的飛行環(huán)境,只能忽略現(xiàn)實(shí)因素影響,僅對(duì)簡(jiǎn)單、單一的操作原理作講解,實(shí)用性不強(qiáng),不利于培養(yǎng)學(xué)生的飛行思維和臨場(chǎng)應(yīng)變能力,當(dāng)學(xué)生面對(duì)實(shí)際的飛行環(huán)境時(shí)容易出現(xiàn)不知所措。(2)飛行操縱實(shí)驗(yàn)課課時(shí)不足。國(guó)內(nèi)只有少數(shù)航校飛行原理課程配置了模擬飛行實(shí)驗(yàn)課但課時(shí)較少,且實(shí)驗(yàn)課與理論課存在脫節(jié),二者相隔時(shí)間長(zhǎng),學(xué)生開始模擬飛行實(shí)驗(yàn)課時(shí)理論知識(shí)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(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目耗時(shí)長(zhǎng),課時(shí)少會(huì)導(dǎo)致綜合性、設(shè)計(jì)性訓(xùn)練項(xiàng)目不足[5]。(3)安全意識(shí)教育力度不夠。機(jī)組給予飛機(jī)的操縱指令直接影響飛行安全,錯(cuò)誤操縱將導(dǎo)致災(zāi)難性后果,盡管在課堂上教師不斷強(qiáng)調(diào)正確操縱的重要性,但部分學(xué)生安全意識(shí)薄弱,不能深刻認(rèn)識(shí)到錯(cuò)誤操縱的危險(xiǎn)性,使后續(xù)實(shí)際飛行存在安全隱患。(4)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生處于被動(dòng)低位。由于現(xiàn)有的全任務(wù)飛行模擬器價(jià)格昂貴,設(shè)備數(shù)量少,實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地緊張,且飛行教員人數(shù)有限,所以,飛行操縱教學(xué)都是在教室里開展,理論教師執(zhí)教,教學(xué)過程大多是照本宣科,這種填鴨式教學(xué)無(wú)法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,降低學(xué)習(xí)積極性,教學(xué)效果不理想。
二、飛行操縱知識(shí)課堂教學(xué)的方法
(一)以學(xué)生為中心,以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向。飛行操縱知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生在理解理論知識(shí)的基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)結(jié)合實(shí)際運(yùn)行環(huán)境構(gòu)思嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘w行思路和操縱方法,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。能力的提升靠踐行,學(xué)生要多看、多想、多模仿,最關(guān)鍵的是多動(dòng)手操縱,老師要少講,要有意識(shí)從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變,教師通過了解學(xué)生發(fā)展情況根據(jù)學(xué)習(xí)效果作啟發(fā)式教學(xué),學(xué)生不依賴教師講授,從自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā),在教師引導(dǎo)下以自己的方式對(duì)認(rèn)知內(nèi)容作有意義的構(gòu)建[6]。(二)借助現(xiàn)代化教學(xué)工具,提高教學(xué)效率。飛行操縱知識(shí)教學(xué)重在實(shí)踐,課堂教學(xué)與模擬飛行實(shí)驗(yàn)需同時(shí)開展,但由于課時(shí)總數(shù)有限,實(shí)驗(yàn)課所能分配的課時(shí)較少,如何提高課堂教學(xué)效率,有效利用實(shí)驗(yàn)課時(shí)是教師需要解決的重點(diǎn)問題。隨著教學(xué)信息化的推進(jìn)和教學(xué)方法的改革,信息技術(shù)使傳統(tǒng)教學(xué)發(fā)生革命性改變,使用現(xiàn)代化教學(xué)工具能夠有效提高課堂效率,改進(jìn)教學(xué)效果。據(jù)調(diào)查顯示多媒體教學(xué)、在線課堂以及虛擬仿真等教學(xué)方式已普遍被高校教師接受,但是信息化技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融入深度還不夠[7],仍需教師結(jié)合自身課程特點(diǎn)不斷創(chuàng)新使用。針對(duì)飛行原理課程,信息化教學(xué)能為操縱知識(shí)講解提供強(qiáng)大助力,利用現(xiàn)代化教學(xué)工具,教學(xué)過程可分三步進(jìn)行,第一步:考慮到飛行學(xué)生理論基礎(chǔ)差異大,部分學(xué)生接受新知識(shí)慢,因此,在課前可通過“學(xué)習(xí)通”或者“雨課堂”等移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)機(jī)型飛機(jī)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(jī)型的飛行員操縱手冊(cè),上傳教師的飛行模擬操作視頻,點(diǎn)明操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng),便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)準(zhǔn)備和課后復(fù)習(xí)消化,大大提高了學(xué)習(xí)效率,同時(shí)還可上傳典型航空事故的調(diào)查報(bào)告或者視頻記錄,加強(qiáng)學(xué)生安全意識(shí)教育。第二步:課堂教學(xué)中摒棄灌輸式教授方式,活用信息化技術(shù)提高學(xué)生參與度,例如使用虛擬仿真技術(shù)對(duì)飛行操縱作及時(shí)鞏固練習(xí)。虛擬仿真技術(shù)是一種集計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像技術(shù)、仿真技術(shù)和傳感測(cè)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(yīng)用環(huán)境,使用人通過特殊設(shè)備與之進(jìn)行交互,獲得置身真實(shí)環(huán)境的全面感受,尤其是在類似于航空器飛行這種危險(xiǎn)性高、場(chǎng)地要求高、實(shí)施難度大、成本高的學(xué)科實(shí)驗(yàn)中更顯優(yōu)勢(shì)[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(shí)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(qiáng)了學(xué)生的情景意識(shí),學(xué)生可多角度觀察駕駛艙環(huán)境,熟悉電子儀表設(shè)備;通過人機(jī)交互實(shí)時(shí)體驗(yàn)操縱指令的操縱效果,學(xué)生有更多機(jī)會(huì)參與,學(xué)習(xí)更為主動(dòng),并通過創(chuàng)造反思的環(huán)境,有利于學(xué)生形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu);教師可在講完理論知識(shí)后及時(shí)安排學(xué)生模擬飛行,促進(jìn)理論知識(shí)和飛行實(shí)踐融合,學(xué)生也更易形成對(duì)知識(shí)的長(zhǎng)久記憶;虛擬仿真設(shè)備便攜易得,國(guó)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(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,設(shè)備輕巧、成本低廉[10],適合教室場(chǎng)地教學(xué)。但采用此類設(shè)備教師可干預(yù)度低,對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤操作不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)糾正,容易導(dǎo)致學(xué)生形成危險(xiǎn)的操作習(xí)慣,所以第三步中的上機(jī)模擬飛行實(shí)驗(yàn)課就顯得尤為重要。第三步:實(shí)驗(yàn)室的上機(jī)模擬飛行,其主要目的在于答疑糾錯(cuò),經(jīng)過前期課堂的操作演練,大部分學(xué)生已經(jīng)能夠掌握基本的操縱流程,針對(duì)少數(shù)動(dòng)手能力較差的學(xué)生,教師可重點(diǎn)指導(dǎo),上機(jī)時(shí)間可大幅度縮短,學(xué)有所余的學(xué)生則有富余時(shí)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(dá)到層次化教學(xué)的目的,讓接受能力差的學(xué)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(xué)要求,為初始飛行訓(xùn)練打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),而學(xué)有余力的同學(xué)可有時(shí)間和機(jī)會(huì)嘗試更為復(fù)雜的飛行任務(wù),飛行技術(shù)更上一層。“三步走”教學(xué)也為理論教師提供了實(shí)踐飛行演練平臺(tái),彌補(bǔ)缺乏系統(tǒng)飛行經(jīng)歷的不足,加深對(duì)理論知識(shí)和操縱方法理解,重難點(diǎn)講解將更加明晰。(三)增加學(xué)習(xí)趣味,豐富課余生活。飛行游戲軟件的推出受到社會(huì)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(xué)生課下練習(xí)使用,比如FSWilco320仿真平臺(tái),該平臺(tái)具有高水準(zhǔn)的仿真性和專業(yè)程度,且易于搭建,學(xué)生在家即可完成平臺(tái)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(dòng),如兩人制小組協(xié)同飛行比賽,對(duì)獲勝團(tuán)體和成績(jī)優(yōu)異的個(gè)人給予嘉獎(jiǎng)或計(jì)入平時(shí)成績(jī),正向引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有意義的課余活動(dòng),同時(shí)增強(qiáng)協(xié)同操縱的能力。
三、結(jié)語(yǔ)
操縱知識(shí)的學(xué)習(xí)重在實(shí)踐,因此文中提出以學(xué)生為中心,以能力到導(dǎo)向的教學(xué)原則,教師課堂講授加學(xué)生實(shí)踐操縱的教學(xué)模式,使用“三步走”教學(xué)流程,因材施教增強(qiáng)了教學(xué)的針對(duì)性,基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生滿足基本教學(xué)要求,為后期飛行訓(xùn)練做好準(zhǔn)備,而學(xué)有余力的學(xué)生則有更多實(shí)踐和鍛煉的機(jī)會(huì)。教學(xué)過程中,通過使用信息化技術(shù),讓學(xué)生熟悉駕駛艙環(huán)境,還原真實(shí)飛行場(chǎng)景,增強(qiáng)飛行情景意識(shí),獲得真實(shí)駕駛體驗(yàn),有利于知識(shí)學(xué)習(xí)和記憶,學(xué)習(xí)生動(dòng)有趣,學(xué)生參與度增加,課后安排豐富多樣的課余活動(dòng),在吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)鍛煉動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。
作者:桂荔 陳紅英 葉露 陳丹丹 單位:中國(guó)民用航空飛行學(xué)院飛行技術(shù)學(xué)院