面向航空教育認證標準的實踐課程改革與實踐

栗中華， 陳 艷， 張 鵬， 孫俊卿

(中國民航大學工程技術(shù)訓練中心，天津 300300)

0 引言

飛機維修是一項高技術(shù)含量、高風險、對人員要求高素質(zhì)的工作，也是實踐性很強、知識與技能緊密結(jié)合的工作。因其特殊性和專業(yè)性，一直以來高等院校中只有個別幾所院校設有飛機維修專業(yè)，隨著國家啟動大飛機項目，以及將航空航天產(chǎn)業(yè)列為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，越來越多的院校開設與飛機維修、制造相關(guān)的專業(yè)。原來設有飛機維修專業(yè)的院校也開始了專業(yè)提升，向著標準化、國際化的方向前進。

在航空業(yè)獲得普遍認可的航空專業(yè)認證機構(gòu)是1988年成立的國際航空認證委員會(Aviation Accreditation Board International，AABI)，是專門針對航空工程教育進行認證的權(quán)威機構(gòu)。成員有美國航空運輸協(xié)會、飛機電子協(xié)會、通用航空制造協(xié)會以及達美航空公司、波音公司、空客公司、CAE公司等14家全球性知名航空企業(yè)，以及美國的普渡大學、安普瑞多大學、俄克拉何馬大學、韓國航空大學等50多所大學［1］。該機構(gòu)是獲得美國學位評價認證機構(gòu)高等學歷認證協(xié)會(Council for Higher Education Accreditation，CHEA)的認證。取得AABI認證，即可得到國際航空業(yè)界的認可［2］，有利于招收國內(nèi)外學生，與國外大學的交流會更加活躍，畢業(yè)生可以更容易地在國內(nèi)外航空業(yè)及相關(guān)行業(yè)就業(yè)。

工程教育認證經(jīng)歷多年的發(fā)展與實踐，經(jīng)歷了不斷地變革。①把學生專業(yè)能力的培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生工程能力的培養(yǎng);②把以專業(yè)為中心的課程設置轉(zhuǎn)向以學生能力為中心的課程設置;③把課程由實現(xiàn)專業(yè)教育目標的載體轉(zhuǎn)變成培養(yǎng)學生能力的載體［3］。目前，國際航空認證委員會AABI對認證專業(yè)的“課程”要求是:對適合于航空專業(yè)的課程內(nèi)容具有特定要求，但不指定具體課程。學生應通過課程學習掌握了知識與技能，具備從事航空與航天職業(yè)必備的能力，必須確保學生的課堂學習與航空相關(guān)的實踐課程學習相結(jié)合，必須確保課程與航空專業(yè)教育目標一致。”

這種變革強化了學生能力培養(yǎng)，課程為培養(yǎng)學生能力而服務。由于很多項能力的要求只有通過實踐課程才能得到培養(yǎng)和鍛煉，所以要深入分析該認證標準對學生能力要求的內(nèi)涵，進而才能決定如何設置和安排實踐課程，達到能力培養(yǎng)的工程教育目標［4］。

1 航空工程教育認證標準分析

在AABI的認證標準中，將學習產(chǎn)出定義為航空專業(yè)教學確保其畢業(yè)生擁有的能力。具體總結(jié)為以下十一種能力［5］:

(1)具有在航空相關(guān)學科中應用數(shù)學及其他科學知識的能力;

(2)具備分析與解釋數(shù)據(jù)的能力;

(3)具備與多學科背景的多種類型團隊協(xié)同工作的能力;

(4)具備職業(yè)道德，有做出符合職業(yè)道德的決定的能力;

(5)利用書面語和口語進行有效溝通的能力;

(6)意識到終身學習的必要性，并致力于終身學習;

(7)評估面臨的問題的能力;

(8)在航空專業(yè)實踐中運用專業(yè)知識、技能以及先進技術(shù)的能力;

(9)具有評估國內(nèi)與國際航空環(huán)境的能力;

(10)具有運用相關(guān)知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力;

(11)具有應用新知識解決航空問題的能力等。

對上述能力要求分析可以發(fā)現(xiàn)，這些能力要求之間存在一定的聯(lián)系，即某項能力的獲得的前提是其他能力的具備，這就要求在課程安排上科學安排，遵循能力遞進發(fā)展的過程。利用系統(tǒng)動力學的因果關(guān)系圖法對上述能力要求之間的因果關(guān)系進行分析。系統(tǒng)動力學是是一門分析研究信息反饋系統(tǒng)的學科［6］，其主要研究對象是社會、經(jīng)濟、生態(tài)等復雜系統(tǒng)及其復合的各類復雜大系統(tǒng)。系統(tǒng)動力學的建模方法之一就是建立要素之間的因果關(guān)系圖［7］。將上述學習產(chǎn)出中具有因果關(guān)系的能力作為要素，畫出因果關(guān)系圖(見圖1)。

圖1 能力之間的關(guān)系圖

可以看出，數(shù)學等理學是基礎(chǔ)，應安排在課程的開始，但是要強調(diào)應用性，使學生具備分析和解釋數(shù)據(jù)的能力，進而能夠應用到實踐中;多項能力的培養(yǎng)和鍛煉都是要面向具體問題的，所以在實踐課程中應引入具體的問題;由于飛機系統(tǒng)是涉及多種學科的復雜系統(tǒng)，所以排除故障的工程人員也是由不同學科背景的多人組成團隊，需要協(xié)同工作，要能運用所學知識解決實際出現(xiàn)的故障;在恢復飛機至正常飛行狀態(tài)的過程中，要能綜合評估飛機性能、天氣、氣象條件、航班時效重要性等綜合條件，決定飛機最終是否可以放行、降級使用或停飛，在此過程中，工程人員的職業(yè)道德將對決策的過程及后果進行評估，甚至起到?jīng)Q定性作用［8］。

2 實踐課程的改革與實施

2.1 飛機維修實踐課程的沿革

早期飛機維修專業(yè)的實踐課程時間較短，約1個月，安排在本科生大學4年的最后一個學期學完全部理論課程之后進行。近年來，在國家對學生實踐環(huán)節(jié)課程越來越重視、要求越來越高的影響下，飛機維修專業(yè)增加了實踐課程的時間，改為在大學三年級第二學期和大學四年級第一學期實施，每個階段1個月的時間，并且從內(nèi)容上劃分為基礎(chǔ)實習、系統(tǒng)實習和系統(tǒng)維修實習三個層次。實習時間增加了1倍，實習內(nèi)容就大幅增加，并且按照難易程度以及相應理論課程學習的順序劃分出三個層次［9］。

第三個層次飛機系統(tǒng)維修實習是在理論課、基礎(chǔ)實習和系統(tǒng)實習基礎(chǔ)上的綜合實習訓練，是鍛煉分析問題、解決問題綜合能力的實踐環(huán)節(jié)，一直以來是課程改革的重點。在教學手段上，教師引入了飛機維護CBT［10］、飛機維護模擬機［11］，開發(fā)出多功能飛機維護訓練器［12］等綜合軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)，實現(xiàn)對飛機系統(tǒng)和維修過程進行模擬;在教學方法上，嘗試引進CDIO教學理念、卓越工程師培養(yǎng)方法等，設計教學過程，提高實踐課程效果。

在航空專業(yè)逐步實現(xiàn)標準化，與國際接軌的趨勢下，國際航空認證委員會AABI提出的以十一項能力培養(yǎng)為中心，圍繞能力培養(yǎng)設定課程和教學目標的工程教育理念也被引入到教學改革和實踐中來，結(jié)合現(xiàn)有的硬件條件和實習環(huán)境，確立以航空案例的分析和解決過程為載體，以各項能力為考核標準的實習過程［13］。

2.2 改革與實踐

實踐課程是按照飛機的系統(tǒng)設置實習項目，目前安排6個飛機系統(tǒng)的實習，分別是大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、無線電導航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、氣象雷達系統(tǒng);學生分為6組，循環(huán)完成所有實習項目。

(1)課程的知識準備。以目前航空公司使用的主流機型(波音737NG、空客A320)的系統(tǒng)為例，講解系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)，維修內(nèi)容及安全事項等與實際工作緊密結(jié)合的實踐知識，實現(xiàn)與理論課程的銜接。

(2)引入案例。案例來自于航空公司在運營過程中發(fā)生事故和不安全事件后，上報到管理部門的使用困難報告［14］，如圖2所示。使用困難報告提出了一種飛機的故障，需要分析和排除故障。

圖2 使用困難報告示例

(3)學生4人為一個小組，每組獲得報告后，依據(jù)放行手冊確定飛機性能下降程度，結(jié)合當前航空環(huán)境評估是否能維持后續(xù)航班，臨時放行將不會引起延誤，在返回基地具備維修條件后再進行維修;性能下降到不具備適航能力將選擇停飛維修［15］。課程流程及考核標準見圖3。在這一階段引導學生進行如下能力的鍛煉:多學科背景的團隊合作能力、做出符合職業(yè)道德的決定的能力、評估面臨問題的能力和評估航空環(huán)境的能力，考核標準和分值將依據(jù)這些指標確定。

(4)確定停飛后將分析故障原因。學生將查詢維修手冊和數(shù)據(jù)手冊，綜合運用所學各學科理論和實踐知識，根據(jù)原理和數(shù)據(jù)查找故障原因，學生之間要協(xié)作和溝通，經(jīng)過充分討論后才能發(fā)現(xiàn)故障所在。在這一階段，將考察學生應用數(shù)學和其他學科的能力、根據(jù)數(shù)據(jù)手冊分析和解釋數(shù)據(jù)的能力，以及相互溝通和協(xié)作的能力。

圖3 實踐課流程及能力考核標準

(5)根據(jù)確定的故障將在飛機或模擬訓練器上進行故障排除的操作。學生將根據(jù)手冊步驟更換故障部件，或應用測量工具排查線路，重新安裝部件或恢復線路后，再依據(jù)手冊進行系統(tǒng)測試，分析數(shù)據(jù)是否達到適航要求，如果未達到要求，繼續(xù)分析過程。在本階段，要考核學生在實際操作中的知識應用能力和技能、應用數(shù)據(jù)手冊發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。

上述實踐課程的實施流程來自于實際的飛機維修工作，采用的案例也是來自于真實的航空案例，考核標準圍繞能力培養(yǎng)中心，貫穿整個實習過程的考核，而不是針對結(jié)果的考核，是綜合能力的鍛煉與提升，從課程改革后實施的效果來看，學生在整個實踐過程中都非常投入，綜合能力有了較大提高，有效提升了實踐課程的質(zhì)量。

3 結(jié)語

國際航空教育認證機構(gòu)經(jīng)過多年的改革，確立的以能力培養(yǎng)為中心的專業(yè)培養(yǎng)方式是符合教育發(fā)展方向和實際工作需要的。通過消化吸收認證機構(gòu)的認證標準，實施了飛機維修實踐課程的改革，取得了良好效果，也為該專業(yè)通過國際標準認證奠定了堅實基礎(chǔ)。

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