飛行技術專業虛擬仿真實驗平臺的開發與教學實踐

黨淑雯 匡江紅 呂鴻雁

[摘要]飛行技術專業虛擬仿真實驗平臺是依托產學研戰略聯盟、產學研緊密結合，為滿足培養飛行技術專業人才的需求而建設和發展的，是面向學校、面向企業和面向社會的具有民航特色的開放型的虛擬仿真教學平臺，平臺主要集民航飛行仿真模擬、航空電子及飛行控制等模擬系統于一體，將學生置身于虛擬“真實”環境，從中得到專業能力的鍛煉和職業素質的提高。

[關鍵詞]飛行技術；虛擬仿真；實踐教學

[DOI]1013939/jcnkizgsc201550138

1引言

飛行技術專業虛擬仿真實驗平臺具有應用性、集成性和系統性的特點，具體體現在：教學與科研相結合，這是人才培養的基本途徑，可以促使學生深入航空第一線，通過參與科研，培養創新精神、強化職業意識、提高自身素質。理論與創新相結合，是培養學生綜合職業能力、提高學生素質的根本方法，既要注重理論教學，更要強化實踐能力培養，將專業技能、綜合技能的培養滲透于各個教學環節，提高學生的綜合實踐能力。知識與技能相結合，以能力為本、突出技術應用，不僅要重視知識和技能的傳遞，還要重視能力的培養，提高學生的基本技能和專業技能，力求知識和技能應用于實踐。

2平臺基本情況

飛行仿真技術實驗平臺根據實驗室功能及教學中所面向服務的具體課程可劃分為五個項目群。

21民航飛行仿真模擬訓練

根據飛行技術專業培養計劃及企業需求，民航飛行仿真模擬訓練是不可缺少的一個環節。模擬飛行實訓以其靈活、高效、安全的特有優勢，逐漸成為飛行院校飛行訓練的一種重要的現代化教學手段，它在培養飛行學員的飛行興趣、縮短訓練周期、提高飛行技術、培養特情處置能力、確保飛行安全等方面發揮著越來越重要的作用。模擬飛行訓練不僅可以提高學員的操作技能，而且可以對學員的實際飛行效果進行正確的評估，完成實裝條件下無法進行的課目訓練。因此，利用飛行仿真技術實驗平臺所開展的模擬飛行訓練是提高飛行技術專業人才教學訓練質量效益的最有效途徑。

22航空電子仿真實驗

航空電子仿真實驗主要包括虛擬儀器的系統設計與應用、航空機載設備仿真實驗、飛行控制系統仿真實驗三個部分。實驗基于虛擬儀器開發平臺，可針對飛機慣導、航姿及飛控系統的特性及原理做定量分析實驗；實驗內容覆蓋了單一運動傳感器仿真實驗及多傳感器融合仿真實驗。

23空氣動力學數值模擬及仿真實驗

空氣動力學數值模擬及仿真實驗主要面向空氣動力學與飛行力學，飛行原理，空氣動力學創新實踐，空氣動力學創新實踐等課程。在實驗內容設計上，將風洞實驗與數值模擬相結合，可對飛行器的氣動特性進行實驗與數值模擬分析，并可開展空氣動力學方面的創新設計。將CFD仿真技術引入實踐教學環節，可以充分彌補實驗教學條件的不足，提高理論教學的效果，加深學生對基本概念和基本理論的理解，培養學生的創新思維，訓練學生的創新設計能力。

24飛行模擬仿真桌面訓練

飛行模擬仿真桌面訓練主要包含了理論學習及模擬訓練兩部分，分別利用塞斯納機型培訓軟件及定制飛行操縱硬件開展。塞斯納機型仿真訓練軟件是針對塞斯納172R飛機的，供飛行專業使用的機型培訓軟件，主要用于飛行技術專業的機型系統理論和飛行程序教學等教學活動。整個內容以虛擬三維飛機為基礎，通過動畫演示、互動操作、動態原理和手冊等形式，實現該飛機各個系統知識的學習和程序的熟悉。

25航空氣象觀測實踐

航空氣象是飛行技術專業的主干課程之一，是一門理論性和實踐性都很強的學科。航空氣象觀測實踐是航空氣象課程的實踐環節，結合自動氣象站的使用，開展常規氣象要素（溫度、濕度、氣壓、風向、風速等）和能見度的觀測，培養學生氣象觀測的能力，提高學生學習航空氣象理論知識的興趣。

3平臺特色及教學效果

虛擬仿真實驗平臺主要是基于各種計算機軟件的網絡化仿真實驗環境，具有沉浸感和交互性的特點，平臺所提供的各種實踐項目都是在長期的實踐教學以及企業實訓的基礎上設計出來的，還提供了具有足夠實效性的功能模塊自主設定的實踐教學功能。

平臺經歷了從單項實驗、課程實驗、案例教學到面向專業實驗教學體系的轉換，實現了構建學科型實驗教學平臺的跨越。由平臺向其他民航專業延伸的虛擬仿真教學體系，將逐步形成鮮明的特色。

根據民航業發展對民航人才知識結構與實踐能力的要求，通過與航空公司建立產學研合作的戰略聯盟，建立了能夠培養創新能力的專業實驗系統和交叉型綜合實驗系統，既為學生提供優良的生產實踐場所，又有計劃地對航空公司中優秀的工程師進行再培訓，充實前沿理論和創新案例，構建科學的、具有超前性的、符合民航人才培養規律和適應民航人才需求的現代民航飛行實踐教學體系，培養學生適應民航飛行專業崗位工作的一技之長，具有鮮明的民航特色。

以建設具有現代教育理念和創新精神、教學科研能力強、實踐經驗豐富、掌握過硬實驗技術的高素質實驗教學隊伍為導向，構建了由教授領銜團隊、專職教學隊伍和專職管理隊伍組成的三個層次的實驗教學團隊，確保實驗教學的高效、優質進行。同時，擬推行實踐教學“教授負責制”和“本科生導師制”，通過創業教學和社會實踐活動相結合的方式，以及組織大學生參與各種創業大賽，培養學生的創新精神，提升學生的創業創新綜合能力。

按照“夯實基礎、拓寬專業、注重實踐、突出創新”的思路，探索并實踐了“綜合交叉、強素質”的“多層次、多形式、不間斷”的實踐教學模式。“多層次”，即將實驗教學內容分為基礎層次、綜合層次、創新層次，形成了從低到高、從基礎到前沿、從接受知識到培養綜合能力逐漸提高的實驗課程體系。“開放式”，即平臺采取全方位開放式管理模式，學生可以根據自己興趣和特長選做實驗，還可以在平臺進行大學生科研項目。

4結論

飛行技術專業虛擬仿真實踐平臺的建設立足行業和崗位需求，結合民航飛行技術專業特點，重視專業知識的學習、專業技能的培養以及職業素養的養成，在滿足飛行駕駛訓練需求的同時，也為航空電子、空氣動力學、飛行原理、航空氣象、飛行控制系統及新航行系統等專業課程提供了有力的實踐保障。

參考文獻：

[1]匡江紅，呂鴻雁，顧瑩飛行技術專業“卓越計劃”教學管理體系研究[J].理論探討，2013（6）：197-198

[2]王浩程面向卓越工程師培養，構建現代工程實訓平臺[J].中國大學教學，2011（6）：83-85