民航電子設備維修專業《儀表指示與慣性基準系統》課程教學改革

劉晨+田巨+吳成寶+劉傳生

【摘要】本文針對民航電子設備維修專業學生特點，結合民航維修業的專業背景和人才需求，從教學內容、現場教學、多媒體教學、信息化教學和考核方式等方面對《儀表指示與慣性基準系統》課程進行研究與探討，以不斷提高《儀表指示與慣性基準系統》的教學質量和學生的學習能力。

【關鍵詞】飛機電子 儀表 慣性基準 教學改革 信息化

【中圖分類號】G642.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）39-0135-02

一、前言

《儀表指示與慣性基準系統》是民航電子設備維修專業的專業核心課程之一，該課程基于民航行業標準和機務維修工作過程，以國內外各大航空公司普遍使用的主要機型為例，主要向學生介紹航空儀表概述、大氣數據儀表、全/靜壓系統、大氣數據計算機、飛行數據記錄系統、陀螺及陀螺儀表、電子飛行儀表系統、發動機指示與機組警告系統與電子中央飛機監控系統、機載維護系統和慣性基準系統等內容，使學生了解飛機儀表指示與慣性基準系統的工作原理，加強學生對飛機儀表指示與慣性基準系統的總體認識，掌握飛機儀表指示與慣性基準子系統維護基本方法，熟悉飛機儀表指示與慣性基準設備的安裝位置、使用方法及維護操作程序，并具備一定的檢查、維修、故障排除的動手能力，為日后進行實際維護工作打下堅實基礎。

二、常規教學存在的問題

1.教材選用問題

目前，我校選用的教材是清華大學出版社出版的、張鵬主編的《渦輪發動機飛機結構與系統》上冊[1]，該教材是“民用航空器維修基礎系列教材”之一，是民用航空器維修人員基礎執照考試的主要參考用書。教材分為上、下兩冊，上冊為渦輪發動機飛機電子系統，主要介紹儀表系統、飛機通信系統、飛機導航系統和自動飛行系統，該教材通過多年教學實踐，教學效果良好。但是，課題組發現，《儀表指示與慣性基準系統》這門課程在教材中被拆分在儀表系統和飛機導航系統中，內容比較簡要聯系不夠緊密，知識點比較分散，也缺少各類儀表、慣性基準系統在飛機上的應用和維護實例。再加上此教材是專門為需要考取機務維修執照的機務人員編寫的，他們已經具有一定的工作經驗和知識基礎，學習起來比較容易上手，而飛機電子設備維修專業學生卻沒有任何相關方面的先修課程作為基礎，所以對于他們而言并不太適合。

2.理論教學問題[2]

目前，我們理論課教學仍然采用教師在講臺上講，學生在課桌前聽講的模式。這種模式的教學既有優點，比如條理性強，但又存在明顯的不足，即教師很容易陷入在黑板上一味灌輸知識，而學生學習完《儀表指示與慣性基準系統》的課程后，只知理論，無法結合實際，對于飛機各類儀表如何使用、用在哪里、如何和其他設備構成一個獨立系統仍然很茫然。所以，這種教學方式下，學生僅僅只會全盤接受教師所教的知識，對于學生獨立思考能力、解決問題能力、應用能力的培養存在某種程度的缺失。

所以，針對上述不足，通過本課程改革對原有教材的補充，希望學生能在原有《儀表指示與慣性基準系統》的基礎上，比較系統地了解目前民航常用的儀表指示與慣性基準系統的基本理論和工作原理，了解目前民航常用儀表指示與慣性基準系統的現狀和發展趨勢，為今后從事航空電子儀表和設備的維護、修理工作打下必要的理論基礎。教學錄像和實物圖像等會讓大量的設備不再抽象，使學生的學習不再枯燥.也更能提高學習的積極性和效率。綜合來講，本課程的改革和探索具有非常高的實用價值。

三、教學改革

1.貼合實際，合理安排教學內容[3]

針對課程特點，結合實際需求，計劃在原有教材的基礎上新編一本《儀表指示與慣性基準系統》教材，將儀表指示與慣性基準系統兩部分緊密結合起來，利用筆者以前曾在民航維修單位工作過的經歷，以我國各大航空公司運營的大中型民航客機為主，尤其是波音737和空客A320這兩種主力機型的維修手冊（飛機維修手冊AMM、故障隔離手冊TSM）和相關培訓資料融合進教材中，與教材相結合，講解知識點的同時，讓學生了解各類儀表和慣性基準系統的實際應用。并且穿插了各類儀表和慣性基準系統在實際維護中常見的一些故障和處理方法，使得教學內容更貼近工作一線。另外，對最新的波音787和空客A380機型上應用的新技術也有所介紹，有利于開拓學生的視野，了解當代新型客機的最新技術和發展趨勢。

2.采用現場教學，理論實踐相結合

學生對飛機上的儀表和系統普遍缺乏直觀的認識，而課程理論性較強，涉及很多原理性的內容，學生容易覺得枯燥無味。通過帶他們去飛機現場進行教學，實際去查找和觀摩部件實物，結合提問和思考，能夠更好地將理論和實踐相結合，激發學生的學習熱情和主觀能動性。利用我院擁有B737-300、MD-82、運七等大小三十多架飛機等優勢，在進行完理論介紹后，可以直接帶領學生進入飛機機艙，進行實景教學。例如，在介紹飛機大氣數據儀表的組成和原理時，進行理論介紹后，可以直接帶領學生到飛機周圍，現場識別空速管、靜壓孔、迎角探測器、總溫探頭等，然后再帶領學生進入飛機駕駛艙，通過現場講授空速表、高度表、溫度表、馬赫數表的讀數和使用等方法，讓學生更直觀地認識到一個飛機大氣數據儀表的組成和原理。

3.利用豐富的多媒體資源輔助教學

（1）CBT輔助教學

首先CBT（Computer-Based Training）是飛機制造商所開發的一款用計算機來進行的機型培訓軟件，能夠以直觀的，最貼近一線工作的方式來講述飛機相關儀表和系統的內容，在本課程中使用可以使學生更容易接受與理解飛機各類儀表和關心基準系統的內容。例如，在課堂中，教師利用CBT，演示迎角探測器的測量原理，空速管、靜壓孔出現堵塞或泄露引起的空速表、高度表和升降速度表的相關故障信息等。

（2）2D飛機維修模擬機

2D 飛機維修模擬機是基于三維數字模型技術、飛機系統仿真技術、虛擬現實技術和動畫交互技術，實現飛機維修訓練的平臺，如圖1所示，每套2D模擬機由一臺電腦和3臺顯示器組成，它能夠進行飛機功能測試、操作檢查、故障分析和排除、部件識別與拆裝等訓練，軟件部分包括虛擬駕駛艙、虛擬三維飛機、動態原理圖及飛機手冊加載模塊，各模塊之間相互交聯構成統一的整體。2D模擬機可以完成“車間+課堂”的教學方式，在“學中做，做中學”的過程中來實現理論與實踐相結合，同時又可以克服實訓設備不足的問題。在課堂中，教師可以使用2D模擬機結合任務驅動法來進行教學，讓學生以一種安全、經濟、有效的方式積極參與到課堂教學中，激發學生的學習積極性，提高教學效率，取得良好的教學效果。endprint

（3）3D飛機維修模擬機

3D 飛機維修模擬機使用高分辨率的觸摸屏實現飛機駕駛艙各部件的控制和顯示，同時使用數據顯示器顯示教學數據和系統原理圖，輔助學員以更為有效的方式進行學習。配備飛機設備仿真件遮光罩、側桿、油門桿和多功能控制顯示組件（MCDU）。它能夠模擬飛機的故障現象，真實反映飛機系統在正常和非正常操作條件下的駕駛艙效應。在課堂中，教師利用3D模擬機能將學生帶入到飛機維修的情景中來，將所學理論知識和工作對象進行高度的糅合，通過故障情景模擬，使學生掌握如何將理論知識運用到系統故障分析和排除工作中去，提升學生的排故能力，達到素質養成。

4.采用信息化教學手段[4]，增加師生之間溝通

在教學中，教師可以充分利用PPT，視頻，動畫，畢博網絡教學平臺，智慧職教教育平臺（高等教育出版社），飛機維修手冊（電子版）等信息化教學手段，通過平臺上整合的豐富資源給學生的學習提供了便利，拓展了學習空間；通過平臺上的交流、課程工具等應用模塊，更好地幫助教師完成分組討論或任務布置等工作，促進了“以學生為中心”的教學方式的轉變；通過平臺的論壇、在線答疑等手段，有效地提高了教師和學生之間的交流、互動與反饋，建立起課程的教學、交流、評價這一應用主線；通過平臺的測試、成績中心、調查問卷、課程統計等模塊，建立起了更便捷和科學的考核評價體系。

由于網絡課程資源豐富，數據龐大，鏈接繁多，受服務器和計算機終端配置的限制。“互聯網+微信公眾號”的微信公眾平臺逐漸發展為個人和集體的一種便捷化交流與服務平臺。利用微信公眾平臺可以構建一種新型的交互式學習模式，學習者可以隨時隨地獲取具有顆粒化、碎片化和微型化的學習內容[1]|。在教學過程中，教師可以將教學知識點做成微課，將知識點的考核方式發布到網站，學生可以通過掃描二維碼，隨時隨地完成知識點的學習與測試。同時教師也可將二維碼張貼在實訓設備上，保證學生遇到問題就能及時學習及時解決。同時學生與教師還能通過微信公眾號及時交流討論，徹底改變了傳統的師生交流方式。

5.多元化的教學考核方式

合理的、準確的評價體系有利于激發學生的求知欲，提高教學質量。為了保證學習效果，同時也為了教師能及時的改變教學策略，課程考核就顯得尤為重要，本課程在教學的各個環節都設立形式不同的考核方法，采用多元化的教學考核方式，從知識考核、能力考核、個性考核和職業素質考核這四個方面入手，借鑒民航飛機維修人員機型執照的考核方式，考核主要有口試、筆試、實作考核三種方式，通過畢博網絡教學平臺，問卷星在線知識點考核，課堂測驗，課堂提問，實際操作等形式實現。考核方法符合行業標準，貼合一線員工執照考試的考核方式。能夠反映出學生的知識了解和掌握程度，手冊的使用和排故的效率，以及是否具有團隊意識和良好的機務維修作風等。

三、 結語

《儀表指示與慣性基準系統》是飛機電子設備維修專業的專業核心課程之一，但在民航類院校的飛機電子設備維修專業教學中存在著教材選用、理論教學問題，在滿足“課程教學目標服從專業培養目標，專業培養目標基于民航行業標準，課程教學內容符合課程教學目標；課程教學方法適合課程教學內容需要；課程教學手段服務課程教學方法”的前提下，通過本課程改革對原有教學內容進行合理安排，理論實踐相結合，采用多媒體和信息化教學等各種方式，能激發學生的學習主動性和積極性，培養學生相互協作的精神，使學生能比較系統地了解目前民航常用的儀表指示與慣性基準系統的基本理論和工作原理，了解目前民航常用儀表指示與慣性基準系統的、現狀和發展趨勢.為今后從事航空電子設備的維護、修理工作作打下必要的理論基礎。

參考文獻：

[1] 張鵬主編. 渦輪發動機飛機結構與系統（AV）上第2版[M]. 北京：清華大學出版社，2017.

[2] 詹湘琳，周德新，劉曉琳，劉岱，劉濤. 民航專業“數字電子技術”課程教學改革[J].電氣電子教學學報，2015（4）：22-25.

[3] 王艦，龔煜. 民航機電專業《飛機構造基礎》課程教學探討[J]. 新課程，2015（12）：20， 22.

[4] 姚鋼. 信息化教學設計在高職《工業機器人操作》課程中的應用[J].時代農機，2017（1）：164-166.endprint