基于新工科的航空電氣工程訓練信息化平臺建設

劉暢，王云嶺，談斌，郝曉紅，張建芳

（中國民航大學 工程技術訓練中心，天津 300300）

引言

隨著新一輪科技革命和產業變革加速進行［1］，工程技術水平及創新能力已經成為衡量綜合國力的重要指標。這對工程教育提出了新的挑戰，新工科號角的吹響，深刻反映了我國要進行工程教育改革的決心。新工科要求把產業、行業對人才的各種能力需求融入工程教育各個環節中，最終培養具有較強行業背景知識、工程實踐能力、引領行業發展需求的新工科人才。航空運輸需求的不斷增長為飛機制造及維修業創造了廣闊的市場空間［2］。作為其戰略支撐與技術保障，加強民航人才隊伍建設，培養具有寬廣視野、工程創新能力及終身學習能力的民航人才，成為民航院校的主要任務［3］。工程訓練作為夯實專業技術能力、提高創新實踐能力、培養多元化創新人才的教學模塊，是新工科從理論到行動的落腳點。此外，信息化教學已經成為保障“停課不停學”的主要力量［4］。如何將工程訓練與信息化手段完美融合，建設適合線上線下教學模式，符合新工科“民航維修新型人才”培養目標的信息化平臺是具有挑戰性、創新性的課題。

本文借助微信公眾號平臺，打造符合行業、專業及雙線教學模式的工程訓練信息化平臺。將培養具有較強民航維修背景知識、工程實踐能力的引領民航事業發展的新工科人才的理念，充分融入工程訓練信息化平臺建設中。

一、微信公眾平臺作為航空電氣工程訓練信息化平臺的必要性

微信公眾平臺的頁面功能及其同信息化教學之間的關系如圖1所示。其中資源格式包括圖片、音頻、視頻，學習資源多樣化，還具有擴展性；通過引入行業及專業優質公眾號資源，正好滿足了新工科對于“學科交叉與融合”的需求。小投票、留言等互動功能豐富了師生交流方式，教師可隨時了解學生的關注點，跟蹤其學習行為及熱點話題，符合新工科行動路線中“問學生志趣變方法”的方針［5］。探索微信公眾平臺在工程訓練教學中的應用與價值，已經受到了廣大工程教育工作者的關注［6-7］。馮凌云等人將傳統教學模式與信息化教學模式相結合，設計了虛實結合的工業機器人實踐教學信息化平臺［8］；蔡鷹等人將公眾號應用于基礎化學“線上線下”實踐教學中［9］；趙揚等人以新工科理念為前提，完成了化工實踐教學信息化平臺建設［10］；葉成彬等人借助公眾平臺，探索了數電實驗的教學改革［11］?？梢娺x擇微信公眾平臺作為新工科理念下的工程訓練信息化平臺是十分契合的。

圖1 微信公眾平臺功能及其與信息化教學的關系

二、“航空電氣工程訓練”課程信息化平臺建設

（一）課程簡介

“航空電氣工程訓練”是面向電氣工程及其自動化專業（航空電氣方向）開設的實習課程，對學生技能素質、思維及綜合性三個層面工程能力進行培養。

（二）建設原則與目標

1.以學生為中心。激發學生興趣，豐富教學資源，拓寬學生視野，充分尊重學生的興趣點，讓公眾號及教師成為學生工程訓練的引導者。

2.以能力為重心。依托現有課程模塊，進行分模塊的資源建設，借鑒民航及相關專業優質資源拓寬學生視野，著重培養學生的工程能力。

3.以效果為核心。簡化教學管理流程，提高師生溝通和協同效率，關注學生學習過程。緊密結合專業行業動態，讓公眾號成為學生課下也喜歡看的公眾平臺。

（三）建設框架及內容

基于上述課程特點及建設原則，航空電氣工程訓練信息化平臺建設框架如圖2所示。其中教學資源建設主要構建課程的線上資源；學習管理系統主要用于對資源學習效果及學生行為進行跟蹤，以獲取學生的興趣點及漏洞，進而完善線上資源或線下教學內容；以上兩個模塊建設主要是為了培養學生的硬實力。拓展資源建設主要是圍繞專業及行業進行，擴展視野，提高行業敏感度，提升學生的軟實力。

圖2 航空電氣維修工程訓練信息化平臺建設框架

三、信息化平臺在教學中的應用

（一）教學準備

通過公眾號發布實習課表、課程動態等信息；借助“圖文素材”建立課程視頻庫、學習案例庫，為學生自主學習提供有力保障；通過“人員設置”對教學班級進行組織分配。

以電氣系統綜合設計與實施項目為例，公眾平臺上推送電子版元器件耗材庫、基本功能模塊簡介及優秀學長作品分享；同時整合優秀官方公眾號如“電子電路設計”“stm32”相關資源推送給學生。減少學生的檢索時間，提升學習興趣。學生在線上學習基礎理論、彌補知識盲區，線下再結合實際情況開展設計及工程訓練。

（二）教學實施

在飛機電氣綜合訓練的“綜合排故項目”中，學生通過綜合運用知識，自主解決飛機維修實際問題，這一項目注重工程素質的綜合性培養。公眾號整合“機務在線”“AMECO”中的經典維修案例，拋磚引玉，供學生學習；同時，利用手機上的資源解決學生在維修過程中奔波于真實飛機和維修手冊查詢室的時間或地點的限制問題。

推出“機務土味情話”“用高考中的神器造飛機”“師兄畢業去哪兒了”等學生感興趣的話題來增加公眾號的趣味性，實現工程思維、文化素養的多元協同培養模式。定期推出“電氣學科動態”“維修執照改革”等“話題標簽”，拓寬學生的視野，讓學生從產業需求中提升自我學習能動性。

（三）教學反思

通過“消息分析”及“菜單分析”功能，跟蹤學生的興趣點；“統計分析”反饋的學生學習行為信息，可幫助教師及時調整完善網絡資源，改善“話題標簽”“菜單專題”等。學習行為分析系統可以實現交互及交流：開展分主題的文本討論，即通過分享或者上傳自己的實習體驗，利用同伴鼓勵機制（點贊）調動大家的積極性，使大家充分參與。該互動方式深受學生喜愛。

（四）教學評價

“數據總覽”及“圖文分析”可以對學生學習過程進行評價。學生每完成一項工程訓練項目，均針對其設計課后調研問卷，這些功能都內置于公眾號平臺中。學生結合實訓內容，通過“原創圖文”“開發者工具”“小程序開發”等擴展功能，讓學生也參與到教學信息化建設中來，從學中做，在做中學，讓創新及工程思維培養真正落地。

四、信息化平臺教學效果分析

航空電氣工程訓練公眾號于2018年試運行以來，經歷了線上線下教學模式初探階段，疫情期間線上實踐教學轉型階段，后疫情時代線上線下教學模式穩定階段。表1和表2是模塊及主題滿意度調查?？傊?，公眾號已成為“航空電氣工程訓練”實踐教學中必不可少的部分。學生通過移動設備隨時隨地學習機務維修知識，掌握電氣工程師必備知識，了解行業動態及學長就業信息。教師成為教育服務者，豐富了實踐教學方式。

表1 航空電氣工程訓練信息化平臺模塊滿意度

表2 航空電氣工程訓練信息化平臺主題學習滿意度

在新工科背景下，本文以航空電氣工程訓練微信公眾平臺的建設為例，將培養具有較強民航維修背景知識、工程實踐能力，引領民航事業發展的新工科人才理念，充分融入工程訓練信息化平臺建設中。針對線上線下教學模式，建設學習資源系統及學習管理系統；打造符合行業、專業及雙線教學模式的工程訓練信息化平臺。以此調動學生的積極性，順應時代發展，豐富教學手段。該信息化平臺覆蓋了從教學準備、教學實施到教學評價及反思整個閉環教學過程，為線上線下教學提供了有力的信息化保障，搭建起校園到企業、行業的橋梁。將其應用于實踐教學中，教學效果顯著提高，師生評價良好。