面向航空教育认证标准的实践课程改革与实践

栗中华， 陈 艳， 张 鹏， 孙俊卿

(中国民航大学工程技术训练中心，天津 300300)

0 引言

飞机维修是一项高技术含量、高风险、对人员要求高素质的工作，也是实践性很强、知识与技能紧密结合的工作。因其特殊性和专业性，一直以来高等院校中只有个别几所院校设有飞机维修专业，随着国家启动大飞机项目，以及将航空航天产业列为战略新兴产业，越来越多的院校开设与飞机维修、制造相关的专业。原来设有飞机维修专业的院校也开始了专业提升，向着标准化、国际化的方向前进。

在航空业获得普遍认可的航空专业认证机构是1988年成立的国际航空认证委员会(Aviation Accreditation Board International，AABI)，是专门针对航空工程教育进行认证的权威机构。成员有美国航空运输协会、飞机电子协会、通用航空制造协会以及达美航空公司、波音公司、空客公司、CAE公司等14家全球性知名航空企业，以及美国的普渡大学、安普瑞多大学、俄克拉何马大学、韩国航空大学等50多所大学［1］。该机构是获得美国学位评价认证机构高等学历认证协会(Council for Higher Education Accreditation，CHEA)的认证。取得AABI认证，即可得到国际航空业界的认可［2］，有利于招收国内外学生，与国外大学的交流会更加活跃，毕业生可以更容易地在国内外航空业及相关行业就业。

工程教育认证经历多年的发展与实践，经历了不断地变革。①把学生专业能力的培养转变为学生工程能力的培养;②把以专业为中心的课程设置转向以学生能力为中心的课程设置;③把课程由实现专业教育目标的载体转变成培养学生能力的载体［3］。目前，国际航空认证委员会AABI对认证专业的“课程”要求是:对适合于航空专业的课程内容具有特定要求，但不指定具体课程。学生应通过课程学习掌握了知识与技能，具备从事航空与航天职业必备的能力，必须确保学生的课堂学习与航空相关的实践课程学习相结合，必须确保课程与航空专业教育目标一致。”

这种变革强化了学生能力培养，课程为培养学生能力而服务。由于很多项能力的要求只有通过实践课程才能得到培养和锻炼，所以要深入分析该认证标准对学生能力要求的内涵，进而才能决定如何设置和安排实践课程，达到能力培养的工程教育目标［4］。

1 航空工程教育认证标准分析

在AABI的认证标准中，将学习产出定义为航空专业教学确保其毕业生拥有的能力。具体总结为以下十一种能力［5］:

(1)具有在航空相关学科中应用数学及其他科学知识的能力;

(2)具备分析与解释数据的能力;

(3)具备与多学科背景的多种类型团队协同工作的能力;

(4)具备职业道德，有做出符合职业道德的决定的能力;

(5)利用书面语和口语进行有效沟通的能力;

(6)意识到终身学习的必要性，并致力于终身学习;

(7)评估面临的问题的能力;

(8)在航空专业实践中运用专业知识、技能以及先进技术的能力;

(9)具有评估国内与国际航空环境的能力;

(10)具有运用相关知识发现问题、解决问题能力;

(11)具有应用新知识解决航空问题的能力等。

对上述能力要求分析可以发现，这些能力要求之间存在一定的联系，即某项能力的获得的前提是其他能力的具备，这就要求在课程安排上科学安排，遵循能力递进发展的过程。利用系统动力学的因果关系图法对上述能力要求之间的因果关系进行分析。系统动力学是是一门分析研究信息反馈系统的学科［6］，其主要研究对象是社会、经济、生态等复杂系统及其复合的各类复杂大系统。系统动力学的建模方法之一就是建立要素之间的因果关系图［7］。将上述学习产出中具有因果关系的能力作为要素，画出因果关系图(见图1)。

图1 能力之间的关系图

可以看出，数学等理学是基础，应安排在课程的开始，但是要强调应用性，使学生具备分析和解释数据的能力，进而能够应用到实践中;多项能力的培养和锻炼都是要面向具体问题的，所以在实践课程中应引入具体的问题;由于飞机系统是涉及多种学科的复杂系统，所以排除故障的工程人员也是由不同学科背景的多人组成团队，需要协同工作，要能运用所学知识解决实际出现的故障;在恢复飞机至正常飞行状态的过程中，要能综合评估飞机性能、天气、气象条件、航班时效重要性等综合条件，决定飞机最终是否可以放行、降级使用或停飞，在此过程中，工程人员的职业道德将对决策的过程及后果进行评估，甚至起到决定性作用［8］。

2 实践课程的改革与实施

2.1 飞机维修实践课程的沿革

早期飞机维修专业的实践课程时间较短，约1个月，安排在本科生大学4年的最后一个学期学完全部理论课程之后进行。近年来，在国家对学生实践环节课程越来越重视、要求越来越高的影响下，飞机维修专业增加了实践课程的时间，改为在大学三年级第二学期和大学四年级第一学期实施，每个阶段1个月的时间，并且从内容上划分为基础实习、系统实习和系统维修实习三个层次。实习时间增加了1倍，实习内容就大幅增加，并且按照难易程度以及相应理论课程学习的顺序划分出三个层次［9］。

第三个层次飞机系统维修实习是在理论课、基础实习和系统实习基础上的综合实习训练，是锻炼分析问题、解决问题综合能力的实践环节，一直以来是课程改革的重点。在教学手段上，教师引入了飞机维护CBT［10］、飞机维护模拟机［11］，开发出多功能飞机维护训练器［12］等综合软件系统和硬件系统，实现对飞机系统和维修过程进行模拟;在教学方法上，尝试引进CDIO教学理念、卓越工程师培养方法等，设计教学过程，提高实践课程效果。

在航空专业逐步实现标准化，与国际接轨的趋势下，国际航空认证委员会AABI提出的以十一项能力培养为中心，围绕能力培养设定课程和教学目标的工程教育理念也被引入到教学改革和实践中来，结合现有的硬件条件和实习环境，确立以航空案例的分析和解决过程为载体，以各项能力为考核标准的实习过程［13］。

2.2 改革与实践

实践课程是按照飞机的系统设置实习项目，目前安排6个飞机系统的实习，分别是大气数据系统、无线电导航系统、通信系统、飞行控制系统、仪表系统、气象雷达系统;学生分为6组，循环完成所有实习项目。

(1)课程的知识准备。以目前航空公司使用的主流机型(波音737NG、空客A320)的系统为例，讲解系统的组成、结构，维修内容及安全事项等与实际工作紧密结合的实践知识，实现与理论课程的衔接。

(2)引入案例。案例来自于航空公司在运营过程中发生事故和不安全事件后，上报到管理部门的使用困难报告［14］，如图2所示。使用困难报告提出了一种飞机的故障，需要分析和排除故障。

图2 使用困难报告示例

(3)学生4人为一个小组，每组获得报告后，依据放行手册确定飞机性能下降程度，结合当前航空环境评估是否能维持后续航班，临时放行将不会引起延误，在返回基地具备维修条件后再进行维修;性能下降到不具备适航能力将选择停飞维修［15］。课程流程及考核标准见图3。在这一阶段引导学生进行如下能力的锻炼:多学科背景的团队合作能力、做出符合职业道德的决定的能力、评估面临问题的能力和评估航空环境的能力，考核标准和分值将依据这些指标确定。

(4)确定停飞后将分析故障原因。学生将查询维修手册和数据手册，综合运用所学各学科理论和实践知识，根据原理和数据查找故障原因，学生之间要协作和沟通，经过充分讨论后才能发现故障所在。在这一阶段，将考察学生应用数学和其他学科的能力、根据数据手册分析和解释数据的能力，以及相互沟通和协作的能力。

图3 实践课流程及能力考核标准

(5)根据确定的故障将在飞机或模拟训练器上进行故障排除的操作。学生将根据手册步骤更换故障部件，或应用测量工具排查线路，重新安装部件或恢复线路后，再依据手册进行系统测试，分析数据是否达到适航要求，如果未达到要求，继续分析过程。在本阶段，要考核学生在实际操作中的知识应用能力和技能、应用数据手册发现和解决问题的能力。

上述实践课程的实施流程来自于实际的飞机维修工作，采用的案例也是来自于真实的航空案例，考核标准围绕能力培养中心，贯穿整个实习过程的考核，而不是针对结果的考核，是综合能力的锻炼与提升，从课程改革后实施的效果来看，学生在整个实践过程中都非常投入，综合能力有了较大提高，有效提升了实践课程的质量。

3 结语

国际航空教育认证机构经过多年的改革，确立的以能力培养为中心的专业培养方式是符合教育发展方向和实际工作需要的。通过消化吸收认证机构的认证标准，实施了飞机维修实践课程的改革，取得了良好效果，也为该专业通过国际标准认证奠定了坚实基础。

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