民航电子设备维修专业《仪表指示与惯性基准系统》课程教学改革

刘晨 田巨 吴成宝 刘传生

【摘要】本文针对民航电子设备维修专业学生特点，结合民航维修业的专业背景和人才需求，从教学内容、现场教学、多媒体教学、信息化教学和考核方式等方面对《仪表指示与惯性基准系统》课程进行研究与探讨，以不断提高《仪表指示与惯性基准系统》的教学质量和学生的学习能力。

【关键词】飞机电子 仪表 惯性基准 教学改革 信息化

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）39-0135-02

一、前言

《仪表指示与惯性基准系统》是民航电子设备维修专业的专业核心课程之一，该课程基于民航行业标准和机务维修工作过程，以国内外各大航空公司普遍使用的主要机型为例，主要向学生介绍航空仪表概述、大气数据仪表、全/静压系统、大气数据计算机、飞行数据记录系统、陀螺及陀螺仪表、电子飞行仪表系统、发动机指示与机组警告系统与电子中央飞机监控系统、机载维护系统和惯性基准系统等内容，使学生了解飞机仪表指示与惯性基准系统的工作原理，加强学生对飞机仪表指示与惯性基准系统的总体认识，掌握飞机仪表指示与惯性基准子系统维护基本方法，熟悉飞机仪表指示与惯性基准设备的安装位置、使用方法及维护操作程序，并具备一定的检查、维修、故障排除的动手能力，为日后进行实际维护工作打下坚实基础。

二、常规教学存在的问题

1.教材选用问题

目前，我校选用的教材是清华大学出版社出版的、张鹏主编的《涡轮发动机飞机结构与系统》上册[1]，该教材是“民用航空器维修基础系列教材”之一，是民用航空器维修人员基础执照考试的主要参考用书。教材分为上、下两册，上册为涡轮发动机飞机电子系统，主要介绍仪表系统、飞机通信系统、飞机导航系统和自动飞行系统，该教材通过多年教学实践，教学效果良好。但是，课题组发现，《仪表指示与惯性基准系统》这门课程在教材中被拆分在仪表系统和飞机导航系统中，内容比较简要联系不够紧密，知识点比较分散，也缺少各类仪表、惯性基准系统在飞机上的应用和维护实例。再加上此教材是专门为需要考取机务维修执照的机务人员编写的，他们已经具有一定的工作经验和知识基础，学习起来比较容易上手，而飞机电子设备维修专业学生却没有任何相关方面的先修课程作为基础，所以对于他们而言并不太适合。

2.理论教学问题[2]

目前，我们理论课教学仍然采用教师在讲台上讲，学生在课桌前听讲的模式。这种模式的教学既有优点，比如条理性强，但又存在明显的不足，即教师很容易陷入在黑板上一味灌输知识，而学生学习完《仪表指示与惯性基准系统》的课程后，只知理论，无法结合实际，对于飞机各类仪表如何使用、用在哪里、如何和其他设备构成一个独立系统仍然很茫然。所以，这种教学方式下，学生仅仅只会全盘接受教师所教的知识，对于学生独立思考能力、解决问题能力、应用能力的培养存在某种程度的缺失。

所以，针对上述不足，通过本课程改革对原有教材的补充，希望学生能在原有《仪表指示与惯性基准系统》的基础上，比较系统地了解目前民航常用的仪表指示与惯性基准系统的基本理论和工作原理，了解目前民航常用仪表指示与惯性基准系统的现状和发展趋势，为今后从事航空电子仪表和设备的维护、修理工作打下必要的理论基础。教学录像和实物图像等会让大量的设备不再抽象，使学生的学习不再枯燥.也更能提高学习的积极性和效率。综合来讲，本课程的改革和探索具有非常高的实用价值。

三、教学改革

1.贴合实际，合理安排教学内容[3]

针对课程特点，结合实际需求，计划在原有教材的基础上新编一本《仪表指示与惯性基准系统》教材，将仪表指示与惯性基准系统两部分紧密结合起来，利用笔者以前曾在民航维修单位工作过的经历，以我国各大航空公司运营的大中型民航客机为主，尤其是波音737和空客A320这两种主力机型的维修手册（飞机维修手册AMM、故障隔离手册TSM）和相关培训资料融合进教材中，与教材相结合，讲解知识点的同时，让学生了解各类仪表和惯性基准系统的实际应用。并且穿插了各类仪表和惯性基准系统在实际维护中常见的一些故障和处理方法，使得教学内容更贴近工作一线。另外，对最新的波音787和空客A380机型上应用的新技术也有所介绍，有利于开拓学生的视野，了解当代新型客机的最新技术和发展趋势。

2.采用现场教学，理论实践相结合

学生对飞机上的仪表和系统普遍缺乏直观的认识，而课程理论性较强，涉及很多原理性的内容，学生容易觉得枯燥无味。通过带他们去飞机现场进行教学，实际去查找和观摩部件实物，结合提问和思考，能够更好地将理论和实践相结合，激发学生的学习热情和主观能动性。利用我院拥有B737-300、MD-82、运七等大小三十多架飞机等优势，在进行完理论介绍后，可以直接带领学生进入飞机机舱，进行实景教学。例如，在介绍飞机大气数据仪表的组成和原理时，进行理论介绍后，可以直接帶领学生到飞机周围，现场识别空速管、静压孔、迎角探测器、总温探头等，然后再带领学生进入飞机驾驶舱，通过现场讲授空速表、高度表、温度表、马赫数表的读数和使用等方法，让学生更直观地认识到一个飞机大气数据仪表的组成和原理。

3.利用丰富的多媒体资源辅助教学

（1）CBT辅助教学

首先CBT（Computer-Based Training）是飞机制造商所开发的一款用计算机来进行的机型培训软件，能够以直观的，最贴近一线工作的方式来讲述飞机相关仪表和系统的内容，在本课程中使用可以使学生更容易接受与理解飞机各类仪表和关心基准系统的内容。例如，在课堂中，教师利用CBT，演示迎角探测器的测量原理，空速管、静压孔出现堵塞或泄露引起的空速表、高度表和升降速度表的相关故障信息等。

（2）2D飞机维修模拟机

2D 飞机维修模拟机是基于三维数字模型技术、飞机系统仿真技术、虚拟现实技术和动画交互技术，实现飞机维修训练的平台，如图1所示，每套2D模拟机由一台电脑和3台显示器组成，它能够进行飞机功能测试、操作检查、故障分析和排除、部件识别与拆装等训练，软件部分包括虚拟驾驶舱、虚拟三维飞机、动态原理图及飞机手册加载模块，各模块之间相互交联构成统一的整体。2D模拟机可以完成“车间+课堂”的教学方式，在“学中做，做中学”的过程中来实现理论与实践相结合，同时又可以克服实训设备不足的问题。在课堂中，教师可以使用2D模拟机结合任务驱动法来进行教学，让学生以一种安全、经济、有效的方式积极参与到课堂教学中，激发学生的学习积极性，提高教学效率，取得良好的教学效果。

（3）3D飞机维修模拟机

3D 飞机维修模拟机使用高分辨率的触摸屏实现飞机驾驶舱各部件的控制和显示，同时使用数据显示器显示教学数据和系统原理图，辅助学员以更为有效的方式进行学习。配备飞机设备仿真件遮光罩、侧杆、油门杆和多功能控制显示组件（MCDU）。它能够模拟飞机的故障现象，真实反映飞机系统在正常和非正常操作条件下的驾驶舱效应。在课堂中，教师利用3D模拟机能將学生带入到飞机维修的情景中来，将所学理论知识和工作对象进行高度的糅合，通过故障情景模拟，使学生掌握如何将理论知识运用到系统故障分析和排除工作中去，提升学生的排故能力，达到素质养成。

4.采用信息化教学手段[4]，增加师生之间沟通

在教学中，教师可以充分利用PPT，视频，动画，毕博网络教学平台，智慧职教教育平台（高等教育出版社），飞机维修手册（电子版）等信息化教学手段，通过平台上整合的丰富资源给学生的学习提供了便利，拓展了学习空间；通过平台上的交流、课程工具等应用模块，更好地帮助教师完成分组讨论或任务布置等工作，促进了“以学生为中心”的教学方式的转变；通过平台的论坛、在线答疑等手段，有效地提高了教师和学生之间的交流、互动与反馈，建立起课程的教学、交流、评价这一应用主线；通过平台的测试、成绩中心、调查问卷、课程统计等模块，建立起了更便捷和科学的考核评价体系。

由于网络课程资源丰富，数据庞大，链接繁多，受服务器和计算机终端配置的限制。“互联网+微信公众号”的微信公众平台逐渐发展为个人和集体的一种便捷化交流与服务平台。利用微信公众平台可以构建一种新型的交互式学习模式，学习者可以随时随地获取具有颗粒化、碎片化和微型化的学习内容[1]|。在教学过程中，教师可以将教学知识点做成微课，将知识点的考核方式发布到网站，学生可以通过扫描二维码，随时随地完成知识点的学习与测试。同时教师也可将二维码张贴在实训设备上，保证学生遇到问题就能及时学习及时解决。同时学生与教师还能通过微信公众号及时交流讨论，彻底改变了传统的师生交流方式。

5.多元化的教学考核方式

合理的、准确的评价体系有利于激发学生的求知欲，提高教学质量。为了保证学习效果，同时也为了教师能及时的改变教学策略，课程考核就显得尤为重要，本课程在教学的各个环节都设立形式不同的考核方法，采用多元化的教学考核方式，从知识考核、能力考核、个性考核和职业素质考核这四个方面入手，借鉴民航飞机维修人员机型执照的考核方式，考核主要有口试、笔试、实作考核三种方式，通过毕博网络教学平台，问卷星在线知识点考核，课堂测验，课堂提问，实际操作等形式实现。考核方法符合行业标准，贴合一线员工执照考试的考核方式。能够反映出学生的知识了解和掌握程度，手册的使用和排故的效率，以及是否具有团队意识和良好的机务维修作风等。

三、 结语

《仪表指示与惯性基准系统》是飞机电子设备维修专业的专业核心课程之一，但在民航类院校的飞机电子设备维修专业教学中存在着教材选用、理论教学问题，在满足“课程教学目标服从专业培养目标，专业培养目标基于民航行业标准，课程教学内容符合课程教学目标；课程教学方法适合课程教学内容需要；课程教学手段服务课程教学方法”的前提下，通过本课程改革对原有教学内容进行合理安排，理论实践相结合，采用多媒体和信息化教学等各种方式，能激发学生的学习主动性和积极性，培养学生相互协作的精神，使学生能比较系统地了解目前民航常用的仪表指示与惯性基准系统的基本理论和工作原理，了解目前民航常用仪表指示与惯性基准系统的、现状和发展趋势.为今后从事航空电子设备的维护、修理工作作打下必要的理论基础。

参考文献：

[1] 张鹏主编. 涡轮发动机飞机结构与系统（AV）上第2版[M]. 北京：清华大学出版社，2017.

[2] 詹湘琳，周德新，刘晓琳，刘岱，刘涛. 民航专业“数字电子技术”课程教学改革[J].电气电子教学学报，2015（4）：22-25.

[3] 王舰，龚煜. 民航机电专业《飞机构造基础》课程教学探讨[J]. 新课程，2015（12）：20， 22.

[4] 姚钢. 信息化教学设计在高职《工业机器人操作》课程中的应用[J].时代农机，2017（1）：164-166.