“温度事件对航班运行影响”的慕课教学改革研究

张 序，陈 琳、姚瀚文，李芊杉，叶 楠，5

（1.中国国际航空股份有限公司运行控制中心西南分控中心，四川 成都 610202；2. 中国国际航空股份有限公司培训部西南分部，四川 成都 610202；3.中国民航大学飞行技术学院，天津 300300；4.中国国际航空股份有限公司西南分公司飞行部，四川 成都 610202；5.中国民航飞行学院飞行技术学院，四川 广汉 618307）

关键字：慕课教学；温度天气事件；头脑风暴；民航运输专业

慕课（Massive Open Online Course，以下简称MOOC）被称为“大规模开放的在线课程”，是“互联网+教育”的产物，以联通主义理论和网络化学习的开放教育学为基础[1]，具有工具资源多元化、课程易于使用、课程受众面广、课程参与自主性强的特点[2]。飞行员和飞行签派员是安全飞行的主要岗位之一，由于工作的特殊性，很难一次性集中安排员工完成培训，在这样的背景下，将MOOC这种教学方式引入到这两种岗位的员工培训中作为培训体系的一种有效补充，具有很好的实用性和推广价值。

安全飞行除了空勤人员优良的技术和各保障单位的通力协作之外，飞行前准备和签派放行质量对安全飞行同样具有重要作用。根据《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》（以下简称：CCAR-121-R4）[3]的要求，航班机长和飞行签派员共同签字完成航班的签派放行工作。由此选取飞行员和飞行签派员的MOOC培训作为研究对象。签派放行包括对人、机、环的评估，依据评估过程做出签派放行决策，其中对机组资质、恶劣天气、飞机故障保留等方面的评估都能快速做出正确决策，由于温度对飞行的影响一般都是通过起飞性能和落地性能相关数据查询得出结论，因此对比其他签派评估因素来说不够直观，容易成为一个被忽略的因素。由此，本文研究的背景在温度事件中，将高温天气事件对飞行的影响在MOOC平台的推广和应用作为研究对象。

一、温度影响在交通运输专业和飞行技术专业的教学模式

飞行安全中机组资质和大气环境是最不容易评断和控制的因素，机组资质最明显的体现在个体差异，也是最没有规律可以遵循的，但这是飞行员在训练和工作过程中后天养成的，更多是主观能动性的体现。而大气环境则是飞行员和飞行签派员日常工作经验的积累或者说是培训过程的产物，这就对授课形式和效果提出了更高的要求。

（一）交通运输专业的教学模式

根据《民用航空飞行签派员执照管理规则》（以下简称：CCAR-65FS-R2）第65.13条、第65.15条、第65.41条、第65.43条和第65.49条的相关规定[4]，飞行签派员主要由符合资质的院校交通运输专业毕业的大学毕业生或者在符合资质的培训机构完成800学时的规定课程训练并达到合格水平的本科毕业生组成。飞行签派员进入航空公司以后将完成新雇员工初始训练、机型训练等训练课程，其中对航空气象部分的培训包含4个课时，这部分对相关业务知识运用方面的要求较高，一般该阶段的培训工作通过对实际工作中收集的典型案例进行案例分析的形式开展教学。

（二）飞行技术专业的教学模式

飞行技术专业在院校的培训课程一般分为地面理论课程和飞行训练课程两个阶段，地面理论课程包括航空气象、空气动力学等科目[5]；飞行训练课程包括模拟机飞行、无线电导航等科目。从课程分布可知，气象理论方面的课程主要集中在地面理论培训部分，进入飞行训练阶段主要是对气象知识的运用，如气象报文的识读、重要天气图的判别等[6]。由于飞行训练过程中使用的小型航空器与CCAR-121-R4中规定的载客运输航空器性能差异较大，温度等对飞行的影响在日常训练中几乎碰不到，在经过20个月左右的飞行训练后，学员理论知识遗忘较多，如何在日常飞行训练中引入这些案例，可以将部分原本进入载客运输过程中积累的案例提前到训练飞行阶段，缩短飞行学员技术成熟时间。

（三）现有教学模式的不足

根据CCAR-121-R4中第121.483条、第121.487条、第121.489条和第121.503条的相关规定，民航局对飞行员和飞行签派员的执勤时间都做了详细而精确的规定，在2017年10月10日通过并即将实施的第五版《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》[7]（以下简称：CCAR-121-R5）中对相关的执勤时间提出了更严格的要求。进入“十三五”之后，国内各航空公司的执管飞机数量和航班量大幅增加，截止到2017年12月31日，中国内地公共运输类航空公司超过50家，拥有飞机3273架[8]，南航拥有飞机547架[9]，东航拥有飞机487架[10]，国航拥有飞机388架[11]，国航控股的深圳航空和山东航空各拥有飞机180架[12]和111架[13]，中国商飞生产的ARJ有4架[14]投入商业运营，与之对应的则是航班量的激增，导致很多航企都进入24小时全天运营的模式。这样在现阶段原有的教学模式下就会出现受训学员集中培训困难的矛盾，如果要覆盖全部培训对象，同一门培训课程则需要组织多场培训，又是对培训资源的一种浪费。因此可以考虑将重要的大型培训采用现场培训的模式覆盖全员，部分案例讲评（分析）类的培训，采用MOOC平台为补充的培训模式。

二、结合MOOC的教学方法改革

MOOC是解决人员集中学习困难的一种补充手段，主要特点就是“灵活性、实时性”，比如在休息期的飞行员和飞行签派员、执行远程洲际航线的未返回驻地的机组、在外出差的人员，他们都有可能缺席培训课程，但如果将这些课程做成视频，放在MOOC平台上推送，只要有网络，大家通过电脑或手机等便携式设备都可以完成学习。另一方面，飞行或运行的业务主管部门可以将日常工作中的典型案例做成10-15min的教学视频，第一时间通过MOOC平台推送给每一位员工学习，既减少了集中学习的周期，又节约了培训的成本。根据这个思路设计出以MOOC为载体的教学方法改革分为三个阶段：自主教学法、体验学习教学法和头脑风暴分析法[15]。

（一）自主学习教学法

自主完成网络MOOC的学习是培训工作的第一步，授课教员将录制的教学视频在指定的MOOC平台上推送，学员根据平台发布的任务合理安排学习时间，按时完成指定的学习任务（如：观看指定的培训视频、完成部分作业）。随后，参训学员依据教学视频的内容完成考核。该阶段结束，授课教师可以根据后台统计的考核成绩初步了解学员的学习积极性、考试质量，发现存在的问题，为下一阶段的实施做准备。

（二）体验学习教学法

体验式教学法是指在教学过程中为达到既定的教学目的[16]，从教学需要出发，引入、创造或创设与教学内容相适应的具体场景或氛围，以引起受训者的情感体验，帮助受训者迅速而正确地理解教学内容，促进他们的心理机能全面和谐发展的一种教学方法[17]。在这一阶段，即在MOOC基本课程完成后，授课者留下待分析的问题或者讨论的思路，受训者再对授课的案例展开研究分析，既是对前一阶段学习的总结，又是自己思考问题和总结知识点的过程。

（三）头脑风暴教学法

头脑风暴教学法适用于MOOC教学的最后一阶段，在前两个阶段完成之后，结合部门的月度例会这个人员相对集中的机会，由各班组或各科室对案例展开讨论。由于在不同的时间节点或不同的保障需求，对相同的航班情况可能会有不同的考虑，因此航空类的运行决策的优劣主要体现的安全裕度的大小、效益收益的多少和服务质量的高低，可以预见的是对同样一个案例不同的人就会有不同的处置方式，甚至有些处置方式大相径庭，如果采用头脑风暴教学法的模式，大家分享自己的学习心得，最后大家再总结出一个或多个满足各类的方案，这是一种业务能力提升的方式。

三、以广元机场为例的MOOC教学模式设计

广元机场受08号跑道周边障碍物的影响，飞机起飞过程中爬升梯度较大，导致飞机载量明显低于26号跑道，如果遇到发动机推力较小的航空器在温蒂较低的情况下都会影响飞机的起飞性能，因此，展开对此类案例的研究和授课模式改革具有很重要意义。

（一）广元机场温度影响事件分析

某日国航A320机型执行的广元—杭州航班，采用08号跑道起飞具有研究案例的典型特点，以当日的航班签派放行和运行控制为MOOC的推送案例供学员学习。事件（案例）分析是制作该MOOC的课程内容的第一步[18]。当日执行的飞机结构限制为最大起飞重量70000kg，最大着陆重量61000kg，当日航班无油重量42229kg，航班签派放行燃油量为10200kg，实际起飞重量达到61350kg，根据计算机飞行计划，航班的签派放行结果未超出航空器结构重量。这仅仅是签派放行的一个部分，还需要对航空器在广元机场起飞性能展开分析和计算，由于签派员将结合实况和预报的气温、风向、风速进行最大起飞重量的计算。航班在广元机场的起飞为北京时间11:30，按照提前150min完成签派放行的原则，需要参考北京时间08:00时刻的广元机场天气实况完成签派放行工作，经过签派放行的评估航班放行油量为10200kg。广元机场北京时间08:00的天气实况和预报如下所示：

METAR ZUGU **0000Z 25002MPS CAVOK 19/15 Q1008 NOSIG

TAF ZUGU **2204Z **0009 06004MPS 9999 SCT040 TX30/08Z TN19/00Z

结合北京时间08:00的气温对广元机场08号/26号跑道起飞性能展开分析，本课题航班的起飞全重的分析数据来源于性能软件（Performance Engineer’s Programs，以下简称PEP）的计算数据[14]。从当日广元机场发布的航空例行天气报 告（METAR：Meteorological Terminal Aviation Routine Weather Report）和终端机场天气预报（TAF：Terminal Aerodrome Forecasts），考虑到当天最低温为19℃，出现在北京时间8时，8点之后温度会呈现持续上升的趋势[15]，因此性能分析参考温度确定在15℃—23℃之间，因此飞机起飞全重MTOW、飞机起飞决断速度V1、飞机抬轮速度VR和飞机起飞安全速度V2，数据见表1和表2。

结合广元机场的风向、风速情况，参考机组常使用的CONF 1+F起飞襟翼状态，从表1和表2可知，如果采用08号跑道起飞，温度在0℃也会出现减载的情况，而采用26号跑道起飞在温度达到23℃依然可以满足载量起飞。

（二）“自主学习法”研究

由于安排小推力航空器执行这类航班任务是一个小概率事件，但在西部的达县、泸州、绵阳、宜宾等机场都有可能出现类似的情况，需要提醒到各席位的放行签派员，但如果为此专门召开全员的业务案例分析例会，即耽搁时间也浪费精力，安排一个合适的集中事件也不是马上可以实现的，如果本案例由当事人完成案例分析，并在MOOC模块上推送，全体人员在规定时间内完成学习，可以达到事半功倍的学习效果。学习的内容主要包括：元素的了解、处置过程的学习、结果归纳等内容，这样可以将一个典型案例快速的分享给参训者。经过MOOC内容的学习，最后可以将课程中的关键部分采用考核的形式加深参训者对整个事件的理解和认识。如有“校企合作”项目航企，还可以将这些案例通过“校企合作”平台分享给学校的学员，可以让院校的学员在书本理论知识的基础上，提前熟悉实际工作中的案例，缩短院校培训到工作岗位的距离。

表2 广元机场26号跑道起飞性能分析

（三）“体验学习法”研究

在第一阶段的“自主学习”完成以后，培训教员可以留下思考内容供受训学员总结提炼，如：类似受影响的机场有哪些？如何影响的？解决的办法是什么？公司机队哪些飞机的性能对温度敏感？温度如何影响这类飞机？有怎样的应对措施？这就是通过“自主学习”之后的“举一反三”的过程。受训学员在拿到思考题之后，个人或者分组展开讨论或案例收集，可以针对收集的内容展开研讨，达到及时学习并举一反三的作用。在一个孤立案例的基础上扩展出更多的知识点供大家学习和分享。

（四）“头脑风暴法”研究

“头脑风暴法”顾名思义就是大家集中在一起积极的分享对某一件事情的分析和解决问题方法的总结归纳，在民航业，在同样的环境下，人的业务能力、结果需求、安全裕度把控等方面的考虑不一样会导致决策出现差异，因此通过“头脑风暴法”展开讨论丰富参训学员的视野，提升受训学员的整体业务能力。

一般航空公司的飞行部门和运行控制部门都会在一定时间段中集中全员开展业务例会或者案例分析会，部门可以在前期两个阶段的学习基础上，开展对前期案例的分析和分享工作，在其中可以畅所欲言的分析第一阶段孤立案例的优缺点，可以分享第二阶段思考题的答案，也可以分享对第一阶段孤立案例中自己的处置方式，这样的“头脑风暴法”可以较为集中的梳理出更多的处置方式并“举一反三”的总结梳理出更多的类似案例。

四、教学方法改革的重点和难点

（一）方法改革的重点

此处MOOC改革主要针对飞行和运行过程中容易忽略的环节，同时是对特殊工种不能长期集中授课的一种补充方式，以MOOC为载体的教学方法改革的重点体现在案例典型性、推送及时性、授课专业性和时间简短性。

1. 案例典型性

民航业的MOOC不可能全面替代现有的培训模式，特别是一些重要的业务类和资质类培训依然需要依托集中培训的形式来完成，这就要求MOOC的教学案例具备典型性的特点，如何打造好典型的教学素材库是改革的重中之重，需要培训团队制定出一套案例收集的相关标准，确保这类案例能够得到受训者的认可，通过学习能够有所收获和提高，并能达到“举一反三”的效果。

2.推送及时性

MOOC中推送的课程几乎全部涉及到工作中遇到的典型案例，其中可能会有涉及到飞行安全和运行正常的要求，甚至有些是工作中实际遇到的安全问题，需要及时地传递到班组的每一位成员，这就必须及时的将案例制作成为MOOC培训课件进行推送，要求全员在一个较短的时间区间内完成学习和考核，实现教学目的的快速传递。

3.授课专业性

MOOC中的课程虽然没有资质类培训要求严格，但是其中包含了安全运行的方方面面，加之授课的形式由“面对面”的课堂传授变化为视频形式的“人机传授”，教员与受训者的互动性减弱，由此对录制视频的教员提出了更高的要求，需要在团队中培训处一批专业性更强的教员。这种专业性体现在两个方面，一是自身业务的专业性强，二是作为授课教员的授课技巧专业性强。

4.时间简短性

MOOC是现有培训体系的一种补充，研究表明短小精悍的教学视频收获的培训效果最好[16]，主要原因在于MOOC培训过程“师生互动性”较弱，如果长时间的培训视频播放容易引起受训者精力分散，时间越长，培训效果普遍越差。在MOOC视频设计中可以借鉴新闻写作的5W原则总结出MOOC的何时（when）、何地（where）、何事（what）、怎么做（how）和效果（effect），简单、明了的说清这几个元素，达到培训目的即可。

（二）方法改革的难点

MOOC具有灵活性强等优势，也面临很多难点，主要体现在学习过程监管困难、讨论过程全员参与程度不一致、教员角色定位需要重塑等。

1.学习过程监管困难

学习过程的监管是目前MOOC面临的最大难点，在系统后台可以记录出视频开始播放的时刻、考核的成绩等信息，但是何人在学？是否全程学？考试是否本人完成？这些都不得而知。完全有可能是其他人在使用受训者的用户名“协助”完成学习内容，这样的话培训目的完全没有达到。要解决这一难点，可以在视频播放过程中增加各小节的复习试题，通过人脸识别方式进入学习，学习过程全程摄像等形式来弥补。

2.讨论过程全员参与程度不一致

本课题设计的MOOC教学模式中第三部分安排了“头脑风暴”的内容，这一部分在鼓励大家分享的过程中也容易忽略一个问题，性格内向和业务较差的受训者可能不会积极的参与到其中，解决这个难点的方法可以采用轮值分享和自主分享结合的模式，确保尽可能全面的人员参与到这个环节。

3.教员角色需要重塑

MOOC作为一种全新的知识传播方式和学习模式，颠覆了教与学的主从关系，授课教师的角色更加多元化和专业化，这时教师的角色转变为学习的陪伴者、交流的组织者、实践的分享者，他们的教学能力要求与时俱进。在教员的角色塑造中，对教学水平、知识的前沿性、综合性、课堂组织能力都提出了很高的要求，这也是本课题下一阶段研究的重点。

六、结束语

民航业有很多特殊的岗位，受值班时间的限制，很难在短期中完成某一课程的集中授课，在实际工作中又会有典型案例时常发生，如何快速的分享这些案例显得尤为重要，因此通过MOOC教学具有很好的互补作用。教学模式不仅要与具体的学科教学相适应，也应该与客观的教学环境相匹配。在MOOC教学平台上航空类很多实用性课程的教学模式都可以进行创新。这种创新不是对传统教学模式的完全摒弃，而是根据教学实践发展的需求，对传统教学模式的一种适应性的局部调整或者补充。而且，这种教学模式的局部性调整，既需要有一定的理论基础作为创新的支撑，又表现为对现存教学模式构成因素的一种重组与优化;既需要把创新经验的总结作为创新的源泉，也需要把评估与反馈作为创新的完善与发展。