工程教育认证背景下《航站楼自动化技术与系统》课程综合改革与实践

陈斌 王修岩 李宗帅 邢书剑 陈维兴

摘  要：工程教育认证是现代高等教育专业认证必须遵循的标准。以成果为导向，围绕学生进行课程目标达成和持续改进是实现工程教育认证的必备手段。文章以航站楼自动化技术与系统专业特色课程为例，分别从面向民航行业特色的课程大纲制定、讲义编写、教学过程改进和课程目标达成与持续改进方面进行论述。通过上述研究实践，最终形成了面向工程教育自动化专业认证的航站楼自动化技术与系统内容体系和和教学实施方法，促使课程目标对专业毕业要求的达成。

关键词：工程教育认证;成果导向教育;航站楼自动化;课程大纲

中图分类号：G642       文獻标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）10-0101-04

Abstract： Engineering education certification is the standard that modern higher education professional certification must follow. Achieving and continuously improving the curriculum objectives around students is a necessary means to achieve the certification of Engineering education. Taking the special course of integrated automation system of terminal building as an example， this paper discusses the course syllabus formulation， the improvement of teaching process and the achievement and continuous improvement of course objectives. Through the above research and practice， the content system and teaching implementation method of the integrated automation system for the terminal building oriented to the certification of engineering education automation specialty have finally been formed， which promotes the achievement of the curriculum goal to the professional graduation requirements.

Keywords： engineering education certification; achievement-oriented education; terminal automation; curriculum outline

一、工程教育背景与内涵

成果导向教育（Outcome Based Education）具有三个显著的特点：以学生为中心、以成果为导向和持续改进。因此专业培养目标的制定不仅要考虑国家社会、行业的发展和对专业人才的需求，而且要兼顾学生毕业5年后能够达到的预期目标，同时对目标达成度进行评价和修订。为满足工程教育专业认证的需要，按照认证的标准开展课程教学大纲制定与改革具有十分重要的意义[1，2]。

工程教育专业认证过程将培养目标和毕业要求作为评价学生是否合格的标准，判断学生的知识、素质和能力是否达到国际通用的行业标准[3]。以成果为导向意味着教学过程呈反向设计，在培养目标确定后，根据培养目标设计毕业要求并设置课程体系，再进行相关的教学活动和评价。在正向教学实施中，应根据课程评价结果持续改进相应教学活动，并根据毕业要求达成度评价进行持续改进。在工程教育专业认证中，通过课程体系完成对学生能力的培养实现培养目标的达成[4，5]。基于

OBE的教学理念思路如图1所示。

在OBE教学理念模式下，对面向我校自动化专业开设的《航站楼自动化技术与系统》课程进行改革尝试，从课程规划、教学过程安排和改进评价方面进行探索研究，构建课程对毕业要求指标点的支撑，使本门课程对学生培养目标有明确的贡献，并确保课程内容和课程体系对毕业要求支撑关系得到科学合理地执行[6-8]。

二、课程现状与定位

《航站楼自动化技术与系统》课程是我校自动化专业核心课程之一。多年来课程组老师对航站楼综合自动化系统涉及的技术进行了系统跟踪、学习和吸收，在该课程中充实新知识，将该课程建设为我院自动化专业特殊课程之一。我国民航业快速发展，国内的航站楼新建和扩建数量逐年递增，配套的航站楼内设备系统和弱电信息系统都需要技术升级。但是缺乏对航站楼自动化系统的技术基础、系统原理和规范标准的讲授和梳理[9-11]。

航站楼有自己独有的弱电系统和设备系统。航站楼弱电系统包括基于网络平台计算机信息系统、计算机离港系统、航显系统、广播系统、时钟系统、综合布线系统等。此外还包括楼宇设备系统，如航站楼照明系统、空调与通风系统、航站楼能源与节能系统、自动门控制系统、行李分拣与处理系统、消防系统设备等。航站楼自动化技术包括计算机技术、网络技术、通信技术和自动控制技术等，囊括了几乎全部的最新楼宇自动化技术。航站楼自动化技术与系统以航站楼弱电系统为对象，系统地介绍航站楼内的各种自动化系统，重点介绍航站楼自动化控制系统的主要组成、航站楼设备自控系统的硬件结构与工作原理。讲解航站楼站弱电系统的基本组成、工作原理及相互之间的联动关系，并介绍航站楼综合自动化技术的发展趋势。

三、课程对毕业要求的支撑

（一）基于课程目标的课程内容规划

1. 课程目标与毕业要求。为了实现毕业要求的达成，课程目标从课程体系规划、课程大纲和授课内容等角度支撑毕业要求。在我校自动化专业课程培养体系中，航站楼自动化技术与系统课程对应自动化专业认证毕业要求的工程与社会、职业规范和终身学习三个指标，针对每一个毕业要求分解不同的指标点[12]。该课程目标与毕业要求的支撑关系如表1所示。

从表1可以看出，该课程支撑毕业要求指标点工程与社会、职业规范和终身学习等指标，课程的教学目标分别从航站楼自动化系统涉及专业知识以及民航领域对航站自动系统的特殊要求和行业规范。充分考虑教学体系对课程目标的支撑，这些理论课程内容支撑课程目标1和3;实验和项目支撑课程目标2，并说明课程教学目标对指标点的支撑度的強弱。

2. 课程大纲制定案例。在课程大纲制定过程中，一是充分考虑了行业的特殊需求，航站楼内弱电自动化系统的行业规范和技术标准。针对每一个航站楼自动化系统，都引入该系统的技术标准和规范，使该类特色课程紧扣行业需求。二是充分体现课程对毕业要求的终身学习的支撑，将课程有关的通用知识和具体的系统案例分开讲解，通过具体的工程案例讲解，促使学生理解并掌握通用的自动化专业知识。将通用专业知识和具体的系统讲解划分，课程大纲形成了通用基础知识和行业专用技术两大模块，便于对新知识的终身学习。三是在课程教学环节，考虑航站楼内部结构空间大，很难建立航站楼自动化系统的实物演示，课程大纲设计了基于虚拟仿真演示实验系统，分别模拟演示航站楼内部灯光照明系统的节能、联动等控制方法。基于上述思路，航站楼综合自动化系统课题体系规划如图2所示：

图2 航站楼自动化技术与系统课程体系规划

3. 讲义编写与内容更新。几年来，课程组教师对国内外航站楼自动化系统进行了多次调研，对国内外航站楼自动化新技术及系统不断进行了跟踪，搜集和整理了课程相关资料。而截至目前民航行业并没有针对航站楼自动化系统的教材和书籍。现代科技日新月异，人工智能、大数据和云计算等新技术在航站楼自动化系统方面也崭露头角。为了保证课程内容与时俱进，跟踪新技术在民航的应用，课程讲义专门增加了上述技术在航站楼自动化系统中的应用案例。比如增加了采用无线网络接入技术实现了航站楼内率数量和分布统计，并根据该数据调控航站楼内照明和空调的节能运行。基于机场航班运行大数据统计分析，实现登机口资源和摆渡车的均衡调度等案例。

（二）基于OBE 的课程项目案例

1. 项目总述。课程项目是课程教学过程的重要支撑环节，以实践教学为主要方式，面向毕业要求能力达成。该课程面向大四学生，鉴于大四学生具有一定的专业基础知识，课程项目分别以航站楼自动化系统实际工程案例为目标，分别就航站楼离港信息系统、机场信息集成管理系统、航站楼照明与广播系统、航站楼空调通风以及节能运行系统、航站楼行李分拣信息系统和航站楼消防和安保系统搜寻实际工程案例，并就该子系统用到的专业技术知识进行讲解、展示和设计。

2. 项目执行过程。课程项目将班级同学分组，每组3人左右，分别承担项目任务设计、资料搜集、展示PPT制作和问题回答等不同的任务。每组讲解展示30分钟，展示搜集的航站楼自动化系统工程案例，配以视频、图片等形式，突出专业知识在工程案例中的应用。这里以航站楼照明系统灯光智能控制模拟系统为例，分别研究了航站楼灯光智能照明系统在节能运行、系统联动和启停控制的实现原理，有的学生重点考虑了基于航班动态的智能照明、基于能见度的照明控制思路，还有的学生模拟了航站楼照明和消防等系统联动时的功能。部分实施案例效果如图3。

通过类似项目训练，使得学生加深对航站楼信息系统等相关行业规范和技术标准的了解，同时也拓宽了专业知识在航站楼自动化系统的应用。

（三）基于达成度的课程持续改进

1. 持续改进总述。课程目标达成度评价既是培养目标与毕业要求达成度评价的基础，也是持续改进的依据和动力。明确的质量标准、合理的评价依据、科学的评价方法是课程目标达成度评价体系中不可或缺的环节。根据课程目标达成度的分析评价，从授课过程、课程目标制定或者考核层面提出持续改进措施。

2. 达成度评价。课程达成度考核采用课程成绩分析法，分别包括期末成绩、实验项目成绩和平时考核成绩，各部分占比分别为70%、20%和10%。按照课程大纲规定的课程考试、课程项目和平时成绩环节对课程目标的支撑关系，规划每个课程目标分值。通过统计方法得到学生在各个课程目标的得分情况，结合各个环节的权重分值，可以计算出学生针对每个课程目标的得分及达成度。航站楼自动化技术与系统课程目标达成度分析如表2所示。

对三个课程目标达成度综合分析可以看出，针对课程目标1，学生对专业基础知识掌握比较扎实，并能够结合具体的航站楼自动化系统进行灵活应用，针对课程目标的达成度较理想。针对课程目标2，反而对民航行业和具体的工程问题，学生的实际动手和工程实现能力较弱，自主完成具体的工程问题能力欠缺。相反对人工智能、大数据和互联网等新兴技术，学生的接受和理解能力较强，对航站楼自动化新技术应用和理解效果较好，较好地达成了课程目标3。

四、结束语

笔者以航站楼自动化技术与系统课程建设为契机，结合我院开展的工程教育认证工作，按照工程教学认证体系要求，就航站楼综合自动化系统课程大纲制定、授课过程改革和后续对毕业要求的达成和持续改进进行了探讨。希望通过大纲制定、教学过程的改革，实现课程目标对毕业要求的达成，引导课程教学活动实现预定的培养目标。

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