融合大数据和碳减排的“航空经济学”课程设计

王楚男

（1.北京航空航天大学 a.经济管理学院；b.低碳治理与政策智能实验室；c.复杂系统分析与管理决策教育部重点实验室，北京 100191；2.北京航空航天大学 杭州创新研究院〔余杭〕，浙江 杭州 310023）

引言

航空业是国民经济中的重要产业，航空交通提供的便捷的人员流动方式为经济发展带来了动力。自2021年年底以来，国家各部委相继出台包含《“十四五”民用航空发展规划》《“十四五”民航绿色发展专项规划》《智慧民航建设路线图》在内的一系列国家级航空业专项规划，体现出国家从战略角度对航空业发展的重视。2018年1月9日，在国家主席习近平和法国总统马克龙的见证下，北京航空航天大学和法国国立民航大学签署协议，在浙江省杭州市合作筹建以航空为核心学科的中法航空大学，加快推进我国航空教育与科研建设。在航空产业和航空教育、科研快速发展的背景下，“航空经济学”课程对行业发展和培养储备人才具有重要的现实意义。

“航空经济学”是应用经济学科和能源经济本科专业课程体系中具有特色的一门专业课程，是相关人才培养体系中的重要一环。北京航空航天大学经济管理学院依托北京航空航天大学在航空领域的平台和资源优势，于2020年秋季学期开设本科生“航空经济学”课程。经过两年的教学探索与实践，在吸收法国国立民航大学、南京航空航天大学、中国民航大学等国内外著名高校“航空经济学”课程特色的基础上，形成了一套经济管理基础扎实、融合航空大数据和航空碳减排等热点内容的课程体系。

一、“航空经济学”课程的教学目标

经过不断的改革和发展，“航空经济学”课程确定了以下三个主要教学目标：一是使学生了解航空产业发展的历史脉络与最新进展，学会使用微观经济理论方法分析航空业中的企业策略和竞争行为。二是培养学生航空大数据处理和分析能力，掌握航空碳排放的计算方法，了解实现航空碳减排的多种政策工具。三是通过课程思政案例教学，培养学生的爱国主义情怀，科学素养和人文精神。

二、“航空经济学”课程教学内容

“航空经济学”课程设定为2学分32学时，课程内容分为理论讲授、实验实践和论文研讨3个部分，共计8章，每章约4学时。其中，理论讲授包含5章20学时，实验实践包含2章8学时，论文研讨包含1章4学时。“航空经济学”课程主要教学内容见表1。

表1 “航空经济学”课程主要教学内容

1.在理论讲授部分，主要介绍航空业的主要典型事实，包括航空公司、机场、乘客、飞机制造商、飞机租赁商和政府在内的市场主要参与方，航空公司的主要竞争对手——高速铁路以及新冠病毒感染疫情对航空业的影响。由于航空业是高度管制的行业，因而要介绍航空业管制与放松管制时期的历史和市场。另外，航空业是一个典型的网络型产业，要重点介绍点对点网络和枢纽辐射网络等主要航空网络结构，讨论不同类型航空公司的网络策略。从产业组织的视角，介绍航空业的横向市场结构和纵向市场结构以及航空公司的产品差异化策略。同时，航空业是第一个使用收益管理系统的行业，要重点讲授收益管理的理论基础——价格歧视、单个航班的容量控制以及实践中使用的航班容量的动态分配方式。

在理论讲授中，将课程教师撰写的SAGE商业案例穿插在案例教学中，用生动的例子帮助学生更轻松地理解课程内容，进而通过案例中的课程思政案例教学元素培养学生的爱国主义精神、科学精神和人文精神。例如，在讲授航空公司与高速铁路的竞争合作关系后，带领学生阅读《中国航空高铁竞争与合作：过去、现在与未来》，并设计问题引导学生开展课堂讨论。该案例回顾了我国航空与高铁事业波澜壮阔的发展历程和伟大成就。基于航空与高铁寡头垄断的市场结构特征，分析从高铁大规模开发建设以来航空公司和高铁的竞争与合作关系，通过实际案例帮助学生深刻理解古诺模型中不同企业决策变量此消彼长的关系。案例知识点应扩展至价格歧视部分，帮助学生理解在实际经营中企业综合运用的定价工具。透过航空公司和高铁的合作行为（即“空铁联运”），帮助学生认识到企业之间的竞争性产品也可能具备互补性特征。同时，根据我国高铁的发展规划探讨了未来航空和高铁角色发生的转变，即从现在航空公司是在位者而高铁是进入者，转变为高铁是在位者而航空公司是进入者，引导学生思考如果航空公司作为进入者进入高铁网络是否会使社会福利上升，通过理论分析帮助学生认识到在产品具备多维特征、企业目标函数不仅是利润最大化时，传统微观经济理论和产业组织理论中福利含义的局限性。案例教学示例见表2。

表2 案例教学示例

2.在实验实践部分，指导学生清理和运用广播式自动相关监视（automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B）和市场信息数据磁带（marketing information data tape,MIDT）等 航空大数据。ADS-B数据是航班级别的数据，记录了每个航班的起降机场、起降时间、飞机型号等信息；MIDT数据是航线/产品级别的数据，记录了包含最多两次转机的完整乘客旅程，具体数据信息包括出发地机场、中转地机场1、中转地机场2、目的地机场、月度乘客数量、平均价格、航空公司代码等。在实验实践学时中，教师首先带领学生熟悉变量和数据结构，了解数据本身的特点、优势和缺陷。通过分析ADS-B数据和MIDT数据，可以计算航空公司级别、机场级别、国家级别以及地区级别的航班量，以及乘客量、盈利能力等信息，用实际数据验证理论部分的主要结论，采用理论讲授和实验实践相结合的方式加深学生对知识的理解，锻炼学生学以致用的能力［1］。

在“双碳”（碳达峰、碳中和）目标背景下，由于航空业是一个高排放行业，如何实现航空业碳减排成为业界和学术界关注的焦点。运用ADS-B数据航班起降信息，根据文献中航空碳排放的高精度计算方法，分别计算起降周期（landing and take-off cycle，LTO周期）和巡航周期（climb,cruise and descent cycle，CCD周期）的航空碳排放，建立包含二氧化碳、硫化物、氮化物、一氧化碳以及颗粒物在内的排放清单。根据计算结果，分类整理机型级别、机场级别、国家级别以及地区级别的排放清单，从多角度分析讨论其中的政策含义。在获得航空碳排放清单后，实证验证包括碳税、可持续航空燃油、碳市场和国际航空碳抵消与减排机制（carbon offsetting and reduction scheme for international aviation,CORSIA）在内的多种航空碳减排政策工具的减排效果。

3.在论文研讨部分，选取航空经济学领域内的代表性论文指导学生开展导读与研讨，理论讲授部分主要章节。论文主题包括枢纽辐射网络经济学、航空和高铁的竞争与合作、交通密度经济的实证证据、竞争对票价的影响、价格分散与航班延误以及航空公司联盟。论文形式包含理论和实证论文，以增进学生对两类方法的了解。课前教师会将一篇论文分配给一个小组进行研读，并要求小组成员课上进行报告。在论文研讨过程中，从研究主题上，将论文内容与理论讲授所学内容相联系，举一反三，引导学生深入思考。同时，教师可以用已发表的论文解释模型构建中需要注意的细节，从科学写作上，重点关注包括摘要、引言、模型、理论或实证结果、结论、政策含义和局限性在内的各部分的写作方法，培养学生的科学写作能力。

三、“航空经济学”课程教学方法

“航空经济学”课程将多种教学方法相融合，实现了理论、实验和研讨相结合，传统板书与多媒体相结合，理论讲授与案例讨论相结合的授课方式。

1.运用大数据进行实验教学。通过处理与分析ADS-B数据和MIDT数据，让学生在课堂主动起来，而不是被动接受，以提升课堂的互动，改善学生在课上的学习状态，打破课堂沉默，提高学生的参与感。更重要的是，通过实验教学，有助于培养学生处理数据库和计算机编程的能力，实现知识和能力的双重进步［2］。

2.通过论文研讨进行科研教学。指导学生精读领域内的代表性论文，不仅可以帮助学生加深对理论内容的理解，更能让学生了解更多的理论前沿［3］，初步了解科学研究的主要步骤［4］，将传统课堂拓展为科研课堂。与此同时，学生在课上进行小组展示能够培养学生的报告和演讲能力，多维度对学生的能力进行培养。

3.通过多媒体教学以提高课堂的趣味性［5］。课堂穿插播放与航空产业相关的视频，用更加丰富的手段帮助学生了解更多的专业知识［6］。例如，在讲授航空业制造部分时，播放空中客车A350全流程研发、制造、交付流程视频，用更生动的方式让学生接触航空制造业中的先进科技。

4.通过思政案例教学培养学生的科学精神、爱国精神和人文精神。案例教学不仅可以帮助学生将理论与实际相结合，而且可以突出我国航空业发展日新月异的伟大成就，培养学生运用辩证法思考科学问题的能力，提升辩证思维能力［7］。

四、“航空经济学”课程考核方式

“航空经济学”课程考核由出勤（10%）、论文展示（10%）和期末闭卷考试（80%）构成。多维度的课程考核方式可以将考核细化到平时，分阶段检验学习成果，而不是简单依赖期末考核。在期末考核前，教师要对课程的重要知识点进行系统复习，帮助学生有的放矢地准备期末考试，加深学生对重点内容的认识。

北京航空航天大学经济管理学院开设的“航空经济学”课程具有完整的培养目标、教学体系、知识模块和考核体系。通过大数据实验、论文研讨、多媒体和课程思政案例等教学方法多角度对学生进行培养，有助于提升学生的专业知识、计算机能力、科研能力和报告展示能力，突出“双碳”目标在航空业发展中的重要性，体现时代特色。在未来“航空经济学”课程的进一步建设中，将逐步融入人工智能（AI）和虚拟现实（VR）技术，提升课程的现代性，用更先进的理念打造一流本科课程［8］。