以实训为导向的模拟飞行课程实践

以实训为导向的模拟飞行课程实践

赵巍巍,李秀易,孙睿雪

中国民航飞行学院飞行技术学院  四川 广汉 618300

摘要：以训练实际和飞行专业培养目标为导向，针对飞行专业学生培养过程中理论与实训的“脱节”问题，引入新的教学法并进行课程实践，通过采集实验班的眼动和飞行数据，分析验证新教学法下的效果和作用，可为飞行员教学和训练提供参考。

1、引言

中国民航飞行学院是全球民航职业飞行员培养规模最大、在世界民航有着较高影响力的高等学府。中国民航70%以上的飞行员、80%以上的机长毕业于此，飞行技术专业作为我院“学历+执照”的特色专业，是国家级特色专业，首批入选“国家级一流专业”建设点。该专业学生毕业除授予工学学士学位外，还需要获得民航局颁发的私用和商用飞行驾驶员执照。目前飞行学生的培养模式是先学习理论，然后到训练分院在真机上进行飞行实训课程学习，存在理论与实训“脱节”问题。即学生在理论阶段对实训所需必要基础知识重视不够、理解不透、应用不足；理论教师对教学重点和难点理解不够深入、授课内容与实训关联不强；飞行教员对学生理论学习内容及其深度缺乏了解等。“脱节”问题导致学生理论学习阶段目标不强、针对性弱、效率低下。此外，由于飞行学生所学课程多，学习任务重，若没有实际应用案例强化理论，则可能实训前将理论知识淡忘，加大了具备核心胜任能力的飞行人才的输送难度。

为了更好服务于民航飞行员的培训工作，中国民用航空飞行学院于2002年开设模拟飞行训练课程，该课程共培养了约2万名飞行技术专业、航空心理专业本科生和交通运输专业研究生。所基于该课程开展了空地一体化模拟飞行环境建设、相关课程体系建设、模拟飞行仿真系统研究、飞行训练教学模式提升等。通过该课程的学习，学员们的安全意识和程序意识都有了明显提高，在真机上重复发生的问题越来越少，基本能做到把每次飞行暴露出来的问题都在地面上解决，真正做到了“地面苦练，空中精飞”。通过模拟飞行，训练器和真机资源不足的问题得到了有效缓解，教学方式得到了革命性的创新和拓展[1]。

为了理论与实践更好的衔接，使培养出来的飞行员更符合未来行业需求，在模拟飞行课程实践中增加数据采集的内容，搜集学生的眼动数据和飞行数据，建立“全过程实操、记录与评价”和“学生自主掌控，教师全面了解”的新模式。

2、设计思路

通过飞行数据的结果分析，可反映学生飞行的情况，了解学生的不足之处和课程需要改进的地方，从而在实践中不断完善课程内容，达到良好的效果。本实验过程中使用眼动仪器采集有效数据。选取两个教学班为实验对象，其中一个教学实践班授课内容中增加以程序、仪表和注意力分配为主的飞行操纵和考核内容。建立起对程序内部逻辑关系和原理的理解，形成以注意力分配为重点的飞行训练；开课之前分别采集两个班实验对象的有效飞行校标（飞行基线水平）。包括：眼动数据、反应时间、飞行数据和飞行分析（电脑自动评价）；课程即将结束时再次采集两个班实验对象的有效飞行校标。导出数据、分析对比两个班实验对象实验前和实验后飞行校标（各类指标）的差异，以及两个班之间飞行校标的差异。

选取与实训衔接最为紧密的注意力分配和程序作为考核科目，设计课程为起落航线和标准操作程序，起落航线飞行是学习飞行的基础科目，可以帮助飞行学员锻炼和熟悉对飞行的基本操作。它集中了飞行的各种基本动作，如，起飞、上升、转弯、平飞、下滑、着陆等。飞机沿固定的航线飞行，有利于形成相对固定的进近条件，这是随后安全、准确着陆的前提。起落航线有矩形、标准、小航线三种，以起飞方向为准，起飞后向左转弯的航线叫左航线，反之为右航线。矩形起落航线包括5条边和4个转弯，标准的起落航线为左起落，如图1所示。如无特殊限制，起落航线高度通常在机场标高以上1000ft。

图1 起落航线

学生飞行时，应根据空速表、升降速度表、高度表的指示，通过天地线的位置关系及姿态仪的指示来保持飞机的俯仰姿态。驾驶员应该轻握驾驶杆，在杆上施加合适的力来控制飞机，保持好预定的操纵效果。可以通过观察机翼与天地线的相对位置来判断，除了参考天地线来保持飞机的姿态外，还应循环检查仪表来尽量保持速度、高度和航向等参数的精准性[1]。驾驶员应该正确进行注意力分配，及时发现偏差，及时修正偏差。同时，合理使用配平来减小杆力，帮助驾驶员稳定飞行姿态[2]。

3、课程实践

如图2所示，对两个实验班级共64名学生分别进行两次数据采集。在起落航线过程中采集每个学生的眼动数据和飞行数据，在标准程序实验过程中利用起落航线评价软件采集学生的飞行数据和评分。通过飞行数据的结果分析，可反映学生飞行的情况，了解学生的不足之处和课程需要改进的地方，从而在实践中不断完善课程内容，达到良好的效果。针对每个飞行训练科目建立量化的考核评价指标，建立“全过程实操、记录与评价”和“学生自主掌控，教师全面了解”的新模式，实现以学生为中心。

图2眼动和飞行数据采集

4、效果分析

通过本实验，两个班课前课后的飞行校标有明显不同。通过模拟飞行的教学实践，课后学生更加熟悉飞行仪表和电子设备的操作。起落航线的飞行数据（包括五边的操作、飞行参数的保持、最终飞行得分等）应有明显提升，对程序的操作应更加熟悉。两个班实验对象的飞行校标应有明显不同。新教学法下的学生眼动数据的符合性、反应时间应明显优于其他学生。新教学法下学生的飞行绩效应显著优于对照组，其眼动、生理参数等指标显示新教学法对个体的注意力分配及工作负荷应对方面都有更好的引导。利用眼动数据和MFS20软件飞行数据分析和导出功能，明显看出学生飞行的薄弱环节，在教学过程中可以有针对性、有重点地去实践，提高学生的学习效果。

参考文献

[1] 李秀易，赵巍巍. 模拟飞行教程. 北京：清华大学出版社, 2022.

[2] 叶露. 飞行原理. 北京：清华大学出版社, 2022.