虚拟仿真技术应用于飞行技术教育的思考与实践
来源:用户上传
作者:
摘 要：飞行员学生的培养计划中飞行技术教育占主要部分，但是由于大部分学校的教学资源有限，学生接触飞行训练的机会也比较少，这种情况不利于我国飞行人才的培养。虚拟仿真平台能够利用虚拟仿真技术为学生搭建训练平台，让学生有更多的机会接触飞行训练，掌握更多的实践技巧。本文阐述了飞行技术教育虚拟仿真平台的设计、建设保障措施以及质量评价体系，并提出了提高虚拟仿真平台教学效果的思路。
关键词：虚拟仿真技术；飞行技术；教育
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.188
飞行专业的学生除了普通的大学课程之外，还需要进行大量飞行训练才能完成学业，但是许多学院并没有充足的飞行训练条件，导致部分学生的飞行技术得不到磨练，甚至影响其毕业。为了让飞行专业的学生得到充足的训练，保证教学质量，虚拟仿真平台的应用十分有必要。飞行技术专业的虚拟仿真平台集成了飞行专业所需的各项实践训练，实践应用性很强。虚拟仿真平台将教学与科研系统结合，让学生能够切实体会到航空飞行的实践感受，通过参与各项训练培养学生的创新意识、强化专业素养，提高自身素质。理论与实践结合引导创新才能更好地培养学生地综合实践能力。采用虚拟仿真平台能够让学生更多地接触实践训练，在训练过程中不断发现自己的不足，不断解决问题，让自己的专业知识更加牢固。
1 飞行技术教育虚拟仿真平台的内容设计
1.1 民航飞行仿真模拟训练
民航飞行技术训练是飞行技术专业培养计划中不可缺少的环节，民航飞行也是进入相关企业必须的技术条件。模拟飞行訓练相较于真实训练而言更加安全、高效、灵活，且投入成本较小，因此逐渐进入各飞行院校，成为院校训练的重要形式。通过模拟飞行训练能够提高学生的学习兴趣，缩短学生的训练周期，大幅度提高学生的飞行技术，培养其应对突发问题、确保飞行安全的能力。此外，模拟飞行训练系统还可以对学生的飞行效果做出正确评估，帮助学生认识到自己的优点和缺点。一些在实际训练过程中难以完成的项目也能够在模拟训练中进行。由此可见飞行仿真模拟训练在教学过程的地位十分重要。
1.2 航空电子仿真实验
航空电子仿真实验是针对仪器与设备的训练，主要包括仪器设计与应用实验、航空机载设备仿真实验、飞行控制系统实验三个部分。该实验的主要目的是进行仪器开发与实践，可针对飞机惯导、航姿及飞控系统的特性及原理做定量分析实验，也可以进行单一运动传感器仿真实验及多传感器融合仿真实验。
1.3 空气动力学数值模拟及仿真实验
该项实验属于实践课程，涉及的学科知识包括飞行力学、空气动力学与飞行原理。实验过程中，将实验实践与数值模拟相结合，让学生更全面直观的对飞行器的特性进行了解，同时也可进行一些创新方面的研究。将虚拟仿真技术引进该项实验实践活动中，有效解决了实验室设备与资源不足的问题，让学生在实验过程中加深对理论的理解与掌握程度，提高教学效率与效果，同时能让学生提高创新意识与创新能力，锻炼学生的思考与动手能力。
1.4 飞行模拟仿真桌面训练
该训练包含理论学习与模拟训练两项内容，一般使用塞斯纳机型培训软件及定制飞行操纵硬件开展。塞斯纳机型仿真训练软件是飞行专业常用的训练软件，针对的是塞斯纳172R型飞机，可以用于飞行技术的系统性理论学习以及飞行程序的模拟实践教学。在训练过程中主要是通过三位模拟飞机的动画展示为主，加以虚拟的互动操作，并配上动态原理讲解以及实践操作指导手册，通过多项内容的配合让学生们对飞机飞行的各项知识进行了解。
1.5 航空气象观测实践
气象观测也是飞行技术专业的重要课程，其理论性与实践性都很强。在飞行过程中，学生应当时刻注意气象条件，以防发生危险，因此对气象变化的观察与预测都十分重要。航空气象观测实践训练要求学生结合自动气象站的信息进行气象要素以及能见度预测，例如风向、气压风速等。通过模拟实践让学生提高气象观测能力，逐步掌握理论知识。
2 飞行技术教育虚拟仿真平台的建设保障措施以及质量评价体系
虚拟仿真实验平台建立之后，维持其正常运行也十分重要，如果平台出现差错将影响到学生的学习成果以及实践精准度。因此，与平台配套的实验室管理、设备管理、人员管理、教学质量监控、经费保障等管理体系必须同步配置并保证运行。
2.1 建立健全各项规章制度，实现开放式实验教学
开放式实验教学要求实验室对教学内容、设备等资源进行统筹安排，为学生提供自由的实验条件，提高学生实验教学效果。无论是选修课还是必修课都应享受平等的实验室资源，让感兴趣的学生真正学到知识。同时，做到课堂与课外活动相结合，将课堂教学延伸至课外，让感兴趣且有能力研究的学生通过课外科研活动或者第二学堂的形式急需学习。通过课堂引导与课外实践为学生开拓视野，增长知识，提高学生的思考能力与创新能力。实验室要应实行工作日全天开放与节假日预约的制度，方便学生及时进行实验。同时制定完善的管理与值班制度，做好实验室的各项管理工作，配备实验指导人员，方便学生进行拓展学习。将实验室管理与指导和工作人员的考核挂钩，并进行严格的监督与审查，督促工作人员尽心为学生服务。
2.2 全面的质量管理体系
2.2.1 人员管理体系
建立完备的人员配置与管理制度，对实验教学运行中的各个环节做出明确规定，明确各个环节的负责人，定期举行教师培训与技术人员能力提升活动。将教学、指导、科研等工作纳入实验室人员的考核体系当中，完善工作人员考核体制，定期收集学生的意见，保证实验室教学人员的素质与教学质量。
2.2.2 资源保障体系
保证实验室师资、资金、材料的供应。充足的资源是实验室建设并发挥教学功能的重要保障，学校应当对此提起足够重视。首先为实验室工作人员制定合适的晋升与评级制度，激励工作人员为实验室运行付出更多努力。其次，通过优渥的条件吸引更多的优秀人才进入实验室工作，提升实验室工作人员的专业水平与工作能力。最后为教师们提供提升自我能力的机会与平台，督促教师认真进行课程实践与改革工作，从而建立一支、强大、稳定、有进取心与工作热情的实验教学队伍。 2.2.3 严格的教学保障体系
实验训练的效果保障主要包括三个系统：教学质量管理系统、信息系统以及监督系统，这三个系统负责对学生实验过程的监督、实验结果的评价以及意见提醒，此外还有对各个实验指导教师的评价。具体内容包括定期召开学生座谈会，收集学生对实验过程、指导教师的意见；定期对教师进行考核与评定；定期组织教师共同讨论实验教学内容以及改革方式；指定专人保管大型仪器设备，保证实验过程顺利进行；定期组织对实验室环境以及仪器设备的监测，保证实验的安全
（下转第149页）
（上接第203页）
性与准确性。
2.3 实验室建设与学科建设协调发展
在实验室建设规划方面，要有“教学必需、基础优先、全局协调、联合共享、量化目标、重点建设”的规划思路，在实验室具体建设方面，更要有“学科——设备——队伍——目标——管理”各环节紧密相扣的系统性建设思路。坚持交通运输工程为主体，积极开展飞行技术与航空安全、交通运输规划与管理、交通信息工程及控制等研究方向的科研工作。同时，积极进行航空技术、科学、工程等方面的研究，根据实验室人才结构水平与设备资源情况有针对性的进行实用性研究，例如民航飞机导航、制动与控制、智能控制等内容。
3 提高飞行技术教育虚拟仿真平台效果的策略
（1）将专业发展与特色教育相结合，打造特色突出的实验室，培养自己的优势项目与专长研究方向。同时，针对特色研究方向有目的的提高实验室资源投入，吸纳更多的研究与教学人才，打造精英研究团队，致力于特色方向的研究与突破。在此基础上，努力开发高新技术设备用于更高层次的研究，并通过运作与推广实现实验室影响的扩大与盈利。
（2）抓住飞行技术专业如今的发展机会培养卓越的工程师，提高实验室的教学系统的完备性与先进性。虚拟仿真实验平台涵盖了学生的实践训练系统以及科研系统，以飞行技术训练为核心，兼顾航空飞行过程中的各方面教学训练，但是平台仍然存在一些不足之处，因此实验室平台的全面性建设也十分重要。积极引进资金，改善實验室的科研条件与工作条件，力求跟上国家一流教学平台的步伐，为学生和教师提供更优秀的学习工作环境。
（3）制定合理的人才培养政策，吸纳更多的高精尖人才入校工作。综合学校工作人员的具体情况，建立多个科研团队，为人才提供优良的科研环境，帮助教师提升自己的专业素质。同时利用学校实验室的资源设立联合科研项目，集中资源进行国际先进水平的研究，在过程中培养高素质人才。
（4）强化实验室工作团队的专业素质，鼓励实验室与其他高校合作交流。通过政策激励团队积极进行教学研究与科技研究，增强实验室各模块队伍之间的合作，积极与校外企业联系，进行产学研一体化合作，共同完成先进技术突破研究，努力推进学科的发展。
参考文献：
[1]党淑雯，匡江红，吕鸿雁.飞行技术专业虚拟仿真实验平台的开发与教学实践[J].中国市场，2015（50）：138+143.
[2]党淑雯，匡江红，吕鸿雁.虚拟仿真实践平台对提高飞行技术专业教学质量的作用[J].科技风，2014（11）：220+222.
[3]张兵强，林洪文，方伟.航空虚拟仿真实验平台构建及教学实施[J].实验技术与管理，2016（12）：146-149.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14696932.htm
