張玉梅 王 龍

濱州學(xué)院飛行學(xué)院，山東 濱州 256603

隨著我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，空中交通流量越來(lái)越大，空中交通網(wǎng)越來(lái)越密集，這就對(duì)空中交通管制員的業(yè)務(wù)能力提出了更高的要求?？罩薪煌ü苤茊T是確?？罩泻娇掌靼踩?、有序、高效運(yùn)行及國(guó)家航空安全的重要因素之一。過(guò)硬的業(yè)務(wù)能力、良好的愛(ài)國(guó)意識(shí)和政治覺(jué)悟是一名合格空中交通管制員應(yīng)具有的素質(zhì)，也是衡量高校培養(yǎng)管制員質(zhì)量的重要指標(biāo)。

交通運(yùn)輸專業(yè)是一門理論與實(shí)操并重的學(xué)科，要求學(xué)生不僅要掌握空中交通管理基礎(chǔ)理論，還要熟悉機(jī)場(chǎng)布局、道面系統(tǒng)組成、燈光系統(tǒng)管理、航空氣象信息識(shí)別決策、飛行工作原理、航行情報(bào)服務(wù)流程、雷達(dá)和程序管制間隔要求、管制保障流程和航空器相關(guān)移交程序等，更要加強(qiáng)實(shí)操練習(xí)以提升學(xué)生航空器運(yùn)行指揮、合理排序、沖突調(diào)配及緊急事件處置能力。空中交通管制實(shí)驗(yàn)課程是交通運(yùn)輸專業(yè)必須學(xué)習(xí)掌握的課程之一，它是空中交通管制員理論與實(shí)際聯(lián)系的橋梁，空中交通管制實(shí)驗(yàn)?zāi)M訓(xùn)練不僅可以檢驗(yàn)學(xué)生理論知識(shí)的掌握程度，更可以鍛煉學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用和緊急特情處置能力。

然而實(shí)際上，高校管制實(shí)驗(yàn)?zāi)M設(shè)備配置數(shù)量較少且系統(tǒng)版本較老。受實(shí)驗(yàn)設(shè)備成本和場(chǎng)地的限制，高?？罩薪煌ü苤茖?shí)驗(yàn)整體效果較差。學(xué)生即使參加過(guò)空中交通管制模擬訓(xùn)練，也很難擁有航空器沖突解決、優(yōu)化排序及應(yīng)急處置能力，更難建立強(qiáng)烈的職業(yè)責(zé)任感和使命感。因此，如何提高交通運(yùn)輸專業(yè)管制模擬訓(xùn)練質(zhì)量是一個(gè)亟須解決的問(wèn)題。

1 交通運(yùn)輸專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 教學(xué)形式單一，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目的是使學(xué)生了解管制流程、飛行間隔、尾流間隔要求及調(diào)配原則等環(huán)節(jié)，從而提高學(xué)生的航空器運(yùn)行指揮能力。但目前高校的空中交通管制實(shí)驗(yàn)課程主要依賴學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)配置開(kāi)展管制模擬實(shí)驗(yàn)，幾乎沒(méi)有其他實(shí)踐基地或校企合作實(shí)習(xí)單位，加之實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，致使學(xué)生很難理解航空器間隔調(diào)配原則和沖突調(diào)配技巧。這種單一的教學(xué)形式和較少的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置，不利于學(xué)生管制專業(yè)技能提升，難以實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)目標(biāo)[1]。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間不足

高校學(xué)生航空器運(yùn)行指揮實(shí)踐主要依賴空中交通管制實(shí)驗(yàn)課程，課外的相關(guān)實(shí)踐鍛煉很少，即使有也都是以參觀實(shí)習(xí)的形式進(jìn)行，無(wú)法真正鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力。受實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備配置成本限制，學(xué)校管制模擬席位較少。以塔臺(tái)管制模擬實(shí)驗(yàn)為例，學(xué)校一般配備2個(gè)管制席位，設(shè)置3個(gè)模擬訓(xùn)練項(xiàng)目，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)計(jì)90分鐘，每組8～10名學(xué)生不等，除去指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)安排分配和案例模擬演練時(shí)間，學(xué)生人均實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足10分鐘。

空中交通管制模擬實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)時(shí)間緊任務(wù)重的工作，為保證在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，教師大多采用案例講解和實(shí)操演示相結(jié)合的教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)M訓(xùn)練時(shí)間不足，最多只能熟悉正常管制指揮流程，很難提升調(diào)配技能，這種訓(xùn)練模式難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。有的學(xué)生甚至誤以為只要按照指導(dǎo)教師給的陸空通話模板指揮航空器，就可以很好地完成航空器運(yùn)行指揮，以至于不認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)?zāi)M訓(xùn)練。當(dāng)真正遇到航空器運(yùn)行指揮過(guò)程中的突發(fā)問(wèn)題時(shí)，有些學(xué)生甚至無(wú)法順利回應(yīng)突然的航空器通話請(qǐng)求[2]。

1.3 實(shí)驗(yàn)演示案例有限，教學(xué)效果不理想

空中交通專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和實(shí)驗(yàn)演示內(nèi)容主要依托教師原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，而教師航空器運(yùn)行指揮經(jīng)驗(yàn)較多，運(yùn)行指揮過(guò)程中遇到問(wèn)題的可能性較小，因此，只能演示部分正常指揮過(guò)程，特殊情況演示案例較少甚至沒(méi)有。學(xué)生通過(guò)觀看教師演示和實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)材料進(jìn)行航空器進(jìn)離場(chǎng)管制模擬訓(xùn)練。由于管制模擬實(shí)驗(yàn)多采用一對(duì)多的教學(xué)模式，學(xué)生在實(shí)際操作過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，無(wú)法及時(shí)詢問(wèn)指導(dǎo)教師，造成部分學(xué)生對(duì)航空器運(yùn)行指揮一知半解。加之學(xué)生實(shí)驗(yàn)課堂練習(xí)時(shí)間較少，部分學(xué)生自學(xué)能力和自制力較差，遇到問(wèn)題也不會(huì)主動(dòng)詢問(wèn)，致使最終管制模擬實(shí)驗(yàn)效果不理想。

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)難留存，教學(xué)分析難實(shí)現(xiàn)

管制模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備和系統(tǒng)更新成本較高，很多學(xué)校實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)較老。以至于現(xiàn)有的管制模擬系統(tǒng)跟不上最新的管制規(guī)定。管制模擬系統(tǒng)中的管制規(guī)則、間隔要求、沖突告警等功能無(wú)法及時(shí)更新。因此，當(dāng)航空器危險(xiǎn)接近、運(yùn)行間隔過(guò)小、存在潛在沖突等問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)提醒，加之學(xué)生經(jīng)驗(yàn)不足，壓根無(wú)法意識(shí)到航空器運(yùn)行指揮中存在的問(wèn)題，更無(wú)法鍛煉學(xué)生解決航空器沖突的能力。而且現(xiàn)有管制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)留存，受記憶衰退影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生無(wú)法完整回顧操作過(guò)程，教師也很難完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析。指導(dǎo)教師只能根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)評(píng)、提醒實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。但是，沒(méi)有留存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的管制模擬系統(tǒng)，不利于學(xué)情分析，更不利于學(xué)生運(yùn)行指揮和沖突調(diào)配能力提升。

1.5 實(shí)驗(yàn)考核方式不合理

實(shí)驗(yàn)考核一般包含學(xué)生課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告情況和實(shí)驗(yàn)考試三個(gè)部分。首先，由于實(shí)驗(yàn)人員較多，流動(dòng)性較強(qiáng)，教師很難及時(shí)記錄保留學(xué)生課堂表現(xiàn)情況，造成第一個(gè)考核指標(biāo)幾乎失效。其次，部分學(xué)生自律性較差、不善總結(jié)，為了盡快完成作業(yè)，存在課后抄襲其他同學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況，造成實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容雷同，致使第二個(gè)考核指標(biāo)準(zhǔn)確性降低[3]。最后，指導(dǎo)教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核時(shí)，往往時(shí)間緊迫，考核時(shí)間較短，以至于考核過(guò)程形式大于內(nèi)容，難以真實(shí)反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）是以沉浸式、交互式和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面，綜合利用計(jì)算機(jī)圖像學(xué)、仿真技術(shù)和多傳感器技術(shù)等構(gòu)建三維空間虛擬世界，提供關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官模擬，讓使用者如同身臨其境，可以及時(shí)、沒(méi)有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物[4]。

虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)創(chuàng)新性和其低成本特性使其成為社會(huì)關(guān)注熱點(diǎn)。它在醫(yī)療、制造、軍事等各領(lǐng)域已獲得深度開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[5]。虛擬現(xiàn)實(shí)擁有較強(qiáng)的直觀性、交互性和自主性，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的低成本工具資源。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行空中交通管制實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練可以不受時(shí)間、空間的限制，學(xué)生利用課上、課下閑暇時(shí)間通過(guò)操縱手柄、VR眼鏡或數(shù)據(jù)手套等外部設(shè)備，可以獲得清晰、直觀的實(shí)驗(yàn)?zāi)M操控體驗(yàn)[6]。VR技術(shù)成功解決了現(xiàn)有空中交通管制模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置和系統(tǒng)更新成本高的問(wèn)題，為交通運(yùn)輸專業(yè)實(shí)驗(yàn)改革提供了可靠的技術(shù)支撐。

3 教學(xué)改革策略

為完善空中交通管制實(shí)驗(yàn)課程，本文將按圖1思路，從增設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、建立VR實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、拓展校外實(shí)踐基地、傳授育人理念四個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化論證。

圖1 空中交通管制實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施和途徑

3.1 增設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，細(xì)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

空中交通管制工作任務(wù)繁重、工作壓力大，工作職責(zé)主要是對(duì)管制區(qū)內(nèi)所有航空器的運(yùn)行安全負(fù)責(zé)。為了減少航空不安全事件發(fā)生率、提升管制員的協(xié)調(diào)指揮能力，高校交通運(yùn)輸專業(yè)應(yīng)該在學(xué)生在校期間就加大航空器管制模擬練習(xí)量。因此，建議高校交通運(yùn)輸專業(yè)增設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，細(xì)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)?zāi)M練習(xí)可以更全面細(xì)致地了解機(jī)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境、進(jìn)離場(chǎng)管制程序、航空器沖突調(diào)配原則、航空器特情處置流程。

表1 管制模擬實(shí)驗(yàn)增設(shè)項(xiàng)目明細(xì)

3.2 建立VR實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

VR主要利用三維建模、顯示、音頻和交互技術(shù)，建立接近現(xiàn)實(shí)的空中交通管制實(shí)驗(yàn)虛擬環(huán)境。VR技術(shù)的使用可以實(shí)現(xiàn)管制實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、空間限制的模擬訓(xùn)練，這樣就成功解決了現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練時(shí)間不足的問(wèn)題。學(xué)校實(shí)驗(yàn)課結(jié)束之后，學(xué)生依然可以通過(guò)VR實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行薄弱環(huán)節(jié)練習(xí)，提前適應(yīng)管制環(huán)境，更利于學(xué)生掌握管制指揮技巧和沖突調(diào)配方法，提高應(yīng)急處理能力。

同時(shí)，VR技術(shù)附帶錄制功能，可以完整記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程。每個(gè)項(xiàng)目模擬訓(xùn)練結(jié)束之后，學(xué)生可以通過(guò)反復(fù)觀看個(gè)人實(shí)驗(yàn)?zāi)M過(guò)程，研究問(wèn)題、尋找不足，不斷提升優(yōu)化協(xié)調(diào)指揮方案。VR錄制功能還可以輔助教師記錄學(xué)生的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，提高學(xué)生的課堂積極性，輔助指導(dǎo)教師完成實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)成績(jī)打分，進(jìn)而解決考核問(wèn)題。

VR技術(shù)提供的視覺(jué)、觸覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)沖擊，有助于開(kāi)展沉浸式教學(xué)，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)，提升探索能力、職業(yè)責(zé)任感和使命感[3]。

3.3 拓展校外實(shí)踐基地

高校培養(yǎng)學(xué)生的最終目的是為社會(huì)企業(yè)輸送人才，因此，學(xué)生培養(yǎng)不應(yīng)脫離社會(huì)和企業(yè)需求。加強(qiáng)校企合作，拓展校外實(shí)踐基地，是讓高校培養(yǎng)模式更貼近企業(yè)需求的直接途徑。交通運(yùn)輸專業(yè)主要分為空管和簽派兩個(gè)大方向，航空公司和民航空管系統(tǒng)對(duì)人才的需求類型差別較大，高校應(yīng)經(jīng)常與企業(yè)保持聯(lián)系，了解企業(yè)需求，進(jìn)而培養(yǎng)與企業(yè)需求相適應(yīng)的高素質(zhì)綜合型應(yīng)用人才。

3.4 傳授育人理念

教育的目的不僅要育才更要育人。在實(shí)驗(yàn)授課過(guò)程中，教師在傳授航空知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)結(jié)合航空案例傳遞正確的價(jià)值理念，將學(xué)生培養(yǎng)為一名人格健全、愛(ài)國(guó)、愛(ài)黨、愛(ài)人民、有大胸懷的社會(huì)主義接班人。

4 結(jié) 論

高?？罩薪煌ü苤茖?shí)驗(yàn)受設(shè)備和系統(tǒng)更新成本的限制，還存在實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少、教學(xué)效果差及考核方式不合理的問(wèn)題，為了培養(yǎng)技術(shù)過(guò)硬、思想過(guò)硬的空中交通管制人才?？罩薪煌ü苤茖?shí)驗(yàn)可以通過(guò)增設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、利用VR技術(shù)、拓展實(shí)踐基地等方式，培養(yǎng)符合企業(yè)要求的技術(shù)型人才，此外，傳授知識(shí)的同時(shí)應(yīng)給學(xué)生傳遞正確的價(jià)值理念。以期新的教學(xué)模式有助于學(xué)生更全面、精準(zhǔn)地提升專業(yè)技能。