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《航空安全管理》课程虚拟仿真实验教学平台的实践与探索

肖恢翚 姚红光
  
创新版媒体号
2024年147期
上海工程技术大学航空运输学院 飞行学院 上海 201620

摘要:本文结合《航空安全管理》课程和《波音737突发事件应急处置虚拟仿真实验平台》的基本情况,提出该虚拟仿真实验平台的建设目标,并从设计安排和具体设置两个方面对虚拟仿真实验平台的实践应用进行阐述,以期探索一条虚拟仿真实验课程实现“两性一度”的新途径。

关键词:虚拟仿真实验;平台建设;教学目标;实践应用

1.《航空安全管理》课程概况

《航空安全管理》课程是我校航空类本科专业必修的一门学科基础平台课,同时根据AABI(目前唯一具有国际影响力的航空类专业认证标准)的要求,本课程也是该标准设定的“职业素养、飞行器、航空安全、航空法律、航空资源管理、航空环境”几大核心课程之一。课程旨在培养学生了解安全科学的相关知识,了解航空安全管理的基本理论和方法,掌握航空安全管理技术,树立正确的安全观念,形成良好的安全意识,注意安全管理实践,了解航空安全管理的现状和未来趋势。2008年,我校航空运输学院(飞行学院)应航空运输企业人才培养的要求,开设了本课程,至今已有16年的历史。经过多年的精心培育与沉淀发展,本课程已在理论教学及实验环节等方面取得了显著成效,并具备了一定的课程建设基础。

2.虚拟仿真实验教学平台概述

2.1 平台简介

为进一步提升学生航空安全管理实践能力,满足航空运输企业对人才培养的需求,秉持以“学生为中心”的发展导向,本课程以波音737系列机型为标的,以航空器突发事件应急处置过程为对象,在充分考虑航空器、及其所处环境的复杂状况的基础上,利用虚拟仿真技术模拟航空运输中的各类突发事件,通过设计合理的实验框架,已搭建完成了“波音737突发事件应急处置虚拟仿真实验平台”。该平台不仅能够帮助学生熟练掌握处理各位突发事件的基本程序,而且能够锻炼学生在突发状况下的应变与处置能力,更好地满足了航空运输企业对高素质人才的需求。

2.2 平台建设目标

本虚拟仿真实验平台的建设目标为:以OBE教学理念为引领,以实现毕业要求的达成为主线,围绕“航空报国”育人目标,以虚拟仿真赋能创新[1],深化“以虚促实、虚实结合”的航空类专业实践教学教育改革,全面提升学生的综合实践应用能力。对标“上海市一流课程”,探索一条虚拟仿真实验课程实现“两性一度”的新途径,实现专业布局合理、教学效果优良、开放共享有效的高等教育信息化实验教学体系。

3.虚拟仿真实验教学平台的实践应用

为进一步推进“虚实结合”的融合式实验教学理念,本课程开发了“航空器突发事件应急处置虚拟仿真实验项目”,实验课时总计为4课时,主要分为四个实验项目来开展,实验步骤主要依据“学习→分析→设计→评价”四个模块逐步进阶设置开发。具体如下:

(1)实验项目一:航空器突发事件应急处置程序

借助虚拟仿真技术在机舱内部空间预设多种航空器突发事件的实时场景及相应的客舱应急设备,使学生通过三维场景配合语音交互的形式,逐步正确完成所有的处置流程,直观感知突发事件发生的全过程,进一步加深对于应急处置流程的掌握。同时,依据新时代课程思政的要求,在程序中内嵌我国近年来多起成功的危机处置案例,力求从“政治认同、国家意识、文化自信、公民人格、民航报国”等角度甄选和挖掘实际的思政元素和案例,在增强学生实践经验的同时,有机融入思政元素,强化学生的职业道德及安全、责任意识[2]。

(2)实验项目二:航空器突发事件成因分析及损失评估

通过预设机上烟雾、机上火灾、客舱释压、突发性颠簸等多种航空器突发事件的3D动态场景,结合当前场景中客舱内出现的迹象、乘客的反应等事件特征,综合运用航空安全管理、数理统计等理论知识,从人-机-环境等角度对事件成因及事件风险进行分析与评估,培养学生在领会航空器突发事件特征的同时,强化学生解决复杂问题的综合能力和高级思维能力[3],体现实验项目的“高阶性”。

(3)实验项目三:航空器突发事件应急预案设计

通过在场景中设计明确的应急预案设计指示板,学生可依据场景中突发事件的发展特点,自主选择应急处置模块,快速形成应急预案,并对其预案效果进行陈述分析,实施翻转课堂,提升课程的“挑战度”。学生将从应急预案设计思路、应急预案处置效果、应急预案成本等方面,自主完成分析报告,并通过翻转课堂的方式进行成果汇报PPT,形成个人观点。

(4)实验项目四:航空器突发事件应急处置能力评价

通过仿真情境设计环节,借助仿真实验、调查研究、信息资源检索等方式,引导学生自主学习航空器突发事件应急处置能力的评价方法,提升综合评价水平,设计“创新性”实验过程总结。学生可运用模糊综合评价法、RBF神经网络、TOPSIS 逼近理想值排序法等常用的评估方法,对案例中的航空器突发事件应急处置能力进行评估,并形成实验报告和汇报文稿[4]。

4.结语

本虚拟实验教学平台通过优化实验项目,内置决策判断、应急处置及危机管理等理论,采用虚拟仿真技术真实还原航空器突发事件发生后的真实场景,将高危场景操作以人机互动的方式模拟再现,辅助学生掌握不同类型航空器突发事件的应急处置程序及应急处置能力的评估方法,强化学生的安全管理素养与安全生产操作能力;为学有余力的同学提供更多自主设计和实施操作的平台,为参加各类学科竞赛做好辅助工作,增强学生的自主学习能力及综合能力[5];并将职业精神和职业素养贯穿与本实验项目的教学中,帮助学生意识到“发展不能以牺牲安全为代价”这条红线的内涵,激发学生的安全意识和责任感,进而探索一条虚拟仿真实验课程实现“两性一度”的新途径。

参考文献:

[1]张珑, 陈镜宇, 王雪妍. 虚拟仿真实验在物理实验教学中的应用[J]. 湖北师范大学学报(自然科学版), 2024, 44(03): 62-66.

[2]陆雪松, 胡可欣, 景栀子, 等. SPECT-CT虚拟仿真实验教学平台的构建[J]. 计量与测试技术, 2024, 51(08): 116-120.

[3]唐亮, 余养里, 陈伟, 等. 构造地质学虚拟仿真实验设计与实现[J]. 实验室科学, 2024, 27(04): 51-55+59.

[4]袁海娣. 数字化发展下应用型本科虚拟仿真实验教学探究——以“电路与电子技术实验”课程为例[J]. 通化师范学院学报, 2024, 45(08): 92-98.

[5]钱文杰, 李安. 基于虚拟仿真实验的法学教育模式创新研究[J]. 中国大学教学, 2024, (08): 30-35.

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