飞行技术专业虚拟仿真实验平台的开发与教学实践

党淑雯 匡江红 吕鸿雁

[摘要]飞行技术专业虚拟仿真实验平台是依托产学研战略联盟、产学研紧密结合，为满足培养飞行技术专业人才的需求而建设和发展的，是面向学校、面向企业和面向社会的具有民航特色的开放型的虚拟仿真教学平台，平台主要集民航飞行仿真模拟、航空电子及飞行控制等模拟系统于一体，将学生置身于虚拟“真实”环境，从中得到专业能力的锻炼和职业素质的提高。

[关键词]飞行技术；虚拟仿真；实践教学

[DOI]1013939/jcnkizgsc201550138

1引言

飞行技术专业虚拟仿真实验平台具有应用性、集成性和系统性的特点，具体体现在：教学与科研相结合，这是人才培养的基本途径，可以促使学生深入航空第一线，通过参与科研，培养创新精神、强化职业意识、提高自身素质。理论与创新相结合，是培养学生综合职业能力、提高学生素质的根本方法，既要注重理论教学，更要强化实践能力培养，将专业技能、综合技能的培养渗透于各个教学环节，提高学生的综合实践能力。知识与技能相结合，以能力为本、突出技术应用，不仅要重视知识和技能的传递，还要重视能力的培养，提高学生的基本技能和专业技能，力求知识和技能应用于实践。

2平台基本情况

飞行仿真技术实验平台根据实验室功能及教学中所面向服务的具体课程可划分为五个项目群。

21民航飞行仿真模拟训练

根据飞行技术专业培养计划及企业需求，民航飞行仿真模拟训练是不可缺少的一个环节。模拟飞行实训以其灵活、高效、安全的特有优势，逐渐成为飞行院校飞行训练的一种重要的现代化教学手段，它在培养飞行学员的飞行兴趣、缩短训练周期、提高飞行技术、培养特情处置能力、确保飞行安全等方面发挥着越来越重要的作用。模拟飞行训练不仅可以提高学员的操作技能，而且可以对学员的实际飞行效果进行正确的评估，完成实装条件下无法进行的课目训练。因此，利用飞行仿真技术实验平台所开展的模拟飞行训练是提高飞行技术专业人才教学训练质量效益的最有效途径。

22航空电子仿真实验

航空电子仿真实验主要包括虚拟仪器的系统设计与应用、航空机载设备仿真实验、飞行控制系统仿真实验三個部分。实验基于虚拟仪器开发平台，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；实验内容覆盖了单一运动传感器仿真实验及多传感器融合仿真实验。

23空气动力学数值模拟及仿真实验

空气动力学数值模拟及仿真实验主要面向空气动力学与飞行力学，飞行原理，空气动力学创新实践，空气动力学创新实践等课程。在实验内容设计上，将风洞实验与数值模拟相结合，可对飞行器的气动特性进行实验与数值模拟分析，并可开展空气动力学方面的创新设计。将CFD仿真技术引入实践教学环节，可以充分弥补实验教学条件的不足，提高理论教学的效果，加深学生对基本概念和基本理论的理解，培养学生的创新思维，训练学生的创新设计能力。

24飞行模拟仿真桌面训练

飞行模拟仿真桌面训练主要包含了理论学习及模拟训练两部分，分别利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针对塞斯纳172R飞机的，供飞行专业使用的机型培训软件，主要用于飞行技术专业的机型系统理论和飞行程序教学等教学活动。整个内容以虚拟三维飞机为基础，通过动画演示、互动操作、动态原理和手册等形式，实现该飞机各个系统知识的学习和程序的熟悉。

25航空气象观测实践

航空气象是飞行技术专业的主干课程之一，是一门理论性和实践性都很强的学科。航空气象观测实践是航空气象课程的实践环节，结合自动气象站的使用，开展常规气象要素（温度、湿度、气压、风向、风速等）和能见度的观测，培养学生气象观测的能力，提高学生学习航空气象理论知识的兴趣。

3平台特色及教学效果

虚拟仿真实验平台主要是基于各种计算机软件的网络化仿真实验环境，具有沉浸感和交互性的特点，平台所提供的各种实践项目都是在长期的实践教学以及企业实训的基础上设计出来的，还提供了具有足够实效性的功能模块自主设定的实践教学功能。

平台经历了从单项实验、课程实验、案例教学到面向专业实验教学体系的转换，实现了构建学科型实验教学平台的跨越。由平台向其他民航专业延伸的虚拟仿真教学体系，将逐步形成鲜明的特色。

根据民航业发展对民航人才知识结构与实践能力的要求，通过与航空公司建立产学研合作的战略联盟，建立了能够培养创新能力的专业实验系统和交叉型综合实验系统，既为学生提供优良的生产实践场所，又有计划地对航空公司中优秀的工程师进行再培训，充实前沿理论和创新案例，构建科学的、具有超前性的、符合民航人才培养规律和适应民航人才需求的现代民航飞行实践教学体系，培养学生适应民航飞行专业岗位工作的一技之长，具有鲜明的民航特色。

以建设具有现代教育理念和创新精神、教学科研能力强、实践经验丰富、掌握过硬实验技术的高素质实验教学队伍为导向，构建了由教授领衔团队、专职教学队伍和专职管理队伍组成的三个层次的实验教学团队，确保实验教学的高效、优质进行。同时，拟推行实践教学“教授负责制”和“本科生导师制”，通过创业教学和社会实践活动相结合的方式，以及组织大学生参与各种创业大赛，培养学生的创新精神，提升学生的创业创新综合能力。

按照“夯实基础、拓宽专业、注重实践、突出创新”的思路，探索并实践了“综合交叉、强素质”的“多层次、多形式、不间断”的实践教学模式。“多层次”，即将实验教学内容分为基础层次、综合层次、创新层次，形成了从低到高、从基础到前沿、从接受知识到培养综合能力逐渐提高的实验课程体系。“开放式”，即平台采取全方位开放式管理模式，学生可以根据自己兴趣和特长选做实验，还可以在平台进行大学生科研项目。

4结论

飞行技术专业虚拟仿真实践平台的建设立足行业和岗位需求，结合民航飞行技术专业特点，重视专业知识的学习、专业技能的培养以及职业素养的养成，在满足飞行驾驶训练需求的同时，也为航空电子、空气动力学、飞行原理、航空气象、飞行控制系统及新航行系统等专业课程提供了有力的实践保障。

参考文献：

[1]匡江红，吕鸿雁，顾莹飞行技术专业“卓越计划”教学管理体系研究[J].理论探讨，2013（6）：197-198

[2]王浩程面向卓越工程师培养，构建现代工程实训平台[J].中国大学教学，2011（6）：83-85