基于新工科的航空电气工程训练信息化平台建设

刘畅，王云岭，谈斌，郝晓红，张建芳

（中国民航大学 工程技术训练中心，天津 300300）

引言

随着新一轮科技革命和产业变革加速进行［1］，工程技术水平及创新能力已经成为衡量综合国力的重要指标。这对工程教育提出了新的挑战，新工科号角的吹响，深刻反映了我国要进行工程教育改革的决心。新工科要求把产业、行业对人才的各种能力需求融入工程教育各个环节中，最终培养具有较强行业背景知识、工程实践能力、引领行业发展需求的新工科人才。航空运输需求的不断增长为飞机制造及维修业创造了广阔的市场空间［2］。作为其战略支撑与技术保障，加强民航人才队伍建设，培养具有宽广视野、工程创新能力及终身学习能力的民航人才，成为民航院校的主要任务［3］。工程训练作为夯实专业技术能力、提高创新实践能力、培养多元化创新人才的教学模块，是新工科从理论到行动的落脚点。此外，信息化教学已经成为保障“停课不停学”的主要力量［4］。如何将工程训练与信息化手段完美融合，建设适合线上线下教学模式，符合新工科“民航维修新型人才”培养目标的信息化平台是具有挑战性、创新性的课题。

本文借助微信公众号平台，打造符合行业、专业及双线教学模式的工程训练信息化平台。将培养具有较强民航维修背景知识、工程实践能力的引领民航事业发展的新工科人才的理念，充分融入工程训练信息化平台建设中。

一、微信公众平台作为航空电气工程训练信息化平台的必要性

微信公众平台的页面功能及其同信息化教学之间的关系如图1所示。其中资源格式包括图片、音频、视频，学习资源多样化，还具有扩展性；通过引入行业及专业优质公众号资源，正好满足了新工科对于“学科交叉与融合”的需求。小投票、留言等互动功能丰富了师生交流方式，教师可随时了解学生的关注点，跟踪其学习行为及热点话题，符合新工科行动路线中“问学生志趣变方法”的方针［5］。探索微信公众平台在工程训练教学中的应用与价值，已经受到了广大工程教育工作者的关注［6-7］。冯凌云等人将传统教学模式与信息化教学模式相结合，设计了虚实结合的工业机器人实践教学信息化平台［8］；蔡鹰等人将公众号应用于基础化学“线上线下”实践教学中［9］；赵扬等人以新工科理念为前提，完成了化工实践教学信息化平台建设［10］；叶成彬等人借助公众平台，探索了数电实验的教学改革［11］。可见选择微信公众平台作为新工科理念下的工程训练信息化平台是十分契合的。

图1 微信公众平台功能及其与信息化教学的关系

二、“航空电气工程训练”课程信息化平台建设

（一）课程简介

“航空电气工程训练”是面向电气工程及其自动化专业（航空电气方向）开设的实习课程，对学生技能素质、思维及综合性三个层面工程能力进行培养。

（二）建设原则与目标

1.以学生为中心。激发学生兴趣，丰富教学资源，拓宽学生视野，充分尊重学生的兴趣点，让公众号及教师成为学生工程训练的引导者。

2.以能力为重心。依托现有课程模块，进行分模块的资源建设，借鉴民航及相关专业优质资源拓宽学生视野，着重培养学生的工程能力。

3.以效果为核心。简化教学管理流程，提高师生沟通和协同效率，关注学生学习过程。紧密结合专业行业动态，让公众号成为学生课下也喜欢看的公众平台。

（三）建设框架及内容

基于上述课程特点及建设原则，航空电气工程训练信息化平台建设框架如图2所示。其中教学资源建设主要构建课程的线上资源；学习管理系统主要用于对资源学习效果及学生行为进行跟踪，以获取学生的兴趣点及漏洞，进而完善线上资源或线下教学内容；以上两个模块建设主要是为了培养学生的硬实力。拓展资源建设主要是围绕专业及行业进行，扩展视野，提高行业敏感度，提升学生的软实力。

图2 航空电气维修工程训练信息化平台建设框架

三、信息化平台在教学中的应用

（一）教学准备

通过公众号发布实习课表、课程动态等信息；借助“图文素材”建立课程视频库、学习案例库，为学生自主学习提供有力保障；通过“人员设置”对教学班级进行组织分配。

以电气系统综合设计与实施项目为例，公众平台上推送电子版元器件耗材库、基本功能模块简介及优秀学长作品分享；同时整合优秀官方公众号如“电子电路设计”“stm32”相关资源推送给学生。减少学生的检索时间，提升学习兴趣。学生在线上学习基础理论、弥补知识盲区，线下再结合实际情况开展设计及工程训练。

（二）教学实施

在飞机电气综合训练的“综合排故项目”中，学生通过综合运用知识，自主解决飞机维修实际问题，这一项目注重工程素质的综合性培养。公众号整合“机务在线”“AMECO”中的经典维修案例，抛砖引玉，供学生学习；同时，利用手机上的资源解决学生在维修过程中奔波于真实飞机和维修手册查询室的时间或地点的限制问题。

推出“机务土味情话”“用高考中的神器造飞机”“师兄毕业去哪儿了”等学生感兴趣的话题来增加公众号的趣味性，实现工程思维、文化素养的多元协同培养模式。定期推出“电气学科动态”“维修执照改革”等“话题标签”，拓宽学生的视野，让学生从产业需求中提升自我学习能动性。

（三）教学反思

通过“消息分析”及“菜单分析”功能，跟踪学生的兴趣点；“统计分析”反馈的学生学习行为信息，可帮助教师及时调整完善网络资源，改善“话题标签”“菜单专题”等。学习行为分析系统可以实现交互及交流：开展分主题的文本讨论，即通过分享或者上传自己的实习体验，利用同伴鼓励机制（点赞）调动大家的积极性，使大家充分参与。该互动方式深受学生喜爱。

（四）教学评价

“数据总览”及“图文分析”可以对学生学习过程进行评价。学生每完成一项工程训练项目，均针对其设计课后调研问卷，这些功能都内置于公众号平台中。学生结合实训内容，通过“原创图文”“开发者工具”“小程序开发”等扩展功能，让学生也参与到教学信息化建设中来，从学中做，在做中学，让创新及工程思维培养真正落地。

四、信息化平台教学效果分析

航空电气工程训练公众号于2018年试运行以来，经历了线上线下教学模式初探阶段，疫情期间线上实践教学转型阶段，后疫情时代线上线下教学模式稳定阶段。表1和表2是模块及主题满意度调查。总之，公众号已成为“航空电气工程训练”实践教学中必不可少的部分。学生通过移动设备随时随地学习机务维修知识，掌握电气工程师必备知识，了解行业动态及学长就业信息。教师成为教育服务者，丰富了实践教学方式。

表1 航空电气工程训练信息化平台模块满意度

表2 航空电气工程训练信息化平台主题学习满意度

在新工科背景下，本文以航空电气工程训练微信公众平台的建设为例，将培养具有较强民航维修背景知识、工程实践能力，引领民航事业发展的新工科人才理念，充分融入工程训练信息化平台建设中。针对线上线下教学模式，建设学习资源系统及学习管理系统；打造符合行业、专业及双线教学模式的工程训练信息化平台。以此调动学生的积极性，顺应时代发展，丰富教学手段。该信息化平台覆盖了从教学准备、教学实施到教学评价及反思整个闭环教学过程，为线上线下教学提供了有力的信息化保障，搭建起校园到企业、行业的桥梁。将其应用于实践教学中，教学效果显著提高，师生评价良好。