《航空氣象》課程設(shè)計的探討

馮琬　段煉

摘要：本文通過對《航空氣象》教學(xué)內(nèi)容的整理，介紹了理論教學(xué)和實踐設(shè)計的基本方案，以及配套課程體系的建設(shè)，為學(xué)生理解掌握相應(yīng)的基礎(chǔ)知識提供了適合的平臺，在實踐教學(xué)里取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：民航業(yè)；《航空氣象》；教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）17-0225-02

一、引言

現(xiàn)代運輸機運行過程中，存在許多影響飛行安全的因素，尤其是氣象條件對航班的影響。據(jù)統(tǒng)計，僅由氣象原因造成的嚴(yán)重飛行事故就占據(jù)了總事故的10%—15%，而與氣象直接或間接有關(guān)的事故則高達三分之一左右。作為民航系統(tǒng)內(nèi)直接與飛行打交道的人員，必須儲備相應(yīng)的氣象知識，取得更好地應(yīng)對工作能力，切實保障航班的運行安全。

《航空氣象》主要介紹了基本的大氣運動形式，并結(jié)合重要的天氣條件如低能見度、降水、雷暴、冰雹等闡述了對現(xiàn)代運輸機以及民航業(yè)系統(tǒng)的影響和相應(yīng)的處置方式，是飛行技術(shù)專業(yè)和空中交通管理專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該學(xué)科介紹了基本的大氣運動模式，常見天氣現(xiàn)象的生效過程和識別方法，通過對它的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生分析天氣和應(yīng)用天氣信息保障飛行安全的能力，并學(xué)會有效地利用天氣創(chuàng)造經(jīng)濟效益，對其以后的職業(yè)發(fā)展有具體的指導(dǎo)意義。為了落實以人為本、實施素質(zhì)教育、促進學(xué)生全面發(fā)展的宗旨，《航空氣象》的課程改革與研究的重要性亦不言而喻。除了繼承傳統(tǒng)的教學(xué)理念與方式，課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性、先進性、經(jīng)典性、趣味性設(shè)置也應(yīng)更多地穿插到實際的教學(xué)工作中，使課程內(nèi)容信息化、網(wǎng)絡(luò)化，重視實踐教學(xué)，使用現(xiàn)代教育技術(shù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、課程設(shè)計安排

1.制定翔實貼切先進的理論知識。民航系統(tǒng)日益發(fā)展，新科技新設(shè)備新標(biāo)準(zhǔn)新要求不斷出現(xiàn)，《航空氣象》理論教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)及時更新，以達到新環(huán)境下民航系統(tǒng)運行保障的要求。參照國外先進的理論知識，結(jié)合我國國情，《航空氣象》課程的教學(xué)內(nèi)容做了調(diào)整和補充，編寫了相應(yīng)的教學(xué)大綱，根據(jù)新大綱編寫新的《航空氣象》教材，結(jié)合飛機駕駛、空管和簽派的需要，全面、系統(tǒng)地講述了航空氣象學(xué)方面的基本知識和基礎(chǔ)理論，分析了大氣環(huán)境和重要天氣過程對飛行的影響以及應(yīng)采取的措施。此外，基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容另增加了衛(wèi)星云圖的分析、地面和機載氣象雷達圖像的識別、全球氣候概況、大氣環(huán)流和國際航空氣象服務(wù)等最新內(nèi)容，更多前沿的研究理論，培養(yǎng)了學(xué)生對現(xiàn)代化氣象發(fā)展的認識。

2.教學(xué)方法討論。（1）理論教學(xué)。《航空氣象》概念和理論性強，學(xué)生掌握基本的氣象理論知識，有利于各種天氣現(xiàn)象的理解和認識，從而了解影響飛行的惡劣天氣的產(chǎn)生及危害，掌握在飛行活動避免這些危害的方法，深刻感受氣象環(huán)境對飛行的作用意義。因此，基礎(chǔ)理論建設(shè)是第一位，要充分夯實學(xué)生的理論知識儲備。首先，制定好標(biāo)準(zhǔn)化教案，梳理知識點，羅列重難點，講授時做好時間分派，全盤把握中再有緩有急，重難點突出。在講課時將重點和難點進行詳細和認真的講解，有結(jié)合圖形進行介紹，特意制作了形象生動的FLASH、3DMAX動畫演示，引發(fā)了學(xué)生極大的興趣和學(xué)習(xí)熱情，使重點和難點更好為學(xué)生掌握。其次，增加知識的實踐性應(yīng)用，用理論指導(dǎo)生活。列舉生活中因氣象原因?qū)е碌挠绊戇\行的案例，如大霧雷暴天氣的大面積航班延誤，如青藏高原航班飛行往往顛簸較厲害，如結(jié)合由氣象原因?qū)е碌娘w行失事案例分析，與飛行實際緊密相連，引起學(xué)生的高度重視，增強了安全意識。再次，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。引入制作精良的視頻片段，引入有意義的具有啟發(fā)性質(zhì)的思考題，牢牢抓住學(xué)生的注意力，并讓其成為主人公，用第一視角來看待分析，增加了學(xué)生的參與感，能提高學(xué)習(xí)的積極性，使教學(xué)內(nèi)容更具現(xiàn)實性和易于學(xué)生吸收。最后，利用各種現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，采用多媒體技術(shù)，盡量使刻板抽象的理論生動形象，便于學(xué)生理解、掌握，而且印象深刻。加強網(wǎng)絡(luò)教學(xué)建設(shè)，搭建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、遠程學(xué)習(xí)提供了平臺。學(xué)生可以利用校園網(wǎng)了解《航空氣象》課程的教學(xué)大綱、授課教案、練習(xí)題、實習(xí)指導(dǎo)書、部分教學(xué)錄像、教學(xué)參考書等的內(nèi)容以及學(xué)習(xí)要求，實現(xiàn)遠程教學(xué)資料的共享、網(wǎng)上答疑、信息發(fā)布等功能，方便快捷。（2）實踐教學(xué)。理論積累的目的就是更好地服務(wù)于生產(chǎn)生活，增加實踐性教學(xué)，利于學(xué)生對理論的認識掌握和應(yīng)用，完善課程體系。從這個角度出發(fā)，氣象課程的實踐分為氣象觀測實踐，衛(wèi)星云圖和雷達圖分析實踐，引入完整的天氣分析會商系統(tǒng)，此外，為了更好理解氣象環(huán)境對飛行運行的影響，還特別開發(fā)了飛行CBT練習(xí)器操作實踐，機載氣象雷達模擬操作實踐。氣象的分析實踐里可以根據(jù)理論教學(xué)進展依次進行云的識別、雷達回波的識別、衛(wèi)星云圖的識別、危險天氣以及天氣分析的教學(xué)部分，實現(xiàn)課本與應(yīng)用的相結(jié)合，獲得最基礎(chǔ)的辨別能力。承擔(dān)的教學(xué)內(nèi)容可安排為氣象要素觀測：了解氣溫、氣壓、空氣濕度的觀測，云狀、云量和云底高度的判定；《衛(wèi)星云圖分析》：分析衛(wèi)星云圖上不同的云，分析鋒面、氣旋、急流等天氣系統(tǒng)；《雷達圖的分析》，熟悉層狀云和對流云的降水回波特征，分析出對飛行影響較大的降水區(qū)。在這些基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)學(xué)生到各氣象臺站實地進行氣象要素觀測，開展天氣圖分析，衛(wèi)星云圖分析和雷達圖分析等實習(xí)課，身臨其境地體會氣象對保障運行的作用。實驗室課程可介紹會商系統(tǒng)的使用，通過綜合顯示的各高度層天氣圖，全國的實時觀測資料，衛(wèi)星云圖及歐洲、日本及美國的預(yù)報產(chǎn)品，嘗試某次天氣預(yù)報過程，使學(xué)生在航空氣象學(xué)習(xí)中不在枯燥的背誦課本，能夠親身體驗一線天氣預(yù)報的所使用的資料、流程及相關(guān)產(chǎn)品，從而加深對航空氣象的理解。還可以參與“機載氣象雷達模擬操作系統(tǒng)”的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)能自動演示機載氣象雷達的基本工作方式，包括介紹冰雹云的形成及氣流結(jié)構(gòu)動畫；飛行中氣象雷達的應(yīng)用動畫演示；把機載氣象雷達上回波的識別和云的識別結(jié)合起來，學(xué)生可進行機載氣象雷達使用的實習(xí)操作和回波識別的實習(xí)練習(xí)。引入“飛行CBT”練習(xí)，體驗各種天氣如低云對飛行的影響、在有風(fēng)切變的情況下飛機性能和飛行姿態(tài)的變化。實踐教學(xué)的內(nèi)容與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)，使學(xué)生開闊了視野、培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，增強了分析和動手的能力，很好地掌握衛(wèi)星云圖、雷達回波、各種時實的氣象信息、飛行安全的氣象保障方法，接觸到大量的飛行天氣資料，體會“危險天氣與飛行”。加強了學(xué)生理論到實踐的能力，為提高實際工作能力打下良好的基礎(chǔ)。

3.拓展資源建設(shè)。航空氣象實驗室建設(shè)。先進理論的發(fā)展，離不開先進儀器設(shè)備的輔導(dǎo)，實驗平臺的建設(shè)就使得課程擁有了將理論和實踐相結(jié)合的能力，為教學(xué)計劃的實現(xiàn)，學(xué)生能力的培養(yǎng)打下堅實基礎(chǔ)。按照現(xiàn)代天氣預(yù)報業(yè)務(wù)流程設(shè)計，參照先進民航區(qū)域氣象中心的主要業(yè)務(wù)和設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)具有短時/臨近預(yù)報、短期預(yù)報等功能的準(zhǔn)業(yè)務(wù)運行的預(yù)報臺，航空氣象實驗室的格局設(shè)置，席位安排，軟件引進均是在多次考察中國氣象局預(yù)報室及各機場氣象臺基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)實際而完成。此外，實驗室建設(shè)過程中也充分注意軟硬件設(shè)備的前瞻性和先進性。試驗平臺中引入了多普勒雷達觀測產(chǎn)品，使學(xué)生不僅了解基本的雷達產(chǎn)品，還能對較為熱門的雷達拼圖、雷達速度圖、累積降水圖等多種產(chǎn)品有一個深入的認識。這些系統(tǒng)的引進將極大地開闊學(xué)生對航空氣象知識的視野。最后，該使用平臺為開放式架構(gòu)，今后將不斷地更新相關(guān)軟硬件設(shè)施，保證設(shè)備設(shè)施的完備性和先進性。氣象臺實習(xí)基地建設(shè)。綜合氣象觀測場實習(xí)，讓學(xué)生了解、熟悉大氣科學(xué)與環(huán)境氣象領(lǐng)域基本的實驗儀器的使用及基本的實驗方法和過程，正確掌握獲取實驗數(shù)據(jù)和把握操作實驗的能力。氣象會商實習(xí)平臺學(xué)習(xí)，集中學(xué)生一起對未來天氣的發(fā)展及其依據(jù)進行討論，使學(xué)生能夠充分聽取不同意見，集思廣益，避免主觀片面性，做出更加符合客觀實際的預(yù)報結(jié)論。掌握了天氣分析的基本理論，能夠利用現(xiàn)有資料開展一定深度的航空氣象科研工作。借助學(xué)校豐富的實踐教學(xué)基地資源，綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識處理實際問題，提高學(xué)生的實踐能力。完善習(xí)題庫的建設(shè)，題庫主要針對航空氣象基本理論、飛行大氣環(huán)境、常用航空氣象資料這三部分的內(nèi)容，題型主要有單選題、多選題、填空題、判斷題和簡答題。可以很好地對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到輔助作用。利用網(wǎng)絡(luò)平臺優(yōu)勢，提供教學(xué)錄像，包括航空氣象基本理論、飛行大氣環(huán)境、常用航空氣象資料等視頻，將教學(xué)內(nèi)容更加生動地展現(xiàn)出來，便于學(xué)生掌握。

三、總結(jié)

上述的教學(xué)安全，能接合飛行的需要，全面、系統(tǒng)地講述了航空氣象學(xué)方面的基本知識和基礎(chǔ)理論，分析了大氣環(huán)境和重要天氣過程對飛行的影響，以及國際航空氣象服務(wù)等航空氣象內(nèi)容，緊密結(jié)合現(xiàn)代科技，概念性強，與飛行實際聯(lián)系緊密，應(yīng)用性強，使學(xué)生掌握系統(tǒng)的航空氣象學(xué)基礎(chǔ)理論，了解影響飛行的惡劣天氣，能翻譯和應(yīng)用各種氣象資料，在不同的氣象條件下，有效地利用氣象知識，為提高民航的效益和保障飛行安全服務(wù)。