基于技能模塊化教學模式創新的雷達管制模擬訓練改革研究

楊 越，黃貽剛，宋祥波

(中國民航大學 空中交通管理學院，天津 300300)

基于技能模塊化教學模式創新的雷達管制模擬訓練改革研究

楊 越，黃貽剛，宋祥波

(中國民航大學 空中交通管理學院，天津 300300)

為了實現民航院校交通運輸專業雷達管制模擬訓練課程與后續管制單位雷達模擬機基礎培訓的有效銜接，建立面向管制方向學生的完整培訓體系，提出了基于技能模塊化教學模式創新的改革方案。在調整模擬訓練實踐課程教學計劃的基礎上，重新梳理和設計了模塊化的技能訓練項目和教學內容，包括以提高安全意識和管制素養為目標的基礎技能訓練模塊、以理解管制流程和程序為目標的進近區域管制訓練模塊、以拓展知識面為目標的聯合運行和雙跑道運行訓練模塊，并且進一步強化了與教學模式相符的訓練講評環節，重點提高學生的基礎管制素養和管制技能，從而使學生的培養質量更加符合一線管制單位的實際需求。

教學模式改革； 技能模塊化； 雷達管制； 模擬訓練

0 引 言

“雷達管制模擬訓練”作為交通運輸專業管制方向的骨干課程，是學生適應后續崗位培訓的重要對接和過渡。課程組在多年教學中始終以“深刻理解管制流程，全面訓練管制技能”為目標進行課程建設，卻忽視了對學生管制基本功的強化和夯實。課堂教學中雖然涵蓋了多個訓練目的，融合了眾多細小的知識環節，但沒有使學生建立起良好的管制意識，導致許多錯誤習慣在后期崗位培訓中很難給予糾正[1]。這一問題使課程組意識到學歷教育中不應把管制方法、調配技巧、練習的數量和難度等作為教學重點，而更應關注學生最基本的管制素質訓練，例如標準的陸空通話、熟練的設備操作、扎實的基礎技能等，這些才是管制單位最為看重的，同樣也是學生成長為合格管制員所必須具備的能力要求。

2012年，中法聯合培養管制員項目實施，法方教師帶來了國際先進的教學理念，其課程的進度安排、授課思路、技能訓練角度，特別是針對專項能力進行模塊化培訓的教學方式，使課程組受到了很大啟發。自2013年起，課程組教師在原先教案的基礎上積極進行改革，借鑒歐盟“共同核心課程規范(Common Core Content)”的教學指標[2]，以“技能模塊化”的訓練內容為主線，實施“專題教學案例化、訓練內容標準化、知識框架模塊化”的課程建設思路，構建了科學化、體系化、模塊化的練習項目，重點加強學生基礎技能和基本素質的培養。

1 雷達管制模擬訓練課程教學中存在的問題

(1) 教學目標的針對性不強。以往教學中，為了使學生能盡量多地理解和掌握進近管制和區域管制的不同特點和流程，在為期4周的模擬訓練課程中設置了多項練習，包括進離場航空器的管制、終端區內的進近著陸排序、終端區內飛行沖突的判斷與調配、區域內飛行活動通報與管控等[3]。這些教學內容針對各項管制技能融合了眾多細小的知識環節，但學生在課堂中所表現出來的通話不標準、掃視屏幕無規律、標牌擺放混亂、缺乏安全意識等問題細小而瑣碎，教師也不可能在有限的時間內對其逐一進行及時糾正。很多空管單位在對剛畢業的學生進行崗位模擬機基礎培訓時，往往會對學校的教學目標和方法產生質疑，認為學校的教學計劃過于關注完成練習的數量和難度，但課程最終沒有使學生建立起良好的管制意識和養成必備的基本素質[4-6]。學生在校的基礎培訓中不能充分理解和掌握每個練習的重點難點和訓練目的，出現的錯誤沒有及時糾正，進入崗位后給用人單位留下學校教授方法和水平不足的印象也就不足為奇了。

(2) 教學內容沒有滿足一線單位的實際需求。 以往教學中，模擬訓練的空域環境、管制規則和練習題目是在2011年的全國管制技能大賽中構建和使用的。由于空域結構設計合理、訓練項目考察全面，且在全國技能大賽中取得了非常好的效果，課程組將其作為本科教學的主要內容和方案一直沿用。然而，不少管制單位卻沒有認可這些教學內容，其理由很簡單：不同單位的空域環境、航路航線、限制區域、沖突點及周邊協議都各有特點，學生在進入崗位后，首先要學習的就是這些特點鮮明的管制規則和流程，經過考核合格之后才能接受后續的再培訓；而學校在教授課程時，不應把類似的空域細則作為教學重點，而更應關注學生最基本的管制技能和素質訓練，比如陸空通話的標準性、管制安全意識的養成、自動化設備操作的熟練程度等[7-8]。對于上述這些管制單位最為關注的學生基本素質的培養，在教學中沒有得到很好的體現。

(3) 教師及教員的講解不夠充分。一個完整的訓練環節應該包括訓練前講評(Briefing)、訓練(Training)、訓練后講評(Debriefing)3部分。以往教學中，由于課堂訓練的題量大、學生人數多、教學設備不足、教學進度緊張等原因，教師在每個練習之前的訓練重點講解不夠充分，練習之后的集中問題講評也不夠詳細，且講評手段多為語言上的講解，缺少必要的教學演示和多媒體演示；學生也沒有足夠的時間對練習中的問題進行總結，或是可以重復練習以鞏固學到的知識技能，從而失去了進行基本功訓練的最佳時機。因此，講評環節的薄弱對學生管制基本技能的培養產生了較大影響，許多錯誤習慣在起始訓練階段一旦養成，到后期的單位培訓中也很難被糾正[9-10]。

2 基于管制技能模塊化的教學模式創新方案

作為民航院校，交通運輸專業的教學方向應緊密結合民航業的實際發展需求。脫離行業發展，人才培養的質量也無從談起。在雷達管制模擬訓練課程中所遇到的種種問題引起了課程組的高度重視，在經過與多位參教的管制教員和一線管制員的座談探討后，大家意識到管制單位對剛入職的畢業生所要求的并不是具備高超的管制水平和技能，而是需要他們具有良好的安全意識、流利的陸空通話、熟練的設備操作等基本的管制素養，這同樣是學生能夠成長為合格管制員所必須具備的基本素質和能力要求。雷達、機場、程序這三大管制課程尤其是雷達管制模擬機訓練課程的教學模式和內容必須進行改革，課程組因此提出了基于管制技能模塊化的教學模式創新方案。

2.1模擬機課程教學計劃的更新和調整

管制員的培養是需要時間的，在工作單位需要見習幾年培訓上千小時才能達到成熟管制員的技能水平[11]，因此學生在校期間僅有的幾周幾十學時的實踐課程就不能追求大而全。《中國民用航空空中交通管制崗位培訓管理規則》《管制員雷達模擬機崗位培訓大綱》中都沒有對學歷教育中的模擬機實驗課程提出具體要求，因此調整該課程的教學目標和計劃是可行的。

課程組于2014年完成了“雷達管制基礎模擬機培訓大綱”的修訂，按照空管辦的要求，該類培訓是學生剛進入管制單位后必須要完成的，更加側重對于理論知識、管制手段和調配技巧等方面的綜合運用[12-13]。因此，學歷教育中的“雷達管制模擬訓練”作為培養學生基本管制素養的專業基礎課程應以管制基本功的訓練為主，沒有必要追求練習中航空器的數量和指揮難度。課程組在原先教案的基礎上，以管制意識、基礎知識和基本管制方法為核心理念進行了模塊化教學目標的設計，將訓練內容層層分解，每個模塊只訓練一至兩個知識點，著重培養學生的管制基本素質，幫助學生建立起安全意識、服務意識，為后續的“雷達管制基礎模擬機培訓”奠定基礎。重新定位的教學目標實現了雷達管制培訓的內容和科目由易到難、層層遞進，使學生能夠循序漸進、夯實基礎，并且實現了與后續培訓的有效銜接，形成了一套完整的培訓體系。

2.2技能模塊化教學內容的設計和梳理

作為研究的重點，模塊化教學內容的編排和設計必須將雷達管制理論課程中的重點、難點提取出來，再有針對性地融入到模擬機的各項練習中，同時尊重教育、學習規律，科學地將模擬練習題劃分出合理的難度等級，逐級提高管制技能。根據修訂的教學計劃，課題組將雷達管制對于初學者的各項技能要求重新梳理，保證每個模塊至多涵蓋一至兩個新的知識點，在此基礎上統一教案和教學進度，避免知識模塊的重復講解。按照不同的等級要求劃分的教學模塊具體包括了三方面內容：

(1) 提高安全意識和管制素養為目標的基礎技能訓練模塊。基本的安全意識、正確的陸空通話、熟練的設備操作是學生在初始培訓中最需要建立起來的基礎技能，新的教學計劃中將該部分內容作為教學重點加大了其所占的課時比例。該部分作為基礎培訓的主要內容包括屏幕管理、航行三要素和雷達航線3個模塊。

① 屏幕管理模塊。屏幕管理作為雷達管制基本功的訓練內容最容易被初學者忽視，在這一模塊中又細分為標牌擺放、沖突連線、雷達掃視、高亮顯示應用等若干子模塊。每個子模塊采用“情境-問題”式的教學方式，對學生進行啟發式引導。例如在標牌擺放子模塊中，將標牌擺放錯誤與正確的圖片同時展示給學生，如圖1所示。

圖1(a)、(b)分別表示相同交通情景下的標牌擺放混亂和擺放有序時的航空器飛行態勢。在教學中將學生分為兩組，要求各組分別對應兩幅圖片找出所有航空器存在的潛在沖突，其目的是使學生認識到標牌管理必須以消除信息錯亂和混淆為原則，保證標牌與航空器目標進行正確對應。在此基礎上再向學生闡述標牌擺放的正確方法，學生能更深刻地體會操作過程中標牌管理的重要性，掌握實用的擺放原則，有利于提高工作效率并且減少出錯的概率，這對于管制初學者來說是非常有幫助的[14]。

(a) 標牌擺放混亂時

② 航行三要素模塊。該模塊通過設計若干個空域模型的方式，專門訓練管制初學者對航空器的高度、速度、航向進行精確的調控。這種教學模式拋開了原有課堂訓練中所使用的空域環境、運行規則和指揮流程，專門對管制基本功進行強化訓練，設計的空域模型如圖2所示。

圖2(a)中的輪輻式訓練空域主要訓練和提高學生在航向的判斷、轉彎時機的把握、整體管制計劃的協調和指令發送的優先順序等方面的能力，可以作為航向引導子模塊、速度控制子模塊中都可以使用的訓練空域，并且在設計的練習項目中遵循了由易到難的原則，每個練習重點訓練學生某一方面最多兩個方面的基本管制技能。圖2(b)所示的訓練空域要求學生對航空器發出改變航向、速度和高度的指令，以保證航空器始終運行在網格之中且彼此之間要保持足夠的間隔。該空域按照考察重點設置成多項練習，分階段、分層次對學生的基本管制技能進行訓練，包括對匯聚沖突、追趕沖突的預判和解決思路，運用速度、航向和高度的調配手段、解決沖突的方法等基本技能；在練習航向引導的基礎上，增加了按照指定高度過臺、根據標牌高度變化心算航空器上升/下降率以及結合矢量線使用的按指定時間過臺等模塊化的訓練項目。

(a) 輪輻式

(b) 網格式

圖2 兩種形式的訓練空域模型

③ 雷達航線模塊。雷達航線是管制員對終端區內航空器進行指揮時使用的一個標稱路線，通過運用標準雷達航線可以使管制員更加安全、合理地安排航空器的著陸次序，但是對于初學者往往不能很好地理解其在實際工作中的作用。因此，在新的教學內容中增加了雷達航線的訓練模塊，從直線進近子模塊開始，通過在練習中不斷增加航空器數量，要求學生利用雷達引導做機動調整間隔逐步過渡到使用雷達航線調整間隔，從而有利于學生理解雷達航線的優勢及如何運用。該訓練模塊同樣遵循了“情境—問題”的教學方式，在情境中引導學生思考、提出問題并解決問題，最終使學生能夠掌握知識、運用知識。例如在講授雙三邊和兩側三邊的使用方法時，如果照本宣科地闡述相關規則，而不將其放置在特定的情境中，學生很難理解這種指揮方式在實際工作的應用條件和限制。新的教學模式將這部分內容單獨設置為一個訓練子模塊，首先在練習中給學生呈現一個飛行態勢比較混亂的初始情境，如圖3(a)所示。

該情境中多架航空器集中在跑道接地端和進近門附近，但高度已調配正確且沒有相關沖突，要求學生立即進行有效的航向指引和速度控制，指揮航空器逐一落地。很多學生都會不知所措，無從下手。此時，教師通過幾個簡單的航向引導指令將航空器迅速調整為如圖3(b)所示的飛行態勢，按照“前低后高”的原則，利用雷達航線的兩側三邊及雙三邊調配航空器的進近順序，使航空器能夠安全、有序地接近跑道最終安全著陸。在此基礎上，教師再向學生講述這種調配方法的要義，使學生的印象極為深刻，強化了如何靈活使用雷達航線三邊這一難點問題的理解。

(a) 初始訓練情境

(b) 調配后的交通流情境圖3 航空器著陸態勢的調配

(2) 以理解管制流程和程序為目標的進近區域管制訓練模塊。管制程序與流程是指管制員在雷達管制過程中對每架航空器采取的操作步驟和需嚴格遵守的管制規程，在雷達管制模擬訓練中是必須要求學生理解和掌握的重點內容。以往的教學中，該部分練習使用的空域背景為武漢空域、唐安空域，隨著空管新概念、新方法的應用以及空域環境的不斷變化，這類空域已無法滿足當前空管形勢下培訓的新要求。為了突出雷達模擬練習空域的時代特征，提升模擬訓練的教學質量，課程組經過大量的調研和總結，根據進近和區域管制的不同特點并結合管制技能教學需求，創造性地設計了可滿足多扇區運行的模擬訓練空域—東方空域，如圖4所示。

以此新一代空域為背景，遵照雷達管制流程與程序的教學目標，設計了適用于不同扇區運行特點的練習模塊，包括進近離場間隔控制模塊、進場排序引導模塊、進離場混合運行模塊、區域飛行沖突調配模塊等若干子模塊。經2014年以來多批次本科生雷達課程證明，此練習空域及配套的各練習模塊凸顯了管制基本技能培養的核心內容，使課堂教學能夠對管制技能進行全面的模擬仿真，更好地幫助學生掌握管制運行程序，理解雷達管制的深刻要義。

圖4 改進的雷達管制模擬訓練空域環境

(3) 以拓展知識面為目標的聯合運行和雙跑道運行訓練模塊。考慮到以往教學中只針對雷達管制單個扇區和單跑道進行的內容設置已與當前的行業發展產生了較大差距，課題組在重新梳理教學內容時增加了聯合運行模塊和基于雙跑道運行的模擬訓練模塊。聯合運行模塊以新拓展的空域環境為基礎，以進近和區域管制的聯合運行為目標，構筑了管制聯合運行平臺并撰寫了各扇區之間的管制協議，設計了管制協調訓練、管制移交訓練、管制信息通報訓練等若干子模塊，使學生能夠了解雷達管制各階段所需具備的管制要求和能力[15]。雙跑道運行模塊在優化空域環境的基礎上，通過凝練雙跑道運行的知識要點，設計了隔離運行、獨立離場、相關平行進近、獨立平行進近等基于不同運行模式的訓練子模塊，使學生能夠了解航空器在雙跑道運行時的安全間隔配備方法，在正確使用標準通話術語的基礎上，了解不同模式下的飛行沖突類型和調配沖突的要點。但是由于課時所限，這兩大訓練模塊不作為重點教學內容，在課程最后一周以系統性介紹和教員實際操作演示的方式進行授課，意在強化學生的安全意識和加強團隊協作方面的訓練，與管制一線實現無縫對接。

2.3訓練前后講評環節的完善和改進

新的教學模式除了強調規范化的上課內容，也非常強調規范化的課堂組織形式。模塊設計中劃分了清晰的課程脈絡，使得教師在練習前后講評環節的內容設計上也更為靈活，可以把更多的精力投入到Briefing和Debriefing這兩個環節。“技能模塊化”的教學模式要求教師在Briefing環節必須講明每個練習模塊的訓練目的，對模塊中需要的理論知識進行簡要的復習以幫助學生在練習中有的放矢；在Debriefing的環節必須針對學生出現的各種問題進行詳細分析和闡述。因此，新的教學模式中在原有課時未增加的前提下，重新規劃了教案內容以提高訓練講評環節所占的比重，對于重點的訓練模塊根據完成情況要求學生做3遍：第1遍學生自由發揮；第2遍學生在Debriefing環節后按照教師的總結和講解重做1遍，目的是重新體會自己的指揮方法、手段與教師之間的差異和優劣；第3遍對于標準的方法和技巧加以鞏固。對于每個練習模塊，教師都錄制了標準的示范演示視頻，在Debriefing環節講解時播放，從而使學生更直觀地理解正確的理念和思路。針對一些常見的錯誤，尤其是學生容易忽略的、認為不可能發生的情況，教案在Briefing環節中設置了一線管制的視頻案例，更有說服力地給學生展示一些錯誤的危害性，使學生在初始訓練時就杜絕不好的管制習慣和培養良好的管制素養。

在此基礎上，模塊化教學體系下的教學對練習前后的講評內容、重難點、教學標準視頻的說明等進行了規范化撰寫，形成了“練習前知識點講解”“模擬練習實際操作”“練習后問題查找分析”的“3步走”教學模式，徹底改變了以往教學中師生普遍認為“練習做得越多越好”“練習設計越難越好”的誤區，同時有效克服了不同教師講授進度不一致、講授內容差異明顯的缺陷，建立了統一的標準化教學。除此之外，為有效延伸課堂教學，推行交互式、討論式、引導式的教學模式，課程組依托網絡教學平臺開展了“第二課堂”，在此平臺上發布了豐富的教學課件和資料，為學生解答課程中的各種問題，從而解決了由于學生人數過多所帶來的教學內容共享難、教師輔導學生難的問題，不僅突破了雷達課程學時有限而知識相對較多的瓶頸，而且激發了學生主動學習的積極性，培養了他們的求知欲和創新思維能力。

3 教學改革成效

3.1加速了構建規范化課程的進程

在“技能模塊化”教學模式的開發過程中，課程組通過開展關于雷達管制教學方法、教學設備、技能考核辦法等問題的深入研究，以研帶教，以教促研，帶動了課程教學模式的改革和教學方式的轉變；通過積極研討交流，統一規劃制作了課程教案、授課PPT、練習操作視頻等教學資料，解決了以往教學進度不統一、教學案例不統一、教學重點不突出的問題。在此基礎上，基于模塊化教學多樣性和靈活性的特點，課程組統一規定了與教學大綱對應的各項知識點和考核要點，電子化排版并可根據需要隨時增減，從而建立了一套內容豐富、使用方便、易于更新的備課資源庫，加速了構建規范化課程的進程，有效提升了教學質量。

3.2促進了學生基本管制素質和能力的培養

“技能模塊化”的教學模式按照相對集中、循序漸進的科學原則，凸顯了雷達管制單項訓練的目的性，在調整實踐課程教學計劃的基礎上，以培養學生基礎管制素養和管制技能為目標，對教學內容進行了重新規劃和設計，由易到難、層層遞進、各有側重，幫助學生在進行雷達管制訓練的初始階段就建立起良好的安全服務意識和管制習慣，在相對集中的一段時間內重點提高基礎雷達管制技能。與以往教學模式相比，模塊化教學可以縮短學生的培養周期，促進管制技能實現量變到質變的跨越，同時增強了學生的學習興趣和主動性，提升了學生的自信心和使命感。

3.3形成了與管制單位后續培訓的無縫銜接

“技能模塊化”的教學模式實施后，進一步明確了雷達管制模擬訓練課程的教學目標，即以管制意識、基礎知識和基本管制方法為核心理念進行模塊化訓練，側重于培養學生的管制基本素質，為日后的雷達管制模擬機培訓奠定基礎；而學生進入單位后進行的雷達管制基礎模擬機培訓更側重于理論知識、管制手段和調配技巧等方面的綜合運用。經過多年的實踐結果表明，實施“技能模塊化”的教學模式后，學生能夠在夯實基本功的基礎上循序漸進地提高各項管制技能，實現了學歷教育中的基礎培訓與空管單位崗前培訓的有效銜接，形成了一套完整的培訓鏈，達到了最佳的培訓效果。

4 結 語

本文系統介紹了雷達管制模擬訓練課程中基于管制技能模塊化教學模式的創新方案。以提高學生基礎管制素養為目標，重新設計了在校模擬訓練課程的教學計劃，列舉了部分技能模塊化教學內容和訓練項目的規劃方案，目的是能夠將學校階段管制方向的初始培訓與學生進入工作單位后的崗位培訓結合起來，形成一個完整的培訓鏈，從而建立起一套科學合理的培訓體系，實現學校教育與一線單位實際需求的無縫銜接，為學生更快、更好地適應工作崗位打下堅實的基礎。

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ResearchonRadarControlSimulatedTrainingReformofNewInstructionalModelBasedonSkillModularization

YANGYue，HUANGYigang，SONGXiangbo

(College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China)

In order to effectively connect the curriculum of radar control simulated training for students majored in professional transportation and the basic training of radar simulator in control units after graduation, and build an integrated training system, the paper proposed a reformed scheme used in innovation of instructional model based on skills modularization.Focused on cultivating students’ basic control attainments and skills, the training subjects and instructional contents of modularization were redes and rearranged on the basis of adjusting the teaching plan of simulated training curriculum, the three parts: 1.modules for basic skills training aiming at enhancing fundamental safety consciousness and control attainments; 2.modules for approach and area control training aiming at understanding control process and procedure; 3.modules for united operation and parallel runways operation aiming at expanding knowledge.The training evaluation process was also enhanced to match the new instructional model.All the efforts devoted to make the cultivation quality fit to the actual demand of working position in control units.

revolution of instructional model; skill modularization; radar control; simulated training

V 355.1

A

1006-7167(2017)10-0199-06

2016-11-10

中央高校基金項目(3122015D020);中國民航大學教育教學研究課題(CAUC-ETRN-2015-28);中國民航大學實驗技術創新基金(2016SYCX14)

楊 越(1984-)，男，天津人，博士，講師，研究方向：空中交通管制運行方法與技術。Tel.：13752319739; E-mail:yueyang@cauc.edu.cn；414177366@qq.com