基于技能模块化教学模式创新的雷达管制模拟训练改革研究

杨 越，黄贻刚，宋祥波

(中国民航大学 空中交通管理学院，天津 300300)

基于技能模块化教学模式创新的雷达管制模拟训练改革研究

杨 越，黄贻刚，宋祥波

(中国民航大学 空中交通管理学院，天津 300300)

为了实现民航院校交通运输专业雷达管制模拟训练课程与后续管制单位雷达模拟机基础培训的有效衔接，建立面向管制方向学生的完整培训体系，提出了基于技能模块化教学模式创新的改革方案。在调整模拟训练实践课程教学计划的基础上，重新梳理和设计了模块化的技能训练项目和教学内容，包括以提高安全意识和管制素养为目标的基础技能训练模块、以理解管制流程和程序为目标的进近区域管制训练模块、以拓展知识面为目标的联合运行和双跑道运行训练模块，并且进一步强化了与教学模式相符的训练讲评环节，重点提高学生的基础管制素养和管制技能，从而使学生的培养质量更加符合一线管制单位的实际需求。

教学模式改革； 技能模块化； 雷达管制； 模拟训练

0 引 言

“雷达管制模拟训练”作为交通运输专业管制方向的骨干课程，是学生适应后续岗位培训的重要对接和过渡。课程组在多年教学中始终以“深刻理解管制流程，全面训练管制技能”为目标进行课程建设，却忽视了对学生管制基本功的强化和夯实。课堂教学中虽然涵盖了多个训练目的，融合了众多细小的知识环节，但没有使学生建立起良好的管制意识，导致许多错误习惯在后期岗位培训中很难给予纠正[1]。这一问题使课程组意识到学历教育中不应把管制方法、调配技巧、练习的数量和难度等作为教学重点，而更应关注学生最基本的管制素质训练，例如标准的陆空通话、熟练的设备操作、扎实的基础技能等，这些才是管制单位最为看重的，同样也是学生成长为合格管制员所必须具备的能力要求。

2012年，中法联合培养管制员项目实施，法方教师带来了国际先进的教学理念，其课程的进度安排、授课思路、技能训练角度，特别是针对专项能力进行模块化培训的教学方式，使课程组受到了很大启发。自2013年起，课程组教师在原先教案的基础上积极进行改革，借鉴欧盟“共同核心课程规范(Common Core Content)”的教学指标[2]，以“技能模块化”的训练内容为主线，实施“专题教学案例化、训练内容标准化、知识框架模块化”的课程建设思路，构建了科学化、体系化、模块化的练习项目，重点加强学生基础技能和基本素质的培养。

1 雷达管制模拟训练课程教学中存在的问题

(1) 教学目标的针对性不强。以往教学中，为了使学生能尽量多地理解和掌握进近管制和区域管制的不同特点和流程，在为期4周的模拟训练课程中设置了多项练习，包括进离场航空器的管制、终端区内的进近着陆排序、终端区内飞行冲突的判断与调配、区域内飞行活动通报与管控等[3]。这些教学内容针对各项管制技能融合了众多细小的知识环节，但学生在课堂中所表现出来的通话不标准、扫视屏幕无规律、标牌摆放混乱、缺乏安全意识等问题细小而琐碎，教师也不可能在有限的时间内对其逐一进行及时纠正。很多空管单位在对刚毕业的学生进行岗位模拟机基础培训时，往往会对学校的教学目标和方法产生质疑，认为学校的教学计划过于关注完成练习的数量和难度，但课程最终没有使学生建立起良好的管制意识和养成必备的基本素质[4-6]。学生在校的基础培训中不能充分理解和掌握每个练习的重点难点和训练目的，出现的错误没有及时纠正，进入岗位后给用人单位留下学校教授方法和水平不足的印象也就不足为奇了。

(2) 教学内容没有满足一线单位的实际需求。 以往教学中，模拟训练的空域环境、管制规则和练习题目是在2011年的全国管制技能大赛中构建和使用的。由于空域结构设计合理、训练项目考察全面，且在全国技能大赛中取得了非常好的效果，课程组将其作为本科教学的主要内容和方案一直沿用。然而，不少管制单位却没有认可这些教学内容，其理由很简单：不同单位的空域环境、航路航线、限制区域、冲突点及周边协议都各有特点，学生在进入岗位后，首先要学习的就是这些特点鲜明的管制规则和流程，经过考核合格之后才能接受后续的再培训；而学校在教授课程时，不应把类似的空域细则作为教学重点，而更应关注学生最基本的管制技能和素质训练，比如陆空通话的标准性、管制安全意识的养成、自动化设备操作的熟练程度等[7-8]。对于上述这些管制单位最为关注的学生基本素质的培养，在教学中没有得到很好的体现。

(3) 教师及教员的讲解不够充分。一个完整的训练环节应该包括训练前讲评(Briefing)、训练(Training)、训练后讲评(Debriefing)3部分。以往教学中，由于课堂训练的题量大、学生人数多、教学设备不足、教学进度紧张等原因，教师在每个练习之前的训练重点讲解不够充分，练习之后的集中问题讲评也不够详细，且讲评手段多为语言上的讲解，缺少必要的教学演示和多媒体演示；学生也没有足够的时间对练习中的问题进行总结，或是可以重复练习以巩固学到的知识技能，从而失去了进行基本功训练的最佳时机。因此，讲评环节的薄弱对学生管制基本技能的培养产生了较大影响，许多错误习惯在起始训练阶段一旦养成，到后期的单位培训中也很难被纠正[9-10]。

2 基于管制技能模块化的教学模式创新方案

作为民航院校，交通运输专业的教学方向应紧密结合民航业的实际发展需求。脱离行业发展，人才培养的质量也无从谈起。在雷达管制模拟训练课程中所遇到的种种问题引起了课程组的高度重视，在经过与多位参教的管制教员和一线管制员的座谈探讨后，大家意识到管制单位对刚入职的毕业生所要求的并不是具备高超的管制水平和技能，而是需要他们具有良好的安全意识、流利的陆空通话、熟练的设备操作等基本的管制素养，这同样是学生能够成长为合格管制员所必须具备的基本素质和能力要求。雷达、机场、程序这三大管制课程尤其是雷达管制模拟机训练课程的教学模式和内容必须进行改革，课程组因此提出了基于管制技能模块化的教学模式创新方案。

2.1模拟机课程教学计划的更新和调整

管制员的培养是需要时间的，在工作单位需要见习几年培训上千小时才能达到成熟管制员的技能水平[11]，因此学生在校期间仅有的几周几十学时的实践课程就不能追求大而全。《中国民用航空空中交通管制岗位培训管理规则》《管制员雷达模拟机岗位培训大纲》中都没有对学历教育中的模拟机实验课程提出具体要求，因此调整该课程的教学目标和计划是可行的。

课程组于2014年完成了“雷达管制基础模拟机培训大纲”的修订，按照空管办的要求，该类培训是学生刚进入管制单位后必须要完成的，更加侧重对于理论知识、管制手段和调配技巧等方面的综合运用[12-13]。因此，学历教育中的“雷达管制模拟训练”作为培养学生基本管制素养的专业基础课程应以管制基本功的训练为主，没有必要追求练习中航空器的数量和指挥难度。课程组在原先教案的基础上，以管制意识、基础知识和基本管制方法为核心理念进行了模块化教学目标的设计，将训练内容层层分解，每个模块只训练一至两个知识点，着重培养学生的管制基本素质，帮助学生建立起安全意识、服务意识，为后续的“雷达管制基础模拟机培训”奠定基础。重新定位的教学目标实现了雷达管制培训的内容和科目由易到难、层层递进，使学生能够循序渐进、夯实基础，并且实现了与后续培训的有效衔接，形成了一套完整的培训体系。

2.2技能模块化教学内容的设计和梳理

作为研究的重点，模块化教学内容的编排和设计必须将雷达管制理论课程中的重点、难点提取出来，再有针对性地融入到模拟机的各项练习中，同时尊重教育、学习规律，科学地将模拟练习题划分出合理的难度等级，逐级提高管制技能。根据修订的教学计划，课题组将雷达管制对于初学者的各项技能要求重新梳理，保证每个模块至多涵盖一至两个新的知识点，在此基础上统一教案和教学进度，避免知识模块的重复讲解。按照不同的等级要求划分的教学模块具体包括了三方面内容：

(1) 提高安全意识和管制素养为目标的基础技能训练模块。基本的安全意识、正确的陆空通话、熟练的设备操作是学生在初始培训中最需要建立起来的基础技能，新的教学计划中将该部分内容作为教学重点加大了其所占的课时比例。该部分作为基础培训的主要内容包括屏幕管理、航行三要素和雷达航线3个模块。

① 屏幕管理模块。屏幕管理作为雷达管制基本功的训练内容最容易被初学者忽视，在这一模块中又细分为标牌摆放、冲突连线、雷达扫视、高亮显示应用等若干子模块。每个子模块采用“情境-问题”式的教学方式，对学生进行启发式引导。例如在标牌摆放子模块中，将标牌摆放错误与正确的图片同时展示给学生，如图1所示。

图1(a)、(b)分别表示相同交通情景下的标牌摆放混乱和摆放有序时的航空器飞行态势。在教学中将学生分为两组，要求各组分别对应两幅图片找出所有航空器存在的潜在冲突，其目的是使学生认识到标牌管理必须以消除信息错乱和混淆为原则，保证标牌与航空器目标进行正确对应。在此基础上再向学生阐述标牌摆放的正确方法，学生能更深刻地体会操作过程中标牌管理的重要性，掌握实用的摆放原则，有利于提高工作效率并且减少出错的概率，这对于管制初学者来说是非常有帮助的[14]。

(a) 标牌摆放混乱时

② 航行三要素模块。该模块通过设计若干个空域模型的方式，专门训练管制初学者对航空器的高度、速度、航向进行精确的调控。这种教学模式抛开了原有课堂训练中所使用的空域环境、运行规则和指挥流程，专门对管制基本功进行强化训练，设计的空域模型如图2所示。

图2(a)中的轮辐式训练空域主要训练和提高学生在航向的判断、转弯时机的把握、整体管制计划的协调和指令发送的优先顺序等方面的能力，可以作为航向引导子模块、速度控制子模块中都可以使用的训练空域，并且在设计的练习项目中遵循了由易到难的原则，每个练习重点训练学生某一方面最多两个方面的基本管制技能。图2(b)所示的训练空域要求学生对航空器发出改变航向、速度和高度的指令，以保证航空器始终运行在网格之中且彼此之间要保持足够的间隔。该空域按照考察重点设置成多项练习，分阶段、分层次对学生的基本管制技能进行训练，包括对汇聚冲突、追赶冲突的预判和解决思路，运用速度、航向和高度的调配手段、解决冲突的方法等基本技能；在练习航向引导的基础上，增加了按照指定高度过台、根据标牌高度变化心算航空器上升/下降率以及结合矢量线使用的按指定时间过台等模块化的训练项目。

(a) 轮辐式

(b) 网格式

图2 两种形式的训练空域模型

③ 雷达航线模块。雷达航线是管制员对终端区内航空器进行指挥时使用的一个标称路线，通过运用标准雷达航线可以使管制员更加安全、合理地安排航空器的着陆次序，但是对于初学者往往不能很好地理解其在实际工作中的作用。因此，在新的教学内容中增加了雷达航线的训练模块，从直线进近子模块开始，通过在练习中不断增加航空器数量，要求学生利用雷达引导做机动调整间隔逐步过渡到使用雷达航线调整间隔，从而有利于学生理解雷达航线的优势及如何运用。该训练模块同样遵循了“情境—问题”的教学方式，在情境中引导学生思考、提出问题并解决问题，最终使学生能够掌握知识、运用知识。例如在讲授双三边和两侧三边的使用方法时，如果照本宣科地阐述相关规则，而不将其放置在特定的情境中，学生很难理解这种指挥方式在实际工作的应用条件和限制。新的教学模式将这部分内容单独设置为一个训练子模块，首先在练习中给学生呈现一个飞行态势比较混乱的初始情境，如图3(a)所示。

该情境中多架航空器集中在跑道接地端和进近门附近，但高度已调配正确且没有相关冲突，要求学生立即进行有效的航向指引和速度控制，指挥航空器逐一落地。很多学生都会不知所措，无从下手。此时，教师通过几个简单的航向引导指令将航空器迅速调整为如图3(b)所示的飞行态势，按照“前低后高”的原则，利用雷达航线的两侧三边及双三边调配航空器的进近顺序，使航空器能够安全、有序地接近跑道最终安全着陆。在此基础上，教师再向学生讲述这种调配方法的要义，使学生的印象极为深刻，强化了如何灵活使用雷达航线三边这一难点问题的理解。

(a) 初始训练情境

(b) 调配后的交通流情境图3 航空器着陆态势的调配

(2) 以理解管制流程和程序为目标的进近区域管制训练模块。管制程序与流程是指管制员在雷达管制过程中对每架航空器采取的操作步骤和需严格遵守的管制规程，在雷达管制模拟训练中是必须要求学生理解和掌握的重点内容。以往的教学中，该部分练习使用的空域背景为武汉空域、唐安空域，随着空管新概念、新方法的应用以及空域环境的不断变化，这类空域已无法满足当前空管形势下培训的新要求。为了突出雷达模拟练习空域的时代特征，提升模拟训练的教学质量，课程组经过大量的调研和总结，根据进近和区域管制的不同特点并结合管制技能教学需求，创造性地设计了可满足多扇区运行的模拟训练空域—东方空域，如图4所示。

以此新一代空域为背景，遵照雷达管制流程与程序的教学目标，设计了适用于不同扇区运行特点的练习模块，包括进近离场间隔控制模块、进场排序引导模块、进离场混合运行模块、区域飞行冲突调配模块等若干子模块。经2014年以来多批次本科生雷达课程证明，此练习空域及配套的各练习模块凸显了管制基本技能培养的核心内容，使课堂教学能够对管制技能进行全面的模拟仿真，更好地帮助学生掌握管制运行程序，理解雷达管制的深刻要义。

图4 改进的雷达管制模拟训练空域环境

(3) 以拓展知识面为目标的联合运行和双跑道运行训练模块。考虑到以往教学中只针对雷达管制单个扇区和单跑道进行的内容设置已与当前的行业发展产生了较大差距，课题组在重新梳理教学内容时增加了联合运行模块和基于双跑道运行的模拟训练模块。联合运行模块以新拓展的空域环境为基础，以进近和区域管制的联合运行为目标，构筑了管制联合运行平台并撰写了各扇区之间的管制协议，设计了管制协调训练、管制移交训练、管制信息通报训练等若干子模块，使学生能够了解雷达管制各阶段所需具备的管制要求和能力[15]。双跑道运行模块在优化空域环境的基础上，通过凝练双跑道运行的知识要点，设计了隔离运行、独立离场、相关平行进近、独立平行进近等基于不同运行模式的训练子模块，使学生能够了解航空器在双跑道运行时的安全间隔配备方法，在正确使用标准通话术语的基础上，了解不同模式下的飞行冲突类型和调配冲突的要点。但是由于课时所限，这两大训练模块不作为重点教学内容，在课程最后一周以系统性介绍和教员实际操作演示的方式进行授课，意在强化学生的安全意识和加强团队协作方面的训练，与管制一线实现无缝对接。

2.3训练前后讲评环节的完善和改进

新的教学模式除了强调规范化的上课内容，也非常强调规范化的课堂组织形式。模块设计中划分了清晰的课程脉络，使得教师在练习前后讲评环节的内容设计上也更为灵活，可以把更多的精力投入到Briefing和Debriefing这两个环节。“技能模块化”的教学模式要求教师在Briefing环节必须讲明每个练习模块的训练目的，对模块中需要的理论知识进行简要的复习以帮助学生在练习中有的放矢；在Debriefing的环节必须针对学生出现的各种问题进行详细分析和阐述。因此，新的教学模式中在原有课时未增加的前提下，重新规划了教案内容以提高训练讲评环节所占的比重，对于重点的训练模块根据完成情况要求学生做3遍：第1遍学生自由发挥；第2遍学生在Debriefing环节后按照教师的总结和讲解重做1遍，目的是重新体会自己的指挥方法、手段与教师之间的差异和优劣；第3遍对于标准的方法和技巧加以巩固。对于每个练习模块，教师都录制了标准的示范演示视频，在Debriefing环节讲解时播放，从而使学生更直观地理解正确的理念和思路。针对一些常见的错误，尤其是学生容易忽略的、认为不可能发生的情况，教案在Briefing环节中设置了一线管制的视频案例，更有说服力地给学生展示一些错误的危害性，使学生在初始训练时就杜绝不好的管制习惯和培养良好的管制素养。

在此基础上，模块化教学体系下的教学对练习前后的讲评内容、重难点、教学标准视频的说明等进行了规范化撰写，形成了“练习前知识点讲解”“模拟练习实际操作”“练习后问题查找分析”的“3步走”教学模式，彻底改变了以往教学中师生普遍认为“练习做得越多越好”“练习设计越难越好”的误区，同时有效克服了不同教师讲授进度不一致、讲授内容差异明显的缺陷，建立了统一的标准化教学。除此之外，为有效延伸课堂教学，推行交互式、讨论式、引导式的教学模式，课程组依托网络教学平台开展了“第二课堂”，在此平台上发布了丰富的教学课件和资料，为学生解答课程中的各种问题，从而解决了由于学生人数过多所带来的教学内容共享难、教师辅导学生难的问题，不仅突破了雷达课程学时有限而知识相对较多的瓶颈，而且激发了学生主动学习的积极性，培养了他们的求知欲和创新思维能力。

3 教学改革成效

3.1加速了构建规范化课程的进程

在“技能模块化”教学模式的开发过程中，课程组通过开展关于雷达管制教学方法、教学设备、技能考核办法等问题的深入研究，以研带教，以教促研，带动了课程教学模式的改革和教学方式的转变；通过积极研讨交流，统一规划制作了课程教案、授课PPT、练习操作视频等教学资料，解决了以往教学进度不统一、教学案例不统一、教学重点不突出的问题。在此基础上，基于模块化教学多样性和灵活性的特点，课程组统一规定了与教学大纲对应的各项知识点和考核要点，电子化排版并可根据需要随时增减，从而建立了一套内容丰富、使用方便、易于更新的备课资源库，加速了构建规范化课程的进程，有效提升了教学质量。

3.2促进了学生基本管制素质和能力的培养

“技能模块化”的教学模式按照相对集中、循序渐进的科学原则，凸显了雷达管制单项训练的目的性，在调整实践课程教学计划的基础上，以培养学生基础管制素养和管制技能为目标，对教学内容进行了重新规划和设计，由易到难、层层递进、各有侧重，帮助学生在进行雷达管制训练的初始阶段就建立起良好的安全服务意识和管制习惯，在相对集中的一段时间内重点提高基础雷达管制技能。与以往教学模式相比，模块化教学可以缩短学生的培养周期，促进管制技能实现量变到质变的跨越，同时增强了学生的学习兴趣和主动性，提升了学生的自信心和使命感。

3.3形成了与管制单位后续培训的无缝衔接

“技能模块化”的教学模式实施后，进一步明确了雷达管制模拟训练课程的教学目标，即以管制意识、基础知识和基本管制方法为核心理念进行模块化训练，侧重于培养学生的管制基本素质，为日后的雷达管制模拟机培训奠定基础；而学生进入单位后进行的雷达管制基础模拟机培训更侧重于理论知识、管制手段和调配技巧等方面的综合运用。经过多年的实践结果表明，实施“技能模块化”的教学模式后，学生能够在夯实基本功的基础上循序渐进地提高各项管制技能，实现了学历教育中的基础培训与空管单位岗前培训的有效衔接，形成了一套完整的培训链，达到了最佳的培训效果。

4 结 语

本文系统介绍了雷达管制模拟训练课程中基于管制技能模块化教学模式的创新方案。以提高学生基础管制素养为目标，重新设计了在校模拟训练课程的教学计划，列举了部分技能模块化教学内容和训练项目的规划方案，目的是能够将学校阶段管制方向的初始培训与学生进入工作单位后的岗位培训结合起来，形成一个完整的培训链，从而建立起一套科学合理的培训体系，实现学校教育与一线单位实际需求的无缝衔接，为学生更快、更好地适应工作岗位打下坚实的基础。

[1] 廖志新，刘永欣，张键.民航院校管制模拟机训练的教学现状分析[J].空中交通管理，2010(9)：32-35.

[2] EUROCONTROL.EUROCONTROL Specification for the ATCO Common Core Content Initial Training[S].EUROCONTROL-SPEC-0113, 2008.

[3] 杜 实.空中交通监视服务[M].北京：中国民航出版社，2012：55-56.

[4] 陆琴谦，于婷婷.民航高校空中交通管制模拟机教学探析[J].江苏航空，2012(1)：48-50.

[5] 苗 旋，刘永刚.新时期管制员培养探析[J].中国民用航空，2008(12)：22-25.

[6] 李勉宏.浅谈雷达管制员的特定能力及技能培养[J].空中交通管理，2008(3)：7-9.

[7] 霍志勤.民航管制员素质的综合评价[J].武汉理工大学学报(社会科学版)，2005，18(3)：374-375.

[8] 谢春生，卢 飞，张兆宁，等.基于区间数的管制员综合素质评价研究[J].科学技术与工程，2014，14(32)：302-308.

[9] 王 超，闫少华.空中交通管制专业的教学质量调查及改革建议研究[J].教育教学论坛，2014(42)：115-118.

[10] 王建忠.面向协同运行的空管专业实践教学探索[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版)，2014，27(7)：162-164.

[11] 马 莉.基于管制员任务分析的管制教学研究[J].科技信息，2011(21)：144.

[12] 张 健，杜 实，刘永欣，等.雷达管制校企联合教学模式[J].西安航空技术高等专科学校学报，2012，30(1)：91-93.

[13] 张 健，刘永欣，杨新湦，等.“大工程观”理念下的民航院校雷达管制教学模式改革研究[J].实验技术与管理，2012，29(4)：21-23.

[14] 张 健，刘永欣，王同乐.中美管制员培养规范体系对比分析[J].实验技术与管理，2013,30(6)：150-154.

[15] 宋祥波，黄贻刚，杜 实，等.基于管制联合运行的雷达管制课程改革与实践[J].实验技术与管理，2015，32(12)：212-216.

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

中央高校基金项目(3122015D020);中国民航大学教育教学研究课题(CAUC-ETRN-2015-28);中国民航大学实验技术创新基金(2016SYCX14)

杨 越(1984-)，男，天津人，博士，讲师，研究方向：空中交通管制运行方法与技术。Tel.：13752319739; E-mail:yueyang@cauc.edu.cn；414177366@qq.com