2026年5月14日 《中国民航报》：

浅析“AI教练—数字孪生—微验证”三位一体的实践教学体系

教育部高等教育司在关于开展新工科研究与实践的通知中强调，行业特色高校要发挥自身与行业产业紧密联系的优势，面向当前和未来产业发展急需，推动多学科的交叉融合。实践教学作为重要的本科教育环节，运用其精细化、针对性强的实践教学体系设计可以推动“学”“做”结合、锻炼和培养学生的动手能力与创新意识的目的。航空安防管理专业是中国民航大学2023年首家获得教育部审批的目录外本科新专业，该专业以“新文科”“文工结合”为建设理念。鉴于该专业的行业特色鲜明，以及航空安防管理活动本身所具有的复杂性与技术变革需求，这一专业的实践教学体系更为重要，对创新范式的依赖程度也更高。

构建实践教学体系新范式的必要性在于技术赋能教育与提升实战能力。随着人工智能（AI）、数字孪生等技术的发展，教育数字化转型已成为必然趋势。2022年，民航局发布《中国民航四型机场建设行动纲要》，明确提出智慧机场建设目标，强调要增强智慧民航领域人才供给能力，完善人才培养培训体系。基于此，航空安防管理专业首创5S实践教学理念，即基于情景、还原场景，培养学生的感知与知识学习兴趣；理论学习与技能培养相结合，培养学生的态势感知与研判能力；方案与策略相结合，培养学生在危机场景下的决断与实战能力。在此实践教学理念的基础上，中国民航大学提出了构建“AI教练—数字孪生—微验证”三位一体的实践教学体系，旨在通过技术手段弥补传统模式的不足，全面提升学生在航空安防管理领域的实战能力。

全新“三位一体”

实践教学体系的实施路径

考虑到航空安防管理专业学生的特点，以及教学场景实现路径的渐进性，首批进入到教学场景的设计主要考虑了四个因素，即情境真实性，确保虚拟场景与真实工作环境高度一致；适度挑战性，设置具有一定难度级别的威胁场景，满足本科学生高阶性教学要求；交互性，提供多模态交互方式，如手势识别、语音交互等；动态性，场景复杂度和威胁特征可根据学生表现动态调整。

基于以上因素，中国民航大学设计的教学场景包括一类能力维度场景和三类典型事件场景。其中，能力维度场景考虑了学生风险评估能力；三类典型事件场景则包括了飞行中暴恐事件处置场景、机场反恐应急响应场景、安全检查场景。

“人工智能教练—数字孪生—微验证”三位一体的实践教学体系以四类场景为基础，同时对教学实施流程进行了进一步的优化，具体可分为三个阶段。第一阶段是基于场景的AI基础预设阶段。AI教练预设学生基础能力，数字孪生模块提供高仿真度的虚拟场景。学生在虚拟场景中完成基础操作任务，微验证模块记录操作数据并进行初步评估，AI教练模块根据评估结果，提出改进建议。第二阶段是微验证评估阶段。微验证模块根据操作数据，评估学生操作规范性。AI教练模块基于评估结果，提出个性化改进建议。数字孪生模块根据改进建议，调整虚拟场景参数。学生在优化后的虚拟场景中进行再次训练。第三阶段是复杂场景模拟提升阶段。数字孪生模块构建复杂场景，如在飞行中暴恐事件处置类场景中可以将恶劣天气与恐怖威胁进行叠加。AI教练模块提供情境引导，帮助学生分析复杂场景。学生在复杂场景中制订处置方案并进行操作。

“三位一体”实践教学体系对于教学流程的优化实现了分层递进，从基础操作到复杂决策，对学生的能力提升是循序渐进式的，符合教育教学规律。同时，根据学生的表现，动态调整教学内容与难度，真正实现因材施教、动态调整。通过微验证模块，也可避免“期末评估”问题，可以进行即时反馈，督促改进实时完成。这种分阶段、动态调整的教学流程设计有效解决了传统教学中多个“一刀切”问题，能够根据学生的阶段差异、个体差异，提供更加精准、个性化的教学支持，让AI真正成为学生实践教学的“教练”。

“三位一体”实践教学体系对于教学流程的优化还体现在教师角色的转变上，教师正在从“知识传授者”转变为“典型场景设计者”和“过程引导者”。在传统教学模式中，教师主要负责知识传授和案例讲解，而在“三位一体”实践教学体系中，教师的核心职责转变为设计高质量的虚拟场景和引导学生在学习过程中不断反思和改进。教师作为引导者，需要关注学生在虚拟场景中的行为表现，及时提供反馈和激励，促进学生能力提升。

围绕课程建设的

智慧安防实践平台保障措施

航空安防管理专业建设的两年多时间里，围绕“AI教练—数字孪生—微验证”三位一体的实践教学体系的设计，针对航空安防核心岗位需求以及专业培养方案中课程内容，中国民航大学力图通过智慧安防实践平台建设实现设备配置与技术应用的双重突破，构建可复制、可推广的民航特色智慧安防实训范式。

航空安防实训中心建设规划以航空安防管理专业的培养目标为核心，以培养学生系统掌握航空安防管理理论与方法、具备在危机场景下预判空防安全态势的能力和处置危害空防安全行为的实战技能为重点。航空安防实训中心的设计契合典型事件处置场景，共包含航空安保应急处置四方协同实训场、飞行区空防安全综合实验室、公共航空旅客运输机场安全检查综合实训室和货物运输安全检查综合实训室四个子机构。

航空安保应急处置四方协同实训场主要面向航空安防管理专业“飞行中”安保事件应急处置类课程。其以半开放模拟舱为硬件构成、以机上突发的各类安保事件处置程序为VR（虚拟现实）软件构成，实现机场、航空公司运行控制指挥中心（地面）、机长、空中安全员、乘务员四方协同，可以满足航空安保应急处置训练的实训需求，能够为民航空勤人员、科研人员、在校学生的实训、研究和学习提供全方位的实训环境，促进参训人员的能力提升。该系统已完成软件设计与实验室环境搭建。

飞行区空防安全综合实验室主要面向航空安防管理专业运行管理与技术保障类课程，针对航空安保领域反恐方向重点要害部位的安全防控管理相关的飞行区道口安防系统、飞行区围界安防系统、无人机侦反系统、飞行区作业车辆智能化管理系统进行集成。该实验室可以满足航空安保运行管理与技术保障的实训需求，能够为机场安保管理人员、科研人员、在校学生的实训、研究和学习提供全方位的机场飞行区空防安全保障实景模拟，让学生了解机场安防系统智能化升级路径。

公共航空旅客运输机场安全检查综合实训室主要面向航空安防管理专业运行管理、技术保障、应急处置及行政监察类课程，培养学生在公共航空旅客运输机场安全危机场景下预判空防安全态势的能力。该实训室以公共航空旅客运输机场安全检查（旅客及其手提行李、托运行李）为应用场景，融合手提行李CT（计算机断层扫描）检查系统、毫米波人体安检仪、自动传输系统、人证核验系统等新装备，以及人工智能、远程集中判图、一机双屏等新技术，以实体安检通道为实验形式。实验室可实现学生对爆炸物类物质的自动探测报警观摩、操作，并能在人工智能技术辅助下不断学习进步，提高安全裕度，对不断演变的安全威胁识别和预判提供技术支撑。

货物运输安全检查综合实训室主要面向航空安防管理专业运行管理、技术保障、应急处置以及行政监察类课程，培养学生在货物运输安全危机场景下预判空防安全态势的能力。该实训室可覆盖普货、快件以及航空集装器三个业务场景，学生可实景观摩、操作前置货站、短途驳运安保链等航空货运安检新模式，同时能够将货运、安检、监管业务整合，实现对航空货运智慧化、智能化升级的探索。

“AI教练—数字孪生—微验证”三位一体的实践教学体系为航空安防管理专业教育提供了技术赋能的新路径。中国民航大学通过实证研究验证了该体系的有效性，并提出了推广建议和未来研究方向。这一研究成果不仅具有重要的理论价值，也为航空安防管理专业人才培养提供了实践指导。未来，随着新技术的不断发展和应用的不断深入，“三位一体”实践教学体系将进一步完善和推广，为航空安防管理教育带来更加深远的影响。

（作者单位：中国民航大学）

原文链接：http://epaper.caacmedia.cn:81/detail?record=1&ChannelID=4000&randno=9770&resultid=1551&presearchword=(%u65e5%u671f=..%20to%20..)%20and%20(%u5f15%u9898,%u6b63%u9898,%u526f%u9898%2B=(%u6d45%u6790%u201cAI%u6559%u7ec3%u2014%u6570%u5b57%u5b6a%u751f%u2014%u5fae%u9a8c%u8bc1%u201d%u4e09%u4f4d%u4e00%u4f53%u7684%u5b9e%u8df5%u6559%u5b66%u4f53%u7cfb))%20and%20(%u62a5%u540d=%u4e2d%u56fd%u6c11%u822a%u62a5%20%20or%20%u62a5%u540d=%u57ce%u5e02%u4ea4%u901a%20%20or%20%u62a5%u540d=%u6d59%u6c5f%u4e13%u4f9b%20%20)&presortfield=RELEVANCE