摘 要：現(xiàn)代航空正朝著機(jī)電與信息一體、控制與網(wǎng)絡(luò)綜合的方向發(fā)展，為了強(qiáng)化航空基礎(chǔ)理論，鍛煉工程應(yīng)用能力，開(kāi)展了飛行器系統(tǒng)綜合仿真實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)模式設(shè)計(jì)與探索。從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、研究型教學(xué)手段和考核模式三個(gè)方面進(jìn)行研究和改革，實(shí)踐表明該改革思路能有效提升學(xué)生鉆研積極性，可以為新工科建設(shè)類似課程改革提供借鑒。

　　關(guān)鍵詞：新工科;航空電子;模式改革;綜合仿真

　　一、概述

　　自動(dòng)化、信息化和智能化是現(xiàn)代航空器發(fā)展的必然趨勢(shì)，由西北工業(yè)大學(xué)申報(bào)的“飛行器控制與信息工程”專業(yè)是教育部新增審批的唯一一個(gè)航空領(lǐng)域的本科專業(yè)，主要面向國(guó)家航空航天領(lǐng)域在飛行器控制與信息系統(tǒng)方面對(duì)人才的新需求。這一專業(yè)作為典型工科專業(yè)，在“新工科”建設(shè)中需要體現(xiàn)航空技術(shù)高速發(fā)展的深刻時(shí)代特性[1]。

　　為了響應(yīng)新工科建設(shè)需求，本專業(yè)將“做中學(xué)”深入貫徹到課程培養(yǎng)方案中，設(shè)置大量課程輔助實(shí)驗(yàn)/課程設(shè)計(jì)、集中實(shí)踐和專業(yè)綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，《飛行器系統(tǒng)綜合仿真實(shí)驗(yàn)》作為專業(yè)必修的集中實(shí)踐環(huán)節(jié)，計(jì)劃通過(guò)開(kāi)展綜合仿真實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生從課程教學(xué)向畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)渡提供橋梁，為學(xué)生適應(yīng)航空領(lǐng)域綜合信息化和自動(dòng)化發(fā)展提供實(shí)踐操作和直觀接觸。然而，該課程教學(xué)存在如下問(wèn)題：1. 教學(xué)內(nèi)容單調(diào)，與先修課程間聯(lián)系不足，在完全學(xué)分制自主選課模式下存在先修課程體系建立不完善;2. 教學(xué)模式手段不明，作為創(chuàng)新性集中實(shí)踐環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)不同，受限于實(shí)驗(yàn)室條件和實(shí)驗(yàn)對(duì)象特點(diǎn)，無(wú)法開(kāi)展實(shí)物綜合仿真，需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)模式和仿真手段;3. 缺乏考核模式和學(xué)生積極性調(diào)動(dòng)方法，教學(xué)考核模式需要與教學(xué)模式相配合，充分考慮教學(xué)手段變化，有針對(duì)性調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

　　按照新工科建設(shè)要求，改變教學(xué)方法[2]，增加學(xué)生學(xué)習(xí)和鉆研積極性，本文針對(duì)飛行器系統(tǒng)綜合仿真實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)與探索，梳理構(gòu)建飛行器系統(tǒng)綜合仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)與調(diào)試鍛煉學(xué)生;在做中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，筑牢學(xué)生基礎(chǔ)。從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、研究型教學(xué)手段和考核模式三個(gè)方面進(jìn)行研究和改革，讓學(xué)生在動(dòng)手、動(dòng)腦和實(shí)踐過(guò)程中去映射和體會(huì)理論所學(xué)知識(shí)和方法，使得課程內(nèi)容和體系前后主動(dòng)銜接，充分實(shí)踐“做中學(xué)”的教學(xué)理念和模式，提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。

　　二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

　　通過(guò)教學(xué)大綱的分析，針對(duì)課程特點(diǎn)和培養(yǎng)方案前期課程理論體系，設(shè)計(jì)編列可選的系統(tǒng)綜合仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和教學(xué)內(nèi)容，涵蓋飛機(jī)典型系統(tǒng)理論基礎(chǔ)、基于Matlab/Simulink和AMESim的系統(tǒng)建模方法、飛機(jī)系統(tǒng)建模編程、仿真與調(diào)試等內(nèi)容要求，使學(xué)生能夠了解、學(xué)習(xí)并掌握工程領(lǐng)域常用的基本仿真工具，編程語(yǔ)言，能夠獨(dú)立使用對(duì)應(yīng)仿真平臺(tái)完成系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模，完成仿真程序的編寫(xiě)、調(diào)試和仿真結(jié)果的處理與分析，并最終撰寫(xiě)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

　　具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容包括：

　　(一)系統(tǒng)建模與仿真基礎(chǔ)知識(shí)

　　通過(guò)集中課堂教學(xué)，講解系統(tǒng)仿真技術(shù)，系統(tǒng)建模方法，布置課后仿真類專著、文獻(xiàn)查閱和學(xué)習(xí)，目標(biāo)是掌握系統(tǒng)建模的基本方法和思路、連續(xù)系統(tǒng)/離散系統(tǒng)基本概念，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仿真系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)，初步了解Matlab/Simulink或AMESim等工程專業(yè)常用系統(tǒng)建模與仿真軟件平臺(tái)工具。通過(guò)資料文獻(xiàn)查閱和學(xué)習(xí)，對(duì)系統(tǒng)綜合仿真方法有較為系統(tǒng)和全面認(rèn)識(shí)，基本具備開(kāi)展系統(tǒng)仿真的知識(shí)條件。

　　(二)飛行器系統(tǒng)綜合仿真項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)

　　設(shè)置多項(xiàng)可選的系統(tǒng)綜合仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)學(xué)生自主選擇項(xiàng)目，開(kāi)展仿真對(duì)象資料查閱，綜合仿真實(shí)驗(yàn)計(jì)劃/方案設(shè)計(jì)與研討，項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)。具體可選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：

　　1. 小型無(wú)人機(jī)飛行系統(tǒng)建模與仿真實(shí)驗(yàn)。在小型無(wú)人機(jī)氣動(dòng)參數(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)下建立三維飛行運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，搭建仿真環(huán)境，完成飛機(jī)常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的仿真和數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)處理與分析。

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