摘 要：現代航空正朝著機電與信息一體、控制與網絡綜合的方向發展，為了強化航空基礎理論，鍛煉工程應用能力，開展了飛行器系統綜合仿真實驗課程的教學模式設計與探索。從教學內容設計、研究型教學手段和考核模式三個方面進行研究和改革，實踐表明該改革思路能有效提升學生鉆研積極性，可以為新工科建設類似課程改革提供借鑒。

　　關鍵詞：新工科;航空電子;模式改革;綜合仿真

　　一、概述

　　自動化、信息化和智能化是現代航空器發展的必然趨勢，由西北工業大學申報的“飛行器控制與信息工程”專業是教育部新增審批的唯一一個航空領域的本科專業，主要面向國家航空航天領域在飛行器控制與信息系統方面對人才的新需求。這一專業作為典型工科專業，在“新工科”建設中需要體現航空技術高速發展的深刻時代特性[1]。

　　為了響應新工科建設需求，本專業將“做中學”深入貫徹到課程培養方案中，設置大量課程輔助實驗/課程設計、集中實踐和專業綜合設計環節，《飛行器系統綜合仿真實驗》作為專業必修的集中實踐環節，計劃通過開展綜合仿真實驗，為學生從課程教學向畢業設計過渡提供橋梁，為學生適應航空領域綜合信息化和自動化發展提供實踐操作和直觀接觸。然而，該課程教學存在如下問題：1. 教學內容單調，與先修課程間聯系不足，在完全學分制自主選課模式下存在先修課程體系建立不完善;2. 教學模式手段不明，作為創新性集中實踐環節，與傳統實驗室教學不同，受限于實驗室條件和實驗對象特點，無法開展實物綜合仿真，需要創新教學模式和仿真手段;3. 缺乏考核模式和學生積極性調動方法，教學考核模式需要與教學模式相配合，充分考慮教學手段變化，有針對性調動學生學習興趣。

　　按照新工科建設要求，改變教學方法[2]，增加學生學習和鉆研積極性，本文針對飛行器系統綜合仿真實驗課程開展教學設計與探索，梳理構建飛行器系統綜合仿真實驗教學內容，通過綜合實驗與調試鍛煉學生;在做中學習理論知識，筑牢學生基礎。從教學內容設計、研究型教學手段和考核模式三個方面進行研究和改革，讓學生在動手、動腦和實踐過程中去映射和體會理論所學知識和方法，使得課程內容和體系前后主動銜接，充分實踐“做中學”的教學理念和模式，提升學生創新實踐能力。

　　二、實驗教學內容設計

　　通過教學大綱的分析，針對課程特點和培養方案前期課程理論體系，設計編列可選的系統綜合仿真實驗項目和教學內容，涵蓋飛機典型系統理論基礎、基于Matlab/Simulink和AMESim的系統建模方法、飛機系統建模編程、仿真與調試等內容要求，使學生能夠了解、學習并掌握工程領域常用的基本仿真工具，編程語言，能夠獨立使用對應仿真平臺完成系統數學建模，完成仿真程序的編寫、調試和仿真結果的處理與分析，并最終撰寫課程實驗報告。

　　具體實驗教學內容包括：

　　(一)系統建模與仿真基礎知識

　　通過集中課堂教學，講解系統仿真技術，系統建模方法，布置課后仿真類專著、文獻查閱和學習，目標是掌握系統建模的基本方法和思路、連續系統/離散系統基本概念，計算機系統仿真系統運行基礎，初步了解Matlab/Simulink或AMESim等工程專業常用系統建模與仿真軟件平臺工具。通過資料文獻查閱和學習，對系統綜合仿真方法有較為系統和全面認識，基本具備開展系統仿真的知識條件。

　　(二)飛行器系統綜合仿真項目實驗與實驗報告撰寫

　　設置多項可選的系統綜合仿真實驗項目，通過學生自主選擇項目，開展仿真對象資料查閱，綜合仿真實驗計劃/方案設計與研討，項目實驗和實驗報告撰寫。具體可選實驗項目包括：

　　1. 小型無人機飛行系統建模與仿真實驗。在小型無人機氣動參數基礎上，通過在Matlab/Simulink仿真平臺下建立三維飛行運動數學模型，搭建仿真環境，完成飛機常見運動過程的仿真和數據輸出，數據處理與分析。

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