摘 要：現(xiàn)代航空正朝著機電與信息一體、控制與網(wǎng)絡(luò)綜合的方向發(fā)展，為了強化航空基礎(chǔ)理論，鍛煉工程應(yīng)用能力，開展了飛行器系統(tǒng)綜合仿真實驗課程的教學(xué)模式設(shè)計與探索。從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、研究型教學(xué)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(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

　　自動化、信息化和智能化是現(xiàn)代航空器發(fā)展的必然趨勢，由西北工業(yè)大學(xué)申報的“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航空領(lǐng)域的本科專業(yè)，主要面向國家航空航天領(lǐng)域在飛行器控制與信息系統(tǒng)方面對人才的新需求。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)置大量課程輔助實驗/課程設(shè)計、集中實踐和專業(yè)綜合設(shè)計環(huán)節(jié)，《飛行器系統(tǒng)綜合仿真實驗》作為專業(yè)必修的集中實踐環(huán)節(jié)，計劃通過開展綜合仿真實驗，為學(xué)生從課程教學(xué)向畢業(yè)設(shè)計過渡提供橋梁，為學(xué)生適應(yīng)航空領(lǐng)域綜合信息化和自動化發(fā)展提供實踐操作和直觀接觸。然而，該課程教學(xué)存在如下問題：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)新性集中實踐環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)實驗室教學(xué)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(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，有針對性調(diào)動學(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，本文針對飛行器系統(tǒng)綜合仿真實驗課程開展教學(xué)設(shè)計與探索，梳理構(gòu)建飛行器系統(tǒng)綜合仿真實驗教學(xué)內(nèi)容，通過綜合實驗與調(diào)試鍛煉學(xué)生;在做中學(xué)習(xí)理論知識，筑牢學(xué)生基礎(chǔ)。從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、研究型教學(xué)手段和考核模式三個方面進行研究和改革，讓學(xué)生在動手、動腦和實踐過程中去映射和體會理論所學(xué)知識和方法，使得課程內(nèi)容和體系前后主動銜接，充分實踐“做中學(xué)”的教學(xué)理念和模式，提升學(xué)生創(chuàng)新實踐能力。

　　二、實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

　　通過教學(xué)大綱的分析，針對課程特點和培養(yǎng)方案前期課程理論體系，設(shè)計編列可選的系統(tǒng)綜合仿真實驗項目和教學(xué)內(nèi)容，涵蓋飛機典型系統(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，編程語言，能夠獨立使用對應(yīng)仿真平臺完成系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模，完成仿真程序的編寫、調(diào)試和仿真結(jié)果的處理與分析，并最終撰寫課程實驗報告。

　　具體實驗教學(xué)內(nèi)容包括：

　　(一)系統(tǒng)建模與仿真基礎(chǔ)知識

　　通過集中課堂教學(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，計算機系統(tǒng)仿真系統(tǒng)運行基礎(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工具。通過資料文獻查閱和學(xué)習(xí)，對系統(tǒng)綜合仿真方法有較為系統(tǒng)和全面認識，基本具備開展系統(tǒng)仿真的知識條件。

　　(二)飛行器系統(tǒng)綜合仿真項目實驗與實驗報告撰寫

　　設(shè)置多項可選的系統(tǒng)綜合仿真實驗項目，通過學(xué)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(shè)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(tǒng)建模與仿真實驗。在小型無人機氣動參數(shù)基礎(chǔ)上，通過在Matlab/Simulink仿真平臺下建立三維飛行運動數(shù)學(xué)模型，搭建仿真環(huán)境，完成飛機常見運動過程的仿真和數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)處理與分析。

　　推薦閱讀：航空航天技術(shù)類的sci期刊