具有航空航天特色的控制工程基础课程体系建设

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1、具有航空航天特色的控制工程基础课程体系建设　　[摘要]为了突出以航空航天特色为中心的发展需要，学校在教育教学方面需要加大对相关课程内涵建设的研究、改革和实施。学校可以以控制工程基础课程为载体，以突出航空航天特色为目标，设计一套提升该课程教学专业特色性的课程体系建设方案。学校通过课堂教学和实验教学的改革，建立与课程内容联系紧密的特色教学/实验案例素材库，深化学生对控制工程理论知识的理解，并使学生了解控制工程原理在航空航天中的最新应用，使其具备一定的数字仿真能力和初步综合设计航空航天控制系统的实践与创造能力。　

2、　[关键词]控制工程；航空航天特色；课程建设；教学改革　　[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2016）12-0165-027　　沈阳航空航天大学（以下简称沈航）是一所以航空宇航为特色，以工为主的多科性协调发展的高等院校。作为教学研究型定位的高等学校，我校的教学工作在学校各项工作中占有十分重要的地位。多年来，沈航自动化学院基础教研室承担的控制工程基础课程是我校机械、飞行器与动力和材料等工科专业的一门重要的专业基础课，作为核心课程之一在专业课程体系中占有重要地位。当前，自

3、动化类技术在现代高科技发展的诸多领域（如航空航天）起到了越来越重要的作用，与其密切相关的控制工程基础课程教学也面临着改革，以适应航空航天科技的发展和人才培养的需求导向。该课程涉及数学、力学、电学和测试技术等多门相关课程，以系统的动态过程为研究对象，内容理论性较强比较抽象，同时该课程知识又能运用于有明显实践应用性的广泛领域中。但在实际教学过程中，其理论和实际的结合不是很紧密，难以跟上航空航天工程中控制技术的快速发展。　　为了突出该门课程的航空航天特色，加强培养学生对理论知识的理解掌握和提升学生的工程应用能力和

4、创新意识，我校开展了具有航空特色的控制工程基础教学模式的探索改革与实践。通过将控制理论知识与航空航天专业特点相结合，以期使学生在掌握自动控制基本理论和方法的基础上，对于其在航空航天各领域（如飞行控制系统、航空发动机控制系统、卫星姿态控制系统、火箭/导弹控制系统及其他航空航天运载器的机电控制系统等）中的应用有较为深入的了解，并初步掌握航空航天类控制系统的基本原理和设计方法。　　一、具有专业特色控制类课程建设的研究现状　　在国内，控制类课程一直在各工科专业的课程设置中占有重要地位。江南大学王艳针对电气信息类学生

5、的具体情况，对自动控制原理的课程教学进行了一些改革和尝试。[1]华东理工大学孙京浩等人针对该校过程控制工程国家精品课全方面探讨了课程创新教学改革实践和经验体会。[2]此外，北航的陈殿生等人，江苏科大的袁明新等人和辽宁工程技术大学的李建刚等人还分别对机械控制工程、机电控制工程和控制工程等课程的改革和建设进行了有益探讨并提出了多项措施。[3]面向航空特色的课程建设成果主要体现于国内几所航空类院校。昌航谢小林等对“复合材料”专业的航空特色人才培养途径进行了研究。[4]南航刘海春等对航空特色“7电工电子技术”课程教

6、学进行了研究。[5]此外，昌航罗军明等对金属材料工程和普通化学等专业具有航空特色的创新型人才培养、教学体系建设和课程教学改革等内容进行较为深入的研究和探索实践。[6]　　综上，在自动化核心课程建设方面，整体上国内高校偏重于理论教学。在具有航空特色课程建设方面，几所航空类学校已陆续在多门课程上开展研究和实践尝试，但在控制工程类课程建设上仅有初步尝试（将发动机控制部分引入）[7]，且信息获取方式十分有限，还远不能全面反映航空航天控制领域的整体应用实践情况，有待结合我校的特色进行深入发掘、研究和探索。　　二、具有

7、航空航天特色的控制工程基础课程建设方案　　（一）突出航空航天特色的课程内容优化　　1.课程大纲的修订　　课程大纲是控制工程基础的纲领性规范文件，以突显航空航天特色为指导理念，明确目的，对课程大纲的制订和教学内容的安排体现出基础与综合的合理分配、理论与实践的密切结合、经典与航空航天控制工程前沿的有效过渡。充分结合主讲教师丰富的科研实践经验，按学术专长分工，制订可涵盖航空航天领域典型控制系统和控制问题的内容优化方向和范围。大纲制订目标是使学生具有较强的控制工程基础理论知识，以及具备初步的在航空航天控制系统设计领

8、域综合运用知识的能力、实际动手能力和创新性实践能力。　　2.构建航空航天控制系统设计案例库7　　本文所提出的案例驱动教学，其本质是将理论教学与航空航天控制工程实践相结合，通过工程案例提高课程的实用性和前沿性，并激发学生的学习兴趣，发挥学生主体性和加强对学生创新实践能力的培养。设计的工程案例大致可划分为三种类型：启发引导型、认知辅助型和综合设计型。　　其中，对于启发引导型案例（起到“线”的作用），引入一个系统的大案