国内外“航天电子设计”课程实践教学对比分析

时间：2020-12-08 20:10:24　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：从培养高素质创新工程人才的角度，对国内外航天电子设计的课程结构设计和实践教学方式进行了对比。在课程建设阶段，分析了国外知名同类课程教学内容，对理论教学及实践教学环节进行了规划设计；在课程教学阶段，采用以实践引导教学的方式，对实践性教学模式进行了探索。
　　关键词：创新工程人才；航天电子设计；课程建设；实践教学
　　中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）05-0005-03
　　Abstract： To train more high-level innovative engineering talents， this paper compares the design of the course structures and the teaching practice of aerospace electronic design. At the course constructing stage， the teaching contents of the well-known foreign similar courses are analyzed， and the theoretical part and the practice part are programmed separately. At the course teaching stage， the course is led by practice， as well as the practical teaching/learning ways are explored.
　　Keywords： innovative engineering talents； aerospace electronic design； course constructing； practice teaching
　　一、概述
　　為了构建具有我军特色的世界一流空天科学与工程领域创新人才培养体系，我校空天教学团队充分调研美国麻省理工学院、美国海军学院、英国布里斯托大学等国外一流大学空天科学与工程领域教学体系建设特点，深入分析国外一流大学空天类专业人才培养特点与空天军事人才的培养需求，着重开展空天科学与工程专业人才培养实践教学体系的改革与建设。《航天电子设计》课程作为空间科学与工程领域空间工程专业的本科生前沿拓展课程，在整个空天科学与工程的课程体系中占用重要地位。特别是在工程能力培养与基础理论教学、专业素质培养并重的教学理念牵引下，通过调整《航天电子设计》的课程标准、充实教学内容、改进教学方法，在教学过程中全面体现工程化能力和创新能力培养的思路，对培养基础理论、实验教学、工程实践为一体的空天科学与工程专业人才具有重要意义。
　　本文旨在从创新工程人才培养的角度研究航天电子设计的课程结构设计和实践教学方式，在课程建设阶段，将其与国外知名同类课程进行对比分析，对课程教学及实践教学环节进行规划设计；在课程教学阶段，采用以实践引导课程教学的方式，对小班制启发式实践教学模式进行了探索。
　　二、中外课程对比分析
　　美国麻省理工学院在工程学领域实力雄厚，连续多年在全美工科院校排名中位居第一，特别是其航空航天专业在美国大学专业排名中一直居于一二位，其人才培养理念世界闻名，人才培养体系先进。因此，本文选择麻省理工开放课程《Prototyping Avionics》（《航空电子原型设计》）与我校空天教学体系中的《航天电子设计》课程进行对比分析，借鉴其经验，分析其不足，充分结合我校空间专业本科生的现有知识结构，对课程教学及实践教学环节进行了规划设计，为进一步优化本科人才培养方案，改革与完善课程体系提供借鉴。
　　我校《航天电子设计》课程隶属于设计和应用课程系列，共36学时，其中讲授20学时，实验16学时；另外还包括有综合实验课程《航天电子设计课程综合设计》18学时。课程的总体目标是以航天电子系统为主线，系统地阐述航天电子设计的关键技术和开发流程，重点介绍航天电子系统中的器件特性、设计要点和实施步骤，最后落实到印刷电路板（PCB）的设计与焊接调试、模拟星载机设计与应用、太阳电池阵供电与电压检测等实践环节上。
　　麻省理工《航空电子原型设计》课程隶属于航空航天课程系列，共56学时，其中讲授28学时，实践28学时。课程目标是培养学员进行航空电子系统设计的必备技能——印刷电路板（PCB）的设计与制作。主要授课内容包括基本元器件使用、常用电路设计、设计软件使用与焊接/调试以及嵌入式系统设计等知识。
　　课程的总体设计思想取决于学校相关课程体系设置。电子类课程体系的最终目标是实现从信号处理基础理论向电子系统工程应用的过渡，整个过渡过程包含信号及电路原理、器件、电路设计和工程应用这几个由低到高的阶段。麻省理工《航空电子原型设计》的目标是实现从元器件级向电路板级的过渡，从而与其他相关课程之间实现重复衔接（见图1），如《电路和电子》（Circuits and Electronics）、《电子、信号和测量导论》（Introduction to Electronics， Signals， and Measurement）、《模拟电子实验教程》（Introductory Analog Electornics Laboratory）和《数字系统实验教程》（Introductory Digital Systems Laboratory）等[1-4]。而我校传统电子类课程体系中各阶段课程设置较为独立，如《电工与电路基础》主要介绍电路原理，《模拟电子技术》和《数字电子技术》主要面向器件级电路设计，各课程之间的交叉较少，学员的知识体系结构难以实现从信号及电路原理向工程应用的自然过渡（见图2）。为了弥补原有课程体系与工程应用联系不紧密的问题，《航天电子设计》的课程目标偏重于培养学员进行航天电子设计的应用能力，提高动手能力，为从事航天工程实践打下基础。在教学内容的设置上，《航天电子设计》以实践能力培养为导向，使学员从掌握基本电路知识过渡到具有开展航天电子设计实践的能力。

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