获奖等级：国家级
课程类别：虚拟仿真实验教学一流课程
完成单位：自动化学院
课程负责人：江驹
课程团队其他主要成员：王新华、杨姗姗、夏静萍、张绍杰
一、课程概况
本实验课程共计4学时，主要面向专业主干核心课“飞行控制系统”以及新生研讨课“舰载机着舰引导与控制”开设。以“舰载机着舰纵向飞行控制律设计”为核心，构建了从舰载机自然特性分析、多回路控制律设计以及综合仿真优化为主线的实验流程，涵盖了从基础认知、设计分析、综合仿真及开放创新等环节的递进深入的虚拟仿真实验。力求满足从本科生到硕、博士研究生，甚至部分非本专业青年教师理论学习与创新实践的需求，以至为舰载机飞行员、研究机构技术人员培训提供理论与实践教学平台。
二、课程建设与改革举措
（一）加强思政教育元素，提升大学生的政治素养
舰载机着舰控制是近年来我国重大工程项目之一，是国之重器，因此开设舰载机着舰纵向飞行控制律设计虚拟仿真实验课程，面向大一新生和对飞行控制专业有所了解的高年级大学生，除了可以传授他们专业知识，拓宽他们技术领域外，更是一种创新与奉献精神的传承，是深耕大学生面对和解决复杂工程技术难题勇往无前，开拓创新意识和品质的有效手段。
（二）科研转化教学，符合工程实践规律的实验设计思路
本课程实验内容来自于团队多年研究成果，在与国内航空工业集团和船舶工业集团下属研究机构开展了广泛深入的合作，协助其建立了多个数字仿真及半实物仿真系统基础上，积累了从舰载机飞行控制律设计、着舰引导系统建模、着舰环境（甲板运动、舰尾流等）建模、弹射/拦阻装置建模等系列化的虚拟仿真资源。
（三）教学内容丰富，与工程实践结合紧密
构建了从基础部件认知、设计方法演示、控制理论分析、数字仿真验证、半实物仿真验证为主线的丰富的实验模块，涵盖了从认知型实验、基础实验、设计实验、综合实验和创新实验不同阶段的虚拟仿真实验，既可作为飞行控制类课程实验，也可为相关领域的创新创业活动提供支撑。
（四）通过虚拟现实技术增强学生进行实验的主动性
针对现有实验的交互性不强，学生在学习过程中主动性不够、参与度不高等现象，和实际飞行试验存在难度大、风险高等问题，通过虚拟现实构建实际工程情境，辅以嵌入式飞控软硬件系统，以虚实结合的形式，让学生既能主动参与到实验中来，并通过实际操作进行开发性和创新性实验，又不增加实验风险和费用。
（五）采用多元化考核方式，建立体系化的考核机制
通过个性化任务安排避免学生抄袭偷懒的现象，利用“多元化”的考核方式，构建了多角度、多层次的学生实验成绩评价体系，除了评价学生掌握系统知识的能力外，还注重评价学生的创新能力，解决工程实际问题的能力。
三、课程主要特色
（一）弥补实际实验不足，加强学生综合素质和思维能力培养
舰载机着舰纵向飞行控制律设计虚拟仿真实验通过真实的工程数据结合三维虚拟仿真技术，设计合理的虚拟实验环节，复现高难度、高成本、高风险的舰载机着舰控制半物理实验。皆在开发适合相关专业在校大学生的舰载机着舰飞行控制律设计虚拟仿真实验软件，培养学生们的综合素养和思维能力。
（二）突出实验方法的开放性、自主性和探索性
针对工程问题中最优控制参数寻求的工程实践能力和创新能力培养，以及复杂的着舰环境中随机性、突发性等特点，设置个性化的任务分配策略，控制参数不同，仿真结果亦不同，从而激发学生的探索精神和实践兴趣，启发并培养学生的创新意识。
（三）构建了合理有效的一体化双评价体系
本实验具备完善的实验系统自评价体系，基于学生的实验成绩评价，并结合调查问卷收集学生对实验系统、实验设计、学习效果等方面的评价与反馈信息，进行统计分析，以便项目团队进一步改善该虚拟仿真实验课程的功能、提高教学质量。
四、课程建设成效
航母舰载机的研发是国家重大发展战略之一，是增强国防综合实力、推行深海防御战略和威慑敌对势力的有效手段，也是高难度、高风险、多学科综合化的系统工程，尤其是舰载机着舰技术更是被誉为“刀尖上的舞蹈”，是一个国家科学技术综合实力的集中体现。航母舰载机工程中涌现出的罗阳、戴明盟等先进人物和事迹更是大学思政教育的生动教材。
本课程基于真实的工程数据，采用任务驱动以及自由探索等先进教学模式，培养学生的工程探究能力以及自主学习思考能力。专业性强，适用范围广，满足从本科生到专业硕/博士研究生、青年教师理论与实验课程学习、创新型研究的需要，为舰载机飞行员、研究机构技术人员培训等提供理论与实践教学平台。
近5年来，团队依托“飞行器自主控制技术”教育部工程中心以及“飞行器综合控制”江苏省实践教育中心，开展了飞行控制系统、舰载机着舰引导与控制、飞行综合控制系统、现代飞行控制系统等课程的理论教学和课程实验教学，完成线下实验教学6000余人时数，自2020年舰载机着舰纵向飞行控制律设计虚拟仿真实验课程上线后，已经完成了2200余人时数的线上虚拟仿真实验教学任务，教学过程良好，受到校内外师生的广泛好评。