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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称: 导弹总体结构设计 一级学科:  08 工学
二级学科: 0815 航空航天类 教学层次:  专升本
负责教师: 谷良贤 学校名称:  西北工业大学
院系名称:   申报状态:  已获奖
申报级别: 国家级 申报文件下载:  无下载文件
获奖名称: 获奖年度:  2006
主页地址: http://202.117.80.9/jp2005/02 是否交换: 
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课程介绍:

国家精品课程网上申报评审系统 - 公示课程
推荐单位: 陕西省
所属学校: 西北工业大学?部属)
课程编号: 047?
课程名称: 导弹总体结构设计?
课程层次: 本科专业分类体系?
课程类型: 专业(技术)基础课?-理论课(含实践课)?
所属一级学科名称: 工学?
所属二级学科名称: 航空航天类?
课程负责人: 谷良贤?
申报日期: 2006-6-8?
课程网络资源: 课程网络资源
1.课程负责人信息
1-1基本信息
姓名: 谷良贤? 性别: 女? 出生年月: 1957年1月?
最终学历: 博士研究生? 职称: 博导? 电话: 029-88492783?
学位: 工学博士? 职务: 系副主任? 传真: 029-88492989?
所在院系: 航天学院航天设计工程系? E-Mail: gulx@nwpu.edu.cn?
通信地址(邮编): 陕西西安西北工业大学249信箱?
研究方向: 飞行器总体综合设计、多学科设计优化、作战效能分析?
1-2教学情况
近五年来讲授的主要课程如下:
1)导弹总体设计原理,本科生专业基础课,4学时/周,3届,180人;
2)导弹概论,本科生专业基础课,4学时/周,4届,582人;
3)飞行器总体设计,硕士生专业基础课,4学时/周,5届,208人;
4)导弹作战效能分析,硕士生专业课,4学时/周,5届,120人;
5)飞行器多学科设计优化,博士生专业基础课,4学时/周,2届,18人
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实践性教学:
1)???指导本科生毕业设计 5届,共计22人;1人获重点扶持项目一等奖,1人获校优秀毕业论文。
2)?????? 指导硕士研究生,5届,毕业18人,在校14人。2名硕士生分别获校优秀硕士学位论文一等奖(04年)、二等奖(05年),多人获“校三好学生”、“院三好学生”、“CAST奖学金”、“长征奖学金”等。
3)指导博士研究生,2届,7人。
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主持的教学研究课题:
1)??“飞行器设计与工程专业体系改革”,陕西省,2002-2005,参加人。
2)导弹总体设计原理,西工大精品教材工程建设项目,2002-2004,主编。
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主编教材情况:
1)?????? 主编国防科工委“十五“重点教材《导弹总体设计原理》,西北工业大学出版社出版,2004.11;
2)?????? 参编西北工业大学重点教材,《航空航天技术概论》,国防工业出版社,2006.8;
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获得的奖励:
1)?????? 《导弹总体设计原理》,第三届国防科技工业优秀图书奖,主编,2005年;
2)?????? 西北工业大学优秀奖教金,2004年;
3)?????? “以专业主干课程教材建设和精品课程建设为主线,探索教学改革的新思路”,西北工业大学优秀教学成果二等奖,2005年,署名第一;
4)?????? 西北工业大学奖教金,2005年;
5)?????? SHAFT(何鸿燊)奖教金一等奖 ,2004年,何鸿燊基金会。
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1-3学术研究

近五年来承担的学术研究课题:
1)××飞行器设计技术研究,863项目,2003年,负责人;
2)导弹多学科多层次优化设计技术,航天支撑基金,2002~2004年,负责人;
3)××导弹突防总体技术研究,航天科技基金,2002~2004年,负责人;
4)××飞行器多学科设计优化技术研究,863项目,2004~2005年,负责人;
5)? ××飞行器气动布局与一体化设计技术研究,国防重大基础预研,2004~2005年,主要参加人。
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发表的学术论文:
1)?????? 基于遗传算法的组合优化方法在整体式冲压导弹一体化设计中的应用,西北工业大学学报,2004(3),第1作者;
2)??????? 多学科设计集成环境的模式和应用,宇航学报,2004(4),第1作者;
3)?????? 跳跃式弹道方案设计及优化,兵工学报,2005.5,第1作者;
4)?????? 多学科设计优化方法比较,弹箭与制导学报,2005.2,第1作者;
5)?????? 协作优化方法的计算特性及其应用范围研究,空间科学学报,2002.12,第1作者。
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2.主讲教师情况(1)
2(1)-1基本信息
姓名: 文立华? 性别: 男? 出生年月: 1964年5月?
最终学历: 博士研究生? 职称: ? 电话: 029-88493620?
学位: 工学博士? 职务: 无? 传真: 029-88494430?
所在院系: 航天学院航天设计工程系? E-Mail: lhwen@nwpu.edu.cn?
通信地址(邮编): 西安市西北工业大学航天学院(710072)?
研究方向: 飞行器结构设计及分析?
2(1)-2教学情况
近五年来讲授的主要课程:
1)有限元及程序设计, 专业基础课,周学时4,3届/90人
2)结构动力学, 专业基础课,周学时4,5届/157人
3)有限元与边界元, 专业基础课,周学时4,3届/67人
4)结构动力学计算方法, 专业基础课,周学时4,5届/97人
5)结构动态测试技术, 专业课,周学时4,3届/45人
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承担的实践性教学:
1)计算机实习,3届,150人
2) 本科毕业设计,5届,17人
3)指导硕士研究生,5届,15人
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教学研究课题:
1)??导弹现代结构设计,西工大精品教材工程建设项目,2003-2006,参加人。?
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获得的教学表彰/奖励:
1)航天科技shaft奖教金,2005
2)西北工业大学奖教金,2005
3)西北工业大学航天学院最满意教师,2005
4)西北工业大学优秀毕业设计,2005
5)西北工业大学奖教金,2003
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2(1)-3学术研究
近五年来承担的学术研究课题:
1)?????? 声辐射和散射的子波谱方法,国家自然科学基金,2003-2005,课题负责人;
2)?????? 武器装备预研,智能结构用于冲击误差的控制,2003-2005,课题负责人;
3)?????? 航天基金,基于CAE技术的仿真系统,2004-2006,课题负责人;
4)?????? ‘组合体动力特性分析与实验’专题负责人,国家863子项目,2002-2004;
5)?????? 折叠翼设计,中国空空导弹研究院,2004--2005,课题负责人。
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发表的学术论文:
1)?????? Jin-You Xiao , Li-Hua Wen, et al, ‘Solving second kind Fredholm integral equations by periodic wavelet Galerkin method’,Applied Mathematics and Computation,175(1),2006
2)?????? Li-Hua Wen, Jin-You Xiao, et al, ‘A Periodic Wavelet Galerkin BEM for 2-D Helmholtz Problem’, Proceedings of? ICTCA, Sept., 2005.
3)?????? 文立华等,‘轴对称声振耦合的边界子波谱与有限元耦合方法及应用’,振动与冲击,24(1),2005
4)?????? Wen Lihua,‘On the application of Wavelet Transform to the Solution of Integral Equations for Acoustic Radiation and Scattering’, Chinese J.of acoustics,21(2),2002
5)? 文立华等,‘子波分析在声辐射和声散射中的应用’,中国工程科学,4(8),
2002
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2.主讲教师情况(2)
2(2)-1基本信息
姓名: 倪健? 性别: 男? 出生年月: 1965年11月?
最终学历: 研究生? 职称: ? 电话: 13279342641?
学位: 硕士? 职务: 无? 传真: 029-88492989?
所在院系: 航天学院航天设计工程系? E-Mail: nijian@nwpu.edu.cn?
通信地址(邮编): 西安西北工业大学航天学院(710072)?
研究方向: 飞行器结构、机构可靠性分析与设计?
2(2)-2教学情况
近五年来讲授的主要课程:
1)导弹结构设计,本科生必修课,6学时/周,5届,250人;
2)专业英语,本科生必修课, 4学时/周,3届,90人左右;
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实践性教学:
1)本科毕业设计:5届,总人数15人;
2)课程设计:3届,总人数90人。
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教学研究课题:
1)?? 先进导弹结构设计网络课件,西工大网络教材工程建设项目,2002-2006,负责人。
2)??导弹现代结构设计,西工大精品教材工程建设项目,2003-2006,参加人。
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获得的教学奖励:
1)2001年获得何鸿燊奖教金一等奖;
2)2001年获得校优秀教学成果奖二等奖;
3)2001年指导的本科生毕业论文被评为西工大优秀毕业论文;
4)2004年获得校多媒体电子课件竞赛获奖。
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2(2)-3学术研究
科研项目:
1)??? 折叠弹翼/舵面可靠性设计及分析技术研究,2001~2002年,负责人;
2)??? 导弹结构动可靠性研究, 2002~2003年,主要参加者;
3)??? 先进导弹结构设计电子课件研究,2003年~2006年,负责人。
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发表论文:
1)??? 导弹结构动力可靠性分析,弹箭与制导学报,2002.11,第一作者
2)??? 导弹展开机构可靠性分析与计算,弹箭与制导学报,2003.5,第一作者
3)??? 导弹折叠翼展开机构的可靠性定性分析,上海航天,2000.3,第一作者,
4)??? 导弹折叠翼展开机构运动功能可靠性分析,上海航天,2001.5,第一作者
5) 导弹折叠翼展开机构运动精度可靠性,战术导弹技术,2000.3,第一作者
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2.主讲教师情况(3)
2(3)-1基本信息
姓名: 龚春林? 性别: 男? 出生年月: 1980年4月?
最终学历: 在职博士? 职称: ? 电话: 029-88492783?
学位: 硕士? 职务: 无? 传真: 029-88492989?
所在院系: 航天学院航天工程设计系? E-Mail: Leonwood_0@hotmail.com?
通信地址(邮编): 西安市西北工业大学249信箱(710072)?
研究方向: 飞行器多学科优化设计、总体设计?
2(3)-2教学情况
主讲课程:
1)?????? 有翼导弹总体设计原理,专业课,6学时/周,3届,180人
2)?????? 专业外语,专业课,4学时/周,2届,62人
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实践性教学:
1)?????? 计算机C程序设计实习,2届,65人
2)?????? 本科毕业设计,3届,8人
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教学研究课题:
1)?导弹总体设计原理,西工大精品教材工程建设项目,2002-2004,参加人。
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教学表彰:
1)西北工业大学优秀教学成果二等奖,2005年,第二名
2)西北工业大学英普奖一等奖,2002年
2)西北工业大学英普奖一等奖,2003年
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2(3)-3学术研究
学术课题:
1)?????? ××弹头导弹总体方案研究,航天基金,2006-2007,负责人
2)?????? 基于网络的导弹设计平台研究,西北工业大学青年创新基金,2005-2006,负责人
3)?????? ××飞行器多学科设计优化技术研究,863项目,2002-2005,主要参加人
4)?????? ××飞行器总体方案研究,863项目,2005-2006,主要参加人
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学术论文:
1)?????? 基于系统分解的多学科集成设计过程与工具,计算机集成制造系统,第一作者,2006.3
2)?????? 飞航导弹基于响应面近似技术的并行子空间优化设计,西北工业大学学报,第一作者,2005.6
3)?????? 跳跃式弹道方案设计及优化,兵工学报,第二作者,2005.6
4)?????? 多学科设计集成环境的模式和应用,宇航学报,第二作者,2004.8
5)?????? 基于遗传算法的组合优化方法在整体式冲压发动机导弹一体化设计中的应用,西北工业大学学报,第二作者,2004.6
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3.教学队伍情况
3-1人员构成(含外聘教师)
姓名 性别 出生年月 职称 学科专业 在教学中承担的工作
谷良贤 1957-01-10 博导 飞行器设计 主讲教师、编写教材、课程组织
余旭东 1938-11-08 教授 飞行器设计 主讲教师、教材编写、教学督导
温炳恒 1932-11-16 教授 飞行器设计 教材编写、课程建设
文立华 1964-05-06 教授 飞行器设计 主讲教师、电子教案
段德高 1956-01-20 副教授 飞行器设计 主讲教师、课程设计
倪 健 1965-11-09 副教授 飞行器设计 主讲教师、课程设计
龚春林 1980-04-26 讲师 飞行器设计 主讲教师、网络教材
王 焘 1960-09-25 相当于副教授 飞行器设计 实验教师、实验指导书
闫代维 1975-11-19 助教 飞行器设计 辅导教师、网络资源
校金友 1981-08-13 助教 飞行器设计 辅导教师、实验、网络教材
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3-2教学队伍整体结构
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《导弹总体结构设计》课程的教学队伍由10位教师组成。在知识结构方面,由博导、教授、副教授、高工、讲师、助教等组成,其中中青年教师均已获得博士学位或为在职博士。
教师队伍中从不同学校或科研单位取得硕士学位3人,取得博士学位1人。
在年龄结构上,教学小组老、中、青相结合,以中青年教师为主,形成了良好的“传、帮、带”局面。整个教师队伍师德优良,知识层次高、年龄结构合理。???
??? 在师资配置方面,针对课堂教学、实验教学、课程设计、教学辅导等环节,充分发挥各位教师的专业特长,分工明确,针对性强。其中,谷良贤(博导)、余旭东(教授)、文立华(教授)、段德高(副教授)、倪健(副教授)、龚春林讲师承担了课堂教学任务,形成了稳定、持续发展的主讲教师队伍;王焘(高工)承担了实验教学任务;倪健、段德高老师承担了课程设计任务;校金友、闫代维助教承担了教学辅导任务;并聘请有多年导弹设计经验的资深教师温炳恒教授担任课程建设的顾问。
??? ?主讲教师均参加了本课程教材《导弹总体设计原理》(国防科工委“十五”规划教材)、《导弹现代结构设计》(西北工业大学重点教材)的编写工作。
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3-3教学改革与教学研究
???
近五年来教学队伍教研活动涉及领域包括教学方法、教学手段、教材建设、实验室建设、专业建设、课程体系等多个方面。
(1)多年来我们不断在教学实践中探索改革,不仅深化了导弹总体结构设计的课程体系,而且对教学内容也进行了全面的改革。课程内容体系以各类型导弹的共性为主,将共性与特性相结合,覆盖了有翼导弹和弹道导弹总体设计的有关问题,并将目前先进的数字化设计、多学科设计优化方法引入到课程内容体系中;教学内容上安排了计算机辅助设计、现场教学等内容。
(2) 在教材建设方面,我们不断充实完善导弹总体设计和导弹结构设计教材,将多年的科研和教学经验融合到教材中,编写完成了国防科工委“十五”重点教材《导弹总体设计原理》,2004年11月出版,并获得省部级奖励:国防工业科技优秀图书奖;编写完成了西北工业大学重点教材《导弹现代结构设计》。
(3)我们早在2003年就开展了电子课件的建设和网络教学建设,《先进导弹结构设计》网络课件,获西北工业大学重点资助,并获得西北工业大学多媒体电子课件竞赛二等奖。课程提供的网络课件、电子教案、教学网站、媒体资源等受到了学生的普遍欢迎。
(4)在实验室建设方面,我们规划并完成了本课程的中心实验室建设,为本课程的结构实验教学配套,完善、充实了导弹陈列室。明显地提高了本课程实践性教学环节的教学水平和教学效果。
(5) 规范了教学文件,2004年重新编写了课程教学大纲、课程设计指导书、课程实验指导书等;在教学实验方面,注重课堂教学与实验教学相结合,开设了结构的悬浮分离实验,折叠翼的结构与展开性能实验,固支梁的冲击激励实验,这些实验在同类专业中是独特的。
(6) 在教学方法方面,我们通过示范教学和教学法研究,积极探索,注重将科研最新进展和导弹技术前沿发展趋势引入教学中,启发学生对课程的兴趣,受到了学生的普遍好评。
(7) 在教学手段方面,我们积极探索新的教学手段,采用课堂教学、实践性教学、上机实践、课程设计、前沿知识讲座等方式,将传统的课堂教学手段与多媒体教学、网络教学、实验教学、课外拓展教学相结合,提高了学生的学习兴趣,取得了显著的教学效果。
(8) 在专业建设方面,“导弹总体结构设计”是国家重点学科飞行器设计的专业主干课程之一,该课程教学队伍与专业其他教师一道,不断完善专业建设,深化教学改革,完成“飞行器设计与工程专业体系改革”教改项目,飞行器设计与工程专业被评为陕西省名牌专业。
(9) 在毕业设计方面,我们重视学生能力的培养,让部分优秀学生参与简单的科研课题,产生了很好的效果。本科生参于科研项目“××弹头控制”,2004年得到西北工业大学本科毕业设计重点扶持项目资助,并获得一等奖。
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3-4师资培养
???
教学团队对中青年教师实行传、帮、带,制定了详细而科学的青年教师培养
计划,取得了卓越的成效:
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????1)由丰富经验的主讲教师组织青年教师定期交流,以言传身教的方式将老教师的教学方法传授给中青年教师。教师队伍中,谷良贤教授承担了国家863、部委、科研院所项目40多项,具有丰富的导弹总体设计经验。在10多年的教学实践中,结合科研成果,不断地更新课程教学内容和教材,培养了龚春林讲师作为课程“总体设计”部分的主讲教师。余旭东教授作为课程“结构设计”部分的主讲教师,具有多年的导弹结构设计经验,通过言传身教,培养了段德高、倪健两名中青年教师。另外,2004年,教学队伍中又从西北工业大学其它学院引进了文立华教授担任主讲教师
??
??? 2)在青年教师正式主讲该课程前,课程小组和院教学督导小组听课至少三次,
逐渐从辅导课、课程设计到参加部分章节的课程主讲
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??? 3) 在中青年教师授课过程中,航天学院教学督导组均随机听课4次,及时总结经验,提出意见,并检查教案,全程帮助中青年教师提高教学质量。
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4)每学期举办示范教学2次,要求青年教师参加,之后进行教学法座谈,培养他们的教学能力。
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??? 5 )要求主讲青年教师参加科研课题及工程型号设计工作,讲课中将科研与教
学紧密结合,不断丰富教学内容。
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???五年中,教师队伍引进教授1名,晋升副教授和讲师各1名。
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4.课程描述
4-1本课程校内发展的主要历史沿革
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导弹总体结构设计是导弹设计专业及飞行器设计专业本科生必修的主要专业课之一,面向总体设计、结构分析及设计、飞行动力学及控制等方向学生开设。本课程是在原苏联专家讲课的基础上,于1958年由西北工业大学和哈尔滨军事工程学院导弹设计教研室老一辈教师创建的,当时使用的教材为保密教材。1963年以后,采用教师自编的教材为《导弹总体设计》、《导弹部件设计》。该课程最早正规出版的教材《有翼导弹总体设计原理》于1980年由北京航空学院和西北工业大学合编,国防工业出版社出版,参加编写的教师有北京航空学院的白文林、孙杏初和西北工业大学的温炳恒、张尚书四位教师。承担该门课程的主讲教师以温炳恒教授为代表,有李兴贤、程万、张尚书等。《有翼导弹结构设计原理》由西北工业大学葛金玉教师主编,西北工业大学的陈集丰、管可长、余旭东和北京航空学院的苗万容参编,国防工业出版社1986年出版,由葛金玉、余旭东、管可长、陈集丰等教师主讲。
《有翼导弹总体设计原理》于1992年再次修订,由西北工业大学出版社出版。参加编写的教师有西北工业大学的温炳恒、肖保生和北京航空航天大学的白文林、孙杏初四位教师。《有翼导弹总体设计原理》和《有翼导弹结构设计原理》讲授有翼导弹的设计问题,研究对象是以地空导弹为主,兼顾空空导弹、飞航式导弹等,主要作为高等国防工科院校导弹设计专业的专业课教材。承担总体设计课程的主讲教师以温炳恒教授为代表,有肖保生、楼琦良等教师。之后,导弹总体设计课程培养了谷良贤、赵育善等年轻主讲教师。承担结构设计的主讲教师以余旭东、陈集丰、张铎教授为代表,并培养了段德高、倪健等年轻教师。
2002年《有翼导弹总体设计原理》改名为《导弹总体设计原理》由国防科工委作为“十五”重点教材进行资助,由谷良贤教授主持,作为国防科工委所属七所院校飞行器设计专业必修课教材。该书由谷良贤教授和温炳恒教授主编,于2004年11月出版。2004年,《有翼导弹结构设计原理》改名为《导弹现代结构设计》,列为西北工业大学重点教材,由国防工业出版社出版。
导弹总体结构设计在课程体系上的重大改革是根据现代导弹设计发展的需要,将总体设计与结构设计有机地结合起来,遵循导弹设计的基本要求,对导弹总体与各部分原理、结构进行系统地介绍。近年来,本课程除采用文字教材进行课堂教学外,还配有相应的电子课件和网络教材,采用先进的多媒体手段进行授课。课程还采用了到部队实习,到中心实验室实验等实践性教学环节。这种改革不仅大大提高了上课效率,扩大了讲课信息量,同时通过多媒体可视化、形象化教材,增加了学生的学习兴趣,加深了学生对授课内容的理解,实现了师生的教学交流,对现代化国防教学课程的革新和发展具有重大意义。
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4-2理论课和理论(含实践)课教学内容
4-2-1结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标
导弹总体结构设计是西北工业大学航天学院飞行器设计专业主要的专业必修课。本专业是我国导弹设计单位设计人员的主要输送专业之一,每年招收20~30名高素质学生,力求培养精英人才,对学生提出的目标即是“新一代导弹总设计师”,这也是本课程的主要培养目标。
由于导弹设计的复杂性、综合性和系统性,本专业开设了大量的理论和专业课程,包括高等数学、工程数学、工程制图、理论力学、材料力学、空气动力学、飞行力学、控制理论等。《导弹总体结构设计》课程是以上课程和学科在导弹设计过程的综合应用。本专业毕业学生素质高低在本课程中得到最终反映。通过多届毕业学生反映,只有完成本课程的学习,才真正理解和明确了本专业的研究目的、方向和目标。
作为本专业的最后一门主干课程,本课程衔接了理论课程学习和科研实践。课程在设计原理、概念、方法等方面强调系统全面、深刻精炼、科学逻辑的有机结合,注重学科交叉和统一。课程大纲的制定和教学内容安排体现了基础与综合的合理分配、理论与实践的密切结合、经典与前沿的有效过渡等特点,充分结合主讲教师丰富的科研实践,运用启发式教学模式,旨在培养学生基础知识综合运用能力、实际动手能力、辨证逻辑思维能力和创新性科研实践能力。
4-2-2知识模块顺序及对应的学时
理论教学:
1)? 绪论(2学时)
2)? 战术技术要求分析论证(10学时)
3)? 主要参数选择及外形设计(22学时)
4)? 部位安排与质心定位(4学时)
5)? 导弹系统性能分析与优化(14学时)
6)? 导弹的外载荷与强度(10学时)
7)? 导弹结构及机构设计(24学时)
8)? 结构动态分析(6学时)
9)? 总体结构可靠性设计及数字化设计(8学时)
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实践性教学:
1)? 参观导弹陈列室(2学时)
2)? 弹身、弹翼、操纵机构现场教学(4学时)
3)? 上机大作业(10学时)
4)? 课程设计(2周)
5)? 部队认识实习(3天)
6)? 厂、所生产实习(3周)
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实验课:
1)结构静力实验(8学时)
2)结构振动实验(12学时)
3)导弹典型结构及机构实验操作(8学时)
4-2-3课程的重点、难点及解决办法
课程的重点、难点内容:
“导弹总体结构设计”课程的内容很多,但是课程的重点和难点是导弹总体结构设计的基本概念、基本原理和基本方法,具体有:
n???????? 导弹总体结构设计的基本思路和方法
n???????? 战技指标的分析论证方法
n???????? 相对量运动微分方程建立与求解
n???????? 导弹气动布局
n???????? 结构传力分析
n???????? 导弹的结构和机构设计
n???????? 导弹总体结构优化设计
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解决办法:
为使学生很好地掌握以上重点和难点,我们采用如下解决办法:
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1)导弹总体结构设计的基本思路和方法
这是总体结构设计的入门。初学者易将导弹总体结构设计感性地错误理解为是一套可由个人独立完成的固定步骤。通过介绍导弹设计单位的团队模式、设计过程和所采用的方法纠正这一认识,同时通过设计单位的认知实习进一步深刻理解导弹设计思想。
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2)战技指标的分析论证方法
这是衔接军方任务需求和总体结构设计过程的关键步骤。战技指标包含导弹各个子系统和设计任务方案的确定,而且不同类型的导弹差别较大。在没有设计经验的情况下,学生很难依据战技指标确定初步的总体方案。一方面鼓励学生参阅大量的补充教材,如:《飞航导弹总体设计》、《防空导弹总体设计》等,了解各类导弹的指标确定依据;另一方面,从教师的科研工作中提取实例进行分析。
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3)相对量运动微分方程建立与求解
这是主要设计参数确定的关键,需要综合应用飞行力学、空气动力学、导弹控制理论等概念,同时需要较强的数值计算、建模和编程能力。这是课程的一个重点加难点。通过10个学时的理论建模和上机实验,以及主讲教师和辅助教师的辅导,辅助学生掌握此知识点。
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4)导弹气动布局
气动布局的确定需考虑很多定量和定性因素,如气动特性、稳定性、操纵性、机动性和部位安排特性,因此必须对典型导弹布局的特性有较深入的了解。一方面通过安排学生进行气动、控制等导弹特性的计算,定量地比较各类布局特性;另一方面安排进行导弹实物参观,现场分析导弹各种布局形式的特点,加深学生对布局方案的理解和比较。
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5)结构传力分析
结构的传力、受力分析是一难点,该教学内容组织目的主要帮助学生在掌握设计概念与基本设计分析方法的基础上,结合典型设计条件、典型结构的分析,掌握传力分析的基本思维规律和方法。
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6)导弹的结构和机构设计
导弹结构和机构的设计需要丰富的设计经验,对初学者是一大难点,为此在教学内容的组织上,安排了导弹陈列馆现场教学,要求学生通过参观陈列室及现场课,仔细观察各类导弹结构实物及解剖的结构、机构,积累设计资料,从而学会独立对实际结构进行综合分析,培养其初步设计能力。
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7)导弹总体结构优化设计
关键是要掌握优化设计理论在导弹总体设计中的应用。由于总体结构设计考虑到的学科交叉特点,很难掌握分析模型、设计空间、约束条件和目标函数的建立。通过在课堂上介绍科研中典型导弹的优化设计模型建立过程和参数选择方法,在课程设计中安排优化设计的题目,使学生掌握总体优化设计的概念。同时,在此介绍先进的多学科设计优化技术在航空航天领域的应用,激发学生对优化和创新设计的兴趣。
4-2-4实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)
?实践教学是导弹总体结构设计课程教学体系中一个不可缺少的重要环节对学生创新能力的培养,综合素质的提高具有不可替代的作用。课程实践教学的内容有:
1) 带领学生到教学中心实验室和结构实验室,对学生进行初步总体结构设计训练。实验室不仅在时间、空间上是开放的,而且在实验内容、设备上也是开放的,让学生成为实验主体,在反复实验中巩固所学知识,培养创新能力。
2) 参观导弹陈列室教学,进行导弹实物现场教学。航天学院导弹陈列室已有50多年的历史,具有多种导弹实物与解剖实物。在陈列室教学中,教师结合各种具体型号的导弹介绍该弹总体结构的设计特点,分析具体型号的设计思想。利用丰富的导弹解剖实物,向学生介绍导弹各种结构和机构,并采用教师引导,学生自主观察接触实物自主分析的形式展开研讨活动。这对于学生建立系统设计的概念,掌握实际工程设计技术收到了良好的效果。
3) 组织学生到部队进行认识实习,了解导弹的实际操作过程、工作原理和导弹的实际结构,使学生形象地学习导弹设计的使用及维护要求等,并进行国防教育,学习解放军的优良作风和高尚品质。
4) 组织学生到导弹研究单位和生产厂家进行生产实习,让学生了解并参加导弹的实际设计和生产过程,进一步增加学生对导弹的感性认识,具体了解导弹设计的工艺性和经济性要求,并培养学生理论联系实际的作风和实际动手能力
5) 安排上机实践。给定某一导弹的主要参数,让学生上机求解导弹第二级燃料相对质量系数,对学生进行上机大作业的设计训练结合某导弹零件或部件设计,让学生应用CAD、CAA等辅助软件完成结构设计并绘出二维或者三维设计图
????6) 安排课程设计实践。让学生实际参与导弹设计的科研工作,将书本知识应用于科研实践,培养学生综合运用所学知识的能力独立工作能力和技术创新能力
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4-3教学条件(含教材使用与建设;促进学生主动学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)
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教材使用与建设:
1963年开始使用的教材为《导弹总体设计》、《导弹部件设计》。1980年后使用的教材为《有翼导弹总体设计原理》、《有翼导弹结构设计原理》。目前新编的教材中,《导弹总体设计原理》已于2002年由国防科工委列为“十五”重点教材进行资助,《导弹总体设计原理》教材作为国防科工委所属七所高校飞行器设计专业本科生必修课的教材,该书由谷良贤和温炳恒教授主编,2004年11月出版。《导弹现代结构设计》于2004年列为西北工业大学重点教材,由国防工业出版社于2006年7月出版。本课程的电子课件已于2004年开始编制、设计,第一期工程已经完成。
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扩充性资料使用情况:
关于导弹总体结构设计原理,宇航出版社出版了系列丛书,例如《防空导弹总体设计》,《防空导弹结构与强度》,《飞航导弹总体设计》,《总体设计》,《结构设计》,《便携式红外寻的防空导弹设计》,《导弹总体设计与实验》等。这些论著以工程应用为主,针对某一类型导弹,涵盖了地空导弹、反舰导弹、空空导弹、弹道导弹等方面,这些论著是科技人员工程实际经验的总结和实践经验的结晶,西北工业大学图书馆和航天学院资料室都订购了全套书籍,学生可以借阅;兄弟院校也出版了相关的教材,例如《有翼导弹系统分析与设计》,北京航空航天大学出版社,《战术导弹总体设计原理》,哈尔滨工业大学出版社;另外,《导弹结构图册》、《航空制造工程手册》等,都可以作为促进学生主动学习的扩充性资料使用。
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配套实验教材:
本课程配套了《导弹结构实验技术》等实验教材,通过对各种结构实验的剖析,使学生的动手能力得到了明显地提高。
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实践性教学:

??? 本专业拥有飞行器结构静、动力实验先进设备、飞行器分离实验台、导弹折叠翼实验装置、飞行器结构分析与仿真实验室等。2002年飞行器设计与工程专业获得了陕西省名牌专业称号,通过名牌专业的建设,为学生提供了良好的实践性教学环境,另外航天学院建立的本科教学中心实验室、信息网络与计算中心、航天馆导弹陈列室,也为导弹总体结构设计课程的实践性教学提供了良好的环境。
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网络教学环境:
??? 随着网络技术的发展,我们学校有了非常好的网络教学环境,学院也建立了很好的网络教室。我们在保持该课程原有教学手段的同时,已经开展了网络化教学和多媒体教学。建立了专门的课程网站,已上网的网上资源丰富,有网络教材﹑电子教案﹑网络实验指导﹑网上教学环境﹑网上课程介绍﹑教学图库、教学视频等,形成了较为方便的上网条件,供学生上网浏览。学生可以利用课程网站自学﹑复习﹑答疑﹑自测﹑观看实验等。网络化教学的发展,大大方便了学生学习该课程,拓展了学生导弹总体结构设计的知识面
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4-4教学方法与教学手段(含多种教学方法灵活使用的形式与目的;教育技术应用与教学改革)
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本课程在教学工作中始终灵活运用多种先进的教学方法和教学手段,注重有效地调动学生学习的主动性,启发学生积极思考,激发学生的学习潜能,注意培养学生理论与实际结合、独立处理工程问题的能力。
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教学方法与教学手段包括下列几个方面:
(1)课堂教学
在课堂教学中,采用传统教学和多媒体教学相结合的方式,适当选用工程实例的相关内容,系统地向学生传授导弹总体结构设计的基本理论和基本知识,注重学生创新思维能力和独立工作能力的培养。结果使学生掌握了导弹总体设计的基本原理和方法,了解了现代导弹设计的新技术和新成果,多届毕业学生反映,课堂上学到的知识在单位里发挥了作用。
(2)实践性教学环节
除了用课堂教学形式适当结合工程设计实例,向学生传授导弹战技要求的拟定、导弹主要参数的选择、外形设计、部位安排和质心定位、导弹结构与机构设计等内容之外,还带领学生到教学中心实验室和结构实验室,对学生进行初步的总体结构设计训练,使学生对课堂上知识有了实践的认识,加深了对所学内容的理解,增强了他们的运用能力,培养了学生的动手能力。另外,认识实习、生产实习和导弹陈列室的实物教学,都有助于提高学生的形象思维能力,使理论知识与生产、科研实际相结合,也使学生学习到解放军、工程技术人员的高贵品质和优良作风。用人单位反映我们专业毕业的学生到单位后动手能力强,很快能承担任务。
(3)上机实践
给定某一导弹的主要参数,让学生上机求解导弹第二级燃料相对质量系数,对学生进行上机大作业的设计训练;结合某导弹零件或部件设计,让学生完成结构设计,完成二维或者三维设计图纸。以此作为学习总体结构设计分析与设计知识的入门训练。为便于指导,此教学环节对学生进行分组,每组10人。
(4)课程设计实践
通过课程设计,让学生实际参与导弹总体方案设计,导弹分系统或零部件的设计,将书本上的知识应用于设计实践,培养学生的知识运用能力和团队协作能力。课程设计每届包括5~6个题目,每个题目由5名学生共同完成。
(5)导弹设计的先进技术成就讲座
通过聘请国内外同行专家进行专题讲座,加深和拓宽学生的理论知识,并且使学生了解国内外最新发展动态,增强学生刻苦钻研、努力进取、开拓思维、积极创新的精神。
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作业及考试改革举措:
??? (1)作业采用概念及理论计算习题、编程上机大作业、小型科研实践问题等多种方式,培养学生在掌握基本概念的同时,提高解决实际问题的能力和创新能力;
??? (2)考试采用闭卷和开卷相结合的方式,闭卷主要考查学生基本概念、原理和方法的掌握程度;开卷试题将实际导弹设计问题加以简化,主要考查学生综合运用所学过知识解决实际问题的能力。
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现代信息技术手段在教学中的应用:?
???为了紧跟时代前进的步伐,适应高等教育教学改革形势的发展,结合总体结构设计课程的教学内容与课程体系,应用现代教育技术进行教学改革,取得了很好的效果:
(1)采用多媒体教学手段,使信息量加大,讲课内容形象生动;
(2)开展多媒体CAI课件的研制,完成导弹总体结构设计网络教材的建设,使学生通过图形、图像、动画等更为直观的方式,了解导弹总体结构设计的原理和方法;
(3)建设课程网站,使学生可以通过网络进行课程学习和交流;
(4)基于网络的导弹专题知识的检索、调研和讨论,使学生在教师的引导下,了解各种类型导弹的知识和发展。
??? 现代信息技术手段的应用,改进了传统的教学模式,在课程教学中发挥了较大的作用,证明是完全可行而且效果很好。
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4-5教学效果(含校内同事举证评价、校外专家评价及有关声誉的说明;校内学生评教指标和近三年的学生评价结果;课堂教学录像资料要点)
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本课程有关声誉的说明:
导弹总体设计课程是国防高等院校飞行器设计专业本科生的专业必修课,该课程在老一代教师的努力下,培养了一批又一批的教师队伍,在教材的建设、教学内容的更新方面,力争跟随时代的步伐,跟踪导弹设计的最新动态,反映当前国内外导弹技术的发展水平,取得了良好的教学效果,为航空航天部门输送了大批优秀人才。这些优秀人才在我国的国防建设中发挥了重要作用,如上海航天局副总师、五四青年奖章获得者马佳;中国空空导弹研究院党委书记李红旗;我国某型空地导弹总师张波等。
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学校及学院教学督导小组评价:
通过听课及评教活动,课程得到了校、院督导小组的一致好评。学校及学院教学督导小组一致认为,该课程在长期的教学实践中,不断探索,积累经验,加强对该课程的教学改革与研究,逐步形成了“导弹总体结构设计”课程的教学特色:教材具有先进性,完整性;师资队伍力量雄厚;教学手段先进;教学效果突出,是其他课程的学习榜样。举荐材料如下:
(1)西北工业大学本科生教学督导小组,陆福一教授
(2)西北工业大学航天学院本科生教学督导组,齐才教授
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校外专家评价:
在本课程发展过程中,西北工业大学与我国导弹主要研究院所的具有丰富教学经验和科研经验的中国工程院院士、老教授、老专家对本课程提出了许多宝贵意见,并对课程做出了中肯的评价。他们普遍认为本课程教师队伍注重理论与工程实践相结合,教学水平高,人员结构组成合理,责任感强,团队协作精神好;负责人与主讲教师学术水平高、师德好,教学能力强,教学经验丰富,特色鲜明;课程内容理论体系完整、严密,教学方法先进、丰富新颖,信息量大,能紧密结合工程实际,将学科最新成果和发展趋势引入到教学中,对课程内容的基本性与先进性、经典与现代的关系处理得当。近年来,本课程配有电子课件,开展了多媒体教学和网络教学,不仅提高了授课效果,调动了学生的学习积极性,促进学生积极思考、发挥潜能,而且活跃了课堂教学气氛,师生互动效果明显,大大地促进传统教学方法和手段的改革,对国防教学课程的改革与发展具有重大意义。举荐材料如下:
(1)中国工程院院士陈士橹,西北工业大学航天学院,博士生导师
(2)中国工程院院士王兴治,中国兵器工业第203研究所,博士生导师
(3)中国科学院院士邢球痕,航天科技集团第四研究院
(4)航天推进技术研究院谭永华院长,研究员
(5)中国空空导弹研究院
(6)江西洪都航空工业集团责任有限公司六六0设计研究所
(7)中国人民解放军第二炮兵工程学院
(8)中国人民解放军空军工程大学导弹学院
(9)中国人民解放军空军工程大学工程学院
(10)中国航天机电集团零六一基地
(11)中国航天科工集团第三设计研究院
(12)上海航天技术研究院第805研究所
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学生的评价:
教学内容贴近专业,教学过程组织认真,教学内容严谨,能够结合国内外导弹发展的实际,扩充知识面;教师敬业精神好,教学水平高、效果好。学生学习兴趣浓厚,进一步攻读硕士研究生热情高,平均考研率达到40%以上。举荐材料如下:
(1)郑晓亚同学,02068班
(2)祁加强同学,原8101班
(3)苟永杰同学,原8191班
(4)郝波同学,原8171班
(5)管千山同学,原8191班
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课堂录像资料要点:
(1)? 主讲教师:谷良贤
内容:导弹外形设计
要点:外形设计的基本要求、翼面沿弹身周向及轴向的布置、气动布局型式的比较。
(2)? 主讲教师:余旭东
内容:导弹折叠式翼面
要点:折叠式翼面设计要求、折叠式翼面的类型及设计方法。
(3)? 主讲教师:倪健
内容:导弹结构的传力分析
要点:传力分析的概念、传力分析的方法
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教学质量学生评价结果:
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5.自我评价
5-1本课程的主要特色(限200字以内,不超过三项)
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(1)课程内容体系独具特色,着重讲授导弹总体结构设计的基本理论、方法和现代结构,将共性与特性相结合,理论同工程相结合,教学和科研相结合,课堂与实验相结合。
(2)拥有独立版权的先进教材,本课程教材获得了国防科技优秀图书奖,已初步完成的电子版教材在国内相关院校的专业是首创的。多媒体教学和课程教学网站资源丰富,受到普遍的欢迎。
(3)具有优良的实践性教学条件。本课程相关的导弹陈列室与结构教学实验室,在国内相关院校中是一流的。
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5-2本课程在国内外同类课程中的地位
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导弹总体结构设计原理是飞行器设计专业本科生必修的专业课之一,是西北工业大学“航空宇航科学与技术”一级学科和“飞行器设计与工程”专业最重要的专业课之一。目前我校开办的武器系统科研、设计及生产部门的工程硕士班,也将该门课程设为必修课程,此外,导弹总体结构设计原理亦作为相关专业的工程技术人员的培训课程。
我省空军工程大学开设了导弹总体设计这门课程,教材使用北航和西工大合编教材,北航和北理工均开设了与本课程同类的课程,各校有自己编写的教材。2002年国防科工委 “十五”重点教材建设确定我校编写的《导弹总体设计原理》教材作为国防科工委所属七所高校飞行器设计专业本科生必修课的教材。导弹结构设计教材在国内一直处于领先地位。而用电子课件进行多媒体教学和网络教学在我国飞行器设计课程教学中属于首创。目前,本课程在国内同类课程中处于领先地位。
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5-3本课程目前存在的不足
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(1) 网上资源、实物教学资源还需要进一步完善,如:
l???????? 实现课堂教学全程上网;
l???????? 丰富陈列室与结构教学实验室内实物教学的资源。
(2) 导弹总体结构设计技术的发展十分迅猛,课程教学内容需要不断更新,以适应新技术的发展与变化。
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6.课程建设规划

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