1 研究背景

　　航天工程教育中实践环节的缺乏，已经成为制约航天工程人才培养的瓶颈之一。与国外高校相比，国内航天类专业教学的实践环节所占比例过低[1-3]，这就造成了目前我国的航天类专业学生动手能力参差不齐、所学理论知识与实际工程脱节、实际工程经验匮乏、参加工作后项目代入过程长等问题。随着空间技术的发展，卫星微小化已经成为航天发展的一个热门趋势。随着各国研发的各类微小卫星相继发射升空入轨，微小卫星技术已经取得了长足的发展并日益成熟。除了科研与产业需求外，以微小卫星为平台开展航天工程教育也大有可为[4-6]。以微小卫星为载体进行航天工程教育具有以下优点。

　　一是低成本。微小卫星工程项目的资金门槛较常规卫星项目更低，广大的科研院校都能负担。

　　二是项目周期较短。国际上微小卫星项目周期大多为1～2年，适合于学制3～4年的高校学生，项目成果的呈现较快。

　　三是尺寸小。微小卫星重量在100 kg以下，而对于“立方星”，其一个标准单元的体积仅为100 mm× 100 mm×100 mm。这使得项目的制造、装配与测试环节可以在实验室环境中进行，大大方便了项目的开展。

　　四是难度适中。得益于成熟的卫星工程技术与商用现货(COTS)电子器件的普及，微小卫星项目的工程难度处于一个适中的水平。对学生而言，无论是整体设计还是子系统的设计都能与其知识水平相匹配。

　　在航天工程教育中引入微小卫星的重要意义在于：微小卫星可由学生自主设计、制造甚至发射升空，即使不能发射，也能在与实际发射相似的环境中进行测试。这一点非常重要。因为这样做学生可以得到真实情况的反馈，从而改进其设计，并获得实践经验。“设计—制造—测试—总结—再设计”这样的系统循环模式，已经广泛地用于机器人或计算机等领域。但在微小卫星技术得到充分发展之前，空间系统发展所需的巨大成本和有限的发射计划使得采用这种系统循环模式变得十分奢侈与困难[1]。

　　国际上有很多采用微小卫星为载体的航天工程教育项目[7-12]，这些项目注重调动学生动手实践的积极性，并鼓励跨国交流与合作。但其航天工程项目依然局限于特定范围，广大高校仍然缺乏参与机会。而参与实际航天工程对硬件与设施的要求，对国内大多数高校而言也存在一定的资金压力。

　　桌面卫星模拟系统是笔者所在的教学团队提出的一种针对国内教学实际，更具适用性的航天系统工程教育解决方案，不受资金、技术与渠道的限制，为航天类专业学生提供了动手实践的工程教育机会。

　　2 桌面卫星模拟系统原理及组成

　　3 桌面卫星模拟系统教学设计

　　4 结语

　　正如航空类专业紧紧围绕飞机的设计与应用来开展，航天类专业及其人才培养都是围绕航天器的设计和应用而设置的，航天器是所有航天类专业人才培养的载体。以桌面卫星模拟系统为载体，“通过动手做航天来学习航天”的课程改革和教学尝试，其主要目的就是让学生初步建立航天系统的认知，激发学生的学习兴趣，为其今后进入专业学习奠定一定的基础。

　　教学实践表明，桌面卫星模拟系统得到了航天专业本科生的喜爱。以桌面卫星模拟系统为载体开展的动手实践和科创活动，对于大学生从整体上快速了解所学专业并形成个人的专业学习目标产生了积极影响。同时，作为一项“以学生为中心”，以小组活动为特色，强调参与性与交互性的实践教学和科创活动。学生在此过程中将锻炼和提高项目管理能力、团队协作精神、沟通交流能力、信息获取和挖掘能力以及工程设计能力等，而这些能力是构成当代工科大学生工程创新能力的重要内涵。

　　参考文献

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　　[12] 沈羡云.航天教育在美国[J].太空探索,2013(5):48-53.

乔兵 赵文通 谢强 江一帆　南京航空航天大学航天学院