縱橫網(wǎng)絡(luò)協(xié)同賦能的航天類課程特色教研體系構(gòu)建思考

摘"要：該文以北航衛(wèi)星測運(yùn)指控理論及實(shí)踐課程為引，旨在探討縱橫網(wǎng)絡(luò)協(xié)同賦能的新時代航天類課程特色教研體系的構(gòu)建方法。縱橫網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)縱線和網(wǎng)絡(luò)橫線，其中縱線覆蓋高中至研究生階段的知識技能發(fā)展，橫線則強(qiáng)調(diào)產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)的深度融合。該文首先定義縱橫網(wǎng)絡(luò)的重要性，并闡述其在航天教研中的應(yīng)用。然后，詳細(xì)描述縱橫網(wǎng)絡(luò)協(xié)同賦能航天教研的機(jī)制與策略，以及作為協(xié)同賦能載體的衛(wèi)星指控大廳的組成、功能和運(yùn)作模式。特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生主導(dǎo)的衛(wèi)星指控大廳與商業(yè)航天公司資源的聯(lián)動模式，以及與國產(chǎn)大工業(yè)軟件的互補(bǔ)關(guān)系。其次，提出面向?qū)W生“兩總”（總設(shè)計師、總指揮）培養(yǎng)的、使用衛(wèi)星指控大廳與真實(shí)衛(wèi)星教具、融合高本研階段全鏈條系統(tǒng)性知識框架的新型教學(xué)方法。最后，對縱橫網(wǎng)絡(luò)賦能的航天類課程特色教研新體系在新時代所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：縱橫網(wǎng)絡(luò)；衛(wèi)星測運(yùn)指控；衛(wèi)星指控大廳；真實(shí)衛(wèi)星教具；協(xié)同賦能

中圖分類號：G640"""文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2024）36-0014-05

Abstract：Thispaper，leveragingthe\"TheoryandPracticeofSatelliteTelemetry，Tracking，andCommand\"courseatBeihangUniversityasacasestudy，delvesintoconstructinganeweracharacteristicteachingandresearchsystemforaerospacecoursesfacilitatedbytheverticalandhorizontalnetwork.Theverticalnetworkspansknowledgeandskilldevelopmentfromhighschooltopostgraduatelevels，whilethehorizontalnetworkemphasizesthedeepintegrationofindustry，academia，research，andinnovation.Thepaperinitiallyelucidatesthesignificanceoftheverticalandhorizontalnetworksandtheirapplicationinaerospaceresearchandeducation.Itthenmeticulouslyoutlinesthemechanismsandstrategiesforthenetwork'ssynergisticempowerment，alongwiththesatellitecommandhall'scomposition，functions，andoperationalmodes，whichserveasthevehicleforthisempowerment.Specialattentionispaidtothestudent-ledsatellitecommandhall'slinkagewithcommercialspacecompanyresourcesanditscomplementaryrelationshipwithdomesticlarge-scaleindustrialsoftware.Subsequently，thepaperintroducesaninnovativeteachingmethodtocultivate\"twototal\"（ChiefDesigner，Commander-in-Chief）students，integratingthesatellitecommandhallwithrealsatelliteteachingaidsandencompassingaholisticknowledgeframeworkspanningundergraduate，graduate，andresearchstages.Finally，thepaperproposesthechallengesandopportunitiesfacedbythecharacteristicteachingandresearchsystemforaerospacecoursesempoweredbytheverticalandhorizontalnetworkinthenewera.

Keywords：verticalandhorizontalnetwork;satellitetelemetrytrackingandcommand;satellitecommandhall;realsatelliteteachingaids;synergisticempowerment

在新時代背景下，卓越工程師的培養(yǎng)成為國家戰(zhàn)略的重要組成部分。航空航天領(lǐng)域作為科技創(chuàng)新的前沿，面臨著更高的要求和挑戰(zhàn)[1]。新時代卓越工程師的培養(yǎng)不僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，更需要具備解決復(fù)雜工程問題的能力、創(chuàng)新思維和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[2]。特別是在航空航天領(lǐng)域，培養(yǎng)具有國際視野和跨學(xué)科能力的高素質(zhì)人才，已成為高等教育的重要目標(biāo)[3]。

目前，高等院校在航天類課程特色教研方面已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展。各高校通過深化產(chǎn)教融合、校企合作，逐步建立了具有自身特色的航天類課程教研體系[4-6]。例如，北京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校在課程設(shè)置、教學(xué)方法和實(shí)踐環(huán)節(jié)上進(jìn)行了大量探索，形成了獨(dú)具特色的航天教育模式。然而，隨著科技的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法已難以滿足新時代卓越工程師培養(yǎng)的需求，亟需進(jìn)一步創(chuàng)新和改革[7]。

在新時代航天類課程特色教研中，真實(shí)衛(wèi)星教具和學(xué)生版指控大廳的應(yīng)用逐漸成為趨勢。這些新型教學(xué)工具不僅提升了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，還增強(qiáng)了教學(xué)的互動性和趣味性。未來，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，更多高科技教學(xué)工具和方法將被引入航天類課程，推動航天教育的不斷創(chuàng)新和發(fā)展[8-9]。因此，本文以作者在北京航空航天大學(xué)設(shè)計和講授的衛(wèi)星測運(yùn)指控理論及實(shí)踐課程為引[10]，探討了以學(xué)生衛(wèi)星指控大廳、真實(shí)衛(wèi)星教具為載體的縱橫網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵與發(fā)展，分享了關(guān)于縱橫網(wǎng)絡(luò)如何賦能航天類課程特色教研體系建設(shè)及其現(xiàn)狀和未來發(fā)展的思考。

一"面向新時代航天類課程特色教研的縱橫網(wǎng)絡(luò)概述

（一）"縱橫網(wǎng)絡(luò)的定義與重要性

縱橫網(wǎng)絡(luò)是指在教育體系中，通過縱向和橫向兩個維度的協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建一個綜合性一體化的教育網(wǎng)絡(luò)?？v向發(fā)展指的是，以人才為本的覆蓋從高中到大學(xué)本科再到研究生的縱線發(fā)展，確保學(xué)生在不同教育階段獲得連貫和深化的教育體驗(yàn)。橫向發(fā)展則是指高校與企業(yè)資源的深度融合，以航天特色的衛(wèi)星指控中心以及真實(shí)衛(wèi)星教具為樞紐，建立的覆蓋產(chǎn)學(xué)研的綜合素質(zhì)能力橫向培養(yǎng)體系，促進(jìn)學(xué)生與校企的雙向知識傳遞?？v橫網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建不僅能夠提升教育質(zhì)量，還能為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會，培養(yǎng)他們的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

（二）"網(wǎng)絡(luò)縱線：覆蓋高中—本科—研究生（高—本—研）的全向知識技能發(fā)展線

在構(gòu)建縱橫網(wǎng)絡(luò)協(xié)同賦能的航天類課程特色教研體系中，縱向網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義?？v向網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在兩個層面：首先，它圍繞衛(wèi)星測運(yùn)指控的專業(yè)知識技能教學(xué)，旨在搭建一個從高中到本科再到研究生教育的貫通型知識體系和教育鏈條。這一體系的目的在于確保學(xué)生在各個學(xué)習(xí)階段能夠系統(tǒng)地、連貫地掌握航天領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、核心技術(shù)和最新發(fā)展，從而為他們的學(xué)術(shù)和職業(yè)生涯奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。其次，縱向網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵還體現(xiàn)在人才培養(yǎng)目標(biāo)上，即圍繞培養(yǎng)總設(shè)計師、總指揮等高層次人才的目標(biāo)，構(gòu)建一個覆蓋理論基礎(chǔ)、實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)和戰(zhàn)略眼光的人才培養(yǎng)體系。這一體系強(qiáng)調(diào)從基礎(chǔ)教育階段開始，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、實(shí)踐能力和領(lǐng)導(dǎo)潛質(zhì)，使他們能夠在未來的航天事業(yè)中擔(dān)任關(guān)鍵角色，推動科技創(chuàng)新和工程實(shí)踐的深度融合。

在縱向網(wǎng)絡(luò)中，高中階段重在激發(fā)學(xué)生對航天科技的興趣和熱情，本科階段則側(cè)重于專業(yè)知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實(shí)踐技能的培養(yǎng)，研究生階段則更加注重創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)和解決復(fù)雜工程問題的能力。通過縱向網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生能夠逐步建立起從基礎(chǔ)到前沿、從理論到實(shí)踐的全面知識結(jié)構(gòu)，為成為航天領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

（三）"網(wǎng)絡(luò)橫線：產(chǎn)-學(xué)-研-創(chuàng)深度耦合的綜合能力素質(zhì)發(fā)展線

在縱橫網(wǎng)絡(luò)協(xié)同賦能的航天類課程特色教研體系中，橫向網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教協(xié)同資源優(yōu)化配置和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新的關(guān)鍵。橫向網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵主要體現(xiàn)在兩個層面：首先，橫向網(wǎng)絡(luò)以學(xué)生參與建設(shè)的衛(wèi)星測控大廳為樞紐，以真實(shí)衛(wèi)星為載體，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校與企業(yè)之間的深度融合。這種模式可以促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐能力的雙循環(huán)發(fā)展，即學(xué)生利用學(xué)校和企業(yè)的資源快速成長，同時學(xué)校和企業(yè)借助學(xué)生的創(chuàng)新思想和能力，實(shí)現(xiàn)對測控大廳軟硬件功能的擴(kuò)展設(shè)計和快速迭代，以適應(yīng)時代的發(fā)展需求。通過這種雙循環(huán)模式，學(xué)生的理論和實(shí)踐操作能力得到顯著提升，而企業(yè)和學(xué)校也在學(xué)生的創(chuàng)新推動下，獲得最新的教育內(nèi)容和方法，形成了一個動態(tài)的、可持續(xù)發(fā)展的教育生態(tài)系統(tǒng)。其次，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)備受重視、航天產(chǎn)業(yè)集群高度依賴創(chuàng)新人才、以及教育培養(yǎng)環(huán)節(jié)不斷前移的新時代背景下，橫向網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建致力于打造產(chǎn)教融合、產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)的新賽道、新模式。這一模式涵蓋了知識學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、研究創(chuàng)新到創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的全過程，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)學(xué)研多維能力的養(yǎng)成、訓(xùn)練及實(shí)操。

橫向網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建不僅為學(xué)生提供了一個多元化的學(xué)習(xí)和發(fā)展平臺，也為學(xué)校和企業(yè)之間的資源共享和協(xié)同創(chuàng)新提供了新的途徑。在此過程中，還應(yīng)注重航天精神和航天思政元素的融入，在增強(qiáng)學(xué)生的使命感和責(zé)任感的同時，也為學(xué)生的全面發(fā)展提供了精神砥柱。通過以上模式，學(xué)生能夠始終秉承著航天強(qiáng)國的初心，在真實(shí)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境中學(xué)習(xí)和成長，直接參與到航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，從而真正成為我國航天科技力量高水平自立自強(qiáng)的人才基石。

二"縱橫網(wǎng)絡(luò)協(xié)同賦能航天類課程特色教研的內(nèi)涵與方法

（一）"協(xié)同賦能的機(jī)制與策略

協(xié)同賦能是指通過政策引導(dǎo)、資源共享、項目合作等方式，實(shí)現(xiàn)高校與企業(yè)之間的協(xié)同發(fā)展，提升教育質(zhì)量和學(xué)生培養(yǎng)效果。具體措施包括聯(lián)合課程開發(fā)、共同科研項目、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)等。通過這些措施，可以實(shí)現(xiàn)高校與企業(yè)之間的資源共享，提升教育資源的利用效率。同時，以校企項目為抓手，可以為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會，提升他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（二）"協(xié)同賦能的載體：貫通高—本—研/校-企通用教學(xué)的衛(wèi)星指控大廳

在縱橫網(wǎng)絡(luò)中，教育資源的整合是提升教育質(zhì)量的重要措施。通過整合教育資源，包括師資、設(shè)施、技術(shù)等，可以為學(xué)生提供更好的教育資源，提升他們的學(xué)習(xí)效果。同時，通過資源整合，可以實(shí)現(xiàn)教育資源的優(yōu)化配置，提升教育資源的利用效率。此外，通過與企業(yè)的合作，可以為高校提供更多的科研支持和人才資源，提升高校的科研水平和教育質(zhì)量。

1"衛(wèi)星指控大廳的組成與功能

衛(wèi)星指控大廳是一個綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)的教學(xué)平臺，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和綜合素質(zhì)。其組成部分主要包括指揮控制中心、數(shù)據(jù)處理中心、通信系統(tǒng)和模擬仿真系統(tǒng)。指控大廳主要完成衛(wèi)星平臺的早期測試、日常管理和末期管理三大任務(wù)。其中早期測試是為了測試衛(wèi)星入軌后各項性能指標(biāo)與總體設(shè)計的一致性，測試結(jié)果是衛(wèi)星交付用戶和開展業(yè)務(wù)運(yùn)行的依據(jù)；日常管理是用于完成衛(wèi)星的遙測監(jiān)視、遙控發(fā)令和異常處理等工作，確保衛(wèi)星平臺正常工作；末期管理完成衛(wèi)星在壽命末期的離軌控制等工作，避免衛(wèi)星成為空間碎片、威脅其他在軌航天器的安全。

指控大廳是衛(wèi)星測運(yùn)指控系統(tǒng)的重要組成部分，不僅是天地信息交流的中心，也是控制決策的中心。我國第一代指控大廳，以西安衛(wèi)星測控中心為代表，第二代指控大廳，以北京航天飛行控制中心為代表，第三代指控大廳，以中科院空間應(yīng)用中心為代表，未來建成的北航指控大廳將作為第四代指控大廳發(fā)揮功能。北航指控大廳的建設(shè)和運(yùn)營，是由學(xué)生主導(dǎo)和參與，特色便是打造成教師指導(dǎo)、學(xué)生自治屬性。如果建成，將成為國內(nèi)首個學(xué)生主導(dǎo)的覆蓋高本研創(chuàng)全流程的衛(wèi)星指控大廳，是發(fā)展航天類課程特色教研新模式和航天特色縱橫網(wǎng)絡(luò)的重要支撐。

2"學(xué)生主導(dǎo)的衛(wèi)星指控大廳與商業(yè)航天公司衛(wèi)星資源的聯(lián)動模式

學(xué)生主導(dǎo)的衛(wèi)星指控大廳與商業(yè)航天公司測控站以及衛(wèi)星的聯(lián)動模式是實(shí)現(xiàn)教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的重要途徑。其主要模式包括任務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)共享、技術(shù)支持和聯(lián)合演練。通過這些聯(lián)動模式，學(xué)生主導(dǎo)的衛(wèi)星指控大廳能夠與商業(yè)航天公司測控站和衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)緊密合作，提升教學(xué)效果和學(xué)生的實(shí)際操作能力。此外，考慮到北航的衛(wèi)星數(shù)目畢竟有限，還需要依托商業(yè)航天公司的衛(wèi)星進(jìn)行教學(xué)輔助。因此，在指控大廳建設(shè)層面，將采用校內(nèi)校外分級聯(lián)動、一體化建設(shè)的思路，以北京航空航天大學(xué)（以下簡稱“北航”）為例，北航沙河校區(qū)主樓某實(shí)驗(yàn)室將用于建設(shè)校內(nèi)簡易版指控大廳，而淮南APSCO-SSS-1衛(wèi)星測控站、航天馭星北京測控站等則將承擔(dān)校外測控地的功能，真正實(shí)現(xiàn)校內(nèi)—校外/學(xué)校—企業(yè)的指控大廳共建、共享、互聯(lián)的總體目標(biāo)。目前已達(dá)成與指控大廳聯(lián)通初步意愿并且可以當(dāng)做教學(xué)對象的衛(wèi)星包括APSCO-SSS-1和天儀待退役衛(wèi)星。未來，在學(xué)校學(xué)院的共同努力下，可操作衛(wèi)星以及載荷的數(shù)量和種類還將進(jìn)一步豐富。

3"衛(wèi)星指控大廳與國產(chǎn)大工業(yè)軟件的相輔相成

衛(wèi)星指控大廳作為航天任務(wù)的“神經(jīng)中樞”，承擔(dān)著對衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤、遙測、遙控和數(shù)據(jù)處理等關(guān)鍵任務(wù)。測運(yùn)指控軟件則是實(shí)現(xiàn)這些功能的核心工具，它與指控大廳的關(guān)系密不可分。測運(yùn)指控軟件通過集成先進(jìn)的算法和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，使得指控大廳能夠?qū)崟r監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)，快速響應(yīng)各種情況，確保任務(wù)的順利進(jìn)行。

發(fā)展國產(chǎn)、自主產(chǎn)權(quán)的測運(yùn)指控軟件對于國家的航天安全和科技發(fā)展至關(guān)重要。這不僅能夠減少對外部技術(shù)的依賴，保障國家安全，還能夠促進(jìn)國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的升級。特別是在當(dāng)前國際形勢下，自主研發(fā)的軟件成為了國家戰(zhàn)略需求。目前北航現(xiàn)有的APSCO-SSS-1測控軟件屬于定制化軟件，界面不友好，功能比較單一，不具有通用的教學(xué)屬性。比較成熟的西安衛(wèi)星測控中心、北京航天飛行控制中心的測控軟件并不對外提供。航天馭星等商業(yè)測控公司，開發(fā)了比較成熟的測控軟件。因此，聯(lián)合商業(yè)航天公司如航天馭星公司，打造具有完備功能的遙測遙控、故障監(jiān)測、綜合顯示、態(tài)勢展示、任務(wù)規(guī)劃、軌道確定、姿軌控制、星座擴(kuò)展和數(shù)據(jù)管理等學(xué)生可以全程開源編碼并進(jìn)行功能維護(hù)、擴(kuò)展、更新的專用版測控軟件，具有重要意義。

進(jìn)而，學(xué)生主導(dǎo)的國產(chǎn)自研測運(yùn)指控軟件開發(fā)具有兩大特點(diǎn)和三大優(yōu)點(diǎn)：在特點(diǎn)方面，一是學(xué)生團(tuán)隊更加注重創(chuàng)新和靈活性，二是軟件的開放性和可擴(kuò)展性更強(qiáng)；在優(yōu)點(diǎn)方面，首先它能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，為國家培養(yǎng)未來的航天人才；其次，這種軟件的開發(fā)過程本身就是一個學(xué)習(xí)和探索的過程，有助于推動教育與實(shí)踐的結(jié)合，提高教育質(zhì)量；最后，學(xué)生團(tuán)隊的參與還能夠促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的深度融合，加速科研成果的轉(zhuǎn)化。

（三）"協(xié)同賦能的中樞：面向“兩總”人才的融合衛(wèi)星指控大廳與真實(shí)衛(wèi)星教具的新型教學(xué)方法

1"教學(xué)目標(biāo)——培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞膶W(xué)生“兩總”人才

在航天領(lǐng)域，衛(wèi)星測運(yùn)指控總設(shè)計師和總指揮扮演著至關(guān)重要的角色，他們不僅需要具備深厚的專業(yè)知識，還需要具備卓越的領(lǐng)導(dǎo)力和決策能力。利用縱橫網(wǎng)絡(luò)培養(yǎng)這些人才的總體目標(biāo)是打造一個既精通技術(shù)又具備戰(zhàn)略眼光的復(fù)合型人才隊伍。這一目標(biāo)旨在通過整合教育資源、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)創(chuàng)新，培養(yǎng)出能夠適應(yīng)未來航天測運(yùn)指控網(wǎng)絡(luò)智能化、一體化發(fā)展趨勢的高級人才。具體而言，這些人才應(yīng)能夠：①掌握航天測運(yùn)指控網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)和發(fā)展趨勢；②具備跨學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)，能夠在航天工程、控制學(xué)科等領(lǐng)域進(jìn)行交叉研究；③擁有國際視野，能夠理解和應(yīng)用國際先進(jìn)的航天技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)；④具備創(chuàng)新思維和解決問題的能力，能夠在復(fù)雜多變的航天任務(wù)中做出快速而準(zhǔn)確的決策。

衛(wèi)星測運(yùn)指控縱橫網(wǎng)絡(luò)在培養(yǎng)總設(shè)計師和總指揮方面具有以下優(yōu)勢：①縱橫網(wǎng)絡(luò)能夠整合不同學(xué)科的教育資源，為學(xué)生提供跨學(xué)科的學(xué)習(xí)平臺；②通過與航天院所和商業(yè)航天公司的合作，學(xué)生能夠在真實(shí)的衛(wèi)星測運(yùn)指控案例中學(xué)習(xí)和實(shí)踐，這種實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)對于培養(yǎng)總設(shè)計師和總指揮的應(yīng)急處理能力和決策能力至關(guān)重要；③縱橫網(wǎng)絡(luò)鼓勵技術(shù)創(chuàng)新和研究，學(xué)生可以在校企導(dǎo)師的指導(dǎo)下參與到國家重點(diǎn)工程項目和商業(yè)航天前沿技術(shù)研究中，這種經(jīng)歷能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)他們解決復(fù)雜問題的能力。

2覆蓋高—本—研的課程大綱和知識體系構(gòu)想

在構(gòu)建一個覆蓋高中、本科、研究生乃至創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的課程大綱和知識體系時，體系的設(shè)計原理和方法需要重點(diǎn)關(guān)注以下四個方面。

1）連貫性和遞進(jìn)性課程設(shè)計。課程設(shè)計應(yīng)確保從高中到研究生階段的知識是連貫和遞進(jìn)的。在高中階段，重點(diǎn)應(yīng)放在基礎(chǔ)科學(xué)知識的普及和興趣培養(yǎng)上，為學(xué)生打下堅實(shí)的數(shù)學(xué)、物理和計算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)。進(jìn)入本科階段，課程應(yīng)逐漸引入專業(yè)基礎(chǔ)課程，如衛(wèi)星動力學(xué)、控制理論、航天器設(shè)計等，以及實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，如衛(wèi)星測運(yùn)指控模擬實(shí)驗(yàn)。研究生階段則更側(cè)重于深入研究和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，課程設(shè)計應(yīng)包括高級專題研討、科研項目實(shí)踐等，以促進(jìn)學(xué)生在特定領(lǐng)域的深入探索和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

2）系統(tǒng)性知識圖譜設(shè)計。知識圖譜的設(shè)計是構(gòu)建這一體系的關(guān)鍵。它應(yīng)包括從基礎(chǔ)科學(xué)知識到專業(yè)核心知識，再到前沿研究領(lǐng)域的廣泛知識節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)通過關(guān)系連接，形成一個結(jié)構(gòu)化的知識網(wǎng)絡(luò)。在高中階段，知識圖譜應(yīng)側(cè)重于基礎(chǔ)知識的普及；本科階段則擴(kuò)展到專業(yè)核心知識的深入；研究生階段則進(jìn)一步擴(kuò)展到包括跨學(xué)科研究和創(chuàng)新實(shí)踐的前沿領(lǐng)域。這樣的知識圖譜設(shè)計有助于學(xué)生系統(tǒng)地理解和掌握所需知識，同時也為教師提供了一個清晰的教學(xué)指導(dǎo)框架。

3）四層知識框架體系建設(shè)。知識框架體系的建設(shè)需要考慮如何將知識圖譜中的知識點(diǎn)有機(jī)地整合到課程大綱中。這一框架體系應(yīng)包括四個層次?；A(chǔ)層次，包括數(shù)學(xué)、物理、計算機(jī)科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識，為學(xué)生提供必要的理論支撐；專業(yè)層次，涵蓋衛(wèi)星測運(yùn)指控領(lǐng)域的專業(yè)核心知識，如航天器控制、軌道力學(xué)、通信系統(tǒng)等；前沿層次，包括最新的研究成果和發(fā)展趨勢，鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新研究和實(shí)踐；實(shí)踐層次，通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、項目實(shí)踐等方式，讓學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際問題解決中。

3多要素深度融合的航天教學(xué)新方法

培養(yǎng)貫通高—本—研全階段的“兩總”人才需要在上一節(jié)提出的知識體系構(gòu)想基礎(chǔ)上，進(jìn)行教學(xué)方法層面的創(chuàng)新以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教研創(chuàng)等多維度深度融合。因此，提出面向衛(wèi)星測運(yùn)指控領(lǐng)域的一體化項目驅(qū)動混合式教學(xué)方法，它深度融合了學(xué)生主導(dǎo)的測控大廳和覆蓋高中至研究生階段的知識體系。其內(nèi)涵在于通過項目驅(qū)動的方式，將理論知識與實(shí)踐技能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)生從高中到研究生階段的連貫學(xué)習(xí)體驗(yàn)；其核心在于項目的選擇與設(shè)計、學(xué)習(xí)資源的整合、教學(xué)活動的組織與實(shí)施、以及評價與反饋機(jī)制的建立。

三縱橫網(wǎng)絡(luò)賦能的航天類課程特色教研新體系在新時代的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

隨著縱橫網(wǎng)絡(luò)協(xié)同賦能的航天類課程特色教研體系的引入與構(gòu)建，我們站在了一個嶄新的教育發(fā)展前沿。在這一體系中，縱向網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展勾勒出了一條從基礎(chǔ)教育到高等教育的連貫路徑，而橫向網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建則揭示了教育、產(chǎn)業(yè)與研究之間的深度融合范式。這種融合不僅為學(xué)生提供了一個多元化的學(xué)習(xí)和發(fā)展平臺，也為學(xué)校和企業(yè)之間的資源共享、協(xié)同創(chuàng)新提供了新的途徑。然而，我們也必須清醒地認(rèn)識到，隨著科技的快速發(fā)展和教育需求的不斷變化，教研體系也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。如何保持教育內(nèi)容的前沿性、如何提升教育方法的創(chuàng)新性、如何加強(qiáng)教育體系的適應(yīng)性，都是需要深入思考和不斷探索的問題。

技術(shù)革新的快速迭代要求新時代航天教研不斷融入如人工智能、大模型、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，以保持教育內(nèi)容、方法和載體的先進(jìn)性。同時，全球航天領(lǐng)域競爭的加劇也促使我們的教育體系必須培養(yǎng)出兼具國際視野、國家榮譽(yù)感和國際競爭力的人才。在以真實(shí)衛(wèi)星教具和高校版衛(wèi)星指控大廳為載體的智能一體化航天測運(yùn)指控縱橫網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中，關(guān)于高—本—研/產(chǎn)-學(xué)-研-創(chuàng)的貫通式教研方法路仍需不斷完善，并且跟隨時代特征走出一條特色之路。同時，在這些危機(jī)與挑戰(zhàn)中，還需要關(guān)注新機(jī)遇和新動力，比如商業(yè)航天的蓬勃發(fā)展，它不僅為航天產(chǎn)業(yè)注入了新的活力，也為航天教育提供了新的合作和研究機(jī)會；再如，人類命運(yùn)共同體下的國際科研合作的深化讓資源與成果共享、關(guān)鍵技術(shù)的迭代速度越來越快，如何利用新手段確保教研體系、教研內(nèi)容、教研方法和教研載體的高頻率高水平更迭和向前發(fā)展是提升教研水平、建立新體系的原始動力。

展望未來，航天類課程特色教研的發(fā)展趨勢指向了跨學(xué)科融合的課程體系構(gòu)建，以及提升了學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決復(fù)雜問題的能力。產(chǎn)教融合與協(xié)同指導(dǎo)的實(shí)施，將優(yōu)質(zhì)科研成果和行業(yè)技術(shù)資源轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)能力。這些發(fā)展趨勢不僅指明了前進(jìn)的方向，也為應(yīng)對挑戰(zhàn)、抓住機(jī)遇提供了思想策略。在這一過程中，保持創(chuàng)新力和活力繼續(xù)進(jìn)行高質(zhì)量高水平探索和實(shí)踐，是在航天教研領(lǐng)域取得更大突破和進(jìn)展的根基。

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基金項目：國家自然科學(xué)基金青年基金“太空緊急事件下航天器姿軌/操控雙耦合動力學(xué)與控制研究”（12202025）

第一作者簡介：李林澄（1994-），男，漢族，湖南株洲人，博士，助理教授。研究方向?yàn)楹教炱髟谲壏?wù)動力學(xué)與控制。

*通信作者：徐明（1981-），男，漢族，安徽宿州人，博士，教授，副院長，博士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)楹教炱鲃恿W(xué)與控制。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.36.004