中心名称 : 空天电子信息虚拟仿真实验教学中心
所属单位 : 学校
获批年份 : 2014
北京航空航天大学是新中国成立的第一所航空航天高等学府,首批进入“211工程”和“985工程”,2000年成立空天电子信息实验教学中心,依托五个一级学科和国家、省部级重点实验室以及国家集成电路人才培养基地和北京市电工电子实验教学示范中心,通过整合重组、优化扩充,2012年获批国家级实验教学示范中心。坚持“强化基础、重视实践、突出特色、面向创新”的空天信融合人才培养总体思路,针对本科专业实验实践教学特点,实践开放共享的实验教学建设模式。针对空天电子信息领域装备庞大、造价昂贵、高能耗等特点,以“战略牵引、科教相融、产学互动、虚实结合、能实不虚”的设计理念,建设空天电子信息虚拟仿真实验教学中心。
随着信息技术的迅速发展,对高层次人才在综合能力方面的培养要求越来越高,特别是在综合实验动手能力方面的要求越来越高。我校2005年利用“985”教学实验条件建设资金建设了实验中心,以满足全校研究生在电子信息类综合实验方面的要求。建设了本科生的专业实验室,以满足本科生专业实验的要求。2007年和2009年又利用国家教学实验条件建设资金对六个平台做了补充建设。2012年获评“十二五”国家级实验教学示范中心。学校始终坚持教学投入优先,尤其是保证实验教学经费投入不断增加,仪器设备总值逐年增长。学校“985”工程一、二期、三期和“211”一期、二期、三期等经费,先后投入教学实验中心建设经费达到3690万元。
实验中心利用国家“211”、“985”工程、教育部实验条件建设、特色专业、国家工程实践教学中心、国家专业综合改革试点、国防重点专业、国防紧缺专业,共投资2690万元建立了占地2200平方米的本科教学实验室,此外,累积投资1.5亿元建立了占地面积5600平方米的科研实验室。
实验中心包括18个实验平台:电磁波实验平台、电磁兼容实验平台、微波技术实验平台、高频电路实验平台、电子测量实验平台、数字信号处理实验平台、嵌入式系统实验平台、通信原理实验平台、EDA实验平台、网络平台实验平台、集成电路实验平台、生物医学实验平台、雷达导航实验平台、空中交通管理实验平台、光电实验平台、信息安全实验平台、无线通信实验平台、自主创新实验平台。
中心拥有仪器设备数量约3200台(套),实行每天8:00~22:00向学生开放,仪器设备利用率超过93%。中心承担全校电子信息类实验教学课程56门、共约18万人时。承办全国/北京市/校级电子类学科竞赛,承担全校电子信息类学科竞赛赛前训练,包括全国大学生电子设计竞赛、全国挑战杯竞赛、北京市大学生电子设计竞赛、嵌入式专题邀请赛、全国大学生电子设计竞赛信息安全专题邀请赛、全国电子专业人才技能竞赛、全国信息安全竞赛、北航冯如杯学生科技竞赛、北航电子创新竞赛等。同时是大学生电子创新基地,每年培训学生3000人次,共约6.5万人时。
依托航空科学与技术国家实验室(筹)、国家空管新航行系统技术重点实验室、国家集成电路人才培养基地、北京市电工电子实验教学示范中心等基地、卫星导航应用国家工程中心、数字电视国家工程实验室(北京)、ATR国家重点实验室雷达成像与图像分析分室、民航数据通信及新航行系统科研基地、先进航空导航与空管技术教育部工程研究中心、航空电子航空科技部级重点实验室、隐身技术和电磁兼容条件保障实验室,坚持“强化基础、重视实践、突出特色、面向创新”的人才培养总体思路,构建了空天电子信息实验教学体系。
为了更好地向学生教授现代电子信息技术中所体现出的多学科融合的发展现状和趋势,本中心将传统实验课程按照空天电子信息技术大类重新梳理与规划,形成了信息基础支撑类实验课程群、卫星通信导航类实验课程群、信息获取处理类实验课程群、通用航空类实验课程群、无线网络安全类实验课程群、电磁环境效应类实验课程群等6大类实验课程群,共计56门实验课程。在中心实验教学管理平台的支持下,可以满足电子信息、通信工程、电子科学技术、信息对抗技术、交通运输、光电通信等18个专业学生开展具有跨专业跨学科的实验教学需求。
将实验内容按模块化重组整合,进一步划分为3大类实验:公共基础类、学科基础类和专业方向类。按照实验内容递进关系来划分,可划分为基础性、综合性和开放/创新性实验平台,分别对应从低年级到高年级的实验课程和平台。基础性实验面向培养学生的基本工程素质、基本数据分析能力,侧重培养电子信息素养、专业基本技能;综合性实验面向学生电路级的综合设计能力提高、综合能力培养,并侧重提高电路级的综合设计能力;开放/创新性实验面向学生解决工程问题能力、创新能力的培养,侧重培养运用信息技术解决实际问题的综合能力、发散思维能力及团队合作精神。
在新一代实验教学平台的建设中,一方面需要更新实验室的老旧器材,保证学生在实验过程中的基本需求都能够得到满足;另一方面需要结合信息化时代的特点,充分利用网络技术,让更多的学生参与到实验教学中去,为学生打造更多、更贴近工程实际的实验,帮助学生快速地提高工程实践能力。
本中心目前正在维护更新实验中心网站,旨在建成一个服务北京市属高校的网络化平台。该平台正在进行基本移植工作,预计在2016年初上线运行。
校内本部和沙河两校区共享方面,将教学资源主要分为三类,即: 软件共享虚拟实验仪器共享、虚拟实验和远程控制虚拟实验。教学资源的管理和共享平台应该具有扩展性、兼容性和前瞻性,可以是自己创新性开发的,也可以是引进后二次开发的。
校外共享方面,加大辐射力度,将优质教学资源辐射至其他本科高校、职业院校、远程教育等,适当利用企业的开发实力和支持服务能力,进行资源的开发维护更新,使企业的效益观念与高校的教学需要结合起来。
在国际共享方面,构建双语教学资源体系,充分辐射至国外其他高校,同时引入国外优质资源,实现实验教学资源的网络化、智能化与国际化,提高空天电子信息虚拟仿真实验教学中心的国际影响力与知名度。
实验中心整体结构
实验中心平台结构
六大实验环境
信息基础支撑实验环境
通用航空实验环境
信息获取与处理实验环境
电磁环境效应实验环境
卫星通信导航实验环境
无线网络安全实验环境