[走进信息时代的航空航天工程-工程入门]教学大纲0515

《走进信息时代的航空航天工程—工程入门》课程教学大纲 课程英文名称：Engineering Fundamentals: An Introduction to Engineering

课程代码：2015XSYT0018 学 时 数 ： 24

课程类型：学科基础课

适用学科专业：探测制导与控制技术、航空航天工程

先修课程：无

执 笔 者：徐利梅 编写日期：2015年8月 审 核 人：李辉 学 分 数：1.5

一、 课程简介

《走进信息时代的航空航天工程—工程入门》是一门介绍工程类专业基础知识的课程，课程分为两个部分- 关于工程和工程基本原理。第一部分介绍工程职业和它的分支，强调工程师是问题解决者的事实，工程师职业准备-如何从高中向大学平稳过渡，学会使用大学学习方法；工程设计导论-了解基本设计步骤和考虑因素；工程沟通-解决工程问题基本步骤，学会独立思考，口头和书面形式沟通；工程伦理学-工程伦理学的重要性以及遵循这些准则的原因，理解工程师的准则及必须遵守的原因。第二部分介绍未来四年学生们将以不同形式反复看见以及应用的基本原理和物理定律，包括基本量纲和单位，长度、时间、质量、力、温度参数、电流等参数，能源和动力，工程数学、工程中的概率论和数理统计等，这些内容是不同专业工科类学生必须了解和掌握的。

“introduction to engineering” is a professional course introduced the basic knowledge of engineering.This course consists of two parts ,about the basic principle of engineering and engineering.the first part introduces the engineering profession and its branches ,emphasizes the fact that the engineer is a problem solver.then we will talk about the preparing engineer for career and How to smoothly make the transition from high school to College in this part.In this part,the students will learn how to use the learning methods of university ,introduction to engineering design which the students will get the engineering basic design steps ,the factors which need to be considered in the designing engineering,engineering communication which talks about basic steps to solving engineering problems,engineering ethics which talks about the importance of engineering ethics ,the reasons for following these principles ,bisides the students will understand the principles of engineer and the reasons for following it.the final of this part the student will learn how to think independently and communicate with verbal and written.The second part introduces the basic principles and laws of physics that students will see and apply in different forms over the next four years.this basic principles and laws of physics include basic dimensions and units, length, time, quality, force, temperature parameters, current and other

parameters, energy and power, engineering mathematics, engineering, probability theory and mathematical statistics, etc.these content are the students who come from the different professional engineering must understand and mastered.

二、课程目标

本课程把科学研究引入教学过程使教学活动具有科研性，学生应用已掌握的学习方法，互联网资源，参与课堂讨论，实践工程交流形式完成教学过程，学生掌握专业应具备的工程基础知识，培养和提高学习能力，加强工程概念和工程背景知识，从而具备从工程角度对工程问题的思维能力和初步解决此类问题的实践能力，接下来让学生了解工程基本原理，顺势推出他们在大学本科可能学习的基础课程，普通类专业课程，专业选修课程，瞄准自己的未来发展目标脚踏实地去实现。

This course introduce scientific research into the teaching process to make the teaching activities scientific.Students can apply these forms such as mastered learning method,the internet resources,participating in the class discussions,talking about practical engineering to complete the teaching process.the students need to master the basic knowledge of profession engineering ,develop and improve the ability to learn, Strengthen engineering concepts and engineering background knowledge.so as the students will have the thinking ability which consider the engineering problem from the engineering point of view and practical ability to solve such preliminary problems.Then make the students understand the basic principles of the project.meanwhile,Launch the students’ undergraduate courses in the university, the general category of professional courses and professional elective courses.Finally,the students will aim at their own goals about future development and surefooted achieve this goals.

三、 课程内容安排和要求

（一） 教学内容、要求及教学方法

Chapter 1 Introduction to the Engineering Profession

教学内容：

1.1 Engineering work is all around of you

1.2 Engineering as a profession and common traits of good engineers

1.3 Common traits of good engineers

1.4 Engineering disciplines

1.5 Accreditation board for Engineering and Technology

教学要求：

了解电子科技大学、GPA、工程师的重要作用及一个好的工程师的基本素质和能力、不同工程的区别。

教学方法：

本章内容是本门课程的第一节课，通过采用课堂讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生介绍电子科技大学、本门课程的特点。描绘、解释GPA的概念、优秀工程师具备的能力和素质、工程入门的基本概念。让学生对工程入门和工程师有初步的了解。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行展示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 2 Preparing for an Engineering Career

教学内容：

2.1 Making the transition from high school to college

2.2 Budgeting your time

2.3 Daily studying and preparation

2.4 Getting Involved with an Engineering Organization

2.5 Your graduation plan

2.6 Other consideration 教学要求：

思考如何从高中向大学平稳过渡、大学的学习和生活、毕业计划；学会使用大学的方法学习、合理安排每周学习、如何加入一个工程组织。

教学方法：

本章节采用课堂讲授法和课题讨论法。通过采用课堂讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、介绍大学学习方法、高中到大学过渡期和加入工程组织需要采用的方法及注意事项；通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论活动，让学生进行自我定位，规划设计自己的大学计划；由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行展示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 3 Introduction to Engineering Design

教学内容：

3.1 Engineering design process

3.2 Sustainability in design

3.3 Engineering economics

3.4 Material selection

3.5 Teamwork

3.6 Common traits of good teams

3.7 Conflict resolution

3.8 Project scheduling and task chart

3.10 Patent, trademark, and copyright

3.11 Engineering standards and codes 3.12 Examples of standards and codes organizations in china

教学要求：

了解基本的设计步骤，工程设计要考虑的各类因素、团队合作的基本特征、专利、商标和版权、工程标准和规范；学会团队合作、解决冲突、书写项目调度和任务图。 教学方法：

本章内容采用课堂讲授法和课堂讨论的方法。通过课题讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释工程设计的基本步骤、工程设计需要考虑的因素、团队合作的基本特征、项目调度和任务图。介绍专利、商标和版权、工程标准和规范的基本概念、中国工程标准和规范组织的实例。通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行展示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 4 Engineering Communication

教学内容：

4.1.Communication Skills and presentation of Engineering work

4.2 Basic steps involved in the solution of engineering problems

4.3 Homework presentation

4.4 Progress report, excutive summary, and short memos

4.5 Detailed technical report

4.6 Oral communication and presentation

4.7 Engineering Graphical communication 教学要求：

了解解决工程问题基本步骤；学会演示工程工作、独立思考，以口头和书面形式沟通，书写多种类型的工程报告。

教学方法：

本章节采用课堂讲授法和课堂讨论的方法。通过课题讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释来教授解决工程问题的基本步骤，演示工程工作的方法、沟通的技巧。重点介绍各类型的工程报告以及如何书写这些工程报告，引导学生分析和提取工程问题。通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行展示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 5 Engineering ethics

教学内容：

5.1 Engineering Ethics

5.2 The code of ethics of the national society of professional engineers

5.3 code of ethics fro engineers

5.4 Engineer’s creed

教学要求：

了解工程伦理学的重要性以及遵循这些准则的原因；理解工程师的准则及必须遵守的原因。

教学方法：

本章节采用课堂讲授法和课题讨论法。通过课题讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释工程伦理学的基本概念、重要性、遵循这些准则的原因。重点阐明工程师的准则及必

须遵守的原因，引导学生分析和认识问题；通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行演示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 6 Force and force-related parameters

教学内容：

6.1 What We Mean By Force 253

6.2 Newton’s Laws in Mechanics 259

6.3 Moment, Torque——Force Acting at a Distance 262

6.4 Work——Force Acting Over a Distance 267

6.5 Pressure and Stress——Force Acting Over an Area 269

6.6 Modulus of Elasticity, Modulus of Rigidity, and Bulk Modulus of Compressibility 282

6.7 Linear Impulse——Force Acting Over Time 290 教学要求：

了解物理定义是基于观察和实验；理解基本量纲在工程分析中的重要性，工程组件和工程系统的意义；较好的理解什么是力、力的单位及有哪些不同种类的力；掌握基本单位制、不平衡力倾向改变物体的运动方向及（或者）施力对物体的影响、在不同受力情况下如何选择材料、材料属性意义、用于物体时以何种方式影响物体状态。

教学方法：

本章节采样通过采用课堂讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释、推论来教授工程中的力的基本概念、原理、理论、和应用等。重点阐明不平衡力倾向改变物体的运动方向及（或者）施力对物体的影响、在不同受力情况下如何选择材料、材料属性意义、用于物体时以何种方式影响物体状态，引导学生分析和认识问题；通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作

的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行演示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 7 LENGTH AND LENGTH-RELATED PARAMETERS

教学内容：

7.1 Length as a Fundamental Dimension 161

7.2 Measurement of Length 165

7.3 Nominal Sizes versus Actual Sizes 170

7.4 Radians as a Ratio of Two Lengths 171

7.5 Strain as a Ratio of Two Lengths 171

7.6 Area 171

7.7 Volume 180

7.8 Second Moments of Areas 185 教学要求：

了解不同单位长度、体积、面积间的进率；掌握长度在基本量纲中的重要性及面积和体积在工程应用的重要性、测量对象实际尺寸和公称尺寸间的误差、如何测量面积和利用梯形法则去近似平面表面；深度理解截面惯性矩的结构分析的物理意义。

教学方法：

本章节采用课堂讲授法和课题讨论法。通过采用课堂讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释、推论来教授工程中的长度的基本概念、原理、理论、和应用等。重点阐明截面惯性矩的结构分析的物理意义，引导学生分析和认识问题；通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行演示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 8 Time 、mass and Related Parameters

教学内容：

8.1 Time as a Fundamental Dimension 205

8.2 Measurement of Time 207

8.3 Periods and Frequencies 210

8.4 Flow of Traffic 212

8.5 Engineering Parameters Involving Length and Time 214

8.6 Angular Motion 221

8.7 Mass as a Fundamental Dimension 231

8.8 Measurement of Mass 233

8.9 Density, Specific Volume, and Specific Gravity 234

8.10Mass Flow Rate 236

8.11Mass Moment of Inertia 236

8.12Momentum 239

8.13Conservation of Mass 241 教学要求：

较好的掌握时间在工程中的重要性及其在计算速度、加速度等中的重要性；掌握频率和周期的定义并能提供时间在机电系统的例子、质量在工程应用和分析的中重要意义、在工程中如何衡量物质的轻重、比重；了解质量和平移运动的阻力关系及旋转中心质量分布和旋转运动的关系；较好的理解质量的定义。

教学方法：

本章节采用课堂讲授法和课题讨论法。通过采用课堂讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释、推论来教授工程中的时间和质量的基本概念、原理、理论、和应用等。重点阐时间在工程中的重要性及其在计算速度、加速度等中的重要性，引导学生分析和认识问题；通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行演示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 9 TEMPERATURE、ELECTRIC CURRENT AND RELATED PARAMETERS

教学内容：

9.1 Temperature as a Fundamental Dimension

9.2 Measurement of Temperature and Its Units

9.3 Temperature Difference and Heat Transfer

9.4 Thermal Comfort, Metabolic Rate, and Clothing Insulation

9.5 Some Temperature-Related Material Properties

9.6 Heating Values of Fuels

9.7 Degree-Days and Energy Estimation

9.8 Summary

9.9 Electric Current as a Fundamental Dimension

9.10 Voltage

9.11 Direct Current and Alternating Current

9.12 Electrical Circuits and Components

9.13 Electric Motors

9.14 Lighting Systems

9.15 Summary 教学要求：

了解不同温度单位间的进率、不同电力来源；理解绝对零度的含义，燃料热值的定义、电流在日常生活的重要性、什么是电流、交直流的区别、电动马达的作用、照明术语；较好的理解温度的定义、如何测量；熟悉一些材料的热物理性质（导电率、比热、热膨胀）；掌握热量、热量单位和传热方式、基本传热计算、电阻定义及单位、热阻和隔热的r因子的定义、热传导发生的条件。

教学方法：

本章节采用课堂讲授法和课题讨论法。采用课堂讲授法和课题讨论法，通过课题讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释温度和电流的基本概念、原理、理论、和应用等。重点阐明热量和电阻相关的计算方法和公式原理，引导学生分析和认识问题；通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想

法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行演示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 10 Energy and Power

教学内容：

10.1 Work, Mechanical Energy, Thermal Energy

10.2 Conservation of Energy–First Law of Thermodynamics

10.3 Understanding What We Mean by Power

10.4 Watts and Horsepower

10.5 Efficiency

10.6 Energy Sources, Generation, Consumption 教学要求：

理解不同的机械能、能量和能源的联系；掌握工程分析中何时且如何使用动能、势能、弹性势能、如何和何时使用能量守恒定律、内能、热能和效率的定义及效率的形式（热效率、季节能效比、年度燃料利用效率）、效率的组件（泵、汽车等）；清楚的理解能量的定义。 教学方法：

本章节采用课堂讲授法和课题讨论法。通过采用课堂讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释工程中的机械能、内能、热能等能量以及效率的基本概念、原理、理论、和应用等。重点阐明如何和何时使用能量守恒定律，引导学生分析和认识问题；通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行演示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 11 Mathematic in Engeering

教学内容：

11.1 Mathematical Symbols and Greek Alphabet585

11.2 Linear Models587

11.3 Nonlinear Models595

11.4 Exponential and Logarithmic Models601

11.5 Matrix Algebra605 11.6 Calculus617

11.7 Differential Equations625

教学要求：

熟悉这一章数学符号的例子，理解希腊字母在工程中的作用和它在角度、尺寸或者公式中物理变量等方面的重要性、描述工程问题及其解决方案的线性和非线性模型的重要性、微分方程在不同领域的应用、边界条件和初始条件在不同领域的意义和作用；掌握制定多种工程性问题引出的一系列的线性方程组并且解出通解。 教学方法：

本章节采用课堂讲授法和课题讨论法。通过采用课堂讲授法以简明、通俗易懂的语言向学生描绘、解释希腊字母在工程中的作用和它在角度、尺寸或者公式中物理变量等方面的重要性，工程问题及其解决方案的线性和非线性模型、微分方程在不同领域的应用，重点阐明边界条件和初始条件在不同领域的意义和作用，引导学生分析和认识问题；通过采用课题讨论的方法把学生以全班或小组为单位，围绕的中心问题，各抒己见，通过讨论或辩论活动，获得知识或巩固知识，由于全体学生都参加活动，可以培养合作精神，激发学生的学习兴趣，提高学生学习的独立性。课后给每一小组布置不同的关于下一章节的思考题，让学生利用网络资源自主学习和团队合作的方式寻找答案，提出解决问题的措施，然后提出讨论评价并且将这些想法和内容做成ppt的形式，在下一节课进行演示，培养学生的学习习惯和自主学习能力，锻炼学生的口头表达能力和团队合作能力。

Chapter 12 PROBABILITY AND STATISTICS IN ENGINEERING

教学内容：

12.1 Probability–Basic Ideas 634 12.2 Statistics–Basic Ideas 635 12.3 Frequency Distributions 636

12.4 Measures of Central Tendency and Variation– Mean, Median, and Standard Deviation 638

12.5 Normal Distribution 643 7.8 Second Moments of Areas 185

教学要求：

课程重点：

1） 工程师的重要作用、优秀工程师的基本素质和能力、不同工程的区别； 2） 工程设计导论；

3） 工程沟通和工程伦理学；

4） 工程基本原理(包括：长度、时间、质量、力、温度、电流及其相关参数、能源

动力)；

5） 工程数学；

6） 工程中的概率论和数理统计； 课程难点：

1） 工程沟通和工程伦理学；

2） 工程基本的设计步骤和工程设计要考虑的各类因素； 3） 书写各类的工程报告；

4） 工程基本原理(包括：长度、时间、质量、力、温度、电流及其相关参数、能源动力)； 5） 工程中的概率论和数理统计；

解决办法：

多以实际生活学生易懂的实例入手，将难理解的原理方法溶入实例，再总结讲理论方法，最后让同学做作业练习来掌握。同时，在授课过程中让学生自己准备和演示ppt，锻炼学生的逻辑思维和团队协作能力，并对难点和重点多让同学动脑筋讨论的方式展开教学，以更好地促进“科研”、“教”与“学”之间的互动。

四、考核方式

考核方式：本课程考核方式为平时考核，包括课程作业、课堂研讨两个方面。

成绩构成：本课程总成绩主要由两部分组成：课程作业包含课堂作业和课外作业，占总成绩的比例为50%；课堂研讨根据课堂讨论和课堂演示综合表现，占总成绩的比例为50%。

五、建议教材及参考资料

（一）教材：

Saeed Moaveni, Engineering Fundamentals: An Introduction to Engineering, Fourth edition, Global Engineering, 2010.

（二）参考资料：

1)Saeed Moaveni,Fourth Edition. Engineering Fundamentals: An Introduction to

Engineering. Global Engineering. 2010

2）田辉玉. 识读大学:武汉工程大学新生教育导读. 武汉理工大学出版社. 2012