В последние годы жизни Нестеренко тяжело болел и не мог присутствовать на торжественных мероприятиях, которые никогда не пропускал раньше. В такие дни, особенно перед Днем Победы, представители командования института посещали заслуженного ветерана дома. С таким поручением генерал-майор М. М. Бордюков побывал у Алексея Ивановича в последний год его жизни, когда он постоянно жил в подмосковном городе Видное. Долго вспоминали институт. Алексей Иванович был растроган, он очень дорожил вниманием бывших сослуживцев и подчиненных.

С января 1952 года по 22 января 1953 года А. И. Нестеренко служил в должности заместителя командующего артиллерией Белорусского военного округа. В декабре 1952 года очередная аттестация подтвердила:

4 декабря комиссия во главе с командующим артиллерией Советской армии В. И. Казаковым признала полное соответствие Нестеренко занимаемой должности. Однако его служба в Белоруссии оказалась недолгой. Уже в начале следующего года он был вызван в Москву, где ему по иронии судьбы предстояло готовить специалистов в области той самой ракетной техники, которую он прежде критиковал.

Почти два года, с февраля 1953 года по декабрь 1954 года, А. И. Нестеренко работал в Артиллерийской инженерной академии им Ф. Э. Дзержинского в должности начальника ракетного факультета (из 6-го он в этот период был переименован в 4-й). Этот факультет являлся самым многочисленным, на нем обучалась большая часть слушателей академии. В 1952 году на факультете насчитывалось 500 человек основного набора, 1300 человек — спецнабора, всего — 1800 слушателей. В 1953–1955 годах на факультете было 176 курсов, 36 партийных организаций. Бурное развитие ракетной техники требовало большого количества соответствующих специалистов.

На Артиллерийскую академию было возложено решение задачи по подготовке специалистов в области ракет больших дальностей. Вот краткий перечень мер, предпринятых в академии в те годы. В октябре 1944 года создана кафедра вооружения гвардейских минометных частей (кафедра реактивного вооружения); в сентябре 1945 года — факультет реактивного вооружения со сроком обучения пять лет и два месяца, число слушателей 200 человек. В июне 1948 года было принято решение об увеличении срока учебы до пяти лет и восьми месяцев; в апреле 1948 года при академии организованы курсы повышения квалификации инженеров, работающих в области реактивного вооружения; в сентябре 1950 года численность слушателей на факультете реактивного вооружения увеличена до 240 человек, а на курсах переподготовки — до 40 человек.

В августе 1951 года вместо кафедры реактивного вооружения были созданы три кафедры: кафедра пороховых реактивных снарядов, кафедра жидкостных реактивных снарядов, кафедра теории полета и аэродинамики реактивных снарядов. Численность слушателей реактивного факультета была увеличена до 420 человек; в сентябре 1951 года 350 слушателей выпускных курсов других факультетов переведены на факультет реактивного вооружения; в декабре 1951 года численность слушателей третьего курса факультета реактивного вооружения увеличилась на 100 человек за счет студентов ведущих технических вузов страны. Созданы десятимесячные курсы переподготовки по реактивному вооружению для ГАУ численностью 160 человек. Произведен досрочный выпуск тридцати восьми слушателей факультета реактивного вооружения.

Ракетные кафедры академии работали в очень напряженном режиме. Учебная нагрузка их преподавателей зачастую превосходила в несколько раз нормальную нагрузку. Не было учебников и учебных пособий. Не существовало сложившихся проверенных форм обучения. Преподаватели в большинстве своем не имели достаточного педагогического опыта, а иногда и глубоких знаний по специальности. Они сами учились в процессе преподавания.

Наконец, в январе 1953 года вышло постановление правительства о проведении специального набора на факультет реактивного вооружения студентов четвертых и пятых курсов ведущих гражданских технических вузов. Набор проведен в два приема: в марте 1953 года — 400 человек, в августе 1953 года — 500 человек.