導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇航天知識問題，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

作者簡介：陸必應(yīng)（1976-），男，安徽舒城人，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，副教授；王建（1981-），男，湖北宜城人，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院，講師。（湖南 長沙 410073）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）25-0141-02

“航天測控”是國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修課程，同時(shí)也是通信工程和信息工程專業(yè)本科生的選修課程。課程重點(diǎn)講述基于無線電的航天測控系統(tǒng)的概念、體制、組成和工作原理，引導(dǎo)學(xué)生了解現(xiàn)代航天測控技術(shù)的發(fā)展動態(tài)和方向。[1，2]作為一門專業(yè)課，一方面要傳授學(xué)生航天測控系統(tǒng)的專業(yè)知識，另一方面要培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜電子系統(tǒng)的分析能力并掌握設(shè)計(jì)方法，加強(qiáng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。航天技術(shù)的發(fā)展及其在軍事和國民經(jīng)濟(jì)中日益廣泛的應(yīng)用，特別是我國載人航天技術(shù)的跨越式發(fā)展，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的熱情，同時(shí)對課程的教學(xué)也提出了越來越高的要求。[3]本文先分析“航天測控”課程特點(diǎn)和教學(xué)中存在的問題，隨后介紹以教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)相配套的教學(xué)改革探索和實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識學(xué)習(xí)和工程能力培養(yǎng)兼顧的教學(xué)目標(biāo)。

一、課程特點(diǎn)與教學(xué)現(xiàn)狀

“航天測控”課程教學(xué)具有如下特點(diǎn)：一是基本概念多，涉及領(lǐng)域廣 。包括天文學(xué)基礎(chǔ)、航天器軌道運(yùn)行基本原理、無線電測距定位原理、高速無線數(shù)據(jù)傳輸原理等。二是基本原理復(fù)雜，涉及的理論基礎(chǔ)寬，包括隨機(jī)信號分析、信號與系統(tǒng)、雷達(dá)原理、通信原理等。三是系統(tǒng)復(fù)雜，安排實(shí)踐環(huán)節(jié)困難。航天測控系統(tǒng)是復(fù)雜的電子系統(tǒng)，而先修課程偏重基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，對電子系統(tǒng)的介紹偏少，學(xué)生很難通過一兩個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)課達(dá)到理解和掌握復(fù)雜航天系統(tǒng)的目標(biāo)。以上特點(diǎn)決定采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師講授難度大，學(xué)生學(xué)習(xí)理解困難，學(xué)習(xí)效果差。

該課程教學(xué)現(xiàn)狀與存在的主要問題有：

1.教學(xué)內(nèi)容多，課時(shí)少

本課程內(nèi)容包括航天測控的基本原理、統(tǒng)一載波測控系統(tǒng)、跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)及其在航天測控中的應(yīng)用四大部分，僅統(tǒng)一載波測控系統(tǒng)就包括跟蹤測軌分系統(tǒng)、遙測分系統(tǒng)、遙控分系統(tǒng)。上述每一門技術(shù)都具有相對的獨(dú)立性，涉及的理論、方法和系統(tǒng)都有其獨(dú)特的內(nèi)容。國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“我?！保╇娮涌茖W(xué)與工程學(xué)院早期設(shè)有航天測控專業(yè)，上述內(nèi)容安排80～120課時(shí)講授，現(xiàn)行的教學(xué)大綱僅安排了40課時(shí)，教學(xué)內(nèi)容卻沒有減少，要完成教學(xué)任務(wù)，學(xué)生學(xué)習(xí)上存在較大困難。

2.教材相對陳舊，新技術(shù)介紹少

本課程的教材編寫于1998年，內(nèi)容上繼承了航天測控專業(yè)所用內(nèi)部教材的精華，重點(diǎn)內(nèi)容為統(tǒng)一載波測控系統(tǒng)的原理、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)是基本概念清楚，理論推導(dǎo)詳實(shí)，系統(tǒng)分析深入，但也存在如下幾個(gè)問題：一是內(nèi)容過多，部分內(nèi)容分析得過于深入，基礎(chǔ)稍差的學(xué)生掌握起來有困難；二是近年來航天測控技術(shù)進(jìn)步迅速，不斷涌現(xiàn)出新概念、新方法和新技術(shù)，航天測控體制也從傳統(tǒng)的統(tǒng)一載波測控體制加速向以跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)為代表的天基測控體制發(fā)展，而教材沒有充分反映航天測控技術(shù)的新發(fā)展。

3.教學(xué)手段單調(diào)，實(shí)踐環(huán)節(jié)不足

原先的課程教學(xué)以教師板書講授為主，配合以少量的幻燈片和課后習(xí)題作為輔助手段；學(xué)生的學(xué)習(xí)停留在閱讀教材和參考書目、做課后習(xí)題上，缺少必要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。這種以講授為主的教學(xué)模式無法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，缺少必要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生對理論和技術(shù)的理解無法深化，學(xué)生的主觀能動性沒有充分發(fā)揮，分析問題、解決問題的能力和工程素養(yǎng)得不到提高。

二、教學(xué)改革探索與實(shí)踐

1.突出教學(xué)重點(diǎn)，合理選擇教學(xué)內(nèi)容

綜合考慮航天測控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合電子工程專業(yè)本科生的預(yù)修課程以及學(xué)時(shí)數(shù)，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重新安排，修訂了教材。將教學(xué)內(nèi)容根據(jù)測控體制劃分為統(tǒng)一載波測控系統(tǒng)、跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)的原理及其在航天測控中的應(yīng)用三個(gè)部分。對統(tǒng)一載波測控系統(tǒng)部分內(nèi)容進(jìn)行了三個(gè)方面的刪減：一是與先修課程內(nèi)容有重復(fù)或雷同的，如跟蹤測軌技術(shù)中的角度測量技術(shù)，在先修課程“雷達(dá)原理”中已有講述，直接刪除；二是要求具備比較專業(yè)的預(yù)修知識而學(xué)生又不具備的，如遙控編碼體制，對電子工程專業(yè)的本科生來說由于不具備相應(yīng)的預(yù)修課程，理解存在較大的困難，進(jìn)行了刪減，并提供相關(guān)的參考書籍供有興趣的學(xué)生參考；三是難度太大的內(nèi)容，如測控信道的設(shè)計(jì)，這部分內(nèi)容要求學(xué)生在理解信號調(diào)制理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合特定工程實(shí)際設(shè)計(jì)出最佳波形，對大部分學(xué)生來說要求過高，也進(jìn)行了刪減。根據(jù)航天測控技術(shù)的發(fā)展趨勢，對跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的組成、工作原理以及采用的新技術(shù)等部分內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)充。調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容，既重視基本原理的教學(xué)，也重視測控系統(tǒng)的分析，還涉及測控新技術(shù)的介紹。

2.采用多種模式教學(xué)方法，提高教學(xué)效率

對課程的總體教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)所包含的知識點(diǎn)進(jìn)行了分析，并對教學(xué)方法和教學(xué)過程進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。針對不同的教學(xué)內(nèi)容，采取多種形式的教學(xué)方法，包括課堂理論教學(xué)、比較教學(xué)、案例教學(xué)、討論教學(xué)等，并有機(jī)地結(jié)合起來。

基本原理如測控信號基本理論、測距原理、GPS工作原理等內(nèi)容采用課堂理論教學(xué)，開發(fā)了多媒體教學(xué)課件，除傳統(tǒng)的公式推導(dǎo)和文字描述外，配以適當(dāng)?shù)膱D片、動畫，直觀地說明理論分析結(jié)果，使學(xué)生對一些重要的結(jié)論留下深刻的印象，強(qiáng)化教學(xué)效果。

航天測控系統(tǒng)的教學(xué)若采用簡單的講授教學(xué)，由于學(xué)生工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)少，往往不能深刻領(lǐng)會系統(tǒng)的內(nèi)涵，抓不住重點(diǎn)，因此采用案例教學(xué)法與比較教學(xué)法相結(jié)合的教學(xué)方法。選擇航天測控系統(tǒng)中較為簡單但具有代表性的“單通道鎖相接收機(jī)”作為教學(xué)案例，先對系統(tǒng)作簡單介紹，使得大家對航天測控系統(tǒng)有一個(gè)感性認(rèn)識，然后提出問題，供同學(xué)們分組分析、討論。如跟蹤測軌系統(tǒng)鎖相接收機(jī)與一般雷達(dá)系統(tǒng)接收機(jī)進(jìn)行比較，通過比較啟發(fā)學(xué)生思考二者結(jié)構(gòu)上的根本區(qū)別是什么，工作原理有什么不同，航天測控系統(tǒng)采用這種特殊類型接收機(jī)的原因是什么。通過比較學(xué)生較易理解航天測控跟蹤測軌系統(tǒng)與一般雷達(dá)系統(tǒng)的異同，達(dá)到觸類旁通的效果。通過開設(shè)討論環(huán)節(jié)，營造生動、活躍的課堂氣氛，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、解決問題的能力，變被動接受為主動思考。最后以科研成果進(jìn)課堂的形式對案例進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生了解航天測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本方法。將教學(xué)團(tuán)隊(duì)在航天測控接收機(jī)領(lǐng)域所作的科研成果——某改進(jìn)型航天測控接收機(jī)實(shí)物搬進(jìn)課堂，分析傳統(tǒng)接收機(jī)存在的缺陷，改進(jìn)型接收機(jī)性能有哪些改善，從哪幾個(gè)方面著手進(jìn)行改善，如何進(jìn)行改進(jìn)等。通過這一具體案例，充分激發(fā)了學(xué)生的積極性，對航天測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法這一難點(diǎn)也有了初步的認(rèn)識。

在教學(xué)手段上，除采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)外，還充分利用校園網(wǎng)資源，開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。編制適合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的課件，提倡學(xué)生網(wǎng)上提問，進(jìn)行網(wǎng)上答疑，對課外拓展性的內(nèi)容提供更多的學(xué)習(xí)資料和參考文獻(xiàn)。此外，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可部分緩解教學(xué)內(nèi)容多而課時(shí)少的矛盾。

3.重視實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生工程素養(yǎng)

“航天測控”是一門理論較深、實(shí)踐性強(qiáng)的課程，提高學(xué)生的工程素質(zhì)也是本專業(yè)課的一個(gè)重要學(xué)習(xí)目標(biāo)。航天無線電測控系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜龐大的系統(tǒng)，沒有條件開展針對整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)踐性教學(xué)，但在基本原理和分系統(tǒng)教學(xué)過程中增加了實(shí)踐性環(huán)節(jié)，如簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、開放式研究性習(xí)題設(shè)計(jì)等。另外，對深空測控、小衛(wèi)星測控、星座測控等測控領(lǐng)域的新課題、新技術(shù)、新發(fā)展，根據(jù)情況開設(shè)一兩個(gè)專題講座，使學(xué)生了解航天測控技術(shù)的最新發(fā)展，提升學(xué)生應(yīng)用能力。

4.加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

作為一門專業(yè)課，雖然面向的專業(yè)范圍窄，學(xué)生層次相對統(tǒng)一，只要一兩名老師就可完成課程的教學(xué)任務(wù)，但不能因此就忽視教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)。作為教學(xué)活動中的關(guān)鍵要素之一和教學(xué)活動的具體實(shí)施者，教師本身的專業(yè)理論知識、實(shí)踐能力、教學(xué)能力、科研能力對課程的教學(xué)效果有決定性的影響。因此，我校建立了一個(gè)由教授、副教授、講師等不同層次教師組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。團(tuán)隊(duì)中所有成員都從事航天測控領(lǐng)域的科研工作，由同時(shí)具有豐富科研經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的副教授擔(dān)任主講老師，由教授開展航天測控領(lǐng)域新技術(shù)、新發(fā)展專題講座，其他成員的科研成果為教學(xué)案例提供支撐。同時(shí)通過“跟、幫、帶”，促進(jìn)年青教師的成長，保證教學(xué)團(tuán)隊(duì)教學(xué)水平的穩(wěn)步提高。

三、結(jié)束語

隨著航天技術(shù)在國防、國民經(jīng)濟(jì)中日益廣泛的應(yīng)用，航天測控技術(shù)也獲得了快速發(fā)展和廣泛重視，對“航天測控”課程教學(xué)提出了越來越高的要求。本文對“航天測控”課程存在的問題進(jìn)行了分析并提出了切實(shí)可行的改進(jìn)措施，通過教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)過程和師資隊(duì)伍建設(shè)的改革，精簡了教學(xué)內(nèi)容，采用了以比較教學(xué)法和案例教學(xué)法為主導(dǎo)的多樣化教學(xué)方法，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題能力，達(dá)到了專業(yè)知識學(xué)習(xí)和專業(yè)技能培養(yǎng)并舉的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

篇2

近年來，我國航天發(fā)射任務(wù)明顯增加，載人航天、深空探測、二代導(dǎo)航、對地高分、新型運(yùn)載火箭試驗(yàn)、多平臺發(fā)射等新任務(wù)連續(xù)不斷。航天發(fā)射將呈現(xiàn)出零窗口發(fā)射、連續(xù)多窗口發(fā)射、快速密集發(fā)射、一箭多星發(fā)射、應(yīng)急快速發(fā)射等發(fā)射新局面，參試人員兼崗、多任務(wù)并行情況普遍。高密度航天發(fā)射帶來參試人員的不足，也對測試發(fā)射人才素質(zhì)能力提出更高要求。航天發(fā)射試驗(yàn)任務(wù)涉及部門多，直接參與試驗(yàn)任務(wù)的指揮和技術(shù)人員眾多，往往需要各級指揮機(jī)構(gòu)組織協(xié)調(diào)并聯(lián)合決策。航天發(fā)射試驗(yàn)是國家政治、軍事、經(jīng)濟(jì)利益的集中體現(xiàn)，要求萬無一失，而決策的問題往往是隱藏很深的技術(shù)問題，決策難度大。為了較好地實(shí)施靠前決策和聯(lián)合決策，指揮層次日趨扁平化、管理日趨精細(xì)化，應(yīng)急指揮情況越來越復(fù)雜、決策能力需求知識面越來越寬，迫切需要院校培養(yǎng)新型指技復(fù)合型人才。航天測試發(fā)射專業(yè)培訓(xùn)對象主要來自（或即將分配到）總裝備部三個(gè)航天試驗(yàn)基地、相關(guān)研究院所、二炮部隊(duì)和聯(lián)合作戰(zhàn)相關(guān)部隊(duì)。崗位范圍包括操作手崗位、指揮崗位、機(jī)關(guān)作試參謀崗位及其他與測試發(fā)射相關(guān)的試驗(yàn)技術(shù)崗位。具體崗位涉及測試、發(fā)射、指揮、地面設(shè)備管理及氣象保障和勤務(wù)保障任務(wù)以及與之相關(guān)的組織指揮、總體協(xié)調(diào)、任務(wù)分析、諸元計(jì)算、遙外測及其數(shù)據(jù)處理任務(wù)等。航天測試發(fā)射專業(yè)人才培養(yǎng)包括任職教育和學(xué)歷教育。任職教育包括現(xiàn)職干部任職教育和生長干部任職教育，學(xué)歷教育包括本科生教育和研究生教育。不同的培訓(xùn)對象對知識、技能的需求不同，只有掌握不同培訓(xùn)對象的特點(diǎn)，才能在教學(xué)過程中科學(xué)施教，提高教學(xué)水平。

航天測試發(fā)射教研訓(xùn)一體化研究

教學(xué)理論研究按照航天測試發(fā)射任務(wù)對不同層次人才知識和技能的需求，探討并構(gòu)建了測試發(fā)射方向的“多層次、多目標(biāo)、一體化”人才培養(yǎng)體系。通過定量化培訓(xùn)目標(biāo)，設(shè)計(jì)培訓(xùn)方式、培訓(xùn)內(nèi)容、考核方式等，構(gòu)建具體課程、專題的詳細(xì)完整的內(nèi)容體系，嚴(yán)格課程設(shè)計(jì)、課堂設(shè)計(jì)、課件設(shè)計(jì)、試題庫設(shè)計(jì)，制定考核方式等。修改完善了研究生、本科生的培養(yǎng)方案和課程體系；創(chuàng)建了生長干部任職培訓(xùn)、試驗(yàn)中級指揮干部任職培訓(xùn)、測發(fā)總師系統(tǒng)研討班等教學(xué)對象的培養(yǎng)方案與課程體系。航天測試發(fā)射人才培養(yǎng)主要服務(wù)于部隊(duì)航天發(fā)射試驗(yàn)任務(wù)，因此，針對航天發(fā)射試驗(yàn)任務(wù)現(xiàn)實(shí)存在的各種問題開展討論和分析，提出解決問題的思路和具體技術(shù)方法，全面拓展“貼近部隊(duì)、深入部隊(duì)、服務(wù)部隊(duì)”的教學(xué)研究。針對測試發(fā)射領(lǐng)域知識廣、測試發(fā)射可靠性安全性要求高的特殊性，研究并創(chuàng)新了“網(wǎng)絡(luò)型、實(shí)踐型、團(tuán)隊(duì)型”教學(xué)手段。利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)構(gòu)建“網(wǎng)絡(luò)型”教學(xué)平臺，通過網(wǎng)絡(luò)課程彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在的不足。按照學(xué)員培訓(xùn)需求和培養(yǎng)目標(biāo)，積極組織開展實(shí)地參觀、模擬訓(xùn)練等“實(shí)踐型”教學(xué)，使其通過切身感受，擴(kuò)展解決問題的思路和方法。通過研究團(tuán)隊(duì)教學(xué)的特點(diǎn)及優(yōu)勢，創(chuàng)建了“團(tuán)隊(duì)型”教學(xué)模式。通過集體討論、集體備課，高度凝練了教學(xué)內(nèi)容；通過集體指導(dǎo)、重點(diǎn)檢查，大幅提升了課堂設(shè)計(jì)水平；通過集體監(jiān)督與標(biāo)準(zhǔn)化考核，有力督促了年輕教員的成長。教學(xué)方法研究在教學(xué)中探索了“問題型”專題教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了從“收集現(xiàn)實(shí)問題——確定教學(xué)內(nèi)容——組建專題教學(xué)組和評估專家組——設(shè)計(jì)教學(xué)專題——組織學(xué)員研討——完善教學(xué)專題——正式進(jìn)入課堂”，已建成《航天試驗(yàn)技術(shù)》系列專題、《航天發(fā)射安全性可靠性》系列專題、《航天試驗(yàn)指揮》系列專題、《航天裝備應(yīng)用》系列專題等。在教學(xué)中強(qiáng)化了“案例型”專題教學(xué)方法，航天測試發(fā)射是一項(xiàng)復(fù)雜的大系統(tǒng)工程，在過去的幾十年中積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，將這些典型實(shí)踐進(jìn)行歸納，挑選合適的實(shí)踐作為案例教學(xué)。為此，針對航天測試發(fā)射教學(xué)，探索了“案例型”教學(xué)。案例教學(xué)的關(guān)鍵是選擇好的案例，在選擇案例時(shí)應(yīng)注重啟發(fā)性、典型性、真實(shí)性和故事性。例如在《航天發(fā)射故障診斷》、《可靠性工程》、《安全性工程》課程時(shí)，通過典型的國內(nèi)外大量的衛(wèi)星發(fā)射、載人航天、載人探月、星際探測等航天任務(wù)實(shí)際案例，極大地調(diào)動了學(xué)員主動思考問題、解決問題的意識，激發(fā)了對航天發(fā)射事業(yè)的熱愛。對測試發(fā)射重大現(xiàn)實(shí)問題創(chuàng)建了“研究型”教學(xué)方法。測試發(fā)射專業(yè)教學(xué)中除了通過集體授課解決共性問題，更多是采取課題研究的方式解決個(gè)性問題，即采用“研究型”教學(xué)方式。通過組織觀摩優(yōu)秀教員的授課、精品課程的建設(shè)，組織學(xué)習(xí)優(yōu)秀論文，探討提高教學(xué)的思路和方法。通過資助教員開展教學(xué)研究課題，針對教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和問題進(jìn)行總結(jié)。對于任職教育學(xué)員，按照預(yù)先收集的測試發(fā)射相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)問題，學(xué)員自愿組合成課題研究小組，導(dǎo)師負(fù)責(zé)指導(dǎo)學(xué)員組針對特定問題進(jìn)行研究。對于學(xué)歷教育，采用課程小論文的形式，針對某一個(gè)特定問題開展研究，提高其解決問題的綜合素質(zhì)。師資隊(duì)伍建設(shè)研究構(gòu)建了“首席教授+專業(yè)方向帶頭人+中青年骨干”教研訓(xùn)團(tuán)隊(duì)。學(xué)科師資隊(duì)伍由17人構(gòu)成，擁有多個(gè)獨(dú)具特色的研究方向，為人才培養(yǎng)保證了充足的師資力量。由航天測試發(fā)射學(xué)科首席教授牽頭，以各專業(yè)方向責(zé)任教授為組長，以高職和中青年骨干為核心，構(gòu)建多個(gè)教研訓(xùn)團(tuán)隊(duì)。通過定期召開會議，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題，共同商討解決問題的措施和辦法，并為學(xué)院教學(xué)改革出謀劃策，從而極大地發(fā)揮了教研訓(xùn)團(tuán)隊(duì)的集體力量。采取“調(diào)研+代職+參與任務(wù)+進(jìn)修+引進(jìn)+外聘”方式強(qiáng)化師資力量。通過組織和鼓勵(lì)教員走出校門，進(jìn)入航天試驗(yàn)部隊(duì)、航天工業(yè)部門代職鍛煉、接受培訓(xùn)，了解學(xué)員所需，了解產(chǎn)品、了解工程化過程。目前，航天測試發(fā)射專業(yè)師資隊(duì)伍的知識結(jié)構(gòu)比較完善，覆蓋了從裝備的使用操作、工程技術(shù)到頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃等方面的知識，基本滿足了任職教育和學(xué)歷教育的需求。制定“傳幫帶+競爭上崗+公平考核”激勵(lì)制度。教學(xué)質(zhì)量的提升也取決于合理的激勵(lì)制度。對于經(jīng)驗(yàn)豐富的高職教員，要發(fā)揮“傳幫帶”的作用，要對搞得好的高職教員實(shí)行合理獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí)，對于授課教員，采用“競爭上崗”的方式，促進(jìn)高職教員，鼓勵(lì)年輕教員，提高整體授課質(zhì)量。對于教學(xué)質(zhì)量的評估需要做到“公平考核”，由授課質(zhì)量專家組、學(xué)員按照一系列指標(biāo)打分，結(jié)合教員自評，給出綜合評定成績。另一方面，通過凈化競爭環(huán)境，制定合理的獎(jiǎng)懲制度，積極調(diào)動教員的積極性，杜絕“等、混、差”的消極思想。教研訓(xùn)一體化平臺建設(shè)研究為提高測試發(fā)射教學(xué)質(zhì)量，需要為教員、研究生學(xué)員和總師班學(xué)員的科研和技術(shù)推演提供一個(gè)平臺；需要為學(xué)歷教育和生長干部任職教育學(xué)員的指揮、操作和技術(shù)學(xué)習(xí)提供一個(gè)平臺；需要為輪訓(xùn)班學(xué)員學(xué)習(xí)測試發(fā)射新技術(shù)提供一個(gè)平臺；需要為中級指揮學(xué)員進(jìn)行指揮演練提供一個(gè)平臺；需要為多層次學(xué)員聯(lián)合演練提供一個(gè)平臺。為此，開展了航天測試發(fā)射教研訓(xùn)一體化平臺構(gòu)建研究。通過將已有試驗(yàn)設(shè)施設(shè)備、科研試驗(yàn)設(shè)備、學(xué)科建設(shè)新購設(shè)備、教學(xué)科研訓(xùn)練軟件系統(tǒng)，按照模塊化、功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化等原則集成，構(gòu)建了航天測試發(fā)射教研訓(xùn)一體化平臺。使得測試發(fā)射方向的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備得到系統(tǒng)改造，教學(xué)環(huán)境得到進(jìn)一步完善，科研環(huán)境得到極大加強(qiáng)，訓(xùn)練環(huán)境得到全面升級。航天測試發(fā)射教研訓(xùn)一體化平臺主要新建項(xiàng)目包括：航天測試發(fā)射指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)、新一射場測發(fā)信息檢測分析系統(tǒng)、CZ-3A系列運(yùn)載火箭多路測試信息采集處理系統(tǒng)、運(yùn)載火箭遙測數(shù)據(jù)判讀系統(tǒng)、CZ-3B運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)模擬器等。如航天測試發(fā)射指揮模擬訓(xùn)練系統(tǒng)用于對運(yùn)載火箭測試發(fā)射操作、組織指揮級技術(shù)勤務(wù)保障等方面的訓(xùn)練，系統(tǒng)主要包括發(fā)射站指揮所分系統(tǒng)，以及運(yùn)載火箭控制、動力、利用、遙測、外安、勤務(wù)等模擬訓(xùn)練分系統(tǒng)。該模擬訓(xùn)練系統(tǒng)為本科生、研究生、生長干部、測試發(fā)射中級指揮干部等提供了良好的訓(xùn)練環(huán)境。

篇3

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0051-02

一、引言

目前諸多高校針對空間工程、飛行器系統(tǒng)與工程、導(dǎo)彈工程等多種航天專業(yè)設(shè)置的本科生課程，可劃分為力學(xué)、航空宇航、電子、信息與控制等多個(gè)系列課程。同時(shí)，航空航天等技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)很多問題，其研究對象可能既是航天問題又是力學(xué)問題，具有與多學(xué)科多專業(yè)廣泛交叉、相互滲透，與實(shí)際工程結(jié)合緊密的特點(diǎn)。基于上述原因，為了提高航天專業(yè)本科人才的培養(yǎng)質(zhì)量，如何在有限的課時(shí)計(jì)劃內(nèi)、在有限的課程數(shù)目內(nèi)有效設(shè)計(jì)航天專業(yè)固體力學(xué)系列課程，是一個(gè)值得探討的問題。

隨著高校內(nèi)部增大學(xué)生的實(shí)踐比重、面向工程能力培養(yǎng)的呼聲日漸高漲，筆者所在的教學(xué)組借鑒了起源于美國麻省理工MIT的國際工程教育模式――CDIO模式，在航天專業(yè)的固體力學(xué)系列課程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中進(jìn)行了相應(yīng)的教學(xué)探索與教學(xué)實(shí)踐，期望通過該模式在教學(xué)實(shí)踐中的正確引入與有效發(fā)展，更新教師教學(xué)理念與實(shí)踐手段，增加課程實(shí)踐比重，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)效率與積極性，為航天或力學(xué)專業(yè)工程師的培養(yǎng)提供參考。

二、CDIO模式與航天專業(yè)力學(xué)系列課程的結(jié)合途徑

國際工程教育模式CDIO，是以產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)全生命周期的開發(fā)與運(yùn)用為背景，包含了構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行（Conception，Design，Implementation，Operation，簡稱CDIO）4個(gè)教育和實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)。它與航天專業(yè)力學(xué)系列課程的有機(jī)結(jié)合，可以考慮如下幾個(gè)途徑：

（一）CDIO模式的起源

CDIO是一種基于傳授航天領(lǐng)域技術(shù)知識與培養(yǎng)預(yù)備工程師能力而起源產(chǎn)生的工程教育模式，其創(chuàng)始人是美國麻省理工MIT航空航天系Edward Crawley教授，其發(fā)展初期在2004年左右?？梢?，將CDIO模式與航天專業(yè)力學(xué)系列課程的結(jié)合，則具有一定的合理性和先天優(yōu)勢，是一種積極有益的嘗試。

（二）基于CDIO教育理念形成課程觀

CDIO模式是基于“做中學(xué)”的教育理念，是一種將實(shí)踐過程與理論教育相結(jié)合的教育理念，結(jié)合該模式在航天專業(yè)力學(xué)系列課程的設(shè)計(jì)中可形成兩種課程觀：首先，是一種凸顯了“社會需求”的課程觀，即根據(jù)工程師的社會角色與責(zé)任，培養(yǎng)工科畢業(yè)生具備較好的工程能力與深厚的技術(shù)基礎(chǔ)知識，在課程體系與課程內(nèi)容上，并不是按照嚴(yán)密的學(xué)科知識體系來組織課程，而是強(qiáng)調(diào)基于社會現(xiàn)實(shí)需求來選擇和編排；其次，亦是一種強(qiáng)調(diào)了“學(xué)生為主體”的課程觀，即學(xué)生的學(xué)習(xí)效果側(cè)重于從學(xué)生的實(shí)踐感知和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)來構(gòu)件知識和能力，基于“做中學(xué)”強(qiáng)化學(xué)生探究興趣和實(shí)踐能力，從而體現(xiàn)了學(xué)與做的結(jié)合、知與行的統(tǒng)一。

（三）明確實(shí)踐對象與執(zhí)行方案

CDIO工程教育模式主要特點(diǎn)是深化技術(shù)知識基礎(chǔ)和實(shí)際職業(yè)能力的二元學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑以撃Ｊ降幕驹瓌t是反復(fù)強(qiáng)化實(shí)踐，因此CDIO模式的實(shí)踐必須包括兩個(gè)或者更多的設(shè)計(jì)與實(shí)施環(huán)節(jié)。具體來說，航天專業(yè)固體力學(xué)系列課程體系的實(shí)踐對象包括如下三類環(huán)節(jié)：第一個(gè)是突出導(dǎo)論性基礎(chǔ)課程，即引導(dǎo)學(xué)生入門工程實(shí)踐，領(lǐng)略工程技術(shù)的魅力；第二個(gè)是初級的實(shí)踐環(huán)節(jié)，即針對核心基礎(chǔ)課程《工程力學(xué)》開展課堂一線教學(xué)改革研究；第三個(gè)是高級的實(shí)踐環(huán)節(jié)，即針對來源于科研任務(wù)的設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目進(jìn)行教學(xué)改革實(shí)踐。

三、CDIO模式下航天專業(yè)固體力學(xué)系列課程的具體設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐

教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變最終體現(xiàn)為課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容與實(shí)踐對象的改革。在我校2012本科人才培養(yǎng)方案中，我院結(jié)合CDIO模式對航天專業(yè)固體力學(xué)系列導(dǎo)論課程進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐的工作，主要包括如下三個(gè)方面：

（一）導(dǎo)論性課程的設(shè)置

導(dǎo)論性課程是一個(gè)早期的基礎(chǔ)工科課程，我院針對航天專業(yè)的大一新生設(shè)置了導(dǎo)論課程《空天工程導(dǎo)論》，要求選課學(xué)生具有一定的數(shù)理基礎(chǔ)即可。該課程內(nèi)容主要介紹飛行簡史、工程學(xué)簡介、航空器飛行原理、結(jié)構(gòu)與動力系統(tǒng)等基本概念、基本知識，通過它為入學(xué)新生搭建了航空航天器設(shè)計(jì)、構(gòu)造、應(yīng)用所需的知識框架。同時(shí)，課程還提供了一個(gè)初級的設(shè)計(jì)―實(shí)現(xiàn)的實(shí)踐，讓學(xué)員參與水火箭或LTA飛行器的設(shè)計(jì)與制作。

設(shè)置導(dǎo)論課程的主要目的快速引導(dǎo)學(xué)生了解航天器的基本構(gòu)造及工作原理，讓學(xué)生參與入門的工程實(shí)踐，從而激發(fā)學(xué)生興趣和后期加強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動性。

目前，我院30學(xué)時(shí)的《空天工程導(dǎo)論》課程已經(jīng)成功申請為我校的精品視頻課程，主講教師的授課教案和講義腳本已經(jīng)完成，且授課視頻錄制已完成一半以上。

（二）《工程力學(xué)》課程的教學(xué)改革

首先，調(diào)研了近年來國內(nèi)高校在《工程力學(xué)》課程中的改革研究：例如，天津科技大學(xué)的李秋h在建構(gòu)主義教學(xué)基礎(chǔ)上建立“刨設(shè)問題情境”教學(xué)法[1]，山東英才學(xué)院的來小麗實(shí)施項(xiàng)目驅(qū)動教學(xué)法[2]，哈爾濱學(xué)院的張?zhí)锩诽剿髁搜芯啃越虒W(xué)法在工程力學(xué)課程教學(xué)中的實(shí)踐。上述內(nèi)容從不同方法與形式來提高學(xué)生處理分析和解決工程實(shí)際問題的能力，均可作為低年級核心力學(xué)課程改革的組成部分。

其次，調(diào)整了我院的《工程力學(xué)》教學(xué)內(nèi)容：在靜力學(xué)部分中重點(diǎn)介紹構(gòu)件的受力分析、簡化與平衡規(guī)律；在材料力學(xué)部分中以桿件的軸向拉壓、扭轉(zhuǎn)和彎曲三個(gè)基本變形為研究目標(biāo)，以“內(nèi)力分析―內(nèi)力計(jì)算―應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算”為邏輯分析主線，結(jié)合強(qiáng)度理論、穩(wěn)定性分析或能量法來優(yōu)化組織教學(xué)內(nèi)容，并刪除了圖乘法和摩爾圓等內(nèi)容。

然后，改革了我院的《工程力學(xué)》教學(xué)方法與成績評定：理論講授采用了習(xí)題講解、啟發(fā)式、研討式、案例式等多元化教學(xué)方法；實(shí)驗(yàn)操作側(cè)重學(xué)生動手能力培養(yǎng)，要求學(xué)生按照2～3人合作或單人獨(dú)立完成課程內(nèi)13項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，同時(shí)實(shí)驗(yàn)室采取了鼓勵(lì)課外開放式實(shí)驗(yàn)的機(jī)制；成績評定是將考核點(diǎn)分布于教學(xué)全過程中，即由平時(shí)成績、課堂討論、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、科技小論文、期末成績等考核點(diǎn)綜合評定最終成績。

最后，給出《工程力學(xué)》課程近年內(nèi)取得的成績：2015年《工程力學(xué)》評為校優(yōu)課程；2015年委托科學(xué)出版社再版了《工程力學(xué)》教材；2015年成功申報(bào)了36學(xué)時(shí)的MOOC課程《工程力學(xué)》，目前主講人和授課內(nèi)容已確定，2015年完成了省精品課程《工程力學(xué)》復(fù)核工作，并向湖南省高校數(shù)字教學(xué)資源中心提交了課程教學(xué)視頻、課件、教學(xué)大綱、電子教案、教學(xué)案例、試題習(xí)題、文獻(xiàn)資料、教學(xué)成果、軟件工具等電子材料整理；2015年該課程主講老師分別獲得了學(xué)校教學(xué)質(zhì)量新星獎(jiǎng)和學(xué)校本科教學(xué)優(yōu)秀個(gè)人一等獎(jiǎng)；2015年實(shí)驗(yàn)室新增加了XL3418K互動式普及型材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，完成了12個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)的材料整理。

（三）大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目與本科畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目的優(yōu)化

CDIO模式將頂峰級實(shí)踐體驗(yàn)作為本科教育的頂點(diǎn)。該實(shí)踐環(huán)節(jié)往往側(cè)重于學(xué)生對以前所學(xué)知識的綜合運(yùn)用以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生在大三或大四年級中申請了綜合項(xiàng)目實(shí)踐，以團(tuán)隊(duì)或個(gè)人形式承擔(dān)來源于科研項(xiàng)目的、更為復(fù)雜的實(shí)際任務(wù)。

我院高年級本科生頂峰級實(shí)踐環(huán)節(jié)大多數(shù)包括大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目與本科畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合項(xiàng)目兩類。例如，為了優(yōu)化本科畢業(yè)設(shè)計(jì)模式，筆者所在課題團(tuán)隊(duì)采取“雙團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目”的集成教學(xué)方法進(jìn)行了如下實(shí)踐工作：首先，成立了以航天方面的學(xué)科帶頭人為核心，包括結(jié)構(gòu)動力學(xué)與設(shè)計(jì)、振動控制、姿態(tài)控制、電子電路共5人組成的教師團(tuán)隊(duì)；將總體設(shè)計(jì)、主控分系統(tǒng)、姿控分系統(tǒng)、動力學(xué)建模與分析、帆板振動分系統(tǒng)、星體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等六個(gè)子項(xiàng)目形成課題任務(wù)書，讓學(xué)生自主選擇，并形成了自然分工、相互合作的學(xué)生團(tuán)隊(duì)；之后，學(xué)生會在教師的指導(dǎo)下，按照任務(wù)書計(jì)劃在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)（兩個(gè)或多個(gè)學(xué)期）逐步完成開題審查、中期檢查、方案設(shè)計(jì)、理論推導(dǎo)與計(jì)算、設(shè)計(jì)制造、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、撰寫報(bào)告、項(xiàng)目驗(yàn)收或畢業(yè)答辯等步驟。

在課題團(tuán)隊(duì)的努力下，近年來取得了如下可喜的成績：2015年課題團(tuán)隊(duì)成員指導(dǎo)的省級大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目《座椅彈性緩沖器等效剛度分析與實(shí)驗(yàn)研究》順利驗(yàn)收，并且驗(yàn)收結(jié)論為優(yōu)秀；課題團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)了2015年國家級大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目《非對稱復(fù)合材料拉伸-扭轉(zhuǎn)耦合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，目前為在研階段；繼續(xù)完善了學(xué)校級的基礎(chǔ)力學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)分中心、應(yīng)用力學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)分中心、力學(xué)與航天工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的工作，并且在省實(shí)踐教學(xué)示范中心的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)室2016年成功申請為國家級力學(xué)與航天工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。

四、結(jié)束語

對航天專業(yè)固體力學(xué)系列課程進(jìn)行設(shè)計(jì)與應(yīng)用的教學(xué)實(shí)踐表明，由于航天航空領(lǐng)域內(nèi)很多問題是多學(xué)科交叉融合、與實(shí)際工程聯(lián)系緊密的問題，應(yīng)用CDIO教育理念中深化技術(shù)知識基礎(chǔ)和實(shí)際職業(yè)能力的二元學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，對于學(xué)生掌握扎實(shí)的專業(yè)知識和技能，感受鮮活的科學(xué)研究過程，激發(fā)創(chuàng)新意識起到了良好的促進(jìn)作用。

篇4

今天我們學(xué)校組織三四年級去參觀航天展。中午吃完飯我們就盛著大巴向著科技館出發(fā)。因?yàn)橹形缤胬哿?，所以我在車上睡了一覺?！暗娇萍拣^了嘍”有人喊道，果然科技館到了。科技館位于翠湖西路一號，這里的景色很迷人，湖上不時(shí)出現(xiàn)幾只玩耍的鴨子，偶爾一只小船劃過來，在水中央蕩起了波紋，幾只鴨子圍著小船游兩圈“嘎嘎”地叫兩聲，游走了。

進(jìn)了博物館，一位叔叔給我們做解說員。他先介紹了一號到四號，又介紹了一級助推器到三級助推器，最后還介紹了各國的衛(wèi)星和空間站，聽完以后我們又了解了更多的知識。我們還體驗(yàn)了宇宙失重的感覺。我心想當(dāng)宇航員真辛苦，穿那么重的宇航服，體重還不能超標(biāo)。我們都聽完了航天知識以后，我們又到外面去參加航天知識有獎(jiǎng)問答?；卮饐栴}了，我把手舉的高高地，可主持人就不點(diǎn)我。我心想：這些問題我都會，為什么不點(diǎn)我后來我們班的李傳良同學(xué)答對了問題獲得了一架玩具直升飛機(jī)。我們都高高興興地回學(xué)校了，到了學(xué)校李傳良玩起了他的直升飛機(jī)，很得意。

這次活動可真有意義，不僅讓我們學(xué)到了航天知識，還讓我們知道了航天器材的功能與用處。通過這次參觀，我了解了中國的航天發(fā)展又有了新的提高，并且名列世界前茅，我身為一名中國人，為此感到驕傲。

篇5

一、重視“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)思想

數(shù)形結(jié)合的思想，其實(shí)質(zhì)是將抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀的圖像結(jié)合起來，關(guān)鍵是代數(shù)問題與圖形之間的相互轉(zhuǎn)化，它可以使代數(shù)問題幾何化，幾何問題代數(shù)化。于是用代數(shù)方法解決幾何問題或借助幾何圖形性質(zhì)解決代數(shù)問題的思想方法――形數(shù)結(jié)合的思想方法誕生。

例如：直線L的方程為：x=-p/2(P)0)，橢圓中心D(2+p/2，0)，焦點(diǎn)在x軸上，長半軸為2，短半軸為1，它的左頂點(diǎn)為A。問p在什么范圍內(nèi)取值，橢圓上有四個(gè)不同的點(diǎn)，它們中每一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)A的距離等于該點(diǎn)到直線L的距離?

[分析]由拋物線定義，可將問題轉(zhuǎn)化成：p為何值時(shí)，以A為焦點(diǎn)、L為準(zhǔn)線的拋物線與橢圓有四個(gè)交點(diǎn)，再聯(lián)立方程組轉(zhuǎn)化成代數(shù)問題(研究方程組解的情況)。

[解]由已知得：a=2，b=1，A(p/2，0)，設(shè)橢圓與雙曲線方程

[注]本題將曲線有交點(diǎn)的幾何問題轉(zhuǎn)化為方程有實(shí)解的代數(shù)問題。一般地，當(dāng)給出方程的解的情況求參數(shù)的范圍時(shí)可以考慮應(yīng)用了“判別式法”，其別要注意解的范圍。另外，“定義法”、“數(shù)形結(jié)合法”、“轉(zhuǎn)化思想”、“方程思想”等知識都在本題進(jìn)行了綜合運(yùn)用。

平面解析幾何要完成的兩大任務(wù)：一是，根據(jù)曲線的幾何條件，把它的代數(shù)形式表示出來；二是，通過曲線的方程來討論它的幾何性質(zhì)。

關(guān)注1：怎樣把幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題?

首先，在復(fù)習(xí)中，要主動地去理解幾何對象的本質(zhì)特征。這是實(shí)現(xiàn)幾何問題代數(shù)化的基礎(chǔ)和落腳點(diǎn)。平面解析幾何畢竟是幾何，決不能忽視對幾何對象的幾何特征的認(rèn)識與理解。其次，完成好幾何問題向代數(shù)問題的轉(zhuǎn)化，還要善于將幾何性質(zhì)通過代數(shù)形式表達(dá)出來。教師在教學(xué)中要有意識地找一些幾何對象的常見、比較典型的幾何特征，進(jìn)行有針對性的代數(shù)化訓(xùn)練。

關(guān)注2：提高將“代數(shù)結(jié)論”向“幾何結(jié)論”的轉(zhuǎn)化的意識和能力。在解析幾何的復(fù)習(xí)中，只有重視對以上兩個(gè)問題的關(guān)注，才能深刻領(lǐng)悟到解析幾何的思維方法，并努力嘗試應(yīng)用這種思維模式去解決問題，如此才有可能使解析幾何的最后復(fù)習(xí)落到實(shí)處。

例如：(2006年上海春卷)學(xué)?？?/p>

技小組在計(jì)算機(jī)上模擬航天器變軌返

回試驗(yàn).設(shè)計(jì)方案如圖：航天器運(yùn)行(按順時(shí)針方向)的軌跡方程為x2+y2=1，變軌(即航天器運(yùn)行軌跡由橢 圓變?yōu)閽佄锞€)后返回的軌跡是以y軸

為對稱軸、M(O，64/7)為頂點(diǎn)的拋物線

的實(shí)線部分，降落點(diǎn)為D(8，0)．觀測 點(diǎn)A(4,0)、B(6,0)同時(shí)跟蹤航天器。

(1)求航天器變軌后的運(yùn)行軌跡所在的曲線方程；

(2)試問：當(dāng)航天器在軸上方時(shí)，

觀測點(diǎn)測得離航天器的距離分別為多少時(shí)，應(yīng)向航天器發(fā)出變軌指令?

二、用數(shù)學(xué)思想方法指導(dǎo)平時(shí)的教學(xué)

在問題解決中運(yùn)用思想方法，提高學(xué)生自覺運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法的意識。

注意分析，探求解題思路時(shí)數(shù)學(xué)思想方法的運(yùn)用。解題的過程就是在數(shù)學(xué)思想的指導(dǎo)下，合理聯(lián)想提取相關(guān)知識，調(diào)用一定數(shù)學(xué)方法加工、處理題設(shè)條件，逐步縮小題設(shè)與所求問的差異的過程。也可以說是運(yùn)用化歸思想的過程，解題思想的探求是運(yùn)用思想方法分析解決問題的過程。注意數(shù)學(xué)思想方法在解決典型問題中的運(yùn)用。

例如已知橢圓c的方程為y2/b2=1的兩條漸近線為l1、l2，過橢圓c的右焦點(diǎn)F作直線l，使ll1，又l2與交于P點(diǎn)，設(shè)l與橢圓c的兩交點(diǎn)從左到右依次為B、A(如圖所示)。

求：|PB|/|PA|的大值，取得最大值時(shí)橢圓c的率心率e的值

[解]解析：設(shè)C的半焦距為c，由對稱性，不妨設(shè)l1。：y=b/ax，l2：y=b/ax 由

的右準(zhǔn)線a=a2上.

設(shè)點(diǎn)A內(nèi)分有向線段FP的比為l，由定比分點(diǎn)坐標(biāo)公式求出點(diǎn)A的坐標(biāo)為

點(diǎn)A在橢圓c上，將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入橢圓方程化簡，整理，有(c2+λa2)λ2a2=a2c2(1+λ)2，兩邊同除以a4。由 e=a/e得(e2+λ)2，=e2(1+λ)2

篇6

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.06.055

[中圖分類號]V11 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）06-00-03

0 引 言

國內(nèi)外航天產(chǎn)品研制發(fā)展歷史表明，航天工程研制具有極端的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)性，航天事業(yè)事關(guān)國家安全、形象和地位，“質(zhì)量是政治、質(zhì)量是生命、質(zhì)量是效益”是中國航天的質(zhì)量理念，反映了中國航天事業(yè)質(zhì)量的重要性和航天人的價(jià)值觀。

辯證唯物主義認(rèn)為，事物的發(fā)展是螺旋式上升或波浪式前進(jìn)的過程。中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（以下簡稱一院）建院以來，一院人充分認(rèn)識到了航天工程的復(fù)雜性、科學(xué)性、創(chuàng)新性，始終把握型號飛行試驗(yàn)成功的工作目標(biāo)，把成功作為一院人的信仰與追求，認(rèn)真履行國家和民族賦予一院的歷史使命，不斷追求型號產(chǎn)品的高質(zhì)量、高可靠、高安全，同時(shí)在系統(tǒng)工程理論的框架下，持續(xù)推進(jìn)型號質(zhì)量與可靠性工作的實(shí)踐、創(chuàng)新、再實(shí)踐、再創(chuàng)新。

航天一院在型號研制歷史上，也經(jīng)歷了不少失敗，失敗之后的整頓或強(qiáng)化措施，對于扭轉(zhuǎn)當(dāng)時(shí)的被動局面，發(fā)揮了重要作用，但是痛定思痛，為什么整頓不能永久保持型號和組織的成功和持續(xù)成功？為什么不能第一次就把事情做對？航天型號項(xiàng)目管理是落實(shí)系統(tǒng)工程理論的成功典范，但周期性的管理低谷，說明一院對系統(tǒng)工程的研制規(guī)律把握上還有差距，應(yīng)對復(fù)雜系統(tǒng)的復(fù)雜問題，特別是解決管理與控制的全面性和有效性方面還缺乏有效的方法。

2011年，一院在總結(jié)和反思其發(fā)展歷史上重大挫折的同時(shí)，提出要用“維度、深度、細(xì)度、力度”等“四度”的工作標(biāo)準(zhǔn)來提高系統(tǒng)工程理論在方法應(yīng)用層面的有效性，來衡量組織的工作成效，實(shí)現(xiàn)由型號成功向組織成功的轉(zhuǎn)變。

“四度”明確了零缺陷系統(tǒng)工程的工作標(biāo)準(zhǔn)，提出了研究復(fù)雜系統(tǒng)的分析、認(rèn)識、保證和評價(jià)方法。

1 “四度”的含義和要求

20世紀(jì)末，世界著名管理專家朱蘭博士在美國的一次幾千人參加的大會上，以90歲高齡作了告別全世界企業(yè)界和管理界的主題發(fā)言。他說：“將要過去的20世紀(jì)是生產(chǎn)率的世紀(jì)，將要到來的21世紀(jì)是質(zhì)量的世紀(jì)”，所謂“將要過去的20世紀(jì)是生產(chǎn)率的世紀(jì)”，是指在20世紀(jì)關(guān)注點(diǎn)聚焦于產(chǎn)量、產(chǎn)值和生產(chǎn)效率，是粗放型的。所謂“將要到來的21世紀(jì)是質(zhì)量的世紀(jì)”，就是說在21世紀(jì)關(guān)注點(diǎn)聚焦于產(chǎn)品質(zhì)量，著眼于質(zhì)量產(chǎn)生的綜合效益。因?yàn)槭袌鼋?jīng)濟(jì)的本質(zhì)是競爭，競爭的核心是質(zhì)量，競爭的本質(zhì)是質(zhì)量觀念、素質(zhì)、技術(shù)、條件、服務(wù)及價(jià)格等一系列綜合的評價(jià)、比較和改進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量是綜合素質(zhì)和整體能力的綜合反映，是集約型的。因此，人們不僅要關(guān)注質(zhì)量，更要關(guān)注質(zhì)量的有效性，那么就要提高關(guān)注的全面性、關(guān)注的深度、關(guān)注的細(xì)致程度，以及投入多大的精力和資源，才能實(shí)現(xiàn)質(zhì)量制勝戰(zhàn)略。

航天事業(yè)發(fā)展伴隨著國家和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展變化而變化，由以軍事國防為重點(diǎn)的單一發(fā)展方向，向軍民一體、服務(wù)對象多元化發(fā)展方向轉(zhuǎn)變，對企業(yè)成功的評價(jià)也向以組織成功發(fā)展為重要評價(jià)體系轉(zhuǎn)化。航天型號研制是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在看待和思考復(fù)雜系統(tǒng)問題的過程中，必須要找到系統(tǒng)解決方案，從而順應(yīng)市場化競爭的需求，使企業(yè)從粗放管理向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變。

“四度”理念方法正是運(yùn)用系統(tǒng)的視角，從多維度，用量化的概念和方式去評價(jià)組織、項(xiàng)目和任務(wù)工作成效的系統(tǒng)工程方法，即通過牢牢把握“維度、深度、細(xì)度、力度”實(shí)現(xiàn)航天系統(tǒng)工程項(xiàng)目內(nèi)各環(huán)節(jié)管理的精準(zhǔn)，從而從根本上解決工作有效性不高的問題。

“四度”的理念方法是從不同視角關(guān)注復(fù)雜系統(tǒng)的過程中，從多維度、多角度認(rèn)識與把握復(fù)雜工程系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律，系統(tǒng)性提高工作有效性的思想方法。

第一，維度，強(qiáng)調(diào)工作的系統(tǒng)性、全面性。事物是多維度的，例如，為了保證飛行過程識別要素的全面性，提出了飛行時(shí)序動作確認(rèn)方法，即要保證按飛行時(shí)序的相關(guān)要素的全面性和解決相關(guān)飛行動作在空間上、在環(huán)境上的相互影響問題。又如，為了控制系統(tǒng)的接口，提出了ICD（Interface Controlling Document）和IDS（Interface Data Sheet）接口控制方法。

“維度”要求在技術(shù)上消除認(rèn)識上的盲區(qū)，在管理上，杜絕失控和工作漏洞，在產(chǎn)品質(zhì)量管控上，能夠識別關(guān)鍵特性、識別風(fēng)險(xiǎn)源，開展有針對性的工作。

“維度”強(qiáng)調(diào)了工作的全面性、覆蓋性及協(xié)同配合，包含兩方面的內(nèi)涵與要求：一是產(chǎn)品的“維度”，航天工程涉及的專業(yè)技術(shù)廣、產(chǎn)品類型多。對于航天產(chǎn)品全壽命周期中發(fā)生的問題，都要用系統(tǒng)工程的方法從多維度、多角度全面、系統(tǒng)地看待，從整體上考慮問題并解決問題，由“吃一塹長一智”提升為“吃一塹長多智”，不能頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳，要綜合權(quán)衡，周全考慮，堅(jiān)持目標(biāo)導(dǎo)向，在時(shí)間維度、空間維度、業(yè)務(wù)維度和知識維度上系統(tǒng)思考解決發(fā)展中面臨的問題。二是工作質(zhì)量的“維度”，組織的任何部門和每一個(gè)員工都有自己的工作質(zhì)量，都有自己的質(zhì)量職責(zé)，不同工作具有各自不同的質(zhì)量屬性，質(zhì)量管理滲透到組織的所有部門和全體員工。產(chǎn)品質(zhì)量與服務(wù)質(zhì)量已不是一個(gè)部門所能單獨(dú)完成的，而是由許多組織共同協(xié)作完成的。各級組織在各個(gè)“維度”都要關(guān)注、識別、評價(jià)和改進(jìn)各自的質(zhì)量特性，不斷適應(yīng)企業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品競爭的需求，從各個(gè)方面、各個(gè)層次、各個(gè)維度解決組織結(jié)構(gòu)中各個(gè)要素的協(xié)同性，使方方面面的質(zhì)量要素共同作用，指導(dǎo)產(chǎn)品質(zhì)量的管控，最終在產(chǎn)品上反映不同工作的質(zhì)量屬性，在產(chǎn)品上凝聚企業(yè)質(zhì)量理念。因此，企業(yè)的各項(xiàng)工作都要圍繞產(chǎn)品這一核心，以追求產(chǎn)品價(jià)值最大化、提升核心競爭力為目標(biāo)，以用戶為導(dǎo)向，按照市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律持續(xù)優(yōu)化資源配置方式。各相關(guān)部門要持續(xù)改進(jìn)工作質(zhì)量，加強(qiáng)相互之間的協(xié)調(diào)配合，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量保證能力。

第二，深度，強(qiáng)調(diào)要把工作做深、做透、層層分解落實(shí)到底。事物是分層次的，從系統(tǒng)、分系統(tǒng)、單機(jī)、到元器件，按照唯物主義觀點(diǎn)是無限可分的。通常航天型號質(zhì)量要管控到影響系統(tǒng)特性的層面上，例如：某型運(yùn)載火箭首飛失利是一個(gè)元器件引起的，引起元器件失效的原因是內(nèi)部電氣互聯(lián)工藝在金導(dǎo)線與半導(dǎo)體芯片的鋁電極連接面發(fā)生了金鋁擴(kuò)散效應(yīng)，形成的金屬間化合物降低了連接強(qiáng)度，導(dǎo)致界面脫開，引起失效，由于質(zhì)量沒有管控到這個(gè)層面，因此付出了失敗的代價(jià)。

“深度”強(qiáng)調(diào)了層層落實(shí)到底，要把工作做深、做透、精益求精，特別是要對產(chǎn)品持續(xù)進(jìn)行再分析、再設(shè)計(jì)和再驗(yàn)證，同時(shí)要解決工作標(biāo)準(zhǔn)層層衰減的問題?！吧疃取贝砹斯ぷ鞯南到y(tǒng)性，以型號質(zhì)量保證工作為例，要對每個(gè)層次的產(chǎn)品形態(tài)及其質(zhì)量要素，如系統(tǒng)、單機(jī)、器件、原材料、工藝過程、設(shè)備等各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)層次進(jìn)行精細(xì)化管控，通過責(zé)任鏈條的層層分解與深化落實(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量，保證水平的提高。尤其是要將單點(diǎn)失效識別與控制、擰緊力矩量化、測試覆蓋性分析與控制等量化工作進(jìn)行到底，要將不可測、不可檢環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)化為過程的可測、可檢，產(chǎn)品過程質(zhì)量控制工作深入下去，管得徹底。以科研生產(chǎn)計(jì)劃質(zhì)量工作為例，要綜合考慮各方面因素，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)上下游傳遞與流轉(zhuǎn)關(guān)系，在空間維度、時(shí)間維度、成本維度上精確管理各項(xiàng)協(xié)同性工作，提升計(jì)劃管理質(zhì)量。

第三，細(xì)度，強(qiáng)調(diào)要學(xué)會把工作做細(xì)，養(yǎng)成做細(xì)工作的習(xí)慣，找到做細(xì)工作的方法。事物的表征是可以量化的，細(xì)度主要解決一個(gè)量化問題?！凹?xì)度”強(qiáng)調(diào)要養(yǎng)成做細(xì)工作的習(xí)慣、找到做細(xì)工作的方法，注重在過程中量化評價(jià)各項(xiàng)質(zhì)量要素。細(xì)度就是量化，達(dá)到一定細(xì)度的量化是管理成熟度提高的表現(xiàn)。以型號產(chǎn)品研制工作為例，“細(xì)度”要求型號研制隊(duì)伍對設(shè)計(jì)、仿真、試驗(yàn)等摸清余量，找到邊界；對生產(chǎn)、裝配和檢測等環(huán)節(jié)要實(shí)現(xiàn)精確度量，各方面的工作都要有量化值。以財(cái)務(wù)及成本質(zhì)量管理工作為例，要細(xì)化分解產(chǎn)品研制流程，全面、準(zhǔn)確設(shè)置成本控制點(diǎn)，在性能維度、材料維度、工時(shí)維度、能源維度上實(shí)現(xiàn)成本精確可控。同樣，各職能部門都要深入一線，結(jié)合基層實(shí)際需求，科學(xué)管理，統(tǒng)籌安排。

第四，力度，強(qiáng)調(diào)要提升識別、發(fā)現(xiàn)與解決問題的能力和勇于擔(dān)當(dāng)、堅(jiān)決執(zhí)行、扎扎實(shí)實(shí)把工作做到位的工作作風(fēng)。事物是相互作用的，解決問題，是事物的內(nèi)部矛盾發(fā)生改變，才能有本質(zhì)的變化，事物間的相互作用力沒有達(dá)到一定的程度，沒有量變的持續(xù)積累就不能發(fā)生質(zhì)變，就不能推進(jìn)事物的發(fā)展與目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。從管理上講，“力”有兩方面的解釋，一是執(zhí)行力，二是能力，兩者缺一不可。執(zhí)行力不代表言聽計(jì)從，而是正確把握工作目標(biāo)，將工作落實(shí)到位。

“力度”強(qiáng)調(diào)要提升發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和執(zhí)行力。在人員素養(yǎng)上要具備識別、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。對于已經(jīng)認(rèn)識到的問題，就要有一個(gè)時(shí)間表，下決心去徹底解決；對于已經(jīng)有要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的工作，必須堅(jiān)決的、不折不扣地嚴(yán)格執(zhí)行和貫徹落實(shí)，這是確保成功的基本要求。縱觀航天型號產(chǎn)品發(fā)生的問題，很多都是重復(fù)性問題，說明舉一反三工作的力度不夠，一方面說明人們對問題的原因分析不透徹，糾正和糾正措施不具體的情況，缺乏對質(zhì)量問題的總結(jié)提煉；另一方面也說明人們普遍存在漠視別人的問題，不能主動吸取別人的教訓(xùn)。

2 “四度”為質(zhì)量要素的把握指明了方向

航天系統(tǒng)工程是組織管理航天型號規(guī)劃、計(jì)劃、預(yù)研、研制、試驗(yàn)、生產(chǎn)以及人才、物資、保障條件、經(jīng)費(fèi)的科學(xué)體系與方法。航天系統(tǒng)工程管理本身具有多維性，包含時(shí)間維、空間維、業(yè)務(wù)維和知識維。其中，時(shí)間維是指研制流程的各個(gè)階段；空間維是指系統(tǒng)的分解、配套組成；業(yè)務(wù)維是指型號管理的各項(xiàng)業(yè)務(wù)；知識維是指型號研制過程中各種專業(yè)、不同素質(zhì)人員的知識組成。航天系統(tǒng)工程是面向型號系統(tǒng)，從方案可行性論證、方案設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、工程研制到設(shè)計(jì)定型和生產(chǎn)裝備的全過程，在技術(shù)、計(jì)劃、組織、進(jìn)度、質(zhì)量等方面，對人、財(cái)、物、技術(shù)、信息與知識等多個(gè)基本要素實(shí)施的管控。

“質(zhì)量”是一個(gè)廣義的概念，既包括微觀質(zhì)量，例如產(chǎn)品質(zhì)量，也包括宏觀質(zhì)量，例如經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量和績效，其外延構(gòu)成包含諸多要素：①實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量；②系統(tǒng)管理與運(yùn)營質(zhì)量；③人員質(zhì)量，如素質(zhì)、知識、技能；④工作質(zhì)量，如設(shè)計(jì)、制造；⑤規(guī)劃質(zhì)量，如戰(zhàn)略方向、產(chǎn)業(yè)布局；⑥計(jì)劃質(zhì)量，如計(jì)劃完成率、資源利用率；⑦服務(wù)質(zhì)量，如技巧、態(tài)度；⑧財(cái)務(wù)質(zhì)量，如效益、收益；⑨成本控制質(zhì)量；⑩培訓(xùn)質(zhì)量，如對員工的重視等；協(xié)同質(zhì)量；知識產(chǎn)權(quán)質(zhì)量；品牌質(zhì)量；創(chuàng)新質(zhì)量，如組織、機(jī)制、管理、技術(shù)；質(zhì)量優(yōu)先性；注重環(huán)境保護(hù)和相關(guān)方利益。

“四度”揭示了航天產(chǎn)品質(zhì)量的評定法則，其不能簡單用“好”或“不好”這一概念，而是各個(gè)質(zhì)量要素識別、分析與綜合評價(jià)的結(jié)果。產(chǎn)品的綜合質(zhì)量指標(biāo)可用下式表示：

f（Q）=f（Q1）*f（Q2）*f（Q3）*f（Q4）*f（Q5）*f（Q6）*…*f（Qn） （1）

其中，f（Q1），f（Q2），f（Q3），…，f（Qn）分別代表實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)管理與運(yùn)營質(zhì)量、人員質(zhì)量、工作質(zhì)量、規(guī)劃質(zhì)量、計(jì)劃質(zhì)量、服務(wù)質(zhì)量、財(cái)務(wù)質(zhì)量、成本控制質(zhì)量、培訓(xùn)質(zhì)量、協(xié)同質(zhì)量及創(chuàng)新質(zhì)量等各項(xiàng)工作質(zhì)量要素的分立指標(biāo)，其量化取值范圍為0～1。綜合質(zhì)量指標(biāo)（f（Q））是各分立指標(biāo)的乘積，其極限值為1。從公式1可以看出，只有各項(xiàng)質(zhì)量工作相應(yīng)的分立指標(biāo)均向滿分為1的極限逼近，綜合質(zhì)量指標(biāo)才可能實(shí)現(xiàn)“零缺陷”的最終目標(biāo)。并且，隨著用戶需求的提升和企業(yè)認(rèn)識水平的提高，分立指標(biāo)是動態(tài)發(fā)展、不斷擴(kuò)充的。

“四度”的四個(gè)核心要素――“維度”“深度”“細(xì)度”“力度”四者具有內(nèi)在的辯證關(guān)系，即存在“維度”“深度”“細(xì)度”的漸進(jìn)與遞推層次、螺旋上升，并通過“力度”保證其他“三度”在推進(jìn)過程中的全面性和有效性。在提高工作有效性的過程中，首先，要抓“維度”，即把工作項(xiàng)目識別全面，完成無遺漏；其次，要抓“深度”，即把確保工作項(xiàng)目完成的所有活動識別到底，并逐項(xiàng)嚴(yán)格執(zhí)行；再次，要抓“細(xì)度”，即把活動所要達(dá)到的目標(biāo)進(jìn)行量化，并據(jù)此對活動的效果進(jìn)行評估；而“力度”，是啟動各項(xiàng)工作的初始要求，并且始終伴隨著工作持續(xù)改進(jìn)的過程，確保了組織工作有效性的持續(xù)提升。

3 “四度”與系統(tǒng)工程的辯證關(guān)系

航天工程包括運(yùn)載火箭、航天武器、可重復(fù)使用運(yùn)載器、衛(wèi)星等多個(gè)工程系統(tǒng)。其中任一工程系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)都是一個(gè)復(fù)雜的組織管理過程，首先，必須考慮到從概念研究到部署、使用全壽命周期活動的要求；其次，必須綜合集成多種學(xué)科和專業(yè)技術(shù)，包括一些必須事先攻關(guān)的前沿技術(shù)；再次，必須組織成千上萬科技人員和管理人員在十幾年的研制過程中協(xié)同工作；最后，必須保持在整個(gè)研制過程中技術(shù)、經(jīng)費(fèi)和進(jìn)度的協(xié)調(diào)進(jìn)展。航天工程系統(tǒng)極端的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)性要求必須建立一種“組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法”，這就是航天系統(tǒng)工程管理。它是航天工程順利實(shí)施的前提和基礎(chǔ)，是組織管理航天型號系統(tǒng)研制工作的唯一選擇，也是航天領(lǐng)域必須系統(tǒng)解決的問題。

質(zhì)量是企業(yè)競爭力的核心要素，質(zhì)量管理是企業(yè)管理的綱。質(zhì)量職能可以用“螺旋上升過程（PDCA循環(huán)）”來檢驗(yàn)，螺旋形上升過程的旋轉(zhuǎn)是從產(chǎn)品研究與開發(fā)開始的，在這旋轉(zhuǎn)的末端，再發(fā)動一個(gè)新的螺旋形旋轉(zhuǎn)，以進(jìn)一步改進(jìn)，質(zhì)量管理的過程就是質(zhì)量改進(jìn)的過程。質(zhì)量改進(jìn)是質(zhì)量管理的精髓，也是系統(tǒng)工程管理的問題導(dǎo)向。質(zhì)量改進(jìn)與質(zhì)量管控要素在維度上是一致的，同樣包含實(shí)物產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)、系統(tǒng)管理與運(yùn)營質(zhì)量改進(jìn)、人員質(zhì)量改進(jìn)、工作質(zhì)量改進(jìn)、規(guī)劃質(zhì)量改進(jìn)、計(jì)劃質(zhì)量改進(jìn)、服務(wù)質(zhì)量改進(jìn)、財(cái)務(wù)質(zhì)量改進(jìn)、成本控制質(zhì)量改進(jìn)、培訓(xùn)質(zhì)量改進(jìn)、協(xié)同質(zhì)量改進(jìn)及創(chuàng)新質(zhì)量改進(jìn)等各項(xiàng)工作質(zhì)量改進(jìn)。

在唯物主義的觀點(diǎn)下，系統(tǒng)工程與“四度”二者的核心理念和目標(biāo)是一致的，都是要實(shí)現(xiàn)“復(fù)雜系統(tǒng)的質(zhì)量改進(jìn)”和“零缺陷”；二者的實(shí)現(xiàn)途徑也是一致的，都是要“建立高效有序的組織管理方法”。

進(jìn)一步講，“四度”在方法論層面上，強(qiáng)調(diào)了觀察事物和解決問題的系統(tǒng)性，是對系統(tǒng)工程理論的深化和細(xì)化的表現(xiàn)方式，是精髓與高度概括，在實(shí)際工作中具有很強(qiáng)的針對性、指導(dǎo)性及操作性。

因此，“四度”與系統(tǒng)工程理論二者是一個(gè)有機(jī)整體，不可分割。“四度”是運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)，是研究復(fù)雜系統(tǒng)的分析、認(rèn)識、保證和評價(jià)方法，是從本質(zhì)上解決組織有效性的一種工作方法，是系統(tǒng)工程在航天工程領(lǐng)域的新發(fā)展。“四度”是項(xiàng)目成效改進(jìn)工作指導(dǎo)思想的高度概括，精煉闡述了工作標(biāo)準(zhǔn)，指明了改進(jìn)工作的具體方法。

4 零缺陷系統(tǒng)工程的應(yīng)用情況及前景

在系統(tǒng)工程思想方法的指導(dǎo)下，將維度、深度、細(xì)度、力度等“四度”作為零缺陷系統(tǒng)工程的工作標(biāo)準(zhǔn)納入質(zhì)量文化，并深刻解析其準(zhǔn)確內(nèi)涵和具體要求，為運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析、認(rèn)識、保證和評價(jià)，并從本質(zhì)上為提高組織有效性提供了一種科學(xué)的工作方法，為系統(tǒng)解決航天事業(yè)發(fā)展過程中面臨的困難與瓶頸，始終保持型號矩陣式質(zhì)量管理工作縱橫均強(qiáng)、相互促進(jìn)、相互制約、和諧發(fā)展的發(fā)展態(tài)勢，“確保成功、永葆成功”，提供了思想方法基礎(chǔ)，明確了工作標(biāo)準(zhǔn)，指明了改進(jìn)方向。

今天中國的航天技術(shù)已經(jīng)從試驗(yàn)階段走向應(yīng)用階段，而國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科技進(jìn)步和國家安全對航天型號在技術(shù)水平上、質(zhì)量上、數(shù)量上也提出了更高的要求。面對新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)，為了保持航天的持續(xù)發(fā)展，有必要重新認(rèn)識航天科技工業(yè)整體發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)一步調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組織管理模式，提高工作效率，縮短研制周期、合理利用資源，降低研制成本、滿足性能指標(biāo)要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量。航天產(chǎn)品及其服務(wù)，需要以質(zhì)量和技術(shù)為顧客、社會、國家創(chuàng)造價(jià)值，同時(shí)以質(zhì)量和技術(shù)來體現(xiàn)自身價(jià)值和合作伙伴的價(jià)值。

質(zhì)量是民族素質(zhì)的體現(xiàn)，是做人做事的基本要求。在后續(xù)的航天型號研制中，要堅(jiān)持運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)的科學(xué)方法，遵循“維度、深度、細(xì)度、力度”四度工作方法，清晰認(rèn)識新世紀(jì)航天事業(yè)的風(fēng)云變化，深入分析航天工業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜的發(fā)展規(guī)律，系統(tǒng)解決航天事業(yè)發(fā)展過程中面臨的困難與瓶頸，始終保持型號矩陣式質(zhì)量管理工作縱橫均強(qiáng)、相互促進(jìn)、相互制約、和諧發(fā)展的發(fā)展態(tài)勢，“確保成功、永葆成功”。

主要參考文獻(xiàn)

[1]欒恩杰.航天系統(tǒng)工程運(yùn)行[M].北京：中國宇航出版社，2010.

[2]許達(dá)哲.樹立航天可靠性工作理念、推進(jìn)零缺陷系統(tǒng)工程管理[J].質(zhì)量與可靠性， 2007（2）.

篇7

在江蘇省淮陰中學(xué)風(fēng)景如畫的校園里，有一座設(shè)計(jì)獨(dú)特，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)高的航空航天科技體驗(yàn)館，學(xué)生們可以在這里領(lǐng)略人類對飛行的遠(yuǎn)古期盼，感悟這一夢想實(shí)現(xiàn)的艱辛，知曉航空航天技術(shù)的不斷演進(jìn)。館內(nèi)陳列的不少實(shí)物，是在中國航空史上占有重要地位的文物級展品。徜徉在這個(gè)館里，你能體味到籌劃者的良苦用心。在走進(jìn)淮陰中學(xué)之前，筆者始終懷著這樣的疑問：是什么動機(jī)促使淮陰中學(xué)花費(fèi)如此大的精力和費(fèi)用，建設(shè)看似與學(xué)生的考試與學(xué)業(yè)并無直接關(guān)聯(lián)的航空航天特色課程基地？這樣的做法事實(shí)上又收到了怎樣的效果？等到張?jiān)F校長坐在我的面前，一切都有了答案。

記：淮陰中學(xué)為什么會選擇航空航天作為建設(shè)特色課程基地的方向？

張：這個(gè)想法最早形成于2011年。當(dāng)時(shí)江蘇省教育廳提出支持各高中學(xué)校建設(shè)具有自身特色的課程基地。我們考慮了很久，最初也曾想過其他方向，但都覺得特色不夠鮮明。經(jīng)過廣泛論證，我們認(rèn)為航空航天是一個(gè)值得關(guān)注的方向。原因很簡單，航空航天既凝結(jié)了人類最先進(jìn)的科技成果，又有著悠久的歷史脈絡(luò)，它是人類對行夢想不斷求索的結(jié)果，也是一個(gè)國家科技實(shí)力的集中體現(xiàn)。除此以外，我們更看重飛行這一活動本身所凝聚的探索精神和求知信念，飛行充滿風(fēng)險(xiǎn)和變數(shù)，而人類正是通過科技的不斷進(jìn)步在逐步消除其中的風(fēng)險(xiǎn)，使其成為一種服務(wù)于人類的可靠技術(shù)?；搓幹袑W(xué)與南京航空航天大學(xué)素來有著密切的合作關(guān)系，這也是我們建設(shè)航空航天特色課程基地的有利條件。正是出于這一想法，我們將航空航天作為特色課程基地建設(shè)方向申報(bào)了上去。

記：建設(shè)這樣的課程基地，其實(shí)在硬件和軟件上都有非常高的要求，淮陰中學(xué)選擇這樣的方向，當(dāng)初是否考慮過其中的困難？

張：當(dāng)然考慮過。這一點(diǎn)不僅我們自己早已認(rèn)識到，江蘇省教育部門負(fù)責(zé)評審各校申報(bào)特色課程基地項(xiàng)目的專家組也有所考慮。最初我們申報(bào)時(shí)，一些專家認(rèn)為，一所中學(xué)要建立這樣的課程基地，很難做到高水準(zhǔn)，因?yàn)檫@要花費(fèi)大量的人力物力，并且短期內(nèi)很難看到建設(shè)成效。但經(jīng)過我們的不懈努力，淮陰中學(xué)的航空航天特色課程基地建設(shè)很快初具規(guī)模，在2013年的成果評審中，被評為全省10個(gè)優(yōu)秀課程基地之一（全省第一批共計(jì)38個(gè)課程基地），并把省課程基地建設(shè)現(xiàn)場會議放在我校召開。這說明，我們的方向是正確的，我們的建設(shè)方法也是正確的。在建設(shè)過程中，我們在航空航天科技館上花費(fèi)了大量心血，不僅聘請了兩位專業(yè)素養(yǎng)很高的專職科普教師任職，還籌措了700余萬資金，用于置辦各項(xiàng)陳列品，在展館的設(shè)計(jì)上也獨(dú)具匠心，整個(gè)展館的參觀脈絡(luò)是從模擬的機(jī)場起飛線開始，經(jīng)歷人類航空史的各個(gè)階段，最終到著陸區(qū)結(jié)束，在展館最后的外部廊道上，繪制了廣袤的星空壁畫，寓意人類的星際探索之夢永無止境。所有參觀展館的學(xué)生都表現(xiàn)出濃厚的興趣，他們真的樂在其中。除了這個(gè)展館，我們學(xué)校的圖書館也專門開辟了航空航天類圖書專區(qū)，學(xué)校每年撥款，有選擇地購買優(yōu)秀航空航天科普圖書，當(dāng)然也包括全套的《航空知識》，這些圖書豐富了學(xué)生們系統(tǒng)學(xué)習(xí)相關(guān)知識的資源。

記：淮陰中學(xué)建設(shè)航空航天特色課程基地的宗旨是怎樣的？

張：我們的原則是，要么不建，要么就建設(shè)成高標(biāo)準(zhǔn)的課程基地。我們當(dāng)然可以降低標(biāo)準(zhǔn)，這樣省錢省力，但學(xué)生們從中獲取的東西就很有限，比如他們就沒有機(jī)會親自體驗(yàn)更專業(yè)的飛行模擬器，沒有機(jī)會近距離看到這么多珍貴的航空用品乃至文物，更談不上互動式和體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。如果那樣，他們獲取知識的方式就很難與傳統(tǒng)的書本和網(wǎng)絡(luò)方式有所區(qū)別，特色課程建設(shè)就難以做到可持續(xù)發(fā)展。需要強(qiáng)調(diào)的是，花錢多少并不是標(biāo)準(zhǔn)高低的評判依據(jù)，你看到包括科技館在內(nèi)的整個(gè)特色課程基地的建設(shè)，我們都是花了許多心思的，在策劃方案上更是反復(fù)論證，廣泛聽取專業(yè)人士和學(xué)生們的意見，再加上精心組織實(shí)施，才有今天這個(gè)局面。我們就是要讓學(xué)生看到真正的特色，體驗(yàn)到別處難以獲得的感受，享受整個(gè)學(xué)習(xí)的過程。

記：學(xué)生們在特色課程基地學(xué)習(xí)航空航天科技知識，勢必要占用一定的時(shí)間和精力，如何來處理它與課業(yè)之間的關(guān)系呢？

張：這是一個(gè)非常重要的問題，我們從一開始就有所考慮?，F(xiàn)在淮陰中學(xué)的做法是，面向全校學(xué)生開展的航空航天科普教育屬于基本層次，主要是激發(fā)學(xué)生們對航空航天的關(guān)注與熱情，普及一般的知識，占用時(shí)間不多。再往上就是航空航天社團(tuán)，這個(gè)社團(tuán)開展的教育更為深入和全面，但要加入社團(tuán)，對基本課業(yè)成績就有個(gè)要求，課業(yè)不構(gòu)成負(fù)擔(dān)的學(xué)生才可望加入社團(tuán)，而且加入社團(tuán)后我們要求成績要保持穩(wěn)定。當(dāng)然，這也不是鐵律，有些熱情特別高但成績稍差的學(xué)生，我們也會允許暫時(shí)加入，并對他們進(jìn)行指導(dǎo)和督促，促使學(xué)生們的學(xué)習(xí)成績同步進(jìn)步。結(jié)果，所有加入航空航天社團(tuán)的學(xué)生，課業(yè)成績?nèi)砍缮仙龖B(tài)勢，這正是我們希望看到的。

記：現(xiàn)在提倡素質(zhì)教育，您如何看待航空航天科普教育與素質(zhì)教育的關(guān)系？

張：淮陰中學(xué)多年來積極深化素質(zhì)教育，努力追求把高考成績作為素質(zhì)教育的自然結(jié)果。我們得承認(rèn)，現(xiàn)行高考選拔制度是有缺陷的，不夠科學(xué)合理，既有一考定終身的弊端，也有考核片面的局限，但改革是個(gè)長期問題，現(xiàn)行高考制度的存續(xù)，反而越發(fā)迫切地要求素質(zhì)教育水平和質(zhì)量快速跟進(jìn)。有人把素質(zhì)教育理解為某些技能的培養(yǎng)，我覺得不夠全面，我更愿意把素質(zhì)教育理解為一種精神內(nèi)涵的培養(yǎng)，這種精神包含的元素更為豐富，比如學(xué)習(xí)精神、探索精神、協(xié)作精神，以及挫折耐受力等等，這些精神才是學(xué)生成長道路上最可寶貴的財(cái)富，也是學(xué)習(xí)各種技能的內(nèi)在動力。

篇8

1.目標(biāo)和基于問題的學(xué)習(xí)法的特點(diǎn)。

基于問題的學(xué)習(xí)方法的主要目標(biāo)不僅僅是讓學(xué)生獲得知識，并且要運(yùn)用知識。PBL重視模型和問題的解決。它試圖模擬現(xiàn)實(shí)生活中的工程研究和開發(fā)過程。Barrows這樣描述PBL的主要特點(diǎn)：（1）學(xué)習(xí)是以學(xué)生為中心的，即學(xué)生選擇怎樣去學(xué)習(xí)和他們想要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。（2）學(xué)習(xí)在小團(tuán)體中展開并且提倡協(xié)作學(xué)習(xí)。（3）老師是促進(jìn)者、引導(dǎo)者或教練。（4）問題形成組織重點(diǎn)并刺激學(xué)習(xí)。（5）問題是拓展真正的問題解決能力的工具。（6）新的信息是通過自學(xué)獲得的。

2.PBL工程教育案例———麻省理工學(xué)院航空航天工程系。

幾年前，在麻省理工學(xué)院的航空航天系成立了一個(gè)由教師和科研人員組成的新戰(zhàn)略計(jì)劃小組，專門負(fù)責(zé)課程改革。為了強(qiáng)調(diào)教育以學(xué)生為中心，討論小組花費(fèi)了一定的時(shí)間和精力通過對項(xiàng)目和學(xué)習(xí)成果進(jìn)行驗(yàn)收，設(shè)計(jì)了新的教學(xué)方法，建造與之配套的實(shí)驗(yàn)室。盡管基于問題的學(xué)習(xí)是關(guān)鍵，但它不是課程組織的原則。新的航空航天工程課程以現(xiàn)實(shí)生活中產(chǎn)品完整的生命周期工程為背景，即構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和執(zhí)行（CDIO），結(jié)合設(shè)計(jì)建造經(jīng)驗(yàn)，貫穿于整個(gè)項(xiàng)目中。接下來就是從簡單的項(xiàng)目到高度復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)建立過程，以及從中取得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。第一年，在《航空航天設(shè)計(jì)導(dǎo)論》課上，學(xué)生們設(shè)計(jì)、構(gòu)思并且試飛的由無線電控制浮空飛行器（LTA）。第二年，在《聯(lián)立工程學(xué)》課上，學(xué)生們設(shè)計(jì)、搭建并且試飛了無線電控制的電推力飛行器。在一些比較深入的課程例如《空氣動力學(xué)》課上，從工廠或者政府以往項(xiàng)目中提出航空工業(yè)中很常見一個(gè)實(shí)際的問題，像是以洛克希德•馬丁戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)系統(tǒng)為模板提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。高級課程完全利用基于問題的學(xué)習(xí)方法，如：《實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室空間系統(tǒng)工程》、《CDIO高等課程》。在這些PBL體驗(yàn)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己感興趣的問題，通過做實(shí)驗(yàn)找到解決方法，并用多學(xué)科方法設(shè)計(jì)出復(fù)雜系統(tǒng)。麻省理工學(xué)院航空航天系“復(fù)雜系統(tǒng)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室”的主任提出了一個(gè)對于基于問題的學(xué)習(xí)方法的分類框架。它將問題分為四個(gè)等級，給出了解決基礎(chǔ)科學(xué)及先進(jìn)工程課題的系統(tǒng)方法。一級：問題集。問題集是指在大多數(shù)工程課程中發(fā)現(xiàn)的傳統(tǒng)問題。它們往往具有一定的結(jié)構(gòu)與較成熟的解決方案（至少問題的設(shè)計(jì)者知道）。所有學(xué)生解決同樣的問題，有時(shí)獨(dú)自解決，有時(shí)以小組形式解決。問題需要在相對較短的時(shí)間內(nèi)解決。二級：小型實(shí)驗(yàn)。小型實(shí)驗(yàn)是指在結(jié)構(gòu)化問題下的實(shí)驗(yàn)課。例如測量或觀察某種工程現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。這些問題在一或兩個(gè)學(xué)期內(nèi)解決，可以“重復(fù)地進(jìn)行”，也就是說，每個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)解決與其他團(tuán)隊(duì)同樣的問題。在麻省理工學(xué)院有許多例子，如《聯(lián)立工程學(xué)》課上的桁架實(shí)驗(yàn)室，《空氣動力學(xué)》課上對在風(fēng)洞中的流速計(jì)的校準(zhǔn)，《航空航天設(shè)計(jì)導(dǎo)論》課上對空氣動力減速器的各種測試。三級：大型實(shí)驗(yàn)。比起前幾個(gè)階段，這個(gè)階段的問題需要更長的時(shí)間去解決，可能會耗費(fèi)幾周或整個(gè)學(xué)期。到了這個(gè)階段問題明顯復(fù)雜了很多，需要更多的規(guī)劃和教員支持。在麻省理工學(xué)院有許多如是例子：《實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室》課上的風(fēng)洞試驗(yàn)、飛行器模型項(xiàng)目，《空氣動力學(xué)》課上的機(jī)械項(xiàng)目，《航空航天教育導(dǎo)論》課上的輕于空氣的飛艇，《聯(lián)立工程學(xué)》課上的電動飛行器設(shè)計(jì)等。四級：頂級CDIO實(shí)驗(yàn)。這個(gè)階段在系統(tǒng)中整合了核心工程的頂級實(shí)驗(yàn)。麻省理工學(xué)院的航空航天工程項(xiàng)目用構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-操作（CDIO）的方法來設(shè)法更接近于實(shí)際工程。在頂級實(shí)驗(yàn)中，工程的四個(gè)階段都將涉及。頂級實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目均為研究的重點(diǎn)，需要更多的資金，工程的復(fù)雜度和依賴經(jīng)驗(yàn)的程度也很高。例如麻省理工學(xué)院的自主衛(wèi)星光學(xué)陣列項(xiàng)目和磁控編隊(duì)飛行器。四級的項(xiàng)目需要學(xué)生、老師和研究員花費(fèi)三個(gè)學(xué)期去完成?？梢钥闯鋈壓退募墕栴}的解決過程是由學(xué)生主導(dǎo)的、不受約束的、復(fù)雜的、多方面的且具有很高的主動性過程，符合之前所說的PBL標(biāo)準(zhǔn)。然而一級和二級中的項(xiàng)目體驗(yàn)過程更結(jié)構(gòu)化，在這個(gè)過程中學(xué)生體驗(yàn)到關(guān)于問題構(gòu)想的有用指導(dǎo)，使用工具進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)。基于問題的學(xué)習(xí)方法和設(shè)計(jì)-制造經(jīng)驗(yàn)貫穿了整個(gè)麻省理工學(xué)院航空航天工程系的本科生階段。使用四個(gè)等級的框架來層次化PBL體驗(yàn)過程確保了從高度結(jié)構(gòu)化問題到無約束和復(fù)雜問題情況的合理推廣。

3.基于問題的學(xué)習(xí)方法的評估。

基于問題的學(xué)習(xí)方法的評估是多模式和長期性的。這些方法包括實(shí)驗(yàn)室期刊、技術(shù)簡報(bào)、設(shè)計(jì)審查、技術(shù)報(bào)告、團(tuán)隊(duì)協(xié)作評估、設(shè)計(jì)作品、互評和自評。教師的角色主要是顧問和指導(dǎo)員，以及在學(xué)習(xí)過程中為學(xué)生提供大量反饋信息。在《航空航天設(shè)計(jì)導(dǎo)論》課上，學(xué)生們設(shè)計(jì)、制造并試飛由無線電控制的浮空飛行器，設(shè)計(jì)審查作品和最后的評估工作都是由飛行器競賽的方式進(jìn)行。在《綜合工程》課的飛行器設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，二年級學(xué)生分析在問題集中與氣動性能、穩(wěn)定性和推進(jìn)裝置有關(guān)的問題，并動手組裝和試飛無線電控制的電推力飛行器。與第一年的課程相似，評估手段包括問題集、設(shè)計(jì)審查以及最后的一場比賽。除了評估認(rèn)知能力的培養(yǎng)效果，情感變化也要被評估。評估學(xué)生們在問題處理過程中的信心、參與到解決具有挑戰(zhàn)性問題中的意愿和控制問題解決進(jìn)展的感覺也很重要。這些情感變化可以通過觀察、訪談、作品、期刊和其他形式的自評進(jìn)行評估。

二、小衛(wèi)星平臺與基于PBL的航天工程教育創(chuàng)新結(jié)合途徑

在全球化大背景下，除去意識形態(tài)的差別，世界人才的標(biāo)準(zhǔn)正趨于統(tǒng)一。根據(jù)著名的CDIO（Con-ceive-Design-Implement-Operate，即：構(gòu)想-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作）工程教育模型，工程教育包括以下幾大培養(yǎng)目標(biāo)：掌握深厚的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技術(shù)；善于構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作新產(chǎn)品或系統(tǒng)的能力；承擔(dān)和實(shí)施復(fù)雜系統(tǒng)工程的能力；適應(yīng)現(xiàn)代團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)模式及其開發(fā)環(huán)境。這些目標(biāo)是直接參照工業(yè)界的需求而制定的，它實(shí)際上定義了現(xiàn)代工程技術(shù)人員的素質(zhì)構(gòu)成。

1.小衛(wèi)星作為航天工程教育的意義。

小衛(wèi)星為空間發(fā)展提供了的一條新途徑，這是與以往基于傳統(tǒng)空間開發(fā)模式的“政府導(dǎo)向的大型項(xiàng)目”完全不同的。此外，NASA已經(jīng)開展了很多項(xiàng)目為大學(xué)提供發(fā)射機(jī)會，讓他們逐漸學(xué)會如何開發(fā)、運(yùn)營衛(wèi)星。超小型衛(wèi)星計(jì)劃是其中一個(gè)著名的案例，選定十所大學(xué)并給予他們項(xiàng)目資金，最終的成品將搭載航天飛機(jī)發(fā)射上天。憑借多年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，一些大學(xué)已經(jīng)能夠制造衛(wèi)星，甚至出售衛(wèi)星給其他大學(xué)或國家。小衛(wèi)星為大型衛(wèi)星上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的一些任務(wù)提供了一條新的實(shí)現(xiàn)途徑。一定數(shù)目的小衛(wèi)星協(xié)作是一個(gè)非常重要的概念，通常被稱為“星座”或“編隊(duì)飛行”。這種多衛(wèi)星體系的優(yōu)點(diǎn)是容錯(cuò)量大、重構(gòu)能力強(qiáng)、系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好。

2.基于小衛(wèi)星平臺的航天工程教育項(xiàng)目。

小衛(wèi)星的操作訓(xùn)練為大學(xué)生的太空教育提供了一個(gè)特別的機(jī)會，讓他們能夠體驗(yàn)從任務(wù)創(chuàng)建、衛(wèi)星設(shè)計(jì)、制造、測試、發(fā)射、運(yùn)行，直到結(jié)果的分析的整個(gè)太空項(xiàng)目周期。同時(shí)他們還能從這些項(xiàng)目中學(xué)到項(xiàng)目管理和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等重要技能。小衛(wèi)星項(xiàng)目不僅對教育有益，而且有望成為太空技術(shù)發(fā)展與商業(yè)運(yùn)營中的一名新成員。

（1）日本衛(wèi)星設(shè)計(jì)大賽。

上世紀(jì)90年代初期，日本的大學(xué)小衛(wèi)星研究項(xiàng)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國和歐洲各國。然而，在意識到了小衛(wèi)星在教育和技術(shù)發(fā)展上的重要性后，日本國內(nèi)開始大力推動高校小衛(wèi)星設(shè)計(jì)-制造計(jì)劃。第一個(gè)里程碑是“衛(wèi)星設(shè)計(jì)大賽”。1992年三個(gè)學(xué)術(shù)社團(tuán)共同成立了大賽組委會，他們分別是JSME、JSASS與IEICE。經(jīng)過一年時(shí)間的準(zhǔn)備，于1993年舉辦了第一屆比賽。這項(xiàng)比賽的目的是為更多的大學(xué)生提供參與太空項(xiàng)目的機(jī)會，同時(shí)鼓勵(lì)一流大學(xué)開始進(jìn)行實(shí)體衛(wèi)星的制造項(xiàng)目。評審項(xiàng)目分成兩大類，創(chuàng)意類評審該項(xiàng)目的創(chuàng)意與想法，設(shè)計(jì)類評審衛(wèi)星設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。提交的項(xiàng)目首先會進(jìn)行初步的評審，合格的項(xiàng)目才能入圍最終的決賽。屆時(shí)，將進(jìn)行衛(wèi)星模型的展示和評審。優(yōu)秀的作品將獲得“設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”、“創(chuàng)意獎(jiǎng)”以及三大學(xué)術(shù)社團(tuán)頒發(fā)的獎(jiǎng)項(xiàng)。大賽每年都會收到20到30個(gè)創(chuàng)意獨(dú)特的項(xiàng)目。

（2）大學(xué)空間系統(tǒng)研討會（USSS）以及CanSat項(xiàng)目。

USSS始于1998年，每年11月由JUSTSAP小衛(wèi)星工作組在夏威夷舉辦。研討會的形式十分獨(dú)特，出席會議的日本和美國的大學(xué)首先提出自己衛(wèi)星項(xiàng)目的構(gòu)想，以及各大學(xué)自身的科研實(shí)力，然后將具有相同興趣、能力或科研實(shí)力的大學(xué)進(jìn)行組隊(duì)。各組展開討論，在一天半的研討會后，各組需要向其他組展示他們的項(xiàng)目設(shè)計(jì)書。這些項(xiàng)目要在USSS結(jié)束后的一年內(nèi)實(shí)施，他們的成果將在下一年的USSS上展示。其中最成功的項(xiàng)目就是CanSa（t罐裝衛(wèi)星）項(xiàng)目了。CanSat項(xiàng)目是1998年由特維格教授提出的。在最初的計(jì)劃中，每所大學(xué)都要制造一個(gè)350mL飲料罐大小的微型衛(wèi)星，衛(wèi)星將被發(fā)射到軌道上，在下一年的USSS上進(jìn)行控制操作。

（3）立方體衛(wèi)星。

立方體衛(wèi)星項(xiàng)目由特維格教授在1999年的USSS大會上提出。立方體衛(wèi)星為重1kg，長寬高均為10cm的微型衛(wèi)星。每所大學(xué)制作的立方體衛(wèi)星都被放在一個(gè)名為“P-POD”的盒形載體內(nèi)，它由俄羅斯的“第聶伯”火箭裝載發(fā)射升空。為了減少立方體衛(wèi)星和P-POD之間的機(jī)械和電氣接口，P-POD釋放機(jī)制設(shè)置得非常簡單：當(dāng)P-POD的門打開，里面的立方體衛(wèi)星就被P-POD末端的彈簧彈出。東京大學(xué)和東京工業(yè)大學(xué)已經(jīng)開始了立方體衛(wèi)星項(xiàng)目，并大致完成了設(shè)計(jì)和EM級別的模型制造。這些大學(xué)的學(xué)生已經(jīng)在立方體衛(wèi)星項(xiàng)目中獲得了微型衛(wèi)星開發(fā)的基本專業(yè)知識。但他們現(xiàn)在需要面臨新的挑戰(zhàn)：如何使用現(xiàn)成的廉價(jià)的部件設(shè)計(jì)可靠的空間系統(tǒng)，如何進(jìn)行空間環(huán)境試驗(yàn)（如真空熱或輻射試驗(yàn)）并獲得試驗(yàn)結(jié)果，以及如何處理更大的風(fēng)險(xiǎn)，更多的人力資源、時(shí)間和成本。目前計(jì)劃于2002年底發(fā)射第一個(gè)立方體衛(wèi)星。

（4）歐洲大學(xué)生月球軌道航天器。

歐洲大學(xué)生月球軌道航天器ESMO是歐空局教育衛(wèi)星計(jì)劃的第四項(xiàng)任務(wù)，它是基于“歐洲大學(xué)生太空探索與技術(shù)倡議”計(jì)劃中的“SSETI-Express”衛(wèi)星。ESMO項(xiàng)目是為了吸引和培養(yǎng)下一代的月球與其他行星的工程師和科學(xué)家。航天器有效載荷包括：船載液壓雙組元推進(jìn)系統(tǒng)，用船從地球同步軌道通過“日地系統(tǒng)中的拉格朗日點(diǎn)L1”轉(zhuǎn)移到繞月運(yùn)行軌道的過程，歷時(shí)3個(gè)月；表面光學(xué)成像的窄角相機(jī)和一個(gè)用于測繪全球引力場的子衛(wèi)星，將在歷時(shí)超過6個(gè)月的時(shí)間里執(zhí)行測量任務(wù)；可供選擇的載荷還包括一個(gè)生物實(shí)驗(yàn)和一個(gè)微波輻射計(jì)。ESMO項(xiàng)目是未來歐洲的科學(xué)和勘探計(jì)劃的一個(gè)強(qiáng)大的動手教育和公共宣傳工具。它是一個(gè)面向大學(xué)生的項(xiàng)目，訓(xùn)練和培養(yǎng)了下一代的月球任務(wù)的工程師和科學(xué)家。

三、建立基于PBL的航天工程教育實(shí)驗(yàn)平臺和培養(yǎng)范式

我國在“十二五”規(guī)劃中提出了“創(chuàng)新驅(qū)動，實(shí)施科教興國戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略”，要“圍繞提高科技創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國家，以高層次創(chuàng)新型科技人才為重點(diǎn)，造就一批世界水平的科學(xué)家、科技領(lǐng)軍人才、工程師和高水平創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。實(shí)施PBL教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，由于受國情、傳統(tǒng)教育教學(xué)模式和人才培養(yǎng)機(jī)制的約束，在中國工科大學(xué)中實(shí)施PBL教學(xué)存在問題案例少、實(shí)施成本高、評價(jià)方式單一和師生角色僵化等問題，因此，需要根據(jù)我國工程教育的現(xiàn)狀和國情對PBL教學(xué)進(jìn)行本地化處理，不能生搬硬套，具體來講有以下幾個(gè)方面需要注意。

1.樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。

樹立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念是實(shí)施PBL教學(xué)的前提條件，PBL強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，作為PBL教學(xué)的實(shí)施者，教師必須要深刻認(rèn)識到這一點(diǎn)。

2.根據(jù)具體航天任務(wù)設(shè)計(jì)問題。

豐富的問題案例是PBL教學(xué)成功的關(guān)鍵。每門專業(yè)課的設(shè)置都是基于學(xué)生已具備一定的先修課程基礎(chǔ)為前提，但個(gè)體的差異不容忽視，教師或教師團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行某課程PBL問題設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分了解學(xué)生的知識基礎(chǔ)，結(jié)合具體的實(shí)施條件進(jìn)行問題案例的設(shè)計(jì)。為了保持熱情，學(xué)生們可以一種競賽的形式開始項(xiàng)目，學(xué)生們互相分享自己的認(rèn)識，用自己的雙手選擇出最吸引人并且最有意義的項(xiàng)目。

3.提高衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)平臺的開放性與多樣性。

除了教育實(shí)踐空間項(xiàng)目對航空航天教育帶來的價(jià)值之外，學(xué)生建造空間項(xiàng)目長期承諾創(chuàng)新型大學(xué)的任務(wù)是可直接有利于空間行業(yè)本身。目前，各大學(xué)中設(shè)立的大學(xué)或研究生開放實(shí)驗(yàn)室及其配套的開放創(chuàng)新基金都是一些很好的嘗試，取得了很好的效果，但其范圍需要擴(kuò)大，讓大學(xué)生能夠進(jìn)入一些比較前沿的和良好國際合作背景的研究型實(shí)驗(yàn)室，使其很早就能受到良好的學(xué)術(shù)熏陶，以促進(jìn)其產(chǎn)生向更高層次發(fā)展的內(nèi)部動機(jī)和欲望。

4.加強(qiáng)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，使其成為高效、獨(dú)立的終生學(xué)習(xí)者是PBL的重要目標(biāo)之一。通過參加PBL學(xué)習(xí)，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)不完全是個(gè)人的事情，在PBL小組中每個(gè)學(xué)生都擔(dān)當(dāng)一定的角色，并承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任，在小組討論中無私貢獻(xiàn)自己的學(xué)習(xí)成果，并吸取其他成員的學(xué)習(xí)成果，達(dá)到共同進(jìn)步。

5.建立合理多樣化的評估體系。

在實(shí)施PBL的過程中，可以采用學(xué)生自我評價(jià)、同學(xué)互評及教師評價(jià)相結(jié)合的辦法，注重學(xué)生的過程表現(xiàn)，而不是結(jié)果。創(chuàng)新人才的多樣性和創(chuàng)新思維的多樣性決定了我們不能用一刀切的方法來評價(jià)學(xué)生，而是要采取靈活多樣的評估體系，建立激發(fā)創(chuàng)新的長效機(jī)制。除了評估認(rèn)知能力的發(fā)展和成就，情感變化也要被評估。評估學(xué)生們在問題處理過程中的信心、參與到解決具有挑戰(zhàn)性問題中的意愿和控制問題解決進(jìn)展的感覺也很重要。

篇9

【關(guān)鍵詞】人工智能；航天測控技術(shù)；應(yīng)用探究；智能化

【Keywords】artificial intelligence； aerospace measurement and control technology； application inquiry； intelligent

【中圖分類號】V55 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0141-02

1 引言

人工智能在航天領(lǐng)域的應(yīng)用具有巨大潛能。航天測控技術(shù)實(shí)際上是通過測控，實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星的控制，這是一份較為復(fù)雜的工作過程。隨著衛(wèi)星功能的不斷增多，航天測控技術(shù)要求也越來越高。雖然我國已經(jīng)在航天事業(yè)方面位于先進(jìn)的水平，但是航天測控設(shè)備多只是實(shí)現(xiàn)遙控與測控的自動化，與智能化的實(shí)現(xiàn)還有一段距離。因此，人工智能的應(yīng)用還有待挖掘，人工智能在航天測控技術(shù)中的應(yīng)用還有待研究。

2 人工智能的應(yīng)用概述

近年來，我國在人工智能的研究領(lǐng)域也有了較大的進(jìn)展，不少國內(nèi)學(xué)者發(fā)表了有實(shí)用價(jià)值的研究著作。人工智能在醫(yī)學(xué)診療方面取得了廣泛的應(yīng)用。隨著航天器的多功能發(fā)展，智能化的轉(zhuǎn)變，成為發(fā)揮航天事業(yè)多用途、系統(tǒng)化的決定性因素。因此，我國逐步加大了人工智能在航天測控技術(shù)中的研究，希望航天測控技術(shù)能夠自動處理探測故障、自行進(jìn)行飛行規(guī)劃和路線設(shè)計(jì)等[1]。

3 航天測控技術(shù)中的設(shè)備應(yīng)用要求

第一，衛(wèi)星軌道測試及其引導(dǎo)系統(tǒng)。第二，航天側(cè)控技術(shù)的安全控制。第三，根據(jù)航天側(cè)控任務(wù)要求對衛(wèi)星的形態(tài)進(jìn)行分析，對其衛(wèi)星軌道實(shí)施控制。第四，航天側(cè)控系統(tǒng)要實(shí)時(shí)監(jiān)測衛(wèi)星內(nèi)部的設(shè)備工作情況。第五，航天側(cè)控技術(shù)要求能夠?qū)πl(wèi)星上設(shè)備發(fā)生的故障，及時(shí)采取定位、排除和檢修。航天的側(cè)控應(yīng)用，對設(shè)備的響應(yīng)速度與可靠性都具有很高的要求，不僅要具有極強(qiáng)的通用性質(zhì)，還要能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成對相關(guān)設(shè)備的檢測與通信，使設(shè)備間保持聯(lián)系，保證遙測技術(shù)數(shù)據(jù)正常處理流程。對設(shè)備故障等任務(wù)提出控制指令，進(jìn)而進(jìn)行執(zhí)行[2]。

4 人工智能在航天測控技術(shù)中的應(yīng)用意義

傳統(tǒng)的航天y控軟件是通過算法結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)而實(shí)現(xiàn)推理功能的，對于很多問題還無法提供最精確的答案和描述，數(shù)值的計(jì)算能力也不夠強(qiáng)，有時(shí)只能定性推理。而人工智能的應(yīng)用，可以提升其生存能力，包括航天器的自主檢修能力、故障排除能力、定位能力等。對于航天器的軌道設(shè)計(jì)，自動化網(wǎng)絡(luò)智能預(yù)先對故障檢測的定位等設(shè)置好，用編程進(jìn)行控制。隨著航天測控技術(shù)要求的不斷提升，傳統(tǒng)的編程控制已經(jīng)不能滿足當(dāng)代的應(yīng)用需求，若不向智能化測控技術(shù)進(jìn)行靠攏，其航天測繪中的數(shù)據(jù)與通信的可靠性與有效性都會受到不同程度的影響，導(dǎo)致接收到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不完整。因此，我國很多專家專門成立研究小組，對航天測控技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析其指令的序列、故障檢修、定位等信息，將人為的管理逐漸轉(zhuǎn)化為智能化管理。

用人工智能控制航天測控技術(shù)，不僅能夠提升航天工作的安全系數(shù)，還能夠減少航天器的使用壽命，降低人工控制費(fèi)用，減少人工管理精力，具有很明顯的優(yōu)勢。第一，人工智能能夠代替測控專家進(jìn)行智能化操作與工作，減少專家的腦力勞動。第二，人工智能中收藏了所有測控專業(yè)的各項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)，整合了測控技術(shù)的專業(yè)知識。第三，人工智能使航天系統(tǒng)離開了人操控的固定模式，提高了操作的變通性和實(shí)時(shí)性，降低了人為操控影響因素。第四，人工智能使航天機(jī)械更容易操控，提升了工作效率。第五，人工智能使航天系統(tǒng)的解決問題能力提升。第六，節(jié)約了航天器測控的維持狀態(tài)的人力和物力，配置速度加快[3]。

5 人工智能在航天測控技術(shù)中應(yīng)用的可行性

人工智能的應(yīng)用過程，實(shí)際上是將人的思維活動進(jìn)行機(jī)械化，使機(jī)械具有類似人工的處理問題的能力。人工智能在航天測控技術(shù)中的應(yīng)用，是航天系統(tǒng)模仿測控專家的思維和操作，進(jìn)行推理判斷，使操控程序能夠如同專家處理問題的規(guī)則一樣，及時(shí)提供解決措施，根據(jù)我國現(xiàn)有條件可知，人工智能在航天測控任務(wù)中的應(yīng)用是可行的。測控系統(tǒng)的功能有數(shù)據(jù)庫和知識庫。前者包含遙測數(shù)據(jù)、指令和故障信息。后者包括用戶的接口、知識獲取、知識表達(dá)等。通過外部輸入數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)能夠識別的信息，進(jìn)行格式壓縮和處理，實(shí)現(xiàn)對航天器的控制，利用人工智能實(shí)現(xiàn)測控技術(shù)控制，減輕了人為負(fù)擔(dān)，也能夠提升航天測控能力。

6 航天測控技術(shù)任務(wù)中的智能化應(yīng)用分析

我國傳統(tǒng)的航天測控技術(shù)是采用一般算法實(shí)現(xiàn)自動化，該種方式具有封閉性，不利于技術(shù)的發(fā)展和擴(kuò)充，故障維護(hù)方面也要采用人工方式進(jìn)行解決，不適用航天事業(yè)發(fā)展。根據(jù)我國航天測控技術(shù)現(xiàn)狀，我們首先要確定測控設(shè)備智能化系統(tǒng)，選擇有針對性的部位，融合測控專家的思維，實(shí)現(xiàn)人工智能操作[3]。其次，使用智能化系統(tǒng)，還要將專家測控系統(tǒng)嵌入到設(shè)備中，再改變原本的算法與結(jié)構(gòu)，使其逐漸適應(yīng)航天事業(yè)的改變與發(fā)展。對于智能化測控系統(tǒng)中，可以確定的系統(tǒng)由遙測信息處理系統(tǒng)、通信跟蹤系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)等。這些都是容易實(shí)現(xiàn)人工智能的部分，能夠使遙測信息處理中，清楚航天器的軌道等情況。

7 人工智能在航天測控技術(shù)中的應(yīng)用環(huán)境與目標(biāo)

為了使人工智能在航天測控技術(shù)中具有可靠的應(yīng)用，要遵循一定的應(yīng)用環(huán)境和目標(biāo)。在開發(fā)環(huán)境上，要選取經(jīng)驗(yàn)豐富的建造及測控專家進(jìn)行系統(tǒng)融合，先借助小型機(jī)進(jìn)行專家智能系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用，再根據(jù)需求進(jìn)行專家系統(tǒng)開發(fā)。在目標(biāo)方面，不僅要開發(fā)全面、智能化的航天測控大系統(tǒng)，還要在開發(fā)通訊上更加便捷，統(tǒng)一通訊接口，面向廣大用戶，逐步升級系統(tǒng)故障排除方案。真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)工作。同時(shí)，人工智能在航天測控技術(shù)中的最終目標(biāo)是將地面測控設(shè)備小型化，再將其移植到航天事業(yè)中，提升衛(wèi)星的控制能力。

8 結(jié)論

人工智能在航天側(cè)控技術(shù)中的應(yīng)用與開發(fā)，有利于我國智能化的進(jìn)一步發(fā)展研究，對于提升航天測控設(shè)備的可靠性具有重要意義。希望本文的研究，能為提升我國人工智能在航天測控技術(shù)中的應(yīng)用水平提供借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

篇10

“火星一號”計(jì)劃（Mars One）是荷蘭“火星一號研究所”提出的火星探測計(jì)劃，目的是在火星建立永久人類聚居地。該公司的負(fù)責(zé)人是荷蘭科學(xué)家巴斯·蘭斯多普。荷蘭理論物理學(xué)家杰拉德·特·胡夫特也支持該計(jì)劃。2012年7月，該研究所宣布了它的火星計(jì)劃：

2013年：選出首批4名志愿者，建立火星人類聚居地的模擬裝置用來培訓(xùn)志愿者。

2014年：建造首個(gè)通訊衛(wèi)星。

2016年：在1月展開供給計(jì)劃，用美國SpaceX公司直徑5米的“龍”飛船將2500千克重的食物送至火星。如果該計(jì)劃未能按時(shí)執(zhí)行，備用計(jì)劃是發(fā)射直徑3.8米的“龍”飛船，或者將原計(jì)劃延遲兩年進(jìn)行。

2018年：向火星表面發(fā)射一個(gè)火星地表探測車，該探測車將像美國航宇局的“勇氣”號、“機(jī)遇”號火星車那樣勘探火星沙漠般的地表，為將來的火星殖民計(jì)劃尋找一些最合適的“殖民地”。

2021年：用“龍”飛船將人類聚居地的組成部分兩個(gè)居住單元、兩個(gè)生命支持單元和兩個(gè)供給單元運(yùn)至火星。

2022年：發(fā)射運(yùn)送首批4名志愿者至火星的SpaceX公司飛船。

2023年：4月首批火星航天員登陸火星。

2025年：第二批4名志愿者登陸火星，正式開始他們的火星殖民生活。此后每兩年，“火星一號”公司都將再派遣2名～4名航天員繼續(xù)殖民火星。

2033年：建立一個(gè)至少擁有20名地球人生活的“火星基地”。

在目前的效果圖中，定居點(diǎn)被設(shè)計(jì)成一組白色的太空艙，坐落在荒涼的火星表面，用于人類常住的艙體表面被火星的沙石覆蓋，以抵擋輻射。艙體外，安置著幾組面積龐大的太陽能電池板，為定居點(diǎn)提供能量。定居點(diǎn)內(nèi)部則分為生活區(qū)、工作區(qū)、娛樂區(qū)，以及用來栽培蔬菜的溫室。最初的一批定居者只能吃素食，但以后會考慮運(yùn)送一些昆蟲、魚苗到火星，他們可以嘗試自己養(yǎng)的魚。

盡管這是一個(gè)“只去不回”的太空探測計(jì)劃，定居者不僅要徹底放棄地球上的生活，在火星上度過余生，而且危險(xiǎn)極大，很可能“壯志未酬，身先死”。但是，全球應(yīng)征火星居民的熱情十分高漲，成了歷史上最吸引人眼球的工作，僅在兩周內(nèi)，“火星一號”就收到來自120多個(gè)國家的7.8萬份申請書，其中包括上萬名中國人?！盎鹦且惶枴眲?chuàng)始人蘭斯多普十分高興地說：“這些數(shù)字表明我們在正確的軌道上，希望最終能收到50萬份申請?！笨墒?，如果靜下來仔細(xì)地想一下，就會發(fā)現(xiàn)很多問題?，F(xiàn)在招募火星航天員成熟嗎？作者認(rèn)為這就像是一場“太空秀”，理由如下：

選拔工作太草率

首先，讓我們看看是如何選拔“火星一號”航天員的吧！按照“火星一號研究所”的規(guī)定：任何18歲～62歲者，只需在“火星一號”計(jì)劃官方網(wǎng)站上提交個(gè)人基本信息，回答一份問卷，再附上一分鐘的個(gè)人視頻簡介，說明前往火星的動機(jī)，繳納小額申請費(fèi)就可以成為火星航天員的申請者。整個(gè)選拔過程分為四步：1）網(wǎng)上提交申請，歷時(shí)5個(gè)月，截止日期為2013年8月31日；2）區(qū)域性面試，申請者要出具醫(yī)院的健康證明等；3）心理面試，通過電視、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)播，選拔委員會將考察申請者的團(tuán)隊(duì)合作、靈活性等；4）全球投票選舉，最終選出24名～40名候選者。之后，這些人將開始進(jìn)行為期7年的封閉訓(xùn)練，系統(tǒng)學(xué)習(xí)機(jī)械操作、搭建、種植等一切在火星上的必要生存技能。鏈接：什么人可以申請“火星航天員”

申請人資格：年齡18歲～62歲，性別不限，對教育水平、社會背景、國別、民族等無嚴(yán)格要求。

申請人具備的條件：身體和心理健康，沒有慢性疾病，重要的是有好奇心、有創(chuàng)造力，能和團(tuán)隊(duì)融洽相處，適應(yīng)性強(qiáng)、靈活。

申請費(fèi)：根據(jù)不同國家的GDP水平，申請費(fèi)不同，美國公民大約要支付38美元，中國公民11美元，卡塔爾公民75美元，非洲剛果公民僅需5美元

申請人提交內(nèi)容：登錄申請，需要提交申請人的基本信息，回答一份問卷，制作一段1分鐘的視頻，講述為何要申請參加“火星一號”計(jì)劃等。這些信息可以用英語、德語、中文等11種常用語言表述。

“火星一號”航天員的申請和選拔十分簡單，就好像是舉辦一場“國際美女選拔賽”，甚至比美女選拔賽更簡單，要求更低。這可能嗎？我們知道航天員的選拔是一件十分嚴(yán)肅和嚴(yán)格的事。就拿現(xiàn)在航天員的選拔來說吧，在選拔前，要通過數(shù)十年科研人員的研究，制定出航天員的選拔方法和標(biāo)準(zhǔn)。然后，按照此標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過多次的嚴(yán)格身體和心理測試，尤其要通過模擬飛行條件的生理功能測試（如，前庭功能、心血管調(diào)節(jié)功能、超重耐力、缺氧耐力等）。為了預(yù)防潛在疾病的發(fā)生，還要進(jìn)行疾病家族史的調(diào)查和基因檢測，合格者才能成為預(yù)備航天員?；鹦翘綔y條件惡劣、危險(xiǎn)性大、飛行時(shí)間長，對火星航天員身體、心理要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低地球軌道飛行的航天員，其選拔標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)在的航天員。荷蘭的這家公司，根本不清楚火星航天員的身體和心理要求，沒有進(jìn)行火星航天員選拔標(biāo)準(zhǔn)的研究，沒有制定出科學(xué)的選拔標(biāo)準(zhǔn)和詳細(xì)的選拔程序，沒有設(shè)立專門的選拔機(jī)構(gòu)、醫(yī)院和選拔設(shè)備就開始選拔工作，是否太草率？

在“火星一號”官方網(wǎng)站，主辦方羅列了“航天員應(yīng)具備的關(guān)鍵特征”，5個(gè)關(guān)鍵詞并未涉及專業(yè)知識和技能，只是更傾向“高情商”。這也有很大問題，沒有專業(yè)知識和技能作為基礎(chǔ)，今后如何能掌握火星探測中需要的復(fù)雜科學(xué)知識和技能，7如何完成火星探測任務(wù)？如何在火星上生存？

雖然在申請的條件中也羅列了對候選人心理素質(zhì)的要求，但用什么科學(xué)方法的來評價(jià)申請人的心理素質(zhì)，只字未提。更可笑的是“火星一號”計(jì)劃的專家只確定前三輪通過的名單，選出24名～40名候選者。最后一輪的選拔過是通過電視直播，由世界各地的觀眾投票來決定第一批火星定居者的最終人選。這樣一個(gè)嚴(yán)肅、科學(xué)的航天員選拔工作，竟然用“選秀”的方式終結(jié)，真是絕無僅有的“創(chuàng)舉”！專家認(rèn)為：“星際旅行對航天員身心素質(zhì)和知識、技能都有極高要求，登陸火星是一件九死一生的事，民間海選，只要達(dá)到18歲，只要沒有慢性病，把報(bào)名要求降得這么低，不夠嚴(yán)肅?！?/p>

“鏈接”：“火星—號”航天員

心理素質(zhì)的要求

1、承受力：擁有不屈不撓的精神，在最糟糕的現(xiàn)實(shí)情況下保持最佳的自我狀態(tài)，隨時(shí)具備“我能行”的態(tài)度；

2、適應(yīng)性：清楚自己的極限所在，并懂得如何延長，開放且寬容地對待不同的意見和辦法，并善于汲取不同文化的特性；

3、好奇心：深刻理解問題而不是簡單地追求答案，能夠與他人分享知識：

4、信任度：相信自己，信任他人，見多識廣，信息量大，充滿信心：

5、創(chuàng)造力：出現(xiàn)意外或危機(jī)來，臨時(shí)靈活處理，對快樂的實(shí)質(zhì)與精神有著深刻的體會，在適當(dāng)情況下利用幽默感調(diào)節(jié)氣氛。

實(shí)力不足

載人火星探測是人類有史以來最危險(xiǎn)、最具有傳奇性質(zhì)的旅行。前往火星的行程大約是6437萬千米，需要花費(fèi)約200天時(shí)間。到達(dá)火星后，移民將面臨布滿隕石坑的貧瘠土地，二氧化碳占95%的大氣和最高35℃、最低零下135℃的極端氣溫。到目前為止，只有美國的12名航天員在月球上匆匆留下腳印后就返回地球，還未建成月球人類的長期居住地，要登陸火星，在火星上建造人類的“殖民地”談何容易！

移民火星的宏大計(jì)劃不僅需要前沿的設(shè)想，更離不開扎實(shí)的航天技術(shù)人才基礎(chǔ)和太空探索的豐富經(jīng)驗(yàn)。因此，要完成這項(xiàng)艱巨的任務(wù)，必需由實(shí)力強(qiáng)盛國家支持的航天機(jī)構(gòu)來承擔(dān)。從目前來看，最先執(zhí)行載人火星探索的國家，還是以航天大國美國為主，也可能需要全球各航天國家的聯(lián)合支持才能實(shí)現(xiàn)。

美國的航宇局被認(rèn)為是世界航天機(jī)構(gòu)的領(lǐng)頭羊，它下面有多個(gè)承擔(dān)各種航天任務(wù)的研究所和航天發(fā)射基地，并有豐富的載人航天經(jīng)驗(yàn)，美國航宇局也將載人登陸火星列為優(yōu)先任務(wù)。美國航宇局局長查爾斯。博爾登曾說：“載人登陸火星計(jì)劃是美國航宇局的工作重點(diǎn)，全部的探索項(xiàng)目都將向這一目標(biāo)看齊，每一分鐘、每一美元都應(yīng)用于研發(fā)讓我們可以前往比近地軌道和月球更遠(yuǎn)地方的技術(shù)?！泵篮接罹终谟袟l不紊進(jìn)行各種載人探測火星的準(zhǔn)備工作，目前已有“好奇”號等多個(gè)火星探測器登陸火星，還計(jì)劃在2019年捕捉一顆重約500噸、直徑約7米的小行星，將其帶人靠近月球運(yùn)行的繞月軌道，目的要建立深空探測的中轉(zhuǎn)站，為未來登陸火星做準(zhǔn)備。即使像美國這樣一個(gè)航天大國，對載人探測火星也未敢貿(mào)然行事。美航宇局認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)載人火星探測這一目標(biāo)，不僅時(shí)間緊迫，而且困難重重。無論在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域還是在政治經(jīng)濟(jì)層面，通往火星之路都面臨著巨大的挑戰(zhàn)。所以，該局提出的載人登陸火星的時(shí)間是2033年，比“火星一號計(jì)劃”整整晚10年。

可是，像荷蘭這樣一個(gè)小小的私人研究所，卻提出要在2023年載人登陸火星，有這個(gè)能力嗎？目前世界上能自主發(fā)射并回收衛(wèi)星的國家只有九個(gè)（俄國、美國、法國、中國、日本、英國、印度、以色列、朝鮮、伊朗），荷蘭的衛(wèi)星部是靠別國發(fā)射的。

說起這場鬧劇的始俑者巴斯·蘭斯多普是一位36歲的工程機(jī)械師，幼年時(shí)是一名狂熱的太空愛好者，后來成為了風(fēng)能企業(yè)Ampyx Power的創(chuàng)始人，2011年他在讀過科學(xué)記者M(jìn)ary Roach的著作《Packing for Mars》后，賣掉了自己在公司的大部分股票，并決定實(shí)現(xiàn)他幼年時(shí)關(guān)于星際旅行的夢想，兩年前開始籌備這項(xiàng)大膽的計(jì)劃。他受到電視界大行其道的真人秀節(jié)目的啟發(fā)，決定展開這場火星移民的海選活動。這種突發(fā)的靈感作為一種設(shè)想是勿容置疑的，但是馬上就要實(shí)施，卻有些自不量力。

資金遠(yuǎn)不足

人類登陸火星的巨額經(jīng)費(fèi)正是科學(xué)家們最頭疼的問題，其巨大的開銷需要強(qiáng)大的財(cái)政和政治的承諾作為后盾。盡管“火星一號”計(jì)劃是一個(gè)有去無回的單程票，但是第一階段的火星殖民任務(wù)花費(fèi)預(yù)算仍高達(dá)60億美元，比美航宇局的“好奇號”火星探索計(jì)劃還高出35億美元。作為一個(gè)非營利組織，如何籌備這款巨額資金呢？從有關(guān)的報(bào)道看，“火星一號”計(jì)劃將通過出售轉(zhuǎn)播權(quán)、制作真人秀節(jié)目等方式籌集資金。

蘭斯多普說：“除了捐款和報(bào)名費(fèi)之外，唯一可以籌到足夠移民費(fèi)用的方法，就是制作一場‘真人秀’，一場空前的傳媒盛事。不只選拔人員的過程，首批移民在火箭上的活動、在火星上的探索巡游，以及在定居點(diǎn)中開疆拓土的歷險(xiǎn)，都將被攝像機(jī)巨細(xì)靡遺地記錄下來，經(jīng)過剪輯后在電視和網(wǎng)絡(luò)上播放?！?/p>

這樣籌集“火星一號”資金的方法靠譜嗎？可以說這只是他們的一廂情愿。發(fā)射“火星一號”的資金最主要的是先期投入，只靠報(bào)名費(fèi)那點(diǎn)錢，能夠啟動“星光一號”嗎？還沒有發(fā)射成功“火星一號”，從那里可以籌集到這些錢。對于這種籌備資金的方法，專家們不停潑冷水，認(rèn)為這是靠賺足眼球來吸金。下面摘錄了一些知名人士和專家對這個(gè)問題的評論。

美國行星協(xié)會聯(lián)合創(chuàng)始人路易斯·弗里德曼表示：“這當(dāng)然是場‘秀’。如果他們能通過電視秀播出很多廣告的話，也許可以賺到錢。但如果認(rèn)為用這些錢就可以負(fù)擔(dān)前往火星的任務(wù)，我會感到吃驚。而且，看起來，火星上的移民能活多久，是由他們能籌到多少錢來決定的?！备ダ锏侣硎?，不相信他們的資金和時(shí)間表能完成這項(xiàng)艱巨的計(jì)劃。

太空旅行者理查德·加里奧特評論稱：“很多人都擁有有趣且可行的計(jì)劃，但只有極少的人能籌到足夠的資金來實(shí)施和貫徹?！?/p>

載人火星探測的倡導(dǎo)者羅伯特·祖布林稱：“我不認(rèn)為商業(yè)計(jì)劃能完成在火星建立人類聚居地的野心，也許商業(yè)模式能籌到一些資金，但我并不認(rèn)為真正對掙錢感興趣的商人會投資這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)很大的項(xiàng)目?！?/p>

工程技術(shù)難度大

要將航天員送到遠(yuǎn)離地球6000多萬千米的火星，并安全地“安營扎寨”，首先需要解決的是工程技術(shù)問題。其實(shí)，在人類對火星發(fā)射探測器的幾十年里，獲得成功的幾率并不高，大約只有60%的火星探測器到達(dá)火星，其余不是在發(fā)射時(shí)出現(xiàn)故障，就是在途中消失在茫茫宇宙中，或者通過火星大氣時(shí)“光榮殉職”。在過去的50年里，美國宇航局和其它多個(gè)獨(dú)立組織也制定過超過1000項(xiàng)詳細(xì)的載人火星飛行計(jì)劃，但沒有任何一個(gè)真正得到實(shí)施。其中主要原因之一是載人火星探測技術(shù)不過關(guān)。從目前人類的航天技術(shù)來看，也沒有達(dá)到可以在火星上定居的水平，“火星一號”研究所更是距之遙遠(yuǎn)。下面提出幾點(diǎn)工程技術(shù)上存在的問題。

運(yùn)載能力不夠 在載人火星飛船中不僅要攜帶4名航天員，還要準(zhǔn)備下他們2000多天的食品和生活用品，及在火星上生活需要的一些用品和設(shè)備，其質(zhì)量必然大于載人月球飛船，而且發(fā)射軌道更高。所以，首先需要研制出比登月火箭土星5號推力更大的重型火箭才行?！靶枪庖惶枴毖芯克鶎l(fā)射火星飛船個(gè)任務(wù)寄托在美國私營的太空探索技術(shù)公司研制的“獵鷹”火箭升級版上，可是，這個(gè)升級版在哪里呢？

飛船性能不夠強(qiáng) 目前，人類只研制出繞著地球運(yùn)行的衛(wèi)星式飛船和飛往月球的登月式飛船，還沒有打造出載人登陸火星的星際式飛船，因?yàn)樗募夹g(shù)難度和成本大大高于前兩者。其中難度之一是飛船必須有很強(qiáng)抗輻射的能力，避免行星際飛行期間大劑量宇宙輻射對人體的危害?，F(xiàn)有兩個(gè)解決方案，一是加厚火星飛船的艙壁，其最大缺點(diǎn)是飛船質(zhì)量太大，給發(fā)射帶來巨大困難；二是在火星飛船四周產(chǎn)生人工強(qiáng)磁場，使射向火星飛船的輻射粒子偏離，其缺點(diǎn)是技術(shù)十分復(fù)雜，目前極難實(shí)現(xiàn)。

著陸難點(diǎn) 飛船在火星著陸時(shí)要耗時(shí)7分鐘左右，而在這7分鐘內(nèi)，是沒有辦法和地面取得聯(lián)系的，這也是最容易出現(xiàn)問題的7分鐘，所以被稱為“恐怖7分鐘”。

定居火星難點(diǎn) 在火星上定居也有很多問題要解決。著陸后首先要解決能源供應(yīng)，因?yàn)榛鹦潜鹊厍螂x太陽遠(yuǎn)得多，靠太陽電池供電難以滿足需求，而且火星的沙塵暴是地球12級臺風(fēng)的幾倍，持續(xù)時(shí)間達(dá)幾個(gè)月，容易覆蓋太陽電池而嚴(yán)重影響其工作，所以光靠太陽電池供電難以滿足需求。如用核電源，如何保證航天員的安全性是一個(gè)問題?；鹦巧硥m暴對火星著陸器和火星艙外服的密封性、可靠性也是一個(gè)考驗(yàn)。另外，火星上的溫度比地球低許多，這對火星著陸器溫度控制系統(tǒng)提出了很高的要求。

艙外航天服 火星上的重力約是地球的1/3，在地球軌道使用的艙外航天服（120千克）以及月球航天服（引力為地球的1/6）部無法在火星上使用，所以必須研制出功能強(qiáng)、質(zhì)量輕的火星航天服。

返回地球 從火星返回地球更為不易，因?yàn)榛鹦且^大，火星著陸器的上升級必須有較大的推力才行；火星飛船返回地球時(shí)的速度也比登月飛船快得多，所以難度大增，要嚴(yán)格控制進(jìn)入地球軌道的角度和速度及時(shí)機(jī)，否則不是掠過地球就是墜毀在地球上。其次，從火星返程不同于從月球返回地球，必須要經(jīng)歷漫長的飛行時(shí)間考驗(yàn)。在返程過程中，確保航天員的生命安全以及太空環(huán)境對航天設(shè)備的輻射等都存在不少挑戰(zhàn)，尤其在返回過程中，探測器進(jìn)入大氣層的速度更是一個(gè)技術(shù)難題。因此，載人火星的飛行在目前看來僅是一個(gè)長遠(yuǎn)的計(jì)劃?！?/p>

醫(yī)學(xué)問題大

載人火星探險(xiǎn)中的醫(yī)學(xué)問題很多，能否解決這些問題成為是否能夠?qū)崿F(xiàn)載人火星飛行的決定因素。最主要的有以下幾方面：

宇宙線輻射 在火星探險(xiǎn)時(shí)，航天員遭到的主要危險(xiǎn)是宇宙射線?；鹦秋w船在星際間飛行時(shí)，缺乏地球磁場的屏蔽作用，航天員可能接收到大劑量的宇宙線輻射。輻射主要有兩大效應(yīng)，即短期效應(yīng)和長期效應(yīng)。短期效應(yīng)可引起惡心、血細(xì)胞減少，如劑量足夠高甚至可導(dǎo)致死亡。長期效應(yīng)是主要是白內(nèi)障和癌癥。到現(xiàn)在為止，還沒有有效的防護(hù)措施可以預(yù)防宇宙輻射對人體的影響。

重力環(huán)境的變化 在火星飛行中，航天員從地面1g環(huán)境，要經(jīng)歷200多天失重飛行，然后到火星1/3g的重力環(huán)境下生活。已證明長期失重飛行可以引起航天員所有生理系統(tǒng)的變化，例如，出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、立位和運(yùn)動耐力下降、心臟功能變化、肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松、免疫系統(tǒng)下降等，人在這種虛弱的情況下進(jìn)人1/3g的火星能適應(yīng)嗎？人長期生活在1/3g的重力環(huán)境下會出現(xiàn)什么問題？目前這些問題都無答案，也沒有找到很好的防護(hù)措施。

醫(yī)學(xué)保障問題 在地球軌道飛行時(shí)，飛行中的醫(yī)學(xué)保障問題還不十分突出，一般的疾病在地面醫(yī)生的指導(dǎo)下，用一些船載藥物治療，就可以治愈。即使出現(xiàn)嚴(yán)重的疾病或外傷，通過空間站上備用的藥物和醫(yī)療條件可以暫時(shí)穩(wěn)住病情，然后送回地面治療。但是，在火星飛行時(shí)，不僅患病的機(jī)會多，而且在發(fā)生嚴(yán)重疾病和外傷時(shí)，不可能將航天員送回地球治療，要靠航天員自己來解決。因此，火星飛行的醫(yī)學(xué)保障是一個(gè)嚴(yán)重問題。不僅要配備多面手的航天醫(yī)生，還要有一定設(shè)備的“太空醫(yī)院”。如何保證火星航天員整個(gè)飛行任務(wù)中的健康是一個(gè)很大的問題，這個(gè)問題目前也沒有很好解決。