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航天概论论文优选九篇

时间:2023-06-07 15:58:00

航天概论论文

航天概论论文第1篇

关键词:航空概论;教学方法;教学手段

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)37-0172-02

航空航天技术是表征一个国家科学技术先进水平的重要标志,是力学、热力学、计算机技术、材料学、自动控制理论、电子技术、喷气推进技术及制造工艺等技术的综合体现[1],是衡量一个国家国防实力,工业实力和科研实力的重要指标之一。近年来,国家大力发展航空航天事业,为了振兴国家,促进我国航空航天事业的快速发展。很多航空航天类的院校比如北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等相继开设了公共选修课《航空航天概论》,受到在校大学生的一致认可,特别是“神舟号”系列载人飞船发射成功以后,航空航天知识受到更多学生的关注[2]。因此,开设公共选修课《航空航天概论》,普及航空航天的基础知识,日益受到学生们的欢迎。

《航空概论》课程是我校(郑州航空工业管理学)针对航空特色面向全校开设的公共选修课程。本课程的开设目的有两方面:一是使学生初步建立航空技术的基本概念和基础知识。二是拓宽学生的视野,扩大知识面,培养他们学航空、爱航空、投身于航空事业的兴趣,使他们初步建立航空工程意识,为今后的工作奠定基础。

一、本课程的教学现状

《航空概论》作为一门全校公选课,开设对象以低年级学生为主,选课的学生人数多,学生专业知识背景很复杂,层次参差不齐,而且这门课程涉及的学科也比较多,其中有些理论知识,例如空气动力学、飞机发动机对很多学生来说比较抽象、难理解,特别是人文社科类的学生,感觉课程内容枯燥、机械呆板,提不起学习的兴趣。在教学中,教师讲课费劲,学生厌学,难以取得良好的教学效果,这种情况下,迫切需要采取合适的教学方法和手段,优化教学效果。

二、教学内容的优化

《航空概论》是一门关于航空方面知识介绍的基础课程,基于课程的性质和目的考虑,教学内容应该通俗易懂,不能有太多专业性很强的词汇,要注意扩宽知识面、保持内容的系统性,反映出科学前沿,同时还需要不断加强趣味性与知识性,在实际当中要注意教学内容的丰富多彩,比如有鸟类飞行可延伸到现在飞机,有放风筝延伸到飞行原理,进而讲解飞机的构造原理,让学生在感兴趣的事例中汲取航空知识。这样做即可提高学生学习兴趣,让学生积极主动的学习,又可以达到科学普及的目的。

三、教学方法的多样化

《航空概论》是一门以基础知识为主的课程,信息量大,且大多数内容以讲述为主。为了避免课堂教学枯燥乏味,提高学生的学习兴趣,在授课时,应该采用多样化的教学方法。作为授课教师,通过不断的探索,总结经验,请教有经验的老教师,总结了以下几种教学方法:

(一)互动、自主式教学方法

“教”与“学”是相辅相成的,缺一不可。若要提高教学效率,就要让学生充分参与到教学过程中,变被动学习为主动学习。例如为了让学生更了解世界航空发展历史,教学中可布置作业,让学生收集自己感兴趣的航空器的各种资料,包括航空器的图片、型号、性能、发展概况等,然后上台介绍给大家,通过收集、讲解的方式,调动了学生的积极性,增加课堂的趣味性,同时扩大知识面,增长更多课本之外的知识。

(二)启发、联想、讨论式教学方法

在讲述某些章节内容时,要注意启发学生的想象力,激发学生兴趣,强化学生自主学习和知识迁移的能力。例如,在讲解伯努利定理时,由于公式内容比较抽象,学生不容易理解和记忆,如果直接向学生灌输定理的内容和公式,学生的学习效果不是很理想。在这种情况下,可以设定一系列问题。引导学生自己推导出定理的内容。具体授课过程:两只手各拿一张纸,向纸中间吹气,让学生观察。问题1:发生了什么现象,学生答两张纸相吸了。问题2:两张纸为什么会相吸,学生答两张纸中间的压强变小了。问题3:压强代表的是空气中的那种能量?学生答“势能”。问题4:当压强减小时,空气中哪个参数变大了?学生回答“速度”。问题5:速度代表着空气的哪种能量?学生回答“动能”。问题6:当速度增加时压强为什么会减小?引导学生主动思考、相互讨论,再进一步引导,势能和动能的关系,以及能量守恒定律,最后总结出伯努利定律的相关知识。通过这种问答式的教学模式,让学生自主参加到课堂中,主动思考,积极讨论,提高了学习兴趣。增强教学效果,对所学的知识记忆更加牢固。

四、教学手段的多样性

教学手段的多样性对提高课程的教学效果和质量具有十分显著的作用。对于综合性强、信息量大的航空概论,采用多种教学手段,在有限的学时内,让学生尽可能多的去了解航空知识,显得尤为重要[4]。因此要不断的改进教学手段,充分利用多媒体技术、网络课程、慕课、课外实践等方式,为学生创造一个快捷、高效的学习环境,提高教学质量。

(一)多媒体教学

多媒体技术集声音、图片、视频、动画、文字于一体,有着文字信息无法比拟的优势。很多的知识比如讲解燃气涡轮发动机的工作过程,如果仅仅依靠课本上的文字和教师的口述,学生很难形成直观的印象,甚至费劲口舌,也无法让学生真正的理解。而采用多媒体的形式,通过视频和动画把气流在发动机各部件的工作过程进行完整的演示,可以非常直观和形象的把信息表达出来[4],便于学生理解、加深印象,获得良好的教学效果。

(二)网络课程开设

我校结合自己的教学实际,开通了网络教学平台,并为每个教师和学生设置了一个网络账号,教师可以通过自己的平台,上传一些与课程相关的资料。可以在网络平台建立:(1)飞机图片库。将国内外典型的军用、民用飞机的形状,特征、尺寸和功能建立档案,通过对比学习,学生可以了解更多飞机知识。锻炼了学生的观察能力,加深理解所学知识,开阔眼界,拓宽思路。(2)飞机影片库。把一些战争场面中飞机的飞行状况和性能通过影片展现出来,使学生身临其境,在感受战争的残酷性的同时更加意识到飞机在现代战争中的重要作用,增强学生航空报国、为国争光的主人翁意识和责任感[5]。(3)老师可以将课程的重点难点上传至网络平台,与学生通过网络进行答疑解惑。学生随时随地可以在线学习,方便快捷,提高学习效率。

(三)慕课

慕课,英文名MOCC(Massive Open Online Course),意思为“大规模、开放性的在线课程”,由教师负责、很多学生参与,集讲课视频、作业、互动、测试相交织的网络教学模式。将慕课翻转课程的教学理念和教学模式应用到《航空概论》的教学实践中,课前学生学习在线课程,积累知识,为上课做准备。课中学生充分参与到课堂中,进行师生之间、学生与学生之间的讨论、交流(包括成果展示)、评价(包括学生互评)等学习活动。一方面提高了学生自主学习、合作学习的能力,另一方面培养了学生创新能力和解决问题的能力。

(四)课外实践活动

为了进一步提高学生的学习兴趣,可以把动手能力强、学有余力的学生组织起来,成立航模队,进行飞机模型的设计与制作。把课堂上学习的理论知识如空气动力学、飞行原理与实践动手相结合。现在,航模队的学生不仅可以做出纸质、木质的飞机模型,还能做出可以遥控指挥的飞机模型。并且,通过自学学习遥控飞行器的技术,已经具备航模飞行表演的能力,个别学生还参加2016年央视春节联欢晚会广州分会场上的飞行表演。通过课外实践,逐步培养学生创新、思考、维修飞机航模的基本能力,增强学生的团队协作、集体荣誉感的观念。同时可以带动更多同学参与到航空航天科普创新活动中,充分利用课余时间,发展学生的个人兴趣,提高学生的创新思维和实践动手能力,增强了我校学生的综合素质。

五、结论

《航空概论》是一门涉及多学科多领域的综合性课程,且选课学生的背景专业存在很大差异,如果采用单一的教学方法和教学手段难以满足课程教学的需要,因此进行教学改进是现实教学发展的需要。通过一系列的措施和教学改进,提高了学生对本课程的学习热情,增强了学生的自主学习和解决问题的能力,得到了良好的教学效果。

参考文献:

[1]谢础,贾玉红.航空肮天技术概论[M].北京:北京航空肮天大学出版社,2005:9-1.

[2]王文虎,“航空航天技术概论”教学改革与实践研究[J].科技咨询,2007,(7):100.

[3]张秀琴,李涛,王守忠.高等学校选修课设置和教学现状[J].石家庄经济学院学报,2004,27(6):747-750.

航天概论论文第2篇

Abstract: This paper uses the random network theory to analysis on invalid parts repair process of aviation products. With understanding of invalid parts repair process of aviation products, we point various of uncertain factors in the repair process. By using the random network theory, we construct a GERT network model to describe invalid parts repair process of aviation products and offer a way to solve the model. Based on a case of aviation products repair process, we get the probability, cycle time and variance of successful product repairing, these could be the useful results for leaders’ decision. Based on above studies, we finally make some further analysis on invalid parts repair process of aviation products and provide some effective ways to optimize the repair process.

关键词: 航空产品返修;流程;GERT网络

Key words: repair of aviation products;process;GERT network

中图分类号:TH17 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)32-0171-02

0引言

随着现代科学技术在航空产品中的广泛运用,航空产品的性能要求与结构复杂程度不断提高,这一新的发展对航空产品从设计、制造、使用、维护等各个方面提出了更高的要求。其中,航空产品故障件返修作为保障航空产品使用可靠性、重复性、经济性的重要环节,在整个航空产品生命周期中占有十分显著的地位。然而,航空产品故障件的返修流程中存在着大量的不确定因素,如航空产品故障产生原因的不确定,航空产品返修工艺的不确定以及航空产品返修成功概率的不确定性等等。在面临各种不确定因素的情况下,如何定量预测和估算航空产品故障件返修流程的概率和时间周期成为急需解决的重要问题。

本文利用随机网络理论,对航空产品故障件返修流程进行深入分析,确定返修流程的各个环节和活动,构建了航空产品故障件返修流程的GERT(Graphical Evaluation and Review Technique,即图示评审技术)模型,并举例求出了返修成功概率和流程平均时间周期的解析解,从而为航空产品故障件的返修流程提供了实际的数据支撑,对企业决策者制定返修计划和实施返修决策都具有一定的实用价值。

1航空产品故障件返修流程GERT模型构建及求解

1.1 航空产品故障件返修流程分析航空产品故障件返修主要分为五个阶段,包括:故障分析阶段、原因分析阶段、维修分析阶段、维修实施阶段和信息反馈阶段。如图1所示。具体来说航空产品故障件返厂后,由质量管理部门通知用户代表,并召集设计师、工艺师等相关技术人员共同确认故障现象、分析故障原因,并通知责任部门对故障原因确认。故障原因明确后,由有关产品工艺员编制返修工艺,按返修工艺组织返修。在返修过程中如有报废,则由检验开具报废单,责任部门签字。产品返修完成后,提交厂检,检验人员按返修工艺要求进行检验验收,合格后作好返修记录。厂检合格后,通知用户代表对返修产品验收,验收合格后在由操作工、检验员、用户代表签字认可,办理发货手续。同时责任部门需填写纠正/预防措施单等信息反馈表。

1.2 故障件返修流程GERT模型构建GERT网络技术是网络理论、概率论、模拟技术和信号流图的结合,是一种新型的广义随机网络技术,又被称为决策网络技术。它使用带概率的有向网络图进行分析,可以用来分析研制性和情况复杂多变的项目计划与控制问题。

依据航空产品故障件返修流程的分析结合GERT网络技术,对于航空产品故障件返修流程而言,它的每一步都可以视为整个故障件返修系统状态之间的概率转移过程。我们用节点表示系统状态,用连接各节点之间的箭线表示各状态之间的概率转移关系。该“返修流程”的GERT网络模型如图2所示,图2中各流程活动的含义如表1所示。

1.3 故障件返修流程GERT模型求解根据梅森公式:W(s)=W(s)•H,式中H为GERT网络的特征式。在此网络中,共有一阶环三个,二阶环两个。

由梅森公式可得,返修合格时:

W(s)=(1)

其中:

H=1-(W•W+W•W+W•W•W)+(W•W•W•W+W•W•W•W•W)(2)

由式1、2可得:

返修合格概率:p=W(0)(3)

返修不合格概率:p=1-W(0)(4)

返修流程时间周期:E[t]==(5)

返修流程时间周期方差:V[t]=E[t]-(E[t])=-(6)

2案例研究

本文以某航空产品生产企业接收外场航空产品故障件返修为例,依据航空产品故障件返修流程GERT模型,对模型中的各节点和活动进行分析,最终求解该航空产品故障件返修的合格概率和相关时间周期。其中活动分布类型、相关参数及实现的概率, 有历史资料的由资料进行统计和分析后获得,属开创性作业而无历史资料的由相关专业的专家进行主观估计后加权获得。模型中各活动参数如表2所示。

将各参数代入求解模型中,经过计算可得:

返修合格概率:p=W(0)=0.7910;

返修不合格概率:p=1-W(0)=0.2090;

返修流程时间周期:E[t]==11.76(天);

返修流程时间周期方差:V[t]=E[t]-(E[t])=1.40(天2);

返修流程时间周期标准差:σ==1.18(天)。

3航空产品故障件返修流程分析

3.1 由返修流程GERT模型及案例分析可知,航空产品故障件返修流程各个阶段的关系可以进一步总结为一个概率转移模型。从案例结果而言,该流程的返修合格概率仅为0.7910,即从概率上来说将有21.9%的故障件将由于返修不合格报废,这一报废概率相对较大。产生这一结果的原因主要是在返修流程GERT网络中有可能产生报废结果的活动较多,包括活动5-12、8-12、9-12。其中活动5-12是由于故障件返修前自身性质决定的,其发生的概率p512可称为固有报废概率;活动8-12、9-12是由于返修过程中由于返修能力等决定的,其发生的概率p812、p912可称为能力报废概率。

返修流程中系统最终产品报废的概率是由本系统固有报废概率和能力报废概率这两个方面因素共同决定的,因此应在提高产品质量、降低系统固有报废概率以及提升返修能力、降低能力报废概率这两个方面入手,最终提高航空产品故障件返修的合格概率。

3.2 该返修流程GERT模型中,造成项目完成平均时间周期较长的主要原因在于很多活动需要多部门、多人员确认,最为明显的是活动2-3和3-4,其中活动2-3为产品故障分析,需要主管分析师和主管设计师共同分析故障件的故障原因,活动3-4为产品故障确认,需要用户、质量技术员和产品责任部门最终共同确认故障件的故障原因。多部门多人员的分析确认形式大大增加了产品返修平均周期,因此,应从提高部门人员工作效率及建立健全故障分析确认机制入手,建立统一的交叉职能小组,明确人员及分工,以此优化返修流程的平均周期。

3.3 在案例中该项目完成的平均时间周期为11.76天,标准差为1.18天,该项目完成的时间最大值与最小值之间相差为2.36天,相对于复杂的返修流程及大量的不确定条件来说时间周期相差的幅度不大,这说明该航空产品故障件返修流程受各种随机因素的影响较小,流程稳定性较高。实际中的项目管理者通常更关心新产品研发项目能否按期完成,就案例本身而言,将故障件返修计划完成时间定为13天,那么该返修流程延期的可能性几乎不存在。

4结论

本文运用随机网络理论对航空产品故障件返修流程进行研究。首先明确了航空产品故障件返修流程,指出返修流程中多种不确定因素。其次运用随机网络理论,构建了航空产品故障件返修流程GERT网络模型,给出模型求解方法。然后结合某航空产品返修流程,得到产品返修合格概率,产品返修周期及方差,为领导层决策提供了科学依据。在此基础上,进一步对航空产品故障件返修流程进行了剖析,明确了产品返修流程合格率较低、平均周期较长的原因,相应提出了解决和巩固的措施;同时指出该航空产品故障件返修流程较为稳定的特点,为流程优化提供了明确的方向和有效的方法。

参考文献:

[1]冯允成,吕春莲等编.随机网络及其应用[M].北京: 北京航空学院出版社,1987.

[2]方志耕,龚正,黄西林.公路军事交通运输勤务综合演习项目GERT网络模型研究与分析[J].系统工程理论与实践,2000,(4):132-135.

[3]方志耕,龚正,黄西林.基于图示评审技术GERT的高科技产品开发研究[J].系统工程,2005,23(11):112-115.

[4]屈保社,张卫星.GERT在科研课题研究管理中的应用[J].系统工程,1999,17(1):69-75.

[5]何正文,徐渝,朱少英,张静文.新产品研发项目GERT 模型及其模拟求解[J].数学的实践与认识,2003,33(11):45-50.

[6]Kenzo Kurihara, Nobuyuki Nishiuchi. Efficient Monte Carlo simulation Method of GERT-type network for project management[J]. Computer & Industrial Engineering, 2002, 42: 521-531.

[7]沙全友,王伟,韩毅,郝京辉.面向航空产品项目管理网络计划模型研究[J].计算机工程与应用,2007,43(6):99-101.

航天概论论文第3篇

关键词:航天企业;研发团队;领导行为;团队潜能;团队绩效

中图分类号:F27 文献标识码:A

原标题:航天企业研发团队领导行为、团队潜能与团队绩效关系研究

收录日期:2014年8月10日

一、前言

21世纪是创新的时代,航天技术是世界公认的高新技术,研发成为航天企业竞争优势的源泉,为此很多航天企业成立了研发中心,针对具体项目成立研发团队,研发团队成功与否受到多种主客观因素的制约和影响,其中,研发团队领导行为是主要的一个影响因素,这已经被学术界所证实,但是研发团队领导影响团队绩效的作用机理值得进一步的考虑。因此,本次尝试引入团队潜能作为研究航天企业研发团队领导与团队绩效之间的过程变量。

团队潜能是社会认知理论中的一个重要概念,自从Shea和Guzzo等学者在1987年首次在行为学文献中提出团队潜能的概念后,团队潜能应用的领域不断地被拓宽,在教育、军事、体育、金融等领域都取得了很高的应用价值。团队领导在整个团队中形成一种必胜的共同信念尤为重要,而这种团队的必胜信念来自于每个成员对团队能力的信心,称之为团队潜能。Guzzo等学者认为对于团队成员来说,其工作自信心在影响团队绩效的各种因素中占有很大的比重,而由此形成的共同信念称之为团队潜能,而这种共同信念的产生在很大程度上是受团队领导的行为所决定的,而团队潜能通过认知、动机和情感等过程对团队绩效产生一定的影响。

航天企业研发过程对研发速度和研发水平要求极高,这就更增大了研发成功的难度,因此作为航天企业研发团队的领导尤其重要,如何通过领导行为影响团队潜能,进而影响团队绩效,这将是本文研究的重点。

二、研发团队领导行为、团队潜能与绩效之间的关系

(一)团队领导行为与团队潜能关系理论分析。根据Robert House的路径-目标理论,领导的主要职责是为下属设定并阐明适合的目标,帮助他们移除障碍,找到达到目标最好的办法。即,领导者的行为是为下属所接受的,并且下属把这些行为看作是使他们的需要得到满足的源泉,对他们的行为起到一定的激励作用。同时,领导会清楚地勾勒出整个团队的理想化愿景,所有追随者承诺于同一愿景会提高整个团队成功的自信心,当一个团队有一个清晰的目标时,所有团队成员理解了团队存在的意义,这将导致团队成员的更加有效交流,刺激每个成员的行为,使整个团队沿着有利的方向发展下去。领导者通过这些有效的行动来让他的追随者确信他们能够顺利完成任务,从而促进组织内部的凝聚力,提高协同工作的程度。

Ali E.Akgum et al(2007)从影响团队潜能的前因和团队潜能的后果角度进行研究,认为团队成员的目标清晰化和团队成员之间的信任与团队潜能之间具有正相关性,而团队成员的目标清晰化和团队成员之间的信任是受团队领导行为影响的,这从间接说明了团队领导行为与团队潜能之间的正相关关系。

(二)团队领导行为与团队绩效关系理论分析。研发团队领导作为整个项目开发的承担者和负责人,他们在复杂的、功能交叉的环境中工作,由于缺乏传统意义上的上下级关系,所以几乎不具有命令的权力,只能通过个人的一举一动来影响整个团队成员的行为,进而影响研发团队绩效。

研发团队领导行为是研发团队绩效的重要影响因素之一,很多学者都已经分析并证实了它的正确性,从这点上就可以说明研发团队领导行为与团队绩效之间具有一定的相关性。

(三)团队潜能与团队绩效关系理论分析。Gully et al(2002)提出当成员之间的任务依赖性越强时,那么团队潜能和绩效的关系越紧密。他还建议当任务和环境需要成员间协调、沟通以及合作时,团队潜能和绩效之间的正相关明显加强。

Campion et al(1996)通过研究60个团队,发现团队成员共享的信念明显能够提高成员满意度,团队的有效管理以及团队产出效率。Ali E.Akgum et al(2007)在软件开发项目的背景下,证实了团队潜能与团队有效性之间的关系,进一步研究认为团队潜能正相关于开发成本、创新速度以及市场成功率。

三、概念模型与研究假设

(一)概念模型。由于航天企业研发团队领导的特殊性,本文根据Sarin(2003)的研究,把航天企业研发团队领导行为分为促进行为和定规行为两个方面。基于以上研发团队领导行为、团队潜能与绩效之间的关系研究综述,提出以下概念模型,如图1所示。(图1)

(二)研究假设。基于以上研发团队领导行为、团队潜能与绩效之间的关系研究以及概念模型,提出以下五个研究假设:

H1:航天企业研发团队领导的促进行为与团队绩效有显著的正相关。

H2:航天企业研发团队领导的定规行为与团队绩效有显著的正相关。

H3:航天企业研发团队领导的促进行为与团队潜能有显著的正相关。

H4:航天企业研发团队领导的定规行为与团队潜能有显著的正相关。

H5:航天企业研发过程中团队潜能与团队绩效有显著的正相关。

四、研究方法

本文采用问卷调查法,根据概念模型,参考国内外具有代表性的研究成果,设计了调查问卷。本研究的调查问卷主要包括三个部分:第一部分是个人资料,主要了解样本的个人特征以及所在研发团队的特征;第二部分是研发团队领导行为的衡量指标,主要包括促进行为和定规行为两个方面;第三部分是团队潜能的衡量指标;第四部分是新产品开发团队绩效的衡量指标。

本研究采用分层随机抽样法进行问卷的发放与回收,发放对象为航天企业的一些研发团队,此次调研一共发放问卷300份,回收248份,有效问卷223份。

五、实证分析

(一)实证分析结果。本文首先对各个研究变量进行信度检验,所有变量信度检验通过后,采用结构方程模型进行实证分析,检验模型整体的配适度。根据因子分析及研究假设,设计出结构方程模型路径分析图,并进行结构方程模型拟合参数检验。经过结构方程模型分析,本文研究的假设路径的实际检验结果如表1所示。(表1)

由表1可以看出,5个研究假设中,共有4个通过了检验,1个未通过检验。由此可以得出如下结论:航天企业研发团队领导的促进行为直接影响团队绩效,但不会通过团队潜能对团队绩效产生间接影响;航天企业研发团队领导的定规行为不但直接影响团队绩效,而且通过团队潜能对其产生间接影响,团队潜能是航天企业研发团队领导的定规行为与团队绩效之间关系的一个中介变量。

(二)结果讨论。通过实证研究发现:航天企业研发团队领导行为直接影响团队绩效,航天企业研发团队领导行为通过团队潜能间接影响团队绩效。而假设H3没有通过检验,主要原因是航天企业研发项目本身具有一定的特殊性,对研发目标和研发过程要求更高,为激发团队潜能,这就要求团队领导对所有团队成员的定规行为比促进行更加重要。

(三)提高航天企业研发团队绩效的措施。基于以上实证分析结果,本文提出改善航天企业研发团队绩效的具体措施:

第一,提高团队领导的促进行为。团队领导的促进行为与团队绩效显著正相关。团队领导的这种关怀行为和参与行为对航天企业研发工作来说尤其有效,因为知识型员工更注重自己被重视和尊重,从而使他们感觉工作很愉快,有利于研发工作的进行。

第二,提高团队领导的定规行为。团队领导的定规行为与团队绩效显著正相关。团队领导制定明确的研发目标,并根据研发团队成员的具体情况进行分工,使团队成员明确研发目标、研发分工,在研发过程中约束自身的行为,朝着研发目标工作。

第三,提高团队成员的参与度。团队潜能与团队绩效显著正相关。研发团队是个整体,当每个成员都能够明确自己工作在开发项目中的位置,并根据开发项目的整体进度调整自己工作的进度,积极参项目当中,才能够形成团队合力,激发团队潜能,提升团队绩效。

六、结论

本文针对航天企业研发团队的特点,引入团队潜能作为中介变量,研究航天企业研发团队领导行为、团队潜能和团队绩效之间的关系。本文在对相关理论及研究进行综述的基础上,探讨了航天企业研发团队领导行为直接或间接影响团队绩效的路径及作用机理,建立了概念模型并进行实证分析。研究表明:航天企业研发团队领导的促进行为直接影响团队绩效,但不会通过团队潜能对团队绩效产生间接影响;航天企业研发团队领导的定规行为不但直接影响团队绩效,而且通过团队潜能对其产生间接影响。

主要参考文献:

[1]哈罗德・孔茨,海因茨・韦里克.管理学精要[M].北京:机械工业出版社,2005.

[2]陈春花,杨盈擅.科研团队领导的行为基础、行为模式及行为过程研究[J].软科学,2002.16.4.

航天概论论文第4篇

1.应用力学

钱学森在应用力学的空气动力学方面和固体力学方面都做过开拓性的工作。与冯・卡门合作进行的可压缩边界层的研究,揭示了这一领域的一些温度变化情况,创立了卡门――钱学森方法。与郭永怀合作最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。

2.喷气推进与航天技术

从40年代到60年代初期,钱学森在火箭与航天领域提出了若干重要的概念:在40年代提出并实现了火箭助推起飞装置(JATO),使飞机跑道距离缩短;在1949年提出了火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想;在1953年研究了行星际飞行理论的可能性;在1962年出版的《星际航行概论》中,提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具,用一架装有火箭发动机的飞机作为第二级运载工具的天地往返运输系统概念。

3.工程控制论

工程控制论在其形成过程中,把设计稳定与制导系统这类工程技术实践作为主要研究对象。钱学森本人就是这类研究工作的先驱者。

4.物理力学

钱学森在1946年将稀薄气体的物理、化学和力学特性结合起来的研究,是先驱性的工作。1953年,他正式提出物理力学概念,主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性,改变过去只靠实验测定力学性质的方法,大大节约了人力物力,并开拓了高温高压的新领域。1961年他编著的《物理力学讲义》正式出版。现在这门科学的带头人是苟清泉教授,1984年钱学森向苟清泉建议,把物理力学扩展到原子分子设计的工程技术上。

5.系统工程

钱学森不仅将我国航天系统工程的实践提炼成航天系统工程理论,并且在80年代初期提出国民经济建设总体设计部的概念,还坚持致力于将航天系统工程概念推广应用到整个国家和国民经济建设,并从社会形态和开放复杂巨系统的高度,论述了社会系统。任何一个社会的社会形态都有三个侧面:经济的社会形态,政治的社会形态和意识的社会形态。钱学森从而提出把社会系统划分为社会经济系统、社会政治系统和社会意识系统三个组成部分。相应于三种社会形态应有三种文明建设,即物质文明建设(经济形态)、政治文明建设(政治形态)和精神文明建设(意识形态)。社会主义文明建设应是这三种文明建设的协调发展。从实践角度来看,保证这三种文明建设协调发展的就是社会系统工程。从改革和开放的现实来看,不仅需要经济系统工程,更需要社会系统工程。

6.系统科学

钱学森对系统科学最重要的贡献,是他发展了系统学和开放的复杂巨系统的方法论。

7.思维科学

人工智能已成为国际上的一大热门,但学术思想却处于混乱状态。在这样的背景下,钱学森站在科技发展的前沿,提出创建思维科学(noeticscience)这一科学技术部门,把30年代中国哲学界曾议论过,有所争论,但在当时条件下没法讲清楚的主张,科学地概括成为思维科学。比较突出的贡献为:

(1)钱学森在80年代初提出创建思维科学技术部门,认为思维科学是处理意识与大脑、精神与物质、主观与客观的科学,是现代科学技术的一个大部门。推动思维科学研究的是计算机技术革命的需要。

(2)钱学森主张发展思维科学要同人工智能、智能计算机的工作结合起来。他以自己亲身参予应用力学发展的深刻体会,指明研究人工智能、智能计算机应以应用力学为借鉴,走理论联系实际,实际要理论指导的道路。人工智能的理论基础就是思维科学中的基础科学思维学。研究思维学的途径是从哲学的成果中去寻找,思维学实际上是从哲学中演化出来的。他还认为形象思维学的建立是当前思维科学研究的突破口,也是人工智能、智能计算机的核心问题。

(3)钱学森把系统科学方法应用到思维科学的研究中,提出思维的系统观,即首先以逻辑单元思维过程为微观基础,逐步构筑单一思维类型的一阶思维系统,也就是构筑抽象思维、形象(直感)思维、社会思维以及特异思维(灵感思维)等;其次是解决二阶思维开放大系统的课题;最后是决策咨询高阶思维开放巨系统。

8.人体科学

钱学森是中国人体科学的倡导者。

钱学森提出用“人体功能态”理论来描述人体这一开放的复杂巨系统,研究系统的结构、功能和行为。他认为气功、特异功能是一种功能态,这样就把气功、特异功能、中医系统理论的研究置于先进的科学框架之内,对气功、特异功能的研究起了重大作用。在钱学森指导下,北京航天医学工程研究所的研究人员于1984年开始对人体功能态进行研究,他们利用多维数据分析的方法,把对人体所测得的多项生理指标变量,综合成可以代表人体整个系统的变化点,以及它在各变量组成的多维相空间中的位置,运动到相对稳定,即目标点、目标环的位置。他们发现了人体的醒觉、睡眠、警觉和气功等功能态的各自的目标点和目标环。这样,就把系统科学的理论在人体系统上体现出来了,开始使人体科学研究有了客观指标和科学理论。

航天概论论文第5篇

关键词: ASSHTO修正模型 长江干线 船舶碰撞桥梁概率

近年来国内发生了较多的船舶碰撞桥梁事故造成了巨大的人命财产损失,2006年杭州湾大桥被一走锚失控船舶撞击,大桥多处局部破损,造成经济损失1000余万元;2007年广东九江大桥被砂石船舶碰撞致倒塌造成8人死亡,损失约1.4亿元人民币;2008年浙江宁波金塘大桥被一艘货轮撞击,桥面箱梁塌落,4人死亡;而在长江干线上,从1957年首个有记载的桥梁被船碰撞的事故以来,已发生的船舶撞桥事故超过300起,其中武汉长江大桥被撞次数最多,已被撞击100余次,虽未造成桥梁倒塌事故,但每一次撞击都会牵动亿万人民的心。因此,开展船舶碰撞桥梁概率研究,为船舶通航安全、桥梁设计、建设与管理提供技术支撑依据非常有必要。

目前,在桥梁防撞设计中,应用较多的船桥碰撞概率计算模型有AASHTO规范模型、拉森(IABSE)模型、欧洲规范模型、昆兹(Kunz)模型和黄平明直航路模型等,不同的模型各有不同侧重和特点。相比较而言,AASHTO模型虽然是依照美国和欧洲的船舶碰撞资料统计而设计出来的,但因其思路清晰、方法完善、实用性强,是目前应用最为广泛的船桥碰撞概率模型,该规范将船撞桥事件视为风险事件,根据可接受风险的水平指导桥梁的防撞设计,已经形成了系统的思想。

AASHTO模型在长江上应用存在的问题

在该模型中船舶碰撞几何概率以航道中心线为对称轴,船舶的横向分布用正态分布描述,期望为0,即船舶出现的峰值在桥墩之间航道的中间位置。该模型适用于长江上单孔单向通航的桥梁,但长江干线上90%以上的桥梁实行的是单孔双向通航,且长江干线界石盘以下河段均实行了船舶定线制或船舶分道航行规则,船舶在通过单孔双向通航的桥孔时各自靠一边行驶,其中定线制水域还设有分隔带,因此从理论上分析船舶在航道上的几何分布应成“双峰”或“多峰”分布,而非正太分布。为了验证这个想法和进一步研究长江上船舶碰撞桥梁的几何概率,本文对长江上两座典型桥梁下航道内船舶航行轨迹进行了分析。

长江干线上船舶过桥轨迹分布情况统计

目前长江干线上游(李渡至界石盘)、中游(宜昌至武汉)和下游(武汉到安庆)实行分道航行规则,航路设置的原则基本一致,上行走缓流或航道一侧,下行走主流或航道中间。长江三峡库区和安徽段、江苏段水域实行船舶定线制,航路设置原则为各自靠右航行,航道中心线为上、下行船舶通航分道的分隔线,其中,江苏段上下行通航分道及分隔带的宽度分别为航标标示航道宽度的五分之二、五分之二、五分之一。

本文分别选取实行下游分道航行规则的武汉天兴洲长江大桥和实行江苏段船舶定线制规定的苏通长江大桥为代表桥型,统计桥区航道内船舶的轨迹分布情况。

长江下游苏通长江大桥主跨1088m,长江下游武汉天兴洲长江大桥主跨504m,两座桥梁主跨内均是双向通航,两座桥梁的航路布置图见图2和图3。

利用江苏海事局和长江海事局AIS船舶监控系统,通过轨迹回放统计了2015年3月30日00时至31日00时船舶通过两座大桥时的航道内船位分布情况,见图4和图5。

经统计,轨迹回放时间内通过苏通桥船舶数量为724艘次,其中上行船舶共408艘次,下行船舶共计316艘次。该桥桥墩之间航道宽度约1000m,为了便于分析,以航道中点为原点,50m距离为间隔,统计船舶轨迹出现在每个区段的次数(见表1)。

轨迹回放时间内过天兴洲桥船舶数量为299艘次,其中上行船舶共144艘次,下行船舶共计155艘次。该桥桥墩之间航道宽度约480m,为了便于分析,以航道中点为原点,20m距离为间隔,统计船舶轨迹出现在每个区段的次数(见表2)。

利用excel软件进行数据分析画出直方图见图6和图7。

长江干线船舶碰撞桥梁的几何概率修正

从图6和图7中可以看出,长江干线上船舶受定线制、分道航行规则等的影响,船舶在通过桥梁时在航道上呈“双峰”分布,从统计数据分析和直方图形状来看,该双峰分布可近似的看成由两个正太分布混合而成的分布。由于长江干线上多数情况下,桥区航道走向与桥梁轴线法线方向并不重合而是呈一定的交角,因此船舶碰撞桥墩的几何概率如下图所示。

问题与展望

AASHTO概率计算模型是由美国国家公路和运输协会根据美国水道上船舶偏航情况统计研究确定,用正太分布模拟航道上船舶位置分布,假定期望为船长,方差为0。在我国长江上船舶通过桥梁时的船位分布受通航道内航行规则以及桥区水域风、流等自然条件影响较大,根据不同的航路布置情况船舶分布和相关参数将随之发生变化。

本文仅讨论了长江干线上最普遍的单孔双向通航情况,根据统计分析船舶通过单孔双向通航的桥梁时船位沿桥轴线方向成“双峰”分布,该双峰分布可近似的看成由两个正太分布混合而成,本文据此对AASHTO模型中碰撞几何概率参数进行了修正,该修正模型适用的前提条件是桥墩附近的水深大于船舶吃水,即船舶能够到达桥墩位置。

目前,长江干线上桥梁通航孔内航路的设置除了常见的单孔单向和本文讨论的单孔双向通航情况以外,还有部分桥梁水域船舶是三线或四线通航,通过该类桥梁的船舶沿桥轴线方向将呈“多峰”分布,对于这类桥梁船舶碰撞几何概率需要进一步研究分析。

参考文献:

【1】姜 华,王君杰.美国公路桥梁风险法确定设防船撞力评述[ J]. 世界桥梁, 2008, ( 4) : 64- 67.

【2】李 冰. 内河水域船舶失控撞桥概率研究:[硕士论文].武汉理工大学,2010年

【3】徐鑫 郭民之 石峰利,双峰数据分布的模拟[J]. 云南师范大学学报(自然科学版), 2013年3月

【4】AASHTO. LRFD Bridge Design Specification and Commentary[S].

航天概论论文第6篇

一、临近空间的法制现状与现实困境

( 一) 临近空间成为当前军事应用的热点

临近空间空气稀薄,大气密度仅为地表的百分之几至千分之几,空气动力效应和浮力很小,无法支撑飞机等传统航空器飞行。同时,就卫星等航天器而言,临近空间的大气密度又过大,无法支撑传统航天器的航行。因此,无论是传统的卫星还是飞机,过去都未涉及临近空间这一特殊领域,临近空间这一概念也缺乏存在的技术基础。

但是,随着现代科技特别是军事航天科技的飞速发展,临近空间开始显现出重要的军事应用价值。由于临近空间的位置比卫星所处的外层空间低,相对更容易到达; 同时,它比飞机所处的传统空间更高,在情报收集、侦察监视、通信保障以及对空对地作战等方面更加有利。所以,临近空间飞行器弥补了人造卫星和飞机的缺点,在执行诸多任务时具有得天独厚优势。临近空间的巨大潜力引起了一些空间强国的关注,随后临近空间飞行器应运而生。2005 年,美国空军在施里弗- 3太空站演习中,第一次将临近空间飞行器正式投入了军事应用中,引起了各国广泛关注。由于临近空间飞行器具有生存能力强、驻空时间长、响应速度快、效费比高等特点,其战略价值已逐渐引起各国的关注和重视,成为当前军事应用的一个热点。这为未来战争开辟了一个新的战场,进一步促进了空天一体化的发展。

( 二) 现行国际法制尚未对临近空间进行规范

在探索、认识和开发利用宇宙空间的过程中,人类开始尝试对地球上空的空域进行进一步的区分。1961 年,联合国大会中提出了外层空间的概念,将地球的上方区分为空气空间和外层空间两个部分。空气空间是环绕地球的大气层空间,这部分空间随地球而运动,航空器可依空气动力在空气空间飞行;外层空间是指空气空间以外的全部空间,外层空间不随地球运动,由于外层空间空气稀薄,只适于依地球离心力飞行的宇宙飞行器飞行。基于此,地球表面上空所涉及的法律规范可以划分为外层空间法与空气空间法两个部分。

目前,空气空间法主要包括领空制度以及航空制度,其中最为核心的是领空主权。一个主权国家有权规定他国航空器进入其领空的条件,有权制定他国航空器在本国境内飞行的相关规章制度,有权保留国内载运权和设立空中禁区。在领空主权的基础上,《国际民用航空公约》《国际航空运输协定》等国际条约和相关国内法构建了航空法律制度。在空气空间法中,尚无关于临近空间的具体规定。外层空间法也未规定临近空间的法律地位。

可见,国际社会尚未对临近空间进行法律上的规范。一方面,外层空间法和空气空间法均未提及临近空间,临近空间还不是一个法律概念,其在现行国际法上尚属空白。另一方面,临近空间作为介于空气空间和外层空间的特殊区域,其界定必然依赖于空气空间和外层空间概念的明确。事实上,国际社会至今未能就天空和外空的划界问题达成一项全面协议,临近空间也就更加难以界定了。

( 三) 临近空间法律性质不明导致的现实困境

临近空间法律性质的不确定对空间的探索利用提出了挑战,特别是临近空间飞行器的活动空间问题。临近空间飞行器的飞行是由国际航空法来调整还是由外层空间法来调整,当前也还缺乏统一认识。按照国际法的规定,在外层空间没有国家疆界之分,各国飞行器皆可以自由飞越; 但空气空间是有疆界之分的,主权国家有权对其领空行使管辖权并实施飞行管制,外国飞行器不经允许不能擅自飞越别国领空。那么,近年来成为军事科技热点的临近空间飞行器在临近空间飞行,是否侵犯他国领空? 他国能否将其视为非法入境的军用飞机击落? 由于外层空间与空气空间的界限一直缺乏明确的结论,临近空间作为二者之间的一个新的细分概念,现有的国际法律并未将其纳入视野,难以确定其属于外层空间还是空气空间,这必然导致国际法调整上的困难。有学者提出临近空间受空气空间和外层空间各自法律地位的影响,应参考国际海洋法关于专属经济区的规定,给予其类似专属经济区的法律地位。但这毕竟仅是学术观点,国际共识远未达成。其他航天飞行器也面临这一难题,一国很难保证其飞行器的飞行轨迹完全控制在外层空间和本国领空内。如果一国的航天飞行器在发射或降落的过程中,穿越别国上方的临近空间,是否侵犯别国主权? 总之,临近空间中飞行器的行为规则取决于临近空间的法律性质,不同的定性产生不同的行为规则。

二、临近空间法律性质的理论争议

( 一) 关于临近空间法律性质的主要观点

国际法是基于国际社会的需要而产生和发展的,它是从现实国际社会关系中抽象出的具有规范性和前瞻性的一般性的规则。从某种意义上说,现代国际法具有动态性,在国际法的发展过程中,我们可以发现一些主要动向,寻找其发展规律。关于临近空间法律性质的主要观点的讨论,是限于学理层面上的。

从理论上看,临近空间的法律性质存在下列六种观点。第一种观点,认为临近空间的性质就是空气空间。这一观点以人造地球卫星轨道离地球表面的最低高度( 约100 - 110 公里) 作为空气空间与外层空间的界限,将临近空间纳入空气空间的范畴,适用领空法和国际航空法的规则。第二种观点,认为临近空间属于外层空间范畴。有学者主张效仿《联合国海洋法公约》,将距地面12 海里以下的空气空间界定为地面国的领空范围,依此观点,临近空间基本属于外层空间的一部分,应受外层空间法律制度的调整。第三种观点,认为临近空间其中一部分属于空气空间,另一部分属于外层空间,具体依空天分界线的高度而定。军事科学院的张东江研究员分析,如果空天分界线穿过临近空间,那么临近空间将被分为两部分: 一部分处于外层空间,一部分是空气空间的组成部分,其飞行器活动也将分别适用航空和航天两种不同的法律规范。如果依照德国物理学家冯卡曼提出的卡曼管辖线,空气空间和外层空间的界限为距离地面83 千米处,临近空间将被卡曼管辖线截为两部分。第四种观点,认为临近空间属于空气空间下的一个细分层次,但具有特殊的法律地位。即将临近空间作为空气空间的一部分,却不完全适用空气空间法。郑国梁教授的主张接近这一观点。第五种观点与第四种观点相对,认为临近空间属于外层空间中的一个细分层次,但其在外层空间中又具有相对特殊的法律地位。第六种观点认为临近空间本身具有区别于空气空间和外层空间的独立法律地位。瓦森伯、莱因哈特和欧登腾等国外学者都提出了在空气空间与外层空间之间再进一步设立新的空间的设想。比如,瓦森伯认为,应当将航空器最高飞行高度以下的空间界定为空气空间,将航天器的最低飞行距离确定为外层空间的底线,中间的部分则为中层空间,航天器在中层空间应当拥有无害通过权。依此观点,在临近空间领域,应当适用其自身特定的行为规则,临近空间也可以取得完全独立于其他空间的独立法律地位。

( 二) 临近空间法律性质的争议焦点

关于临近空间法律性质的不同观点,体现了不同的理论背景和利益立场。这些观点有共识之处,也有对立之处。无论是何种观点,都是在承认当前空气空间和外层空间分界的前提之上的。在这一前提之下,不同观点的主要争议焦点则集中在以下两个方面。

1. 争议焦点之一: 临近空间是否应作为一个独立的法律概念存在

临近空间是否应作为一个独立的法律概念存在,关系着临近空间是否完全依附于现有的外层空间或空气空间。临近空间是由学术界率先提出的一个概念,尚未有任何国际条约和国内法明文规定临近空间问题。因此,临近空间的法律属性完全依附于现有的空气空间或外层空间,临近空间只是一个学术概念或技术概念,本身不具有法律上的意义。

一个学术概念是否成为法律概念,关键是看其是否有法律上调整的必要,是否有法律权利和法律义务需要明确。比如,在二十世纪中叶之前,大陆架最初就是一个地质学上的学术概念,而非法律概念。但由于国家对该领域的涉足和国家间利益的冲突,大陆架具有了法律上调整的必要。在1958 年的《大陆架公约》规定了大陆架制度和相关国家的权利义务之后,大陆架正式成为了一个法律概念。在现代国际社会,任何一个新的国际法概念的产生都与人类的活动轨迹密切相关。国际法律制度是对人类活动中利益冲突的回应,国家间利益的激烈冲突催生国际法的产生与发展,由此产生了一些新的法律概念。从国际海洋法中领海、专属经济区、大陆架等法律概念的发展演变过程可以看出,一个新的法律概念在国际社会取得独立的法律地位,其主要作用是协调国际社会在此领域的利益冲突。

在人类不断探索宇宙的过程中,空气空间与外层空间相继形成了其各自的法律地位。临近空间是否应当成为一个法律概念,关键还是要看国际社会在该领域是否存在需要法律调整的利益冲突。当然,如果临近空间在国际法的发展过程中具备了独立的法律地位,其法律属性也可能存在两种情况: 一种是完全独立于空气空间和外层空间的第三类空间; 另一种是作为空气空间或外层空间的一个细分层次,但是具有基于其法律地位的独特性。

2. 争议焦点之二: 临近空间与外层空间、空气空间的关系

由于在当前的空间法制中,空间由空气空间与外层空间组成。临近空间作为与两者密切相关的新型区域,其法律地位必然受到现有空气空间法制和外层空间法制的制约。因此,影响临近空间法律定位的一个关键问题就是空气空间与外层空间的界限问题,这决定了临近空间与何者相重合。

临近空间的高度是大致明确的,通常是指距离地球表面20 - 100km 的高空。但是,空气空间与外层空间的高度并不确定,空气空间与外层空间的界限问题是半个多世纪以来一直没有解决的一个国际问题。关于空气空间与外层空间划界的理论主要包括空间论和功能论。空间论主张按照自然科学的标准,以某一高度作为划定空气空间和外层空间的界限。虽然从科学的角度看,空气密度是随着高度的增加而减小的,但是在十万公里的高度中仍有大气粒子。空气空间和外层空间没有明确的界限,它们是融合在一起的,很难采用科学标准来界定。功能论的主张与空间论不同,不强调空气空间和外层空间之间有明确的界限,而是提出空气空间与外层空间是一个连续的空间,因而不可能从具体高度上划分空天界限。应当从航空器与航天器不同的功能特性出发,将航空器的活动区域确定为空气空间,将航天器的活动区域确定为外层空间。无论是空间论还是功能论都有明显的缺陷与不足,所确定的边界均不具有确定性和永久性。

对于临近空间来说,空间论和功能论具有不同的意义。依空间论而言,空气空间与外层空间的界限是以物理学上的某一特定高度作为标准的。在此前提下,临近空间可依其高度对应纳入空气空间或外层空间,作为空气空间或外层空间之下的一个细分层次。但如依功能论,空气空间与外层空间的界限是以飞行器本身的功能作为分界标准的,适合传统飞机等航空器飞行的领域为空气空间,而适合卫星等航天器飞行的领域为外层空间。临近空间飞行器的飞行原理和飞行特点既区别于传统的航空器,也区别于传统的航天器,临近空间概念的出现,本身是具有功能性的。在功能论的理论体系之下,临近空间由于具有独立的功能,自然会取得不同于空气空间和外层空间的法律地位,在法律上成为一个独立的空间。

三、临近空间法律定位之构想

临近空间作为航空航天领域新的研究热点,具有广阔的应用前景和巨大的军事价值,这必然会导致各国在这一领域存在冲突,亟需国际法进行调整规制。国际法有其发展规律与发展趋势,只有与其发展方向相一致,我国相关领域的发展才能免于受到外界的阻碍。虽然关于临近空间法律性质的观点众说纷纭,但通过对其中两大争议焦点的分析,我们认为有以下几点值得关注。

( 一) 临近空间应当成为一个法律概念,并具有相应的法律地位

临近空间是否应当由学术概念转化为法律概念,是临近空间法律性质的一个争论焦点。虽然人类早已涉足临近空间,但受制于技术问题,当时的临近空间并没有独立的应用价值,也难以作为独立的法律概念而存在。如今,随着临近空间飞行器的设想和应用,临近空间产生了巨大的应用价值,也越来越体现出其特殊性。特别是,临近空间的飞行原理区别于传统空气空间与外层空间,其活动特点和行为规律也必然具有它的独特性。一定意义上说,国际法内生于国家利益。由于临近空间飞行器的活动特点区别于传统的航天和航空领域,因此在这一领域中的利益分配和利益调整有新的特点,这就迫切需要临近空间从一个纯技术的概念转化成一个具有法律意义的概念,否则难以应对国家利益在临近空间领域的新冲突。当然,临近空间要成为一个法律概念,还需要经历一个艰难的国际立法过程。

( 二) 临近空间不宜成为与空气空间、外层空间相并列的第三类独立空间,而应作为现有空间的一个细分层次

按照前述分析,如果基于功能论的理论体系,由于临近空间的功能区别于空气空间和外层空间,将成为与空气空间、外层空间相并列的第三类独立空间,有学者称之为中间空间或空间中的毗连区。如美国的库珀教授认为,应当建立多级主权管理体制,介于领空与外层空间之间的区域为毗连区。我们认为,临近空间不宜成为与空气空间、外层空间相并列的第三类独立空间。理由有三: 第一,当前空气空间与外层空间的界定面临重大障碍,在这一特殊背景之下,再将临近空间作为完全独立的第三个法律空间,对解决空气空间与外层空间的分界问题非但没有益处,反而会增加问题的复杂性,使国际社会在这一问题上难以达成共识。届时,将面临空气空间与临近空间的分界、临近空间与外层空间的分界两大难题。第二,随着科学技术特别是航天科技的发展,空间的功能有可能不断细化下去。空间法的发展就证明了这一点: 最初的空间没有航空功能; 传统航空器出现后,空间具备了航空功能; 传统航天器出现后,空间具备了航天功能; 临近空间飞行器出现后,空间又有了新的功能。如果空间的功能不断细化下去,空间显然不能随之不断割裂下去。第三,国际社会对空间进行划界的主要目的是平衡协调国家主权与人类共同利益的问题,从宏观上作空气空间与外层空间的二元划分是合乎这一目的的。在空气空间与外层空间之外再专门划出临近空间,反而不利于国家主权与人类共同利益的平衡协调。因此,临近空间应成为在当前空间二元划分之下的一个细分层次,从属于现行法律已经确认的空间。

( 三) 临近空间的法律定位应当考虑到外层空间和空气空间的划分定界问题,避免相关问题的进一步复杂化,可将临近空间纳入空气空间范畴

客观上看,临近空间的法律定位问题与外层空间、空气空间的定义定界问题是交织在一起的,无法分割。对临近空间的法律定位,可能会使外层空间与空气空间的分界问题变得更加复杂。单纯从技术层面上看,存在临近空间跨越空气空间与外层空间的可能性,位于空天分界线之上的部分属于外层空间,位于空天分界线之下的部分属于空气空间。如出现这一情况,空间划界问题将更加错综复杂,形成四类空间、三条界限的复杂局面。因此,为避免问题的进一步复杂化,应尽可能将临近空间纳入外层空间或空气空间之中。尽管在学术上临近空间的边界是基本确定的,但是一个学术概念在转化为法律概念的过程中,其基本涵义是可能发生变化的。临近空间的上限一般为距地100 公里处,与空气空间存在着较大重合度。考虑到空间立法的现实性,将临近空间完全纳入空气空间较为可行,也有利于减少空间划界的矛盾和冲突,避免划界问题的复杂化。

( 四) 临近空间亟需专门明确的法律问题应限于飞行和通过等方面,其它方面则可依附于现行的空间法律制度

之所以要明确临近空间的法律地位,是因为临近空间领域出现了现行国际法无法调整的新问题。但是,临近空间领域出现的新问题并非是全方位的,而是某一方面的具体问题。从现实情况来看,就是临近空间的主权与飞行问题,集中表现为临近空间飞行器能否飞越他国上空。《国际民用航空公约》规定了主权国家对于该国领土上空的空气空间享有完全且排他的主权,但是并未明确这一区域的具体范围。该公约的第七号附件中关于航空器的定义是能够从空气的反作用中依靠大气的支持而飞行的任何工具。因此,对于临近空间没有必要进行全面的立法,系统规定其法律地位。仅需对临近空间领域的主权和飞行问题进行必要的明确,而临近空间的其他方面应该受现行空间法律制度的调整。可采用两种方式: 一种方式是修改当前国际航空法的规定,将临近空间飞行器纳入国际航空法的调整范围,规定临近空间飞行器的飞行规则。另一种方式是针对临近空间的国家主权与飞行问题,专门制定相关的国际条约予以调整,没有必要进行全面的临近空间的立法。

( 五) 不宜比照海洋法专属经济区制度来确立临近空间的法律地位,可以尝试设立空间的无害通过制度来调整临近空间的飞行问题

航天概论论文第7篇

关键词 课程教学改革;航空航天类专业;自动控制原理

中图分类号 G642.0

文献标识码 A

文章编号 1005-4634(2012)05-0048-05

0 引言

《自动控制原理》是航空航天类本科专业一门重要的专业基础课。以笔者所在的北京理工大学为例,航空宇航科学与技术一级学科下属的飞行器设计与工程、航天运输与控制、飞行器动力工程、武器系统与发射工程、探测制导与控制技术等专业的本科生,均在大三第一学期必修《自动控制原理》经典控制理论部分,包括54个理论课时和10个实验课时,其任务是通过对自动控制理论知识的学习,培养学生对控制系统的分析设计能力、工程实践能力和创新能力。同时,《自动控制原理》还是学习测试技术、飞行器制导与控制技术、飞行器总体设计、航天器测控原理等诸多专业课程的先修课,在航空航天类专业的本科生培养计划中占据着非常重要的地位。

《自动控制原理》的授课模式一般有两种:一是将经典控制理论部分和现代控制理论部分分开讲述,先讲授经典控制后讲授现代控制,目前国内大部分高等院校均是采用的这种授课模式;二是将经典控制和现代控制融合讲授,这种授课模式有助于培养学生从系统角度、全局高度来思考问题的能力,更利于掌握控制理论的实质。由于授课模式的沿袭性及单学期课时数的限制,北京理工大学航空航天类专业的《自动控制原理》采用了前一种授课模式。授课教师采用A、B角的方式,教师队伍中有授课近20年的教师,还有刚刚博士毕业踏上工作岗位的年轻教师,更难能可贵的是,所有授课教师均有出国留学或访问的经历,兼通中西教学模式之长,融蓬勃朝气与丰富经验于一体。

本文主要是以《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》(教高[2012]4号)中“坚持内涵式发展”、“促进高校办出特色”、“创新人才培养模式”、“提升国际交流与合作水平”等内容为指导,结合北京理工大学的学校定位和办学特色,以笔者在《自动控制原理》经典控制理论部分本科教学过程中的思考和认识为基础,对北京理工大学航空航天类专业在《自动控制原理》本科教学改革中的若干有效措施进行总结和探讨。

1 授课内容及学习过程中存在的问题

1.1《自动控制原理》的授课内容

笔者主要讲授《自动控制原理》中的经典控制理论部分,授课内容分为八章,分别是:自动控制系统导论、自动控制系统的数学模型、自动控制系统的时域分析、根轨迹法、频率法分析、控制系统校正、非线性系统和线性离散系统。其中,前六章和第八章是重点讲授内容,第七章是一般讲授内容。就总的讲授内容来说,有理论性强、新概念多、系统性强、与工程尤其是航空航天工程联系紧密的特点,如已列装或在研的大部分导弹飞行器,其自动驾驶仪的设计仍主要是在经典控制理论的框架下完成的。学习过程是先了解控制系统的组成尤其是强调“反馈”的概念,再根据实际的控制系统建立数学模型,然后通过时域法、根轨迹法、频率法等分析系统性能的优劣对比,最后对系统整体性能进行校正和设计,可以说,整个过程是一个完整的体系,更是一个循序渐进的过程。

1.2《自动控制原理》学习过程中的几点问题

无论哪门课程,讲授目的均是希望学习者能够掌握相关知识的基本原理、分析方法并最终做到灵活运用。考试成绩是评价学习者是否达到上述标准的一个参考,但考试成绩并不能表明一个学生是否真正达到了上述标准。为了准确评估《自动控制原理》的讲授效果,真正了解该门课程学习中可能存在的问题,不但要时刻注意本专业学生在修习过程中的反馈意见,而且要广泛调研和阅读其它学校和专业的教师在该门课程上的经验总结。在此基础上,结合笔者的亲身体验和思考,认为航空航天类专业的学生在学习《自动控制原理》过程中可能面对的主要问题包括:(1)部分学生由于数学基础不够扎实,对课程中涉及到的数学知识产生畏难情绪,进而无法很好地掌握控制系统的分析方法;(2)不能将所学的控制理论知识与自己专业的实际案例充分地联系起来,这主要是在学习过程中接触专业案例少造成的;(3)阅读英文文献的能力不足,而且这种不足突出表现在缺乏对专业词汇的正确理解上,这说明《自动控制原理》需要适度地推进双语教学改革;(4)无法将基本理论和计算机辅助设计软件MATLAB结合起来进行更有效地控制系统设计,即割裂了基本理论和计算机辅助软件相辅相成、互相印证、互相促进的关系;(5)从系统角度理解控制系统核心思想的能力不足,即无法做到融会贯通,更谈不上灵活运用,这需要授课过程中注意前后串联,帮助学生建立起系统概念。针对上述问题,结合北京理工大学办学定位和航空航天类专业《自动控制原理》的授课特色,授课教师均提出了有针对性的改革措施。多年来的教学实践证明,这些措施很好地解决了北京理工大学航空航天类专业本科生在《自动控制原理》课程中的学习问题,增强了学生对该门课程的学习兴趣和“自主学习”能力。

2 教学改革的若干举措

2.1从数学基础抓起

“工欲善其事,必先利其器。”《自动控制原理》课程涉及大量的数学知识,如拉氏变换及其逆变换、微分方程、差分方程、复变函数理论、Z变换等。毫不夸张地说,扎实的数学功底是学好该课程的基础。如果学生缺乏必要的数学知识,教师又不能适时补上这个不足的话,很容易造成学生在学习过程中的畏难情绪,不可避免地会影响教学效果。

北京理工大学授课教师的做法是在《自动控制原理》开课伊始,就给学生列出所有需要用到的基础数学知识。一方面引导学生重新复习这些已经学过的数学知识;另一方面,授课教师还会抽出专门的课时来对这些数学知识进行复习和重点讲授。为了不断加深学生对这些数学知识的理解,在用到相应的数学工具时,授课教师都会结合具体的实例进行更详细地讲述。为了尽可能减少学生在学习中的畏难情绪,北京理工大学授课教师在考试中坚持“注重概念,弱化计算”的理念,只要学生思路正确,仅仅是计算错误的情况下,尽量少扣或不扣分。

2.2双语教学,与国际接轨

开展双语教学有助于我国高等教育与国际接轨,是当前教育改革的热点和重点,同时也得到了教育部等相关部门的大力支持。在双语教学的改革中,有一点需要明确的是,专业课双语教学的目的并不是为了增加学生的词汇量,也不是为了提高学生外语的写作水平,更不是为了教学生外语语法,而是为了增强学生阅读专业外文文献的能力和对专业知识的理解能力。近年来,英语已经逐渐发展成为全世界通用的语言,最新的科研成果更主要是以英文形式发表。所以,我国高等教育中大部分的双语教学均是采用中文和英文的双语授课模式。

由于《自动控制原理》涉及到的诸多基本理论和分析方法大都是从国外引进和翻译过来的,加上国外学术界习惯用人名来命名定理的做法,给国内学生记忆和理解这些理论和方法增加了额外的困难。如用于判定线性系统稳定与否的劳斯判据就是以英国数学家Edward John Routh的名字命名的,类似这样的例子还有很多,这对于习惯望文生义的国内学生来说,想仅仅从字面意思来理解劳斯判据本身几乎是不可能的。有鉴于此,基于航空航天类专业《自动控制原理》双语教学改革的目的主要是为了增加学生对专业词汇认知这一基本的出发点,决定了航空航天类专业《自动控制原理》双语教学的授课方针应以中文为主、英语为辅。具体做法是,每当第一次出现新的名词、原理和方法时,授课教师先用中文进行详细讲解,然后告诉大家这些名词、原理和方法在英文中的表示方法和来源,并在以后遇到这些名词、原理和方法时,更多地采用英文表述。如传递函数(Transfer Function)、劳斯判据(Routh Criterion)、阶跃响应(Step Response)、脉冲响应(Impulse Response)、根轨迹(RootLocus)等,都可以采用这种处理方式。此外,还需要注意引导学生适量阅读英文参考书和专业文献,由于Katsuhiko Ogata所著《Modern Control Engineer-ing》一书在世界范围内的广泛被接受性,北京理工大学同样推荐学生将这本书作为英文参考书。

2.3融科研于教学

随着我国高等教育改革的不断实施和深入,昔日的“填鸭式”教学已逐步被更能激发学生“自主学习”能力的“启发式”、“案例式”教学所取代。在《自动控制原理》的教学中,如果只是讲授一般的数学公式和物理定理,而与实际工程割裂开来的话,很可能出现的后果就是学生学习后不知道用在什么地方,更不知道如何用,更糟糕的情况是学生在考试后就把所学的东西全忘掉了。为了避免这一状况的发生,有必要将专业案例、授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去,让科研带动教学、教学促进科研。

如在第一章讲授自动控制系统定义和基本组成的时候,通用的教材是举一些工业上常见的例子,像室温调节系统和水位调节系统来引入自动控制的专业术语和反馈的概念。这种讲授方法是很好的,有利于学生建立对控制系统组成的直观概念,并认识到自动控制的核心思想所在。对于航空航天类专业的学生来说,在讲述通用案例的同时,还可以结合航空航天领域的应用案例,如引入图1所示的导弹攻击飞机的案例。在这个案例中,导弹根据自己探测到的目标机动特性,依据一定的制导律生成最佳攻击曲线,当弹上的测试设备探测到实际飞行路线和预定飞行路线出现偏差的时候,弹载计算机会依据一定的法则生成控制指令,气动舵机来执行这一控制指令,从而达到控制导弹回到预定飞行路线的目的。按照这一描述可以画出它的系统方块图,如图2所示,和基本的负反馈闭环控制系统(如图3所示)对应起来,预定飞行路线对应给定输入、弹载计算机对应控制器、气动舵机对应执行机构、导弹就是被控对象、实际飞行路线即是实际输出、弹载测试设备即对应测量输出的传感器。这样讲授下来,由于比较贴近专业方向,同学们就很容易理解控制系统的结构,并对输入、输出、被控对象、执行机构、控制器的作用及反馈的概念有了更为直观和深刻的认识。

在讲述控制系统稳态性能和动态性能的时候,大量引入航空航天的专业案例,尤其是一些因为控制系统设计失误或控制系统未能正常工作产生重大损失的失败案例,对引发学生的学习兴趣颇有帮助。从教学的效果看,这些案例的引入,不仅加深了学生对《自动控制原理》重要性的认识,激发了他们学习的热情,同时,还培养了他们对所学专业的兴趣。在此基础上,可以注意吸收一些对自动控制理论或应用感兴趣的学生提前进入实验室,并挑选与任课教师负责项目相关或者处于航空航天控制前沿的研究方向,如临近空间飞行器的制导与控制技术,让他们自由发挥,思考和创新,切实培养他们的动手能力。

此外,授课教师要非常注重“基于书本、超越书本”。比如香农(Shannon)采样定理认为:对于一个连续信号来说,当采样角频率是该连续信号所含最高次谐波频率两倍以上的话,即能做到一个周期内采样两次以上的话,那么经采样后所得到的脉冲序列,就包含了原连续信号的全部信息,可通过理想滤波器把原信号毫无失真地恢复出来。这一表述在数学理论上是没有任何问题的,但在实际工程项目中往往是行不通的,比如一个正弦曲线的测试,一个周期里只采样两三个点的情况下,几乎没有可能复现原信号。类似于这样的问题,授课教师需要在授课过程中向学生特别强调。

2.4计算机辅助教学

由于《自动控制原理》在授课过程中涉及到的数学公式、图形(结构图、框图、根轨迹图、伯德图等)比较多,非常不方便在课堂上进行直接板书,一旦板书不清楚会直接影响学生的学习效果。而这些公式和图形是非常适合以幻灯片(PPT)的形式来进行表述的,学生也更乐意看到这种方式。北京理工大学授课教师同样采用了以PPT为主的授课模式,配以适当的动画,给学生一个更为直观的展示。如在讲授动态性能指标的时候,延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、调节时间等名词的定义并不是那么容易理解,但通过动画的形式就可以很清楚、明了地向同学们展示这些概念的不同,学生反映良好。再比如在讲授不同阻尼比情况下二阶系统单位阶跃响应特性的时候,只靠文字表述“随着阻尼比的增大,系统的响应越快,但超调量越大”的话,大部分学生是比较茫然的。如果换成通过PPT展示给同学们如图4所示的响应曲线时,就会一目了然,同时,还有助于同学们掌握零阻尼、欠阻尼、临界阻尼、过阻尼等情况下单位阶跃响应特性的不同。

MATLAB是学习《自动控制原理》的学生必须掌握的一个计算机辅助分析工具。实际上,一个令人引以为傲的事实是,北京理工大学航空航天类专业本科生的MATLAB基础知识都是在《自动控制原理》的课堂上学到的。由于年轻学生对新鲜事物天生的好奇感,当他们看到教材上一幅幅精美的图片是通过MATLAB展示在自己面前的时候,不但会加深他们对所学知识的理解,更会激发他们学习这门课的热情。比如讲二阶欠阻尼系统阶跃响应的时候,可以首先引导学生思考一个问题:“既然阻尼比越小,系统响应越快,超调量越大,那怎么来选择合适的阻尼比呢?”然后再用教学计算机上装载的MATLAB画出图5,这是阻尼比位于[0.10.9]之间,以上升时间为横坐标、超调量为纵坐标的Pareto图,同时在图中标示阻尼比分别为0.4、0.707和0.8所对应的点。以这个直观的示意图做基础,同学们就很容易理解为什么工程上一般要求阻尼比在[0.4 0.8]范围内了,再告诉同学们阻尼比为0.707时控制系统效果最佳,他们也就明白了因果来源。如果更进一步画出阻尼比分别为0.6、0.707和0.8时候的单位阶跃响应曲线来,如图6所示,同学们就会有一个更加明确和直观的印象。此外,授课教师还可以通过课下作业的形式,引导学生利用课堂所学知识编程实现更复杂的响应曲线,使学生可以亲身感受到响应曲线随不同参数变化的规律,不但可以加深学生所学的理论知识,还有助于学生掌握辅助软件的用法。

用MATLAB辅助教学可能会带来的一个副作用就是,同学们可能觉得只要掌握MATLAB就可以了,而忽略了自动控制本身的基本原理和定性的分析方法。这是授课教师在教学过程中需要重点留意并刻意避免的问题之一,北京理工大学授课教师在每次用MATLAB辅助教学时,都会强调基本原理的重要性,同时会刻意用所学的定性分析方法来评估MATLAB结果的正确与否,并一再强调,MATLAB只是一个辅助大家进行控制系统分析的工具,不能取代大家所学的基本原理和分析方法本身,考试中也不会考这方面的内容。

2.5注重前后串联,建立系统概念

《自动控制原理》本身的讲授内容多、跨度时间长,而且学生同时还在修习其它课程,所以用在《自动控制原理》这一门课上的时间是极其有限的。而且一般教材也更倾向于将每个章节的内容独立出来,如仅仅在第二章讲述控制系统模型的建立方法,在以后的学习中就直接拿现成的传递函数来用;再如第三章讲述时域分析法之后,在后续章节的讲述中几乎不会再涉及。很可能造成的一个后果就是学习过程中常常不清楚各个知识点之间的相互联系,也无法真正的做到融会贯通,在遇到实际的工程问题时就会显得束手无策、不知如何下手。这需要授课教师帮助同学们理清线索,弄清楚各个章节之间的因果关系。

北京理工大学授课教师在每个章节开始和结束的时候都会向学生展示图7,告诉大家正在学习的内容在图中什么位置,在整个自动控制原理的框架中起到什么作用,它以哪几个章节为基础、又可以为哪几个章节提供帮助。在课程结束的时候,还会精心选取几个航空航天专业的典型案例,让同学们以小组为单位形成一个大作业,这个大作业涉及到《自动控制原理》所讲授的全部核心内容,从系统建模到系统性能分析,并发挥他们自己的独立思维进行系统的二次设计,从学生的反响及实际的教学效果看,这种做法十分可取。

航天概论论文第8篇

关键词:航天测控;教学改革;教学模式

作者简介:陆必应(1976-),男,安徽舒城人,国防科学技术大学电子科学与工程学院,副教授;王建(1981-),男,湖北宜城人,国防科学技术大学电子科学与工程学院,讲师。(湖南 长沙 410073)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)25-0141-02

“航天测控”是国防科学技术大学电子工程专业本科生的一门专业必修课程,同时也是通信工程和信息工程专业本科生的选修课程。课程重点讲述基于无线电的航天测控系统的概念、体制、组成和工作原理,引导学生了解现代航天测控技术的发展动态和方向。[1,2]作为一门专业课,一方面要传授学生航天测控系统的专业知识,另一方面要培养学生对复杂电子系统的分析能力并掌握设计方法,加强学生的工程素养。航天技术的发展及其在军事和国民经济中日益广泛的应用,特别是我国载人航天技术的跨越式发展,激发了学生学习本课程的热情,同时对课程的教学也提出了越来越高的要求。[3]本文先分析“航天测控”课程特点和教学中存在的问题,随后介绍以教学内容、教学方法、教学实践环节相配套的教学改革探索和实践,以实现专业知识学习和工程能力培养兼顾的教学目标。

一、课程特点与教学现状

“航天测控”课程教学具有如下特点:一是基本概念多,涉及领域广 。包括天文学基础、航天器轨道运行基本原理、无线电测距定位原理、高速无线数据传输原理等。二是基本原理复杂,涉及的理论基础宽,包括随机信号分析、信号与系统、雷达原理、通信原理等。三是系统复杂,安排实践环节困难。航天测控系统是复杂的电子系统,而先修课程偏重基础知识的学习,对电子系统的介绍偏少,学生很难通过一两个简单的实验课达到理解和掌握复杂航天系统的目标。以上特点决定采用传统的方法进行教学时,教师讲授难度大,学生学习理解困难,学习效果差。

该课程教学现状与存在的主要问题有:

1.教学内容多,课时少

本课程内容包括航天测控的基本原理、统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统及其在航天测控中的应用四大部分,仅统一载波测控系统就包括跟踪测轨分系统、遥测分系统、遥控分系统。上述每一门技术都具有相对的独立性,涉及的理论、方法和系统都有其独特的内容。国防科学技术大学(以下简称“我校”)电子科学与工程学院早期设有航天测控专业,上述内容安排80~120课时讲授,现行的教学大纲仅安排了40课时,教学内容却没有减少,要完成教学任务,学生学习上存在较大困难。

2.教材相对陈旧,新技术介绍少

本课程的教材编写于1998年,内容上继承了航天测控专业所用内部教材的精华,重点内容为统一载波测控系统的原理、系统分析和系统设计。其优点是基本概念清楚,理论推导详实,系统分析深入,但也存在如下几个问题:一是内容过多,部分内容分析得过于深入,基础稍差的学生掌握起来有困难;二是近年来航天测控技术进步迅速,不断涌现出新概念、新方法和新技术,航天测控体制也从传统的统一载波测控体制加速向以跟踪与数据中继卫星系统为代表的天基测控体制发展,而教材没有充分反映航天测控技术的新发展。

3.教学手段单调,实践环节不足

原先的课程教学以教师板书讲授为主,配合以少量的幻灯片和课后习题作为辅助手段;学生的学习停留在阅读教材和参考书目、做课后习题上,缺少必要的实践环节。这种以讲授为主的教学模式无法充分调动学生的学习兴趣和积极性,缺少必要的实践环节,学生对理论和技术的理解无法深化,学生的主观能动性没有充分发挥,分析问题、解决问题的能力和工程素养得不到提高。

二、教学改革探索与实践

1.突出教学重点,合理选择教学内容

综合考虑航天测控技术的发展现状,并结合电子工程专业本科生的预修课程以及学时数,对教学内容进行了重新安排,修订了教材。将教学内容根据测控体制划分为统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统的原理及其在航天测控中的应用三个部分。对统一载波测控系统部分内容进行了三个方面的删减:一是与先修课程内容有重复或雷同的,如跟踪测轨技术中的角度测量技术,在先修课程“雷达原理”中已有讲述,直接删除;二是要求具备比较专业的预修知识而学生又不具备的,如遥控编码体制,对电子工程专业的本科生来说由于不具备相应的预修课程,理解存在较大的困难,进行了删减,并提供相关的参考书籍供有兴趣的学生参考;三是难度太大的内容,如测控信道的设计,这部分内容要求学生在理解信号调制理论的基础上,结合特定工程实际设计出最佳波形,对大部分学生来说要求过高,也进行了删减。根据航天测控技术的发展趋势,对跟踪与数据中继卫星系统的组成、工作原理以及采用的新技术等部分内容进行了扩充。调整后的教学内容,既重视基本原理的教学,也重视测控系统的分析,还涉及测控新技术的介绍。

2.采用多种模式教学方法,提高教学效率

对课程的总体教学目标和教学所包含的知识点进行了分析,并对教学方法和教学过程进行精心设计。针对不同的教学内容,采取多种形式的教学方法,包括课堂理论教学、比较教学、案例教学、讨论教学等,并有机地结合起来。

基本原理如测控信号基本理论、测距原理、GPS工作原理等内容采用课堂理论教学,开发了多媒体教学课件,除传统的公式推导和文字描述外,配以适当的图片、动画,直观地说明理论分析结果,使学生对一些重要的结论留下深刻的印象,强化教学效果。

航天测控系统的教学若采用简单的讲授教学,由于学生工程实践经验少,往往不能深刻领会系统的内涵,抓不住重点,因此采用案例教学法与比较教学法相结合的教学方法。选择航天测控系统中较为简单但具有代表性的“单通道锁相接收机”作为教学案例,先对系统作简单介绍,使得大家对航天测控系统有一个感性认识,然后提出问题,供同学们分组分析、讨论。如跟踪测轨系统锁相接收机与一般雷达系统接收机进行比较,通过比较启发学生思考二者结构上的根本区别是什么,工作原理有什么不同,航天测控系统采用这种特殊类型接收机的原因是什么。通过比较学生较易理解航天测控跟踪测轨系统与一般雷达系统的异同,达到触类旁通的效果。通过开设讨论环节,营造生动、活跃的课堂气氛,培养学生思考问题、解决问题的能力,变被动接受为主动思考。最后以科研成果进课堂的形式对案例进行总结,同时引导学生了解航天测控系统设计基本方法。将教学团队在航天测控接收机领域所作的科研成果——某改进型航天测控接收机实物搬进课堂,分析传统接收机存在的缺陷,改进型接收机性能有哪些改善,从哪几个方面着手进行改善,如何进行改进等。通过这一具体案例,充分激发了学生的积极性,对航天测控系统设计方法这一难点也有了初步的认识。

在教学手段上,除采用计算机辅助教学外,还充分利用校园网资源,开展网络教学。编制适合网络教学的课件,提倡学生网上提问,进行网上答疑,对课外拓展性的内容提供更多的学习资料和参考文献。此外,利用网络教学可部分缓解教学内容多而课时少的矛盾。

3.重视实践环节,提高学生工程素养

“航天测控”是一门理论较深、实践性强的课程,提高学生的工程素质也是本专业课的一个重要学习目标。航天无线电测控系统是一个复杂庞大的系统,没有条件开展针对整个系统的实践性教学,但在基本原理和分系统教学过程中增加了实践性环节,如简单的实验设计、开放式研究性习题设计等。另外,对深空测控、小卫星测控、星座测控等测控领域的新课题、新技术、新发展,根据情况开设一两个专题讲座,使学生了解航天测控技术的最新发展,提升学生应用能力。

4.加强教学团队建设

作为一门专业课,虽然面向的专业范围窄,学生层次相对统一,只要一两名老师就可完成课程的教学任务,但不能因此就忽视教学团队的建设。作为教学活动中的关键要素之一和教学活动的具体实施者,教师本身的专业理论知识、实践能力、教学能力、科研能力对课程的教学效果有决定性的影响。因此,我校建立了一个由教授、副教授、讲师等不同层次教师组成的教学团队。团队中所有成员都从事航天测控领域的科研工作,由同时具有丰富科研经验和教学经验的副教授担任主讲老师,由教授开展航天测控领域新技术、新发展专题讲座,其他成员的科研成果为教学案例提供支撑。同时通过“跟、帮、带”,促进年青教师的成长,保证教学团队教学水平的稳步提高。

三、结束语

随着航天技术在国防、国民经济中日益广泛的应用,航天测控技术也获得了快速发展和广泛重视,对“航天测控”课程教学提出了越来越高的要求。本文对“航天测控”课程存在的问题进行了分析并提出了切实可行的改进措施,通过教学内容、教学方法、教学过程和师资队伍建设的改革,精简了教学内容,采用了以比较教学法和案例教学法为主导的多样化教学方法,充分调动了学生的学习积极性和主动性,培养了学生自主学习能力、分析解决问题能力,达到了专业知识学习和专业技能培养并举的目标。

参考文献:

[1]周智敏,陆必应,宋千.航天无线电测控原理与系统[M].北京:电子工业出版社,2008.

航天概论论文第9篇

结合当前工作需要,的会员“大师傅大风”为你整理了这篇2020年师德先进个人事迹材料范文,希望能给你的学习、工作带来参考借鉴作用。

【正文】

2020年师德先进个人事迹材料

张晶,民航学院副教授。河南省一流本科课程《民航概论》课程组负责人,主持《基于<民航概论>课程教学团队建设模式的研究》教研课题,获得郑州航院“教学质量奖”。在超星学习通教学平台上创建的课程《民航概论》点击率近200万次。2020年,被评为师德先进个人。

“和学生接触,我深深地感到他们身上的那份纯真。即使是最顽皮的学生,他们的可塑性仍是非常大的,只要老师多加关心,从爱护他们的角度去教育他们,他们都会成长为有出息的人。”张晶说。

拥抱学生,做学生的良师益友

张晶认为做学生的良师益友,要与学生开展心灵交流,做他们的知心朋友。新学期的第一次课上,她这样介绍自己:“我是本学期《民航概论》的授课教师张晶,虽然我已经步入50岁,但我有一颗童心,与你们的心灵相通。我也会尽力而为,尽可能缩小我们之间的代沟。从今天起,我将以我的真诚和爱心与大家共处,做你们的知心朋友。”

张晶是这样说的,也是如此做的。关爱学生,做学生的良师益友,更体现在她日常教学的细节中。

在超星学习通平台上创建课程《民航概论》时,张晶和整个课程组遇到了一个难题。“对于线上录播或者线上直播课来说,最大的困难是网络不给力。”张晶带领团队多次更换课程制作设备、寻找优质网络,防止在制作音频资料时,出现音视频掉线、网络延迟等现象,同时她还邀请学生参与进来,测试不同终端的观看效果。最终,确保了课程制作高效有序的进行,为学生带来了高质量的课程视频。

在生活上,张晶也是尽己所能,关心和帮助每一位学生,让他们感受到爱的呵护。

行政管理专业2017级的程楠大一上过张晶的课,家在安徽的她,平时难得回一次家。有一年冬至,程楠在朋友圈说该和家人吃饺子了。张晶看到后,知道程楠想家了,就让她叫了几个同学一起来家里包饺子。“有一位同学不吃肉馅,张老师还专门为她包了素馅的饺子,大家都很感动。”程楠回忆说。

“听学长学姐说,每次要执行飞行任务时,张老师都会对他们说:‘祝大家起落平安’。虽然是简单的一句话,但却温暖了每一个人。”播音与主持专业2018级的孙士杰说。

“当我们对课堂知识不理解时,张老师会耐心细心地和我们讲解。当我们在生活上有困难时,张老师会亲切温柔体贴的和我们交流、关心我们。”交通运输空管与签派专业2017级的姚靖凯说,“张老师就是我们的良师益友。”

不忘初心,传承民航精神

在张晶看来,当代的民航精神是具备“忠诚担当的政治品格,严谨科学的专业精神,团结协作的工作作风,敬业奉献的职业操守。”为了培养学生践行当代民航精神,张晶在她所授的《民航概论》这门课程中,也融入了很多思政元素。

“飞行先驱冯如热爱祖国、坚持不懈、淡泊名利。”

“‘两航起义’中的老一辈民航人冲破险阻、胸怀祖国。”

“德国科学家李林塔尔为滑翔飞行作出巨大贡献,最后献出了生命。”

“美国莱特兄弟研制出‘飞行者’1号、开创人类现代航空新纪元……”

张晶一直将当代民航精神作为重要的教学内容进课堂、进教材、进头脑,培养德智体美劳全面发展的、热爱民航事业的后继人才。

“每个人都浸润在民族的历史文化中,每个人都是人类文明发展进程的经历者、参与者和创造者。生命因融入浩荡历史而永不凋谢,个人因投身伟大事业而被永远铭记。”张晶鼓励她的学生从历史文化中汲取奋斗力量、拓展胸襟视野、确立崇高信仰,“挂云帆,踏万古江河;济沧海,铸不朽人生;顺应历史潮流,不负伟大时代!”

师德常存,尽己所能帮助他人

“从事教育工作30多年,对教师这份职业的深深热爱是我努力工作、只求更好的动力所在。”

作为一名老教师,张晶不仅关心学生,还尽其所能的对青年教师给予帮助,让他们少走弯路,做到理论与实践相结合,以更高的专业素养投入到教学实践当中去。

“提高新教师的专业能力,加快新教师向经验型教师转变不是一蹴而就的事,既需要教师的个人努力,更需要集体的帮助。通过不断的充实提升,实现角色转变,真正成为一名合格的人民教师。”张晶说。