航天知识问题第1篇

Wen Xin， Zhang Wenhao， Qin Yuqi

Shenyang University of Aeronautics and Astronautics， Shenyang， 110136， China

Abstract： Discussed the problem of knowledge structure which Chinese colleges and universities facing problems at the present stage， combining with the aerospace and aerospace general education. By their own personal experience， the author summed up the content， meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. Based on the analysis of various problems related to the “Introduction to aerospace technology” as a liberal textbook， this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.

Key words： quality-oriented education； general education； aeronautics and astronautics

随着高校课程改革的不断深入，通识教育在高等教育中的地位和作用越来越受到重视。与此同时，由于科学技术和经济的飞速发展，航空航天技术开始走进人们的日常生活，并影响着人们的思维和观念。特别是近几年来我国航天事业取得了世界瞩目的辉煌成就，更加引起人们对航空航天技术的关注。为了适应时展的需要，目前国内很多知名高校先后成立航空航天专业，如清华大学、北京大学、浙江大学和西安交通大学等高校。与此同时，一些普通高校，如南京财经大学，也将航空与航天（也有的学校称为航空航天技术概论或航空航天技术博览）作为通识课。笔者结合自己的授课经历和体会，并参考欧美高校开设通识课的教学模式，探究航空与航天通识教育教学内容、目的和方法等。

1 我国专业化教育模式的问题与通识教育

1.1 现阶段我国高校人才培养模式面临的问题

我国现阶段的专业化教育模式是高等教育在特定时期（20世纪80年代）和特定社会背景（生产力亟待恢复）中的选择，这个选择尽管在当时有合理性，并对我国社会发展起到了积极作用，但却不适应今天社会发展的需要。

我国目前的高等教育过分强调专业划分，把学生的学习限制在一个狭窄的知识领域内，不利于学生全面发展。过去大学毕业生就业中的“专业对口”已经不再是一个最优目标了，高等教育的专业化做得越好，学生就越难适应变换了的工作，面临的情况可能就越糟糕。

社会和技术发展日新月异，旧的工作岗位不断消失，新的工作岗位不断出现，高校里专业调整的步伐，无法跟上社会职业更新的速度。应对工作岗位的变化，既要培养学生的专业能力，又要培养学生的“一般”能力。

1.2 通识教育起源和目的

通识教育，国外称“General Education”，也称为“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。

通识教育源于19世纪[6-8]，当时大学的学术分科过于精细、知识被严重割裂，于是提出通识教育，目的是让学生对不同学科的知识有所了解，将不同领域的知识融会贯通。20世纪，通识教育成为欧美大学的必修科目。今天，欧美大学仍在不断完善其通识教育。如哈佛大学的通识教育有着悠久的历史，目前已经经历五次较大的通识教育改革[7-10]。

在我国，通识教育的思想源远古代。《易经》主张“君子多识前言往行”，《中庸》主张做学问应“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”。古人认为博学多识就可达到出神入化，融会贯通。《论衡》认为“博览古今为通人”。所以，通识教育旨在培养“通才”，它的培养目的是提高人的整体素质，强调整合不同领域的专业知识，重视培养人的思维方法及敏锐的洞察力，同时也重视培养人的情志等。

2 航空与航天通识教育的意义

航空与航天课程在我国一直是航空航天专业院校的公共必修课[1，2]，其目的首先是为学生未来从事航空航天及其相关领域工作培养兴趣，更主要的是为学生专业课学习奠定基础，它在很大程度上起到了专业导论的作用。

近年来，我国一些普通高校将航空与航天课程纳入通识教育，其教学目的包括如下几个方面。

2.1 提高大学生的整体文化素质

大学教育的目的是培养全面发展的高素质人才，开展通识教育不仅能增加大学生专业课以外的知识，还可以拓宽学生的眼界。航空与航天课程，不仅可以帮助学生了解有关航空航天的基础知识，同时还能潜移默化地影响学生的世界观、人生观和价值观。

2.2 提升大学生的民族自豪感

中国作为东方的文明古国，向往飞翔的梦想由来已久，嫦娥奔月的美丽传说，万户飞天的勇敢实践，表明了古老的中国人渴望飞向蓝天的美好愿望。通过航空与航天课程的学习，让学生了解中国航天事业的发展和取得的瞩目成绩，学习伟大的航天精神，增强学生的民族自信心。

2.3 鼓励大学生在困难面前勇于攀登

学生通过航空与航天课程的学习，了解航天先驱身上所具有的优秀品质和坚忍不拔的毅力。在航天开拓者的眼里，“只有想不到的事情，没有做不到的事情”，通过这样的教育，激发学生努力奋进，敢于开拓创新。

2.4 启发学生规划未来人生

航空与航天知识可以启发和拓展人们的思维，尤其是航天器的出现，极大地推进了人类对宇宙的探索，人们对宇宙了解得越多，就越能感受到重新思索自身存在的价值的意义。飞过天的宇航员大多存在一个共识：“地球在宇宙中是非常渺小的，生命仅仅是宇宙形成过程中的一个产物。”记得有位美国宇航员说过，“昨天的梦想是今天的现实，今天的梦想是明天的现实。”随着人类对宇宙的认识，很多人开始重新思索这些问题，人类存在的意义何在？人类怎样存在？

3 航空与航天通识教育的教材问题与改革

3.1 教材方面的问题

航空航天技术在非专业大学生眼里，是十分神圣的，因为宇宙的奥秘神秘莫测，很多大学生对航空与航天课程比较感兴趣。作为通识课，目前我国没有一本适合通识教育的教材，大多采用“代用”教材，如《航空航天技术概论》《航空航天技术》等，由此带来很多问题。

（1）专业性很强

翻开《航空航天技术概论》教科书，插图不少，可是大部分是平面图、结构图、流程图和设计图。对于非工科专业的大学生而言，内容过深，尤其是文科学生，没有工程概念，理解起来非常困难。

（2）内容单调乏味

细看“代用”教材的文字内容，大多是定义和概念，枯燥乏味，对非专业学生而言，即便把这些内容熟记于心，又有何意义？另外，由于书本的空间有限，介绍性的内容往往类似于纲要。

（3）课后练习或思考题没有价值

思考题是运用大脑思考后得出答案的题目，而目前的“代用”教材章节后的思考题，不适应时代的发展，以第一章课后思考题为例，“试述直升机的发展史，试述火箭、导弹发展史”，很多学生认为是“百度题”，学生只要灵活运用手中的工具，就可以“百度”到答案，这类题能算是思考题吗？

（4）条理性很强带来的问题

航空与航天是两个明显不同的概念和领域，尽管有联系，但对于非专业的学生而言，不能混为一谈。目前的大部分“代用”教材在内容安排上每章都是以飞行器设计为主线，航空器、航天器和导弹与火箭等内容相互交叉[1，2]。如不管是火箭发动机还是航空发动机，统统纳入同一章节，对于非专业学生，理解起来稍显费力。再如，《飞行器构造》这章内容中，既有航空器的构造，也有航天器的构造，根据整体教学效果分析，这种航空航天结构的相互交叉会导致概念的混淆。

另外，由于中国基础教育多年形成的以学科为主导的教育模式，加之应试教育的长期导向作用，使基础教育在单一学科教育上越来越深入，学科分化加剧，基础教育功利性越来越明显，而在人文、心灵和智慧等通识教育方面却越来越弱化。基础教育已经走向思想单一、思维狭窄、僵化，缺乏思辨性、创造性思维的模式，对中华民族的智慧培养是非常不利的。

综上所述，航空与航天作为通识教育课程，不是必修课的陪衬，更不是专业课的附庸，其重要性并不比专业课低。“君子性非异也，善假于物也”，学好航空与航天课程，掌握其相关知识，有助于学生在以后的生活与工作中更好地开阔思维。

3.2 教材改革的建议

对于航空与航天课程，只有拓宽知识面，全面介绍不同学科研究对象的特点，才能更准确地反映这门课的内涵。为使学生具备开拓新领域的基础，课程内容应具有前瞻性，把本学科领域的最新学术成果、最新技术引入教学内容。在反映学科前沿的同时，拓宽学生的知识面。

航空航天技术涉及领域之广是其他学科无法比拟的。因此，如何保持课程的完整性也值得探讨。作为面向非航空航天专业学生的通识课，该课程内容应集知识性、趣味性于一体，需要教学内容丰富多彩，由风筝飞行延伸到飞机，由早期火箭延伸到各种导弹，由嫦娥奔月延伸到阿波罗飞船，由恐龙灭绝延伸到宇宙探索，让学生在感兴趣的实例中汲取航空、航天和航宇知识。国外有一本航天知识方面的书，名字起得非常好，叫“没有公式的航空航天技术”，值得我们借鉴。

以笔者在神舟飞船、卫星及空间防御领域的工作体会以及在北京、南京几所大学讲授航空与航天知识的教学经验来看，对于航空与航天的通识教育，其知识与内容应该注重“启蒙”，致力于开展大众化的教育，太过学术化反而会让人失去兴趣。教材应该具有趣味性，可以漫画的形式展开。现在已经有的《漫画线性代数》《漫画统计学》等一系列的趣味教科书，以漫画的形式将知识传授给学生，让学生在欣赏之余学习到很多知识，两全其美。航空与航天通识教育课程的教科书可以参照这种形式。

航天知识问题第2篇

关键词：建构主义;基于问题的学习;航天工程教育;小卫星

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）42-0140-04

自改革开放到21世纪初期，中国的发展世界瞩目，我们不论在政治、经济、文化等方面都取得了长足的进步，中国已成为名副其实的世界大国，取得这样的成就，在很大程度上依赖于我国推行的科教兴国战略所造就的庞大的优秀人才队伍。然而，不容忽视的现实是，目前我国培养的工程师队伍虽然已经超出美国的10倍，但是工程师的整体知识水平、设计能力，尤其是优秀工程师的总体质量与美国、德国和日本等发达国家甚至一些发展中国家都有很大的差距[1]，具体表现在工程教育方面就是教学内容与产业需求相脱节，工程实践经历缺乏，工程师培养体系不够健全等。导致这些问题的深层次原因主要在于我国的工程教育依然停留在科学范式而不是工程范式，工程教育过分强调了工程科学，而忽视了诸如设计等实践能力培养的环节[1-2]。工程教育不同于自然科学教育，它是一种以技术科学为主要学科基础，以培养工程技术人才为主要目标的专门教育[3]。即工程教育的目的就是培养工程师，这一理念在包括像MIT这样的世界一流大学早已达成共识，MIT的毕业生，无论学士、硕士或博士，到公司就职就是担任工程技术人员。通过工程教育提高工程师教育的水平，完成这一目标有两点很重要：教育的方式和教育的工具。PBL是一种应用广泛学科教学方法，它不仅仅使学生获取知识，并且要求他们学会运用知识。让学生能够将新的信息与学过的知识结合起来明白他们应该如何应用掌握知识。在建立学习的框架时，应当特别注意学生已有的知识基础并且激活这些知识。加快新信息的处理和帮助学生建立有意义的联系是教育和学习的基本要求。PBL促进学生主动参与和学习。学习变成一个发现的过程――讨论问题、研究背景、分析解决方法、设计方案、得出最终结果。这种主动学习方法不仅对于学生来说更加有趣，也使学生们对资料有了更深的了解。近年来，我国教育界的学者和奋战在一线的教育工作者们以这种理论为基础，针对我国教育教学的实际情况，进行了一系列基于PBL理论的教育教学改革理论研究和实践，取得了一定的效果。近年来，“小卫星”已经成为航天发展的热点话题，而将小卫星作为航天工程教育的平台，也越来越成为一种趋势。以小卫星作为载体开展航天工程教育的优势在于：（1）成本低，多数大学里的实验室都可以开展这类项目;（2）开发周期短（一年到两年），学生可以在毕业前看到项目成果;（3）体积小，重量轻，使制造和测试可以在比较狭小的大学实验室内进行;（4）复杂度适中的卫星系统，使学生在参与整个卫星系统工程实施的过程中，能够获得一些具体的系统或子系统经验。作为教育工具，小卫星的重要意义在于：可由学生自主设计、制造甚至发射升空，即使不能发射，也应在与实际发射相似的环境中进行测试。这一点非常重要，因为这样学生可以得到真实情况的反馈，虽然有时实验会失败，但失败也都是下一次实验成功的基石。“设计-制造-测试-总结-再设计”这样的系统循环设计模式，可以很容易地在机器人或计算机这类领域实施，但空间系统发展所需的巨大成本和少有的发射机会让我们不得不停止发展空间教育中的这类循环模式。而小卫星计划可以提供一个工具以实现该模式。

一、基于问题的学习

基于问题的学习是一种以学生为中心的主动型教学模式和课程体系设置方法，其最初是由加拿大的麦克马斯特大学（McMaster University）医学院于20世纪60年代在医学课程教改中逐步形成并提炼出来的。在PBL中，教师根据课程要求和学生的知识基础预先定义一个不完整的或劣构的问题，然后让学生进行研究，理论联系实际，运用已掌握的知识和技能提出解决问题的可行方案，让学生亲身参与问题求解的每一个步骤和知识构建的过程，从而将其先前获得的知识和经验很好地整合起来，使已有知识结构得到完善的同时达到对新知识的理解与掌。

1.目标和基于问题的学习法的特点。基于问题的学习方法的主要目标不仅仅是让学生获得知识，并且要运用知识。PBL重视模型和问题的解决。它试图模拟现实生活中的工程研究和开发过程。Barrows这样描述PBL的主要特点：（1）学习是以学生为中心的，即学生选择怎样去学习和他们想要学习的内容。（2）学习在小团体中展开并且提倡协作学习。（3）老师是促进者、引导者或教练。（4）问题形成组织重点并刺激学习。（5）问题是拓展真正的问题解决能力的工具。（6）新的信息是通过自学获得的。

2.PBL工程教育案例――麻省理工学院航空航天工程系。几年前，在麻省理工学院的航空航天系成立了一个由教师和科研人员组成的新战略计划小组，专门负责课程改革。为了强调教育以学生为中心，讨论小组花费了一定的时间和精力通过对项目和学习成果进行验收，设计了新的教学方法，建造与之配套的实验室。尽管基于问题的学习是关键，但它不是课程组织的原则。新的航空航天工程课程以现实生活中产品完整的生命周期工程为背景，即构思、设计、实施和执行（CDIO），结合设计建造经验，贯穿于整个项目中。接下来就是从简单的项目到高度复杂的系统设计建立过程，以及从中取得的经验教训。第一年，在《航空航天设计导论》课上，学生们设计、构思并且试飞的由无线电控制浮空飞行器（LTA）。第二年，在《联立工程学》课上，学生们设计、搭建并且试飞了无线电控制的电推力飞行器。在一些比较深入的课程例如《空气动力学》课上，从工厂或者政府以往项目中提出航空工业中很常见一个实际的问题，像是以洛克希德・马丁战术飞机系统为模板提供项目设计方案。高级课程完全利用基于问题的学习方法，如：《实验项目实验室空间系统工程》、《CDIO高等课程》。在这些PBL体验中，学生发现自己感兴趣的问题，通过做实验找到解决方法，并用多学科方法设计出复杂系统。麻省理工学院航空航天系“复杂系统学习实验室”的主任提出了一个对于基于问题的学习方法的分类框架（见表1）。它将问题分为四个等级，给出了解决基础科学及先进工程课题的系统方法。

一级：问题集。问题集是指在大多数工程课程中发现的传统问题。它们往往具有一定的结构与较成熟的解决方案（至少问题的设计者知道）。所有学生解决同样的问题，有时独自解决，有时以小组形式解决。问题需要在相对较短的时间内解决。二级：小型实验。小型实验是指在结构化问题下的实验课。例如测量或观察某种工程现象或数据。这些问题在一或两个学期内解决，可以“重复地进行”，也就是说，每个学生团队解决与其他团队同样的问题。在麻省理工学院有许多例子，如《联立工程学》课上的桁架实验室，《空气动力学》课上对在风洞中的流速计的校准，《航空航天设计导论》课上对空气动力减速器的各种测试。三级：大型实验。比起前几个阶段，这个阶段的问题需要更长的时间去解决，可能会耗费几周或整个学期。到了这个阶段问题明显复杂了很多，需要更多的规划和教员支持。在麻省理工学院有许多如是例子：《实验项目实验室》课上的风洞试验、飞行器模型项目，《空气动力学》课上的机械项目，《航空航天教育导论》课上的轻于空气的飞艇，《联立工程学》课上的电动飞行器设计等。四级：顶级CDIO实验。这个阶段在系统中整合了核心工程的顶级实验。麻省理工学院的航空航天工程项目用构思-设计-实施-操作（CDIO）的方法来设法更接近于实际工程。在顶级实验中，工程的四个阶段都将涉及。顶级实验室的项目均为研究的重点，需要更多的资金，工程的复杂度和依赖经验的程度也很高。例如麻省理工学院的自主卫星光学阵列项目和磁控编队飞行器。四级的项目需要学生、老师和研究员花费三个学期去完成。可以看出三级和四级问题的解决过程是由学生主导的、不受约束的、复杂的、多方面的且具有很高的主动性过程，符合之前所说的PBL标准。然而一级和二级中的项目体验过程更结构化，在这个过程中学生体验到关于问题构想的有用指导，使用工具进行研究发现。基于问题的学习方法和设计-制造经验贯穿了整个麻省理工学院航空航天工程系的本科生阶段。使用四个等级的框架来层次化PBL体验过程确保了从高度结构化问题到无约束和复杂问题情况的合理推广。

3.基于问题的学习方法的评估。基于问题的学习方法的评估是多模式和长期性的。这些方法包括实验室期刊、技术简报、设计审查、技术报告、团队协作评估、设计作品、互评和自评。教师的角色主要是顾问和指导员，以及在学习过程中为学生提供大量反馈信息。在《航空航天设计导论》课上，学生们设计、制造并试飞由无线电控制的浮空飞行器，设计审查作品和最后的评估工作都是由飞行器竞赛的方式进行。在《综合工程》课的飞行器设计项目中，二年级学生分析在问题集中与气动性能、稳定性和推进装置有关的问题，并动手组装和试飞无线电控制的电推力飞行器。与第一年的课程相似，评估手段包括问题集、设计审查以及最后的一场比赛。

除了评估认知能力的培养效果，情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。这些情感变化可以通过观察、访谈、作品、期刊和其他形式的自评进行评估。

二、小卫星平台与基于PBL的航天工程教育创新结合途径

在全球化大背景下，除去意识形态的差别，世界人才的标准正趋于统一。根据著名的CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即：构想-设计-实现-运作）工程教育模型，工程教育包括以下几大培养目标：掌握深厚的基础知识和应用技术;善于构思、设计、实现和运作新产品或系统的能力;承担和实施复杂系统工程的能力;适应现代团队协作开发模式及其开发环境。这些目标是直接参照工业界的需求而制定的，它实际上定义了现代工程技术人员的素质构成。

1.小卫星作为航天工程教育的意义。小卫星为空间发展提供了的一条新途径，这是与以往基于传统空间开发模式的“政府导向的大型项目”完全不同的。此外，NASA已经开展了很多项目为大学提供发射机会，让他们逐渐学会如何开发、运营卫星。超小型卫星计划是其中一个著名的案例，选定十所大学并给予他们项目资金，最终的成品将搭载航天飞机发射上天。凭借多年的项目经验，一些大学已经能够制造卫星，甚至出售卫星给其他大学或国家。小卫星为大型卫星上已经实现的一些任务提供了一条新的实现途径。一定数目的小卫星协作是一个非常重要的概念，通常被称为“星座”或“编队飞行”。这种多卫星体系的优点是容错量大、重构能力强、系统的可扩展性好。

2.基于小卫星平台的航天工程教育项目。小卫星的操作训练为大学生的太空教育提供了一个特别的机会，让他们能够体验从任务创建、卫星设计、制造、测试、发射、运行，直到结果的分析的整个太空项目周期。同时他们还能从这些项目中学到项目管理和团队协作等重要技能。小卫星项目不仅对教育有益，而且有望成为太空技术发展与商业运营中的一名新成员。（1）日本卫星设计大赛。上世纪90年代初期，日本的大学小卫星研究项目远远落后于美国和欧洲各国。然而，在意识到了小卫星在教育和技术发展上的重要性后，日本国内开始大力推动高校小卫星设计-制造计划。第一个里程碑是“卫星设计大赛”。1992年三个学术社团共同成立了大赛组委会，他们分别是JSME、JSASS与IEICE。经过一年时间的准备，于1993年举办了第一届比赛。这项比赛的目的是为更多的大学生提供参与太空项目的机会，同时鼓励一流大学开始进行实体卫星的制造项目。评审项目分成两大类，创意类评审该项目的创意与想法，设计类评审卫星设计的可实现性。提交的项目首先会进行初步的评审，合格的项目才能入围最终的决赛。届时，将进行卫星模型的展示和评审。优秀的作品将获得“设计奖”、“创意奖”以及三大学术社团颁发的奖项。大赛每年都会收到20到30个创意独特的项目。（2）大学空间系统研讨会（USSS）以及CanSat项目。USSS始于1998年，每年11月由JUSTSAP小卫星工作组在夏威夷举办。研讨会的形式十分独特，出席会议的日本和美国的大学首先提出自己卫星项目的构想，以及各大学自身的科研实力，然后将具有相同兴趣、能力或科研实力的大学进行组队。各组展开讨论，在一天半的研讨会后，各组需要向其他组展示他们的项目设计书。这些项目要在USSS结束后的一年内实施，他们的成果将在下一年的USSS上展示。其中最成功的项目就是CanSat（罐装卫星）项目了。CanSat项目是1998年由特维格教授提出的。在最初的计划中，每所大学都要制造一个350mL饮料罐大小的微型卫星，卫星将被发射到轨道上，在下一年的USSS上进行控制操作。（3）立方体卫星。立方体卫星项目由特维格教授在1999年的USSS大会上提出。立方体卫星为重1kg，长宽高均为10cm的微型卫星。每所大学制作的立方体卫星都被放在一个名为“P-POD”的盒形载体内，它由俄罗斯的“第聂伯”火箭装载发射升空。为了减少立方体卫星和P-POD之间的机械和电气接口，P-POD释放机制设置得非常简单：当P-POD的门打开，里面的立方体卫星就被P-POD末端的弹簧弹出。东京大学和东京工业大学已经开始了立方体卫星项目，并大致完成了设计和EM级别的模型制造。这些大学的学生已经在立方体卫星项目中获得了微型卫星开发的基本专业知识。但他们现在需要面临新的挑战：如何使用现成的廉价的部件设计可靠的空间系统，如何进行空间环境试验（如真空热或辐射试验）并获得试验结果，以及如何处理更大的风险，更多的人力资源、时间和成本。目前计划于2002年底发射第一个立方体卫星。（4）欧洲大学生月球轨道航天器。欧洲大学生月球轨道航天器ESMO是欧空局教育卫星计划的第四项任务，它是基于“欧洲大学生太空探索与技术倡议”计划中的“SSETI-Express”卫星。ESMO项目是为了吸引和培养下一代的月球与其他行星的工程师和科学家。航天器有效载荷包括：船载液压双组元推进系统，用船从地球同步轨道通过“日地系统中的拉格朗日点L1”转移到绕月运行轨道的过程，历时3个月;表面光学成像的窄角相机和一个用于测绘全球引力场的子卫星，将在历时超过6个月的时间里执行测量任务;可供选择的载荷还包括一个生物实验和一个微波辐射计。ESMO项目是未来欧洲的科学和勘探计划的一个强大的动手教育和公共宣传工具。它是一个面向大学生的项目，训练和培养了下一代的月球任务的工程师和科学家。

三、建立基于PBL的航天工程教育实验平台和培养范式

我国在“十二五”规划中提出了“创新驱动，实施科教兴国战略和人才强国战略”，要“围绕提高科技创新能力、建设创新型国家，以高层次创新型科技人才为重点，造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。实施PBL教学是一项系统工程，由于受国情、传统教育教学模式和人才培养机制的约束，在中国工科大学中实施PBL教学存在问题案例少、实施成本高、评价方式单一和师生角色僵化等问题，因此，需要根据我国工程教育的现状和国情对PBL教学进行本地化处理，不能生搬硬套，具体来讲有以下几个方面需要注意。

1.树立以学生为中心的教学理念。树立以学生为中心的教学理念是实施PBL教学的前提条件，PBL强调以学生为中心，作为PBL教学的实施者，教师必须要深刻认识到这一点。

2.根据具体航天任务设计问题。丰富的问题案例是PBL教学成功的关键。每门专业课的设置都是基于学生已具备一定的先修课程基础为前提，但个体的差异不容忽视，教师或教师团队在进行某课程PBL问题设计的时候要充分了解学生的知识基础，结合具体的实施条件进行问题案例的设计。为了保持热情，学生们可以一种竞赛的形式开始项目，学生们互相分享自己的认识，用自己的双手选择出最吸引人并且最有意义的项目。

3.提高卫星实验平台的开放性与多样性。除了教育实践空间项目对航空航天教育带来的价值之外，学生建造空间项目长期承诺创新型大学的任务是可直接有利于空间行业本身。目前，各大学中设立的大学或研究生开放实验室及其配套的开放创新基金都是一些很好的尝试，取得了很好的效果，但其范围需要扩大，让大学生能够进入一些比较前沿的和良好国际合作背景的研究型实验室，使其很早就能受到良好的学术熏陶，以促进其产生向更高层次发展的内部动机和欲望。

4.加强学习能力的培养。发展学生的学习能力，使其成为高效、独立的终生学习者是PBL的重要目标之一。通过参加PBL学习，让学生明白学习不完全是个人的事情，在PBL小组中每个学生都担当一定的角色，并承担相应的责任，在小组讨论中无私贡献自己的学习成果，并吸取其他成员的学习成果，达到共同进步。

5.建立合理多样化的评估体系。在实施PBL的过程中，可以采用学生自我评价、同学互评及教师评价相结合的办法，注重学生的过程表现，而不是结果。创新人才的多样性和创新思维的多样性决定了我们不能用一刀切的方法来评价学生，而是要采取灵活多样的评估体系，建立激发创新的长效机制。除了评估认知能力的发展和成就，情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。

四、结论

PBL植根于建构主义理论之上，强调发现和知识意义的构建，是一种先进的培育创新精神和激发创新思维活动的教学/学习方式。PBL强调以学生为中心，问题、教师和团队学习是PBL教学法实施的三大关键要素。本文在总结PBL理论的基础上，在此基础上根据我国航天工程教育的现状，从国外几个航空航天教育典型案例吸取经验，讨论了以小卫星作为航天工程教育工具的重要性;其次，叙述了它作为太空技术发展新成员的重要性。探讨了基于PBL理论的航天工程教育在学生群体中推行的途径，期望能促进教育工作者对有关问题的思考。

由学生运作卫星项目极具挑战性，但这会给参与项目的学生和院校带来巨大回报。这些项目提供大学生关于设计、分析、测试、制造和操作空间系统方面的实践经历。有证据表明，参与空间飞行器设计项目的学生，能力得到显著提高。统计证据也显示如果相当数量的大学参与空间飞行器设计活动，进入空间领域工作的学生数量会显著增长。

参考文献：

[1]余晓，孔寒冰.能力导向的工程实践模式比较与评价[J].高等工程教育研究，2011，（3）：28-34.

航天知识问题第3篇

【关键词】：航空航天；主题教育；学风建设；辩证关系

航空航天产业是关乎国防安全和大国地位的重要战略性产业。随着我国经济实力和综合国力的不断提升，航空航天事业取得了丰硕成果。代表航空先进技术的C9飞机的立项研制，载人航天技术的关键性突破，无不令国人欢欣鼓舞。对学生开展航空航天主题教育，将进一步激发学生的爱国爱党热情，培养航空航天情结。学习是学生的天职，加强和改进学风建设是高校教育的长线工作。如何将航空航天主题教育和学风建设有机结合起来，把握二者的辩证关系，是航空类院校学生工作者思考的关键性问题。

一、航空航天主题教育的内涵

高校大学生主题教育活动是“推进校园文化建设的强大动力【1】”。对于航空类高校来说，航空航天主题教育是特色教育活动。航空航天主题教育是以航空航天为教育为主要内容，以弘扬航空航天精神为导向，采取集中观看、主题座谈、主题征文、知识竞赛、科普教育等形式对大学生开展的主题性教育活动。它是情境教育中的一种方式，航空类院校学生活动中较为常见。旨在使大学生在以航空航天为主要内容的情境中，接受教育，荡涤心灵，建立以情境为导向的感性认识，以此内化为成长成才的内在动力，达到引领积极向上的自我教育的目的。航空航天主题教育具有主题性、内化性和实效性等鲜明特征。

二、学生学风建设的内涵

学生学风，从广义上讲就是大学生在治学精神、治学态度和治学方法等方面的风格，也是大学生的知、情、意、行在学习问题上的综合表现。学风建设就是从教、学、管三方面入手，以提升教师教学水平、激发学生的学习主动性和加强学生日常管理等为切入点，在外在教育和内在激励两方面双管齐下，加强和改进学风的系列举措。学生的天职是学习，学风建设旨在改变的是学生的学习状态，激发的是成才意识。学风建设同样具有主题性、内化性和实效性等鲜明特征，这与航空航天主题教育基本相同。

三、航空航天主题教育与学风建设的辩证关系

航空航天主题教育和学风建设，两者不是独立的，而是互相作用、互相补充的。作为一种主题活动方式，航空航天主题教育为学风建设营造有利氛围，发挥情境育人的内化作用。另一方面，航空航天主题也能从更大程度上激发学生爱校爱专业的热情，从而为学风建设提供原始动力源泉。作为航空类高校的一项重点工作，学风建设将为航空航天主题教育提供必要的思想保障。对于航空类院校的学生来讲，只要认识到了学习的重要性，以积极地态度参与到学习当中，必然有利于航空航天主题教育活动的有效开展。

1.航空航天主题教育为学风建设提供环境条件

航空航天主题教育作为情境教育的一种方式，必然通过营造良好的环境氛围来内化人的心灵，达到认同教育效果的最终目的。比如开展集中观看神舟九号发射等活动，基于发射活动本身再加上活动氛围的营造，势必将激发学生的爱国热情，并形成持久的激励作用。从中可以看出，氛围营造的作用是无穷的。学生深感航空航天事业的迅猛发展直接来源于祖国科技的强大，对学习、对理想、对成才的追求也就更加地强烈，这就是情境育人的作用所在。作为校园文化的一部分，航空航天主题教育必然为学风建设提供必要的环境条件。通过主题教育活动，逐步引导学生把“个人理想融入到建设社会主义现代化共同理想【2】”中， 以此强化理想信念教育，对学生建设具有重要的推动作用。

2.航空航天主题教育为学风建设激发兴趣动力

对专业的认同是提升学风兴趣的关键所在。对于航空院校的学生来讲，有些学生所录取的专业并非是第一志愿专业，有的甚至是参考专业。其中一部分学生为调剂录取。这些学生的专业认同感是不强的，或多或少的对专业认识不清，就业方向不明确。上述缘由使这些学生或多或少失去了学习的兴趣和动力，更谈不上具有成长成才意识。主题教育必须与群体特征相互适应【3】，对航空类院校的学生开展航空航天主题教育，将更有效地激发学生爱校爱专业的热情，从而激发出原始的学习动力，增强学习的针对性和实效性。航空类高校可根据学生工作现状，适时组建航空航天科普宣传团队和未来飞行器设计团队。前一团队是面向中小学生源基地，组织学生团队到学校开展航空航天科普教育，发挥学生的专业优势，增强学习专业的信心和动力。后一团队是组队参加校级或省部级以上的未来飞行器设计大赛，培养学生的专业实践能力。类似于上述活动的开展势必使学生增强对专业的正确认识，以切身行动投入到活动中，学习的动力更足了。

3.学风建设为航空航天主题教育奠定思想保障

对于初到大学的学生而言，刚刚完成由高中到大学的转变，身虽已到大学，但心却还在高中，思想的转变需要一段时间的适应。生活上的不适应，学习方式上的差别，是刚入学的新生所面临的首要问题。在这当中，也定会产生一定的心理落差。因此，对于刚入学学生的学风建设来讲，首先应解决思想认识上的问题。采取切实可行的方法和举措，让学生主动去接触新生事物，去学会适应新的环境和学习方式，应该说是学风建设的首要任务。思想问题解决了，态度端正了，学习也就主动了。其实对于学风建设整个工作，思想认识应该是根本问题。误区的纠正为自主学习清除了不利障碍，也为学生培养综合素养及航空航天情结提供了思想准备。打消了思想顾虑，学生也就愿意去思考自己的专业以及与专业相关的问题也更愿意投入到航空航天主题教育活动中去。

4.学风建设为航空航天主题教育提供方法指导

学风建设的基本方法对于航空航天主题教育活动的开展具有重要的借鉴意义。从一般意义上讲，学风建设的基本方法和策略有主题教育、结对对接、兴趣引领、动力激发等。如此的策略和方法也同样适用于主题教育，为之提供方法上的指导。主题教育是航空航天教育的常用方式，结对对接可以用在开展学生科研实习活动中，兴趣引领和动力激发是学风建设和航空航天教育的通用策略。

四、结论

学风建设是高校学生工作的永恒主题，在实际的工作中，我们必须正确处理好学风建设与航空航天主题教育的辩证关系，发挥彼此的促进作用，为做好人才培养工作提供必要条件。在理顺好两者的辩证关系后，如何利用这种辩证关系并实现两者有效嫁接是个关键性问题。

参考文献：

1.王贵锋、徐忠杰、胡国庆. 《大学生主题教育活动及其品牌化研究》.《职教探索》，2012.11.

2.白义香.《大学生主题教育活动模式的探讨》.《湘潮》，2007.9.

3.周彩根、刘锁娣.《建设主题教育体系 创新和延伸大学生思想政治工作》.《常州学院学报，2011.6.

航天知识问题第4篇

材料一前苏联与美国间的“冷战”从1945年一直持续到1991年。两大政治体系对立的大国总是试图寻找不冒任何军事对抗的风险而置对方于死地的方法，“太空战”便是两个超级大国施展技术、意识形态和政治手腕而无军事冲突风险的战场。美苏太空战并非科幻小说描述的那样激烈的对轰，更确切地说，是太空竞赛。

——《深圳特区报》2010年4月25日

材料二 苏联工程师在登月竞赛失利之后，把精力集中于装配载入太空站。1971年4月19日，成功发射上天的世界上第一个试验性载入空间站——“礼炮1号”……是人類迄今为止规模最大的载人航天工程。它从最初的构想到最后开始实施既是当年美苏竞争的产物，又是当前美俄合作的结果，从侧面为这两个从上个世纪50年代就在太空成为“冤家”的航天大国之间，画出了一个意味深长的句号。70年代，中国卫星打完后，有了底气的航天人中有人提出搞载入飞船，当时引起了一些争议。事实上，主要是受当时的综合国力的限制。时间进入到90年代，此时中国航天的科技水平已是今非昔比。红红火火的对外发射服务不仅让中国航天与世界接上了轨，更有了“长二捆”这种让载入上天成为可能的“天车”。世纪之交，中国人的登天激情再一次熊熊燃烧起来。从无人实验飞船到模拟载人飞行，从多人多天飞行到圆梦太空行走，短短10多年间，中国航天实现了一个又一个历史性跨越。而天宫一号进入太空，中国航天向栽人空间站时代迈进了一大步。

——摘自大型电视系列片《撼天记》解说词

材料三拥有和掌握空间交会对接技术是建造和运行空间站的先决条件，也是面向未来实施系列深空探索航天计划的关键一环。因为虽然空间站具有体积大、功能强和运行时间长等优点，是大规模开发太空资源的理想栽人平台，但它无法进行天地往返，需用宇宙飞船等天地往返运输器与其交会对接，才能完成各项航天使命。所以，完成空间交会对接应该是航天大国技术实力的综合展示。

——《报》2011年11月10日

（1）据材料一及所学知识，分析美苏在太空展开竞赛的原因，并分析其对国际航天事业产生的影响。

（2）据材料二，指出世界载人航天工程快速发展的背景。结合所学知识归纳20世纪90年代以来中国载人航天工程发展的特点及原因。

（3）据材料三并结合所学知识，概括指出神舟八号与天宫一号成功交会对接的意义。

【解题技巧】本题是一道典型的文字材料型解析题，解答的关键在于把握读、找、答三个步骤。

一、“读”，即阅读材料，这是答题的前提

第一，先读设问，再结合设问阅读材料。先读设问，带着问题阅读材料，不但能使思路清晰明确，而且便于从材料中找寻有效信息。第二，明确设问要求。在本题中，除第（2）小题的第一问要求“据材料”外，其他几问都要求据材料并结合所学知识回答。第三，要注意设问角度、指向主体、时空限定要求等。如第（2）小题的第二问“归纳20世纪90年代以来中国载人航天工程发展的特点及原因”，设问的角度是“特点及原因”；主体是“中国载人航天工程”；时间限定是“20世纪90年代以来”。

二、“找”，即根据设问要求找信息，确定答案来源

第一，关注材料两头。材料的首尾多为段落的中心语句，一般包含材料的背景等重要信息。如材料二的开头“苏联工程师在登月竞赛失利之后，把精力集中于装配载人太空站”正是第（2）小题第一问的背景之一。第二，划分层次找信息。要学会根据标点符号判断段落结构，确定信息源。根据材料所包含的不同信息，划出相应的层次。第三，将材料准确切人教材。要善于把材料中的重点信息与教材中的史实、观点相对照，确认材料与教材的哪章、哪节相关联。

航天知识问题第5篇

飞行签派员是航空公司不可缺少的人员，他们通过搜集飞行信息为航空公司航空运行提制定飞行计划，并提供天气实况和预报以及航行通报，并在此基础上决定航空运行的时间和班次，与机长共同合作，确保航空运行安全高效。由此可见，飞行签派员在航空运行中所占的重要地位。因此，对行签派员职业技能的训练研究就显得格外重要了。本文中笔者主要从飞行签派员职业技能的不足、突发事故的存在以及解决方案三方面进行探讨研究。

一、飞行签派员职业技能存在的问题

在飞行签派员职业技能存在问题这一方面，笔者经过总结和研究，发现这一不良现状主要有三方面的不足。

（一）、飞行签派员自身能力的不足

飞行签派员不能意识到自身工作的重要性，不能以认真严谨的态度对待自己的职业，在校学习过程中，基本上只是重视自己的理论学习而没有实际的工作经验，以至于在工作岗位上不能灵活变通，甚至有一些资历较浅的飞行签派员自身心理素质不达标，面对问题不能沉着冷静，手忙脚乱的反应当然是飞行签派员最忌讳的现象。

（二）、承运公司对飞行签派员培训方面的问题

近几年来，随着国家有关法律规定的完善，对行签派员的培训已经有了明显的改善，但是，依旧存在一些问题，在影响着飞行签派员的职业技能和素质培养。

1.培训的师资力量不能达到所需要的雄厚程度

在“签派”这一概念引进我国航空领域之后，目前看来资历比较深厚的签派员大都不是来自于对口专业，而是来自于其他专业，仅仅只是因为其技术经验相对于比较丰富，但是其系统的签派飞行控制理论知识很缺乏。相反，院校毕业生的理论知识很扎实，但是其缺乏一定的签派飞行经验，资历比较浅，难以胜任这一关键职务。

2.教材编制不完整

“签派”这一概念在我国引入也没有多久的时间，因此，对行签派员训练的教材也没有经历长时间的修改和完善，因此，目前的教材仍旧处于发展和改进阶段，理论知识越来越得到重视，越来越完整，但是，飞行签派员的工作毕竟和实际生活有着密切的联系，因此，需要在教材中加入更多的实践经验，保证讲义内容理论性严谨规整、实践性形象并与理论吻合。

3.培训把关不严谨

航空公司在对飞行签派员的训练和技能的提升的过程中，没有井然有序的训练计划和明晰的培养目标，不能根据不同的签派员自身素质和能力进行相应的培训，没有合理安排签派员的培训任务量和作息时间，容易造成签派员任务量大不能精细完成、作息时间混乱、签派员精力无意义浪费的不良现象。另外在训练过程中，训练内容和质量不能兼顾，不能保证内容和质量同时提升，造成签派员培训精神状态低沉不佳。

（三）、飞行制度的不完善

国家有关法律条例明文规定要加强飞行签派员的“年度复训”工作，以保证签派员可以完全胜任该工作，并可以及时发现签派员存在的一些问题。但是在实际工作中，一些航空公司不能保证对签派员进行定时的复训工作，不能保证签派员的工作能力和技术符合飞行要求，因此对于航空飞行是一个潜在的隐患。

二、飞行签派员在飞行中一般面临的突发事故

（一）、临时的天气变故

在飞机起飞或者准备起飞的过程中，临时出现天气变故是很正常的现象，对行签派员来讲，这个问题是司空见惯的，一般会遇到风大、雾大、强烈的雨雪天气等状况，导致航班不能正常进行，这时就需要签派员对航班的安排进行及时的调整和通知，将航空航班的运行损失降低到最小。

（二）、突发的工程问题的出现

签派员要明白飞机的工程问题也是经常存在的，由于安全检查不是特别到位，或者是地面支持设备意外出现问题，以及电力、电气等的供应设备能源供应不足，都会导致飞机飞行存在安全隐患，需要飞行签派员提供及时的解决方案和航班调换次序的准备。

（三）、机场辅助设备的问题的出现

由于天气造成的积雪过厚、由于气候造成的候鸟群迁、由于检查或者意外的灯光设备、航道问题等的出现都需要飞行签派员进行及时的注意和应对措施的采取。另外还有飞机在飞行过程中可能出现的飞机突然失控、飞机零件突然失灵以及其他的意外事故都会造成飞机坠毁等严重的现象，这个时候就更加需要飞行签派员冷静沉着的指挥和应对。

三、飞行签派员面对突发事故的职业技能的培训

针对于以上飞行签派员的培训问题以及飞行签派员在工作中主要面临的一些突发事故，笔者就从以下几个方面对签派员的职业技能培训进行探究分析。

（一）、加大航空公司对飞行签派员的培训力度

对行签派员的培训，航空公司或者航空院校要重视签派员的培训教师、培训教材以及培训方式，首先保证培训教师有足够的资格担当这一重任——不但有精湛深厚的理论知识，还要有丰富的实际飞行经验，只有这样才能为签派员提供良好的教育基础，另外对行教材的编制，有关部门要积极借鉴国外的飞行知识，并且与我国国内的飞行历史进行融合，保证可以为签派员提供相对较全面的飞行教材，最后对于签派员的培训方式和考核制度，要理论、实践相结合，保证签派员熟练掌握基础理论知识，并且有一定的飞行实践机会，同时还要注意签派员的作息时间和精力运用的安排，力求做到事倍功半的培训和培养效果。

（二）、加速促进飞行签派员形成职业化意识

职业化意识的形成，对于签派员的飞行管理是一件很重要的事情。要重视对签派员安全、负责等飞行意识的培养，并且不能忽视对签派员心理素质的培养，在面临突发事故的时候，签派员要有以人为本的职业态度，有冷静沉着的职业素养，保证签派员在上岗工作以后尽可能将不必要的损失降低到最小。并且在培训过程中，要注意将常见的事故问题予以详细讲解，并尽可能进行实际演习，使得签派员真切感受到飞行的严肃性和严谨性，这对于签派员知识素养和职业意识的培养都是有一定积极影响的。

加强飞行签派员的职业技能的优秀培养，不外乎就是对签派员理论知识和心理素质的培养以及实际飞行中应变能力的培养，因此，为了使我国航空运行得以安全飞行，一定要注重对签派员各方面的培养和塑造，进而促使我国航空事业进一步发展。

参考文献

[1]付令.飞行签派员职业训练路径探讨[J].湖北生态工程职业技术学院学报.2010（04）.

[2]付令.飞行签派员训练薄弱环节及其对策[J].达州职业技术学院学报.2009（Z1）.

航天知识问题第6篇

授课班级

航空193

授课日期

2020.10.12

授课时数

2

教学目标

知识目标

1、了解民用航空的概念；

2、掌握民用航空的不同类别及其应用。

能力目标

能够准确区分不同的航空活动分属于哪些航空类别。

情感态度价值观

学生在学习民用航空概念及分类知识的过程中体会到航空制造技术和航空运输业的迅猛发展，从而增强学生的专业自信心和自豪感。

教学重点与难点

重点

民用航空的分类

难点

军事航空运输、公共航空运输与通用航空运输的区分

教学方法与手段

方法

讲解法、讨论法

手段

PPT

教 学 过 程

教学步骤

（环节）

教学内容与教师活动

学生活动

时间

新课引入

【师生破冰】

1.教师给出讨论话题：“国庆小长假有意义的事”引导学生讨论，消除师生间的陌生感。

【师生破冰】

1.学生分组讨论话题：“国庆小长假有意义的事”，推选本组最值得讲述的人与事进行展示。

15分钟

【考核讲解】

1.教师展示课程综合评价方案，讲解课程的考核形式及方法，使学生明确考核要求。

1.学生认真听讲，明确考核要求。

【课程介绍】

1.教师播放视频“庆祝祖国七十周年国庆阅兵空中梯队飞机”激发学生学习兴趣，引入课程介绍。

2.PPT展示问题“空中梯队包含哪些梯队”，引导学生带着疑问认真观看视频。

【课程介绍】

1.认真观看教师播放视频“庆祝祖国七十周年国庆阅兵空中梯队飞机”激发学生学习兴趣，引入课程介绍。

2.观看视频的同时记录笔记，回答教师提出的问题。

10分钟

重点学习

【引导自学】

1.教师布置小组学习任务：通过教材及补充学习材料自学，并完成工作页。

学习内容如下：

一、航空与航天

二、航空的概念与类别

三、民用航空的分类

2.引导学生在自学过程中，对难以理解的知识和问题进行小组讨论。

3.及时给予各组学生指导，帮助学生完成自学内容。

【自学新知】

1.自学教材及补充学习材料，并完成工作页。

学习内容如下：

一、航空与航天

二、航空的概念与类别

三、民用航空的分类

2.在自学过程中，对难以理解的知识和问题记录并进行小组讨论。

3.及时给予各组学生指导，帮助学生完成自学内容。

15分钟

巩固讲解

【提问巩固】

1.引导小组推选代表上台展示工作页完成情况，给予各组评判。

2.教师提问问题，帮助学生巩固重点知识的掌握。

3.通过PPT展示航空活动的图片，提问学生区分通用航空及公共航空活动。

【巩固提升】

1.小组推选代表上台展示工作页完成情况，查缺补漏。

2.回答教师提问的问题，巩固重点知识的掌握。

3.通过PPT展示航空活动的图片，区分通用航空及公共航空活动。

4.及时将重点内容记录在笔记上。

15分钟

难点突破

【突破难点】

1.教师分别播放军事航空、公共航空、通用航空等活动的视频，引导学生在观看视频的同时记录各项航空活动。

2.引导学生进行小组讨论，确定各项航空活动的类别归属。

3.各小组分析展示，教师给予评判。

【难点学习】

1.教师分别播放军事航空、公共航空、通用航空等活动的视频，引导学生在观看视频的同时记录各项航空活动。

2.引导学生进行小组讨论，确定各项航空活动的类别归属。

3.各小组分析展示，教师给予评判。

【学习思考】

1、学生认真听讲并将重点乃荣做好笔记。

2、老师讲授过程中，如有不明白的地方，举手示意并提问。

10分钟

10分钟

5分钟

巩固提升

【总结巩固】

1.教师组织活动，小组间进行比赛通过各种形式展示本次课的重难点知识。各小组可采用手抄报、思维导图、手机制作PPT等多种形式进行总结和展示。

2.选择完成最快的小组的成果进行展示，并给予评价。

【总结展示】

1.小组间进行比赛，通过各种形式展示本次课的重难点知识。各小组可采用手抄报、思维导图、手机制作PPT等多种形式进行总结和展示。

2.选择代表进行展示成果，并总结本次课的学习情况。

15分钟

【课后作业】

1.完成书后习题。

2.按照要求完成平台上的作业。

3.完善课上未完成的手抄报等。

【课后作业】

1.完成书后习题。

2.按照要求完成平台上的作业。

3.完善课上未完成的手抄报等。

航天知识问题第7篇

>> 教育资助在美国 体育教育在美国 婚前教育在美国 惩罚教育在美国 在“航天飞行”中彰显素质教育 美国航天靠“土豪” 美国肯尼迪航天中心及其航天飞行 航天运输在崛起 在美国亲历性教育 美国为何终止航天飞机项目? 基于问题的学习在航天工程教育中的应用 美国防部对在轨卫星维修飞船服务于军用航天器感兴趣 军工航天:美国军事战略东移形成利好 后航天飞机时代的美国 美国6大商业载人航天公司 美国航天员的训练设备 中国年度航天发射首次超美国 美国军事航天战略转型大揭秘 美国“航天飞机时代”画上句号 美国航天业开启商业模式等 常见问题解答 当前所在位置：l）。网页中的主版块称之为“NASA，教育”（NASA，education），此外还有许多其他的辅助版块。

在NASA教育网页的主版块下，设立了四个主栏目：“关于NASA教育”，“适合于教师”。“适合于学生”和“儿童俱乐部”。在“关于NASA教育”的主栏目下，有7个子栏目：“关于NASA教育计划”、“教育领导层”、“NASA中心和设备”、“NASA任务主管”、“绩效考核”、“教育计划”和“联系方式”。我们来看看NASA是如何介绍它的教育计划的：“NASA航空和航天发展的历程，加深了人类对宇宙的了解，实现了先进技术的突破，增强了航空旅行的安全和扩展了前沿科学的研究。这些成就都是来自于一个共同的起源：教育。现在，美国进入了第二个世纪的飞行，必须恪守自己的诺言，进行卓越的科学、技术、工程和数学方面教育，确保下一代美国人能完全承担起建设美好未来的重任。NASA将继续继承以往的传统，投资美国教育计划，支持美国的教育者们，这些教育者在准备、激发、鼓励、培育今天幼小的心灵成为明天的劳动力中起着关键作用。”其中，规定了今后NASA将继续奉行三个主要的教育目标：1）加强NASA和学生们的联系；2）激发学生们对科学、技术、工程和数学的兴趣，为这些领域的研究培养接班人；3）为NASA培养接班人。在“教育计划”子栏目下，按照字母的顺序，列出了NASA的教育计划项目，多达80项，可见NASA对学生教育是多么重视。

此网页的特点是分别针对学龄前儿童和小学低年级（Grades K-4）、小学高年级和初中（Grades 5-8）、高中（Grades 9-12）、大学生和研究生（Higher Education）知识水平的不同，提供适合他们的阅读材料或者教材，使老师和学生可获取精确到年级的科普资料。在“适合于教师”主栏目下除设立了上述4个子栏目外，还设立了“非正规教育”、“教学材料”、“教育TV时间表”、“最近的机会”。对航天教育感兴趣的教师们点击这些栏目，不仅可以获得适合自己教学所需要的教材和教学用具，而且可以了解最近NASA为学生们提供参加航天活动的计划，有心的教师有可能通过它为自己的学生争取到参加太空实验的机会。例如，老师点击“Grades 5-8”一栏的“教学材料”，就可以找到很多教学材料，例如，银河系中的运动物体、天空中的星星的发现、空间站介绍、太空植物的生长、空间站进行的实验等。

在“适合于学生”主栏目下，也设立了上述4个子栏目和“最近的机会”栏目。学生们可以根据自己学识，从不同栏目中学习感兴趣的航天知识和参加NASA有关的活动。例如，“Grades K-4”适合学龄前儿童和小学低年级学生的栏目，这个年龄段的孩子主要是以“玩”为主，或刚刚转入正规的学习，他们好奇多问、活泼好动、行为和学习缺乏目的性，要让他们掌握深奥的航天知识很困难。因此，NASA根据他们年龄的特点，在这个栏目中，采用讲故事、看图片、放视频、在玩中学、形象化的教学等方式，向孩子们灌输航天知识，激发他们对航天的兴趣，例如，有一个游戏是“帮助我穿上航天服”。但是，Grades 9-12的高中学生，学习的课程多，所学的各门学科基本上反映着自然、社会和精神现象的客观规律，逻辑性、系统性很严密。在学习中要求他们不仅要发挥更大的独立性和自觉性，而且还要具有独立分析问题和解决问题的能力。同时，这是一个人独立走向社会生活的准备时期，也是一个人开始严肃考虑自己未来生活道路的时期。对这个年龄段的学生，NASA采用介绍比较专业性的航天科普知识、为他们提供参加航天实验机会、鼓励他们参加NASA的航天任务和参加航天知识大赛等方式进行航天知识教育，这些教育可发展他们的智力和能力，促使他们良好个性品质的形成，把他们培养成今后自然科学研究和航天事业的建设者和接班人。

NASA还根据孩子们的特点，设立了“儿童俱乐部”栏目。这个栏目让孩子们充分体验到学习航天知识的乐趣，孩子们可以通过游戏，过一把当“火星航天员”的瘾，也可以随着卡通小动物“雷蒙”参观美国肯尼迪航天中心和航天飞机，“雷蒙”与真正航天员的访谈节目还可以使孩子们了解航天员的太空生活，在不知不觉中接受了很多航天知识。

NASA的另一项传统是希望可以培养高质量的科学、工程学和数学学科上的本科生和研究生，而这种培养往往是通过科学竞赛或者提供实习机会的方式来实现的。2010年3月，NASA开始为公众中的申请者提供到NASA实习或者参加科研工作的机会，藉此鼓励学生积极参与到科学技术、工程学和数学的研究和空间探索研究任务。其中，表现优秀申请者还可以获得由NASA提供的总额高达970万美元的奖学金。更可贵的是，公众参与过程十分简单和公开透明，所有申请者都可以在NASA的网站上找到并且申请所有的职位和参加NASA的工作。这些内容在NASA教育网站中也充分地体现出来。

形形的航天教育计划

NASA充分认识航天飞机和国际空间站是一个很好的航天教育平台，它利用这个平台开展了一场声势浩大的学生实验和教育活动。概括起来，包含了以下五方面内容：

为学生设立、由学生独立完成的实验。这些实验是学生在教师或者科技导师的指导下进行的，是专门为学生设立的，由学生自己来完成。例如，“中学生获得地球知识观测”是一项对学生进行地理知识教育设立的项目。为了进行此计划，美国航宇局特意在国际空间站上安装了专用9罩相机，学生通过遥控拍摄了他们需要的地球照片和负责照片的整理工作，国际空间站上的航天员只负责安装和撤卸照相机及传输照片。

在教室中完成的太空实验。为了让学生们了解太空特殊环境（如，微重力、辐射）的影响，学生们在他们的自己的教室中完成模拟太空相应条件的实验，或者进行空间站上专业研究人员正在进行的实验。这些实验的目的是让学生们通过对比地面实验和太空实验的结果，寻找出它们之间的差异，就可以知道太空的微重力等特殊环境的影响。这种类型实验的一个典型例子是学生们在地球上的教室内种植种子，与此同时，航天员在国际空间站上种植同样的种子，对比两组种子发育过程的不同，就可以了解微重力对种子发育的影响。

参加美国航宇局的研究实验。美国航宇局的很多研究是招募学生们来帮助完成的。其中的一些试验是专门安排来“激发下一代探索者灵感”的。另一些是学生们作为“配角”，参加到太空实验中。例如，美国航宇局在国际空间站上进行的一项毛细流动实验，目的是观察微重力环境下，复杂几何形状容器内的毛细流动和液体流动情况，其结果可应用到未来太空船的低重力流体系统设计的计算机模型中。在此研究中，招募了很多学生：中学生参加了分析和地面实验，大学生提供实验支持，研究生和博士生进行建模模型和缩减数据的工作。

参加国际空间站的工程活动。参加者主要是高等学校和大学生，他们参加国际空间站硬件的研发，或在科学支持中心工作，学习如何参与科学操作活动。典型的例子是麻省理工学院的学生们参与了“球面”零重力实验卫星的研发工作，这颗卫星是放置在国际空间站上用来示范卫星编队飞行的动态过程。学生们参与了概念论证、实验设计、装配、检测和运行全过程。

教育性示范活动。为了提供航天教育的特殊资源和为了激励学生们学习航天知识的兴趣，美国航宇局将航天飞机和国际空间站作为一个特殊的“教室”，让航天员在太空进行简单有趣的太空实验，并将它拍摄下来，做成视频教材，提供给学生们，以便进行航天教育。或者，允许各个年龄段的学生向太空飞行的航天员提问题。这些变化多样的活动，开阔了学生的眼界，扩展了他们的课堂知识。

这些计划为学生们提供了丰富和扩大想象力的机会，并吸引了具有各种水平的学生（小学生、中学生、本科生、研究生、博士后）参与此活动。甚至是大一的学生也有机会设计自己在空间站上想进行的实验。很多中学生参加了国际空间站的研究项目，这些项目有助于他们今后选择数学、自然科学和其它技术领域作为自己终身的职业。很多大学生直接参与国际空间站的研究工作，完成了很多与国际空间站有关的项目。

可能没有其他的方法可以像这种方法一样能够更好地激起下一代科学探索的欲望。这些活动除了使学生们获益外，对教师也有益。在进行每项实验前，首先要培训教师，为教师们召开一些研讨会，让他们首先了解有关的航天知识和如何进行实验操作，以便能够指导学生进行实验，扩大国际空间站的影响。教师是激发探险精神的巨大源泉，教师们将所学到的知识用于他们的教学，能够吸引更多的学生加入此活动。

创新夏季计划

航天知识问题第8篇

今天我们学校组织三四年级去参观航天展。中午吃完饭我们就盛着大巴向着科技馆出发。因为中午玩累了，所以我在车上睡了一觉。“到科技馆了喽”有人喊道，果然科技馆到了。科技馆位于翠湖西路一号，这里的景色很迷人，湖上不时出现几只玩耍的鸭子，偶尔一只小船划过来，在水中央荡起了波纹，几只鸭子围着小船游两圈“嘎嘎”地叫两声，游走了。

进了博物馆，一位叔叔给我们做解说员。他先介绍了长征一号到长征四号，又介绍了一级助推器到三级助推器，最后还介绍了各国的卫星和空间站，听完以后我们又了解了更多的知识。我们还体验了宇宙失重的感觉。我心想当宇航员真辛苦，穿那么重的宇航服，体重还不能超标。我们都听完了航天知识以后，我们又到外面去参加航天知识有奖问答。回答问题了，我把手举的高高地，可主持人就不点我。我心想：这些问题我都会，为什么不点我后来我们班的李传良同学答对了问题获得了一架玩具直升飞机。我们都高高兴兴地回学校了，到了学校李传良玩起了他的直升飞机，很得意。

这次活动可真有意义，不仅让我们学到了航天知识，还让我们知道了航天器材的功能与用处。通过这次参观，我了解了中国的航天发展又有了新的提高，并且名列世界前茅，我身为一名中国人，为此感到骄傲。

航天知识问题第9篇

关键词：航天器；总体设计；教学方法

Probing into some problems on teaching of spacecraft systems engineering

Wen Xin, Xiong Wu, Wang Yazhou, Jin Zhecheng, Zhao Yang

Nanjing university of aeronautics and astronautics, Nanjing, 210016, China

Abstract: Spacecraft systems engineering is an integrated course that combines multi-disciplines and technology development. according to the characteristics of the course and the valuable teaching experiences of other universities, the paper analyzes the existing problems of the lesson on teaching contents, teaching methods, evaluation methods and bilingual teaching were proposed. Some of the reformative schemes have been put into practice and obtained good teaching results.

Key words: spacecraft; system engineering; teaching methods

1 航天器总体设计课程的内涵

航天器总体设计中的“总体设计”一词是“中国航天之父”钱学森给出的定义，英文是“System Engineering”，所以学术界又称“航天器总体设计”为“航天器系统工程”。

什么是“总体设计”或“系统工程”？钱学森说它是一种科学方法，美国学者说是一门科学，还有专家说它是一门特殊工程学，但大多数科学家认为是一种管理技术。

航天器总体设计课程以航天器系统为基础，主要论述航天器系统级方面的问题，它所涉及的对象是工程大系统，所涉及的知识深度局限于设计最优大系统需要，所涉及的知识领域包含“机、光和电”等十几个技术的交叉学科。所以，“航天器总体设计”课程是培育航天器设计领军人才的专业课。

2 航天器总体设计课程的特征

从理论角度看，航天器总体设计属于系统工程范畴，涉及的对象是工程大系统。从航天任务角度看，航天器总体设计是探索、开发和利用太空以及太空以外天体的综合性工程技术，是集诸多科学领域之大成，它的发展又反过来促进各个学科领域向前发展。

航天器总体设计课程的内容包括航天任务分析、航天器环境分析、总体设计概述、总体方案设计、姿态与轨道控制系统、轨道动力学、运载器、地面测控站、通信系统、电源系统、结构与机构、电磁兼容性、地面测试和产品可靠性等。所以，不难看出，航天器总体设计课程的目标是使学生通过本课程的学习，基本了解航天器总体方案设计的方法，初步具备在任务分析基础上构思航天器总体方案的能力，如有能力和信心去挑战中国航天五院举办的“超越杯”竞赛。

3 航天器总体设计课程的教材

鉴于世界上最著名的自然科学方面的教材，几乎都是在剑桥、牛津和麻省理工学院这样的名校诞生的，所以，我校航天器总体设计课程选用的教材是由Peter Fortescue等人编写、WILEY出版的“Spacecraft Systems Engineering”[1]。该书从航天器系统级角度分析和论述了总体设计问题，包括航天器环境、任务分析和系统工程，以及系统设计中的核心子系统，如机构、电气、推进、热、控制、装配集成和测试试验等。

“Spacecraft Systems Engineering”最初源于欧洲Southampton大学的短期培训讲义，该讲义是20世纪70年代为毕业后希望成为航天器系统设计工程师的学生而编写。该书至今已经修订再版4次，每次都组织近30位专家和专业教师参加修订和编写。第一版是在“航天器系统”讲义基础上编写而成；第二版是在广大读者反馈意见基础上，进行修改完善；第三版是在新技术发展的推动下，特别是在小卫星的“重量轻、性能好、研制周期快、造价低”的理念技术推动下，为了适应先进技术发展的需要，进行修订；第四版是在原来基础上，每章内容都有所删减和增加，另外还增加了《航天器装调、集成和试验验证》一章。显而易见，在过去40年的时间里，由于作者的不断修订和更新，该书始终保持内容新颖和技术先进的状态。

“Spacecraft Systems Engineering”一直是国外著名大学航天器系统工程课程的教材或主要参考书，如麻省理工学院、高等航空航天学院(法国)、和帝国理工学院(英国)等[2]。

对于我校的航天器总体设课程来说，选择该书的理由有三点：第一，能从总体上反映课程的知识结构，包括各方面的知识点和拓展的需要；第二，有助于学生的学习，知识的来龙去脉交代清楚；第三，符合48学时的授课需要。

4 航天器总体设计课程的研讨式教学

航天器总体设计课程在我国高校开设多年，随着很多高校多媒体教学条件的完善，航天方面的纪录片和故事片走进了课题[3]，当然也走进了航天器总体设计的教学中。实践证明，由于航天器总体设计内容庞杂，传统的教师讲、学生听以及看电影的灌输式教学方法，造成学生食而不化。鉴于航天器总体设计课程的性质和特征，现采用目前国外比较流行的“研讨式教学方法”与“基于问题的授课方式”相结合的方式，在教学实践中取得较好效果。在研讨式教学过程中，教师给出问题及答案，让学生积极地寻找中间的解答过程，教师和学生共同以研究探讨的形式完成课程教学任务[4]。航天器总体设计涉及的学科范围非常广泛，带着问题教和学，通过互动教学环节，可以引导学生围绕航天器设计任务进行研究型学习，如通过航天器电源结构与机构的设计学习空间环境的危害，这些问题无疑会引导学生自觉地理解和掌握系统性的知识，这不仅帮助学生“学会”了一门课程，而且还使学生掌握了“会学”的能力。

5 航天器总体设计课程的考核方式

传统的闭卷考试能够延续至今，有其自身优点，但针对航天器总体设计课程的特征和内容而言，完全采用这种闭卷考试方式，很难评估学生的真正水平。该课程除了应该检查学生了解和掌握其系统级知识外，还应考查学生对总体设计水平和系统指标的把握能力，以及在多种约束条件下的优化设计综合能力、语言表达和综述能力。

我校在航天器总体设计课程考核方式方面，进行了改革尝试，加大了研究型学习的评价权重。考核的总评成绩满分为100分，其中，期末试卷重点考查基本概念的理解、系统设计方法与步骤，其试卷成绩占总评成绩的30％；课外作业，如方案设计、大论文、小论文等，占总评成绩的50％；口头汇报中的表达能力，即方案设计的讲演占总评成绩的20％。这样的考核方式不仅可以促进学生平时对课程的投入，还能提高学生在总体设计方面的综合能力，保证了课程培养目标的实现。

6 航天器总体设计课程双语教学

双语教学是我国高等教育与国际接轨的必然趋势，是培养适应21世纪社会发展高素质人才的需要。美国在航天器研究的多数领域都处于遥遥领先的地位，而我国航天器研究起步较晚，有许多地方需要向发达国家学习和借鉴。所以对航天器总体设计课程，开展双语教学是非常必要的。

我校航天器总体设计课程的双语教学，根据学生的实际英文水平和开展双语教学的不同阶段确定在教学中英文所占的比例，同时以此为主要依据调整学时分配。另外，为了帮助学生理解，在“Spacecraft Systems Engineering”为主要教材基础上，再给学生推荐一本国内出版的教材，即《航天器系统工程》。该书由航天五院总师谭维炽和胡金刚主编，他们组织十几位专家参考国外教材“Spacecraft Systems Engineering”的编写模式，并结合中国航天器研制背景，编写出版了本教材。这两本书的编写思路和技术用语基本类似，这样学生在阅读教材的时候不用把精力浪费在学习不同称谓的专业词汇上。

另外，我校航天器总体设计课程开展双语教学的目的，不仅仅是教给学生英语或者专业知识，而是用英语去认知航天器专业领域的前沿知识和科技发展，培养学生接受最新专业知识的能力。

参考文献

[1] Peter Fortescue,John Stark,Graham Swinerd.Spacecraft Systems Engineering 4th Edition[M].WILEY,2011.

[2] 英国帝国理工学院[EB/OL].www3.inperial ac. uk /ugprospectus.