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航天工程研究精品(七篇)

時(shí)間:2023-07-31 16:39:38

序論:寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇航天工程研究范文,愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。

航天工程研究

篇(1)

“倒計(jì)時(shí),10、9、8……3、2、1,點(diǎn)火!起飛!”伴隨著巨大的轟鳴聲,搭載神舟十一號(hào)載人飛船的二號(hào)F 遙十一運(yùn)載火箭,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射,約575秒后神舟十一號(hào)載人飛船與火箭成功分離,進(jìn)入預(yù)定軌道,順利將景海鵬、陳冬2名航天員送入太空,發(fā)射取得圓滿成功。這是我國(guó)組織實(shí)施的第六次載人航天飛行。

從無(wú)到有、從弱到強(qiáng),中國(guó)載人航天事業(yè)不斷取得新突破。中國(guó)進(jìn)行載人航天研究的歷史可以追溯到20世紀(jì)70年代初,在中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”上天之后。當(dāng)時(shí)的國(guó)防部五院院長(zhǎng)錢(qián)學(xué)森就提出,中國(guó)要搞載人航天。國(guó)家當(dāng)時(shí)將這個(gè)項(xiàng)目命名為“714工程”,并將飛船命名為“曙光一號(hào)”。進(jìn)入80年代后,中國(guó)的空間技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,具備了返回式衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等各種應(yīng)用衛(wèi)星的研制和發(fā)射能力。特別是1975年,中國(guó)成功發(fā)射并回收了第一顆返回式衛(wèi)星,使中國(guó)成為世界上繼美國(guó)和蘇聯(lián)之后第三個(gè)掌握了衛(wèi)星回收技術(shù)的國(guó)家,這為中國(guó)開(kāi)展載人航天技術(shù)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1986年3月3日,王淦昌、陳芳允、楊嘉墀、王大珩四位科學(xué)家聯(lián)名向中央呈報(bào)了一份《關(guān)于跟蹤世界戰(zhàn)略性高技術(shù)發(fā)展》的建議。中央很快就批準(zhǔn)了這個(gè)建議,這就是后來(lái)著名的“863”計(jì)劃。“863”計(jì)劃對(duì)中國(guó)載人航天工程起到了催生的作用。1992年1月,中國(guó)政府批準(zhǔn)載人航天工程正式上馬,并命名為“921”工程。在“921”工程的七大系統(tǒng)中,核心是載人飛船。1992年9月,中央決策實(shí)施載人航天工程并確定了我國(guó)載人航天“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略:第一步,發(fā)射載人飛船;第二步,發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室;第三步,建造空間站。從1999年以來(lái),中國(guó)載人航天工程共進(jìn)行了11次飛行任務(wù),先后實(shí)現(xiàn)了從無(wú)人飛行到載人飛行,從一人一天到多人多天,從艙內(nèi)實(shí)驗(yàn)到出艙活動(dòng),從單個(gè)飛行器飛行到兩個(gè)航天器交會(huì)對(duì)接等一系列重大突破,取得了圓滿成功。

從神舟一號(hào)到神舟十一號(hào),中國(guó)載人航天事業(yè)穩(wěn)步前行。從1992年啟動(dòng)載人航天工程以來(lái),中國(guó)航天事業(yè)不斷取得新突破,成為世界上第三個(gè)獨(dú)立掌握載人航天技術(shù)、獨(dú)立開(kāi)展空間實(shí)驗(yàn)、獨(dú)立進(jìn)行出艙活動(dòng)的國(guó)家。神舟一號(hào)――實(shí)現(xiàn)天地往返重大突破。1999年11月20日,我國(guó)第一艘無(wú)人試驗(yàn)飛船“神舟一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空,經(jīng)過(guò)21個(gè)小時(shí)的飛行后順利返回地面。“神舟一號(hào)”試驗(yàn)飛船的成功發(fā)射與回收,標(biāo)志著中國(guó)載人航天技術(shù)獲得了新的重大突破,是中國(guó)航天史上的一座里程碑。神舟二號(hào)――中國(guó)第一艘正樣無(wú)人飛船。“神舟二號(hào)”是我國(guó)第一艘正樣無(wú)人飛船,技術(shù)狀態(tài)與載人飛船基本一致,它的成功發(fā)射標(biāo)志著我國(guó)載人航天事業(yè)取得了新進(jìn)展,向?qū)崿F(xiàn)載人飛行邁出了重要一步。神舟三號(hào)――載人航天安全性提高。與“神舟二號(hào)”相比,“神舟三號(hào)”飛船在運(yùn)載火箭、飛船和發(fā)射測(cè)控系統(tǒng)上,采用了許多新的先進(jìn)技術(shù),進(jìn)一步提高了載人航天的安全性和可靠性。這次發(fā)射成功標(biāo)志著我國(guó)載人航天工程取得了新的重要進(jìn)展,為把中國(guó)的航天員送上太空打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。神舟四號(hào)――突破中國(guó)低溫發(fā)射的歷史紀(jì)錄。“神舟四號(hào)”的配置、功能及技術(shù)狀態(tài)與載人飛船基本相同。神舟五號(hào)――成功實(shí)施首次載人航天飛行。2003年10月15日,我國(guó)第一艘載人飛船“神舟五號(hào)”成功發(fā)射。中國(guó)首位航天員楊利偉成為浩瀚太空的第一位中國(guó)訪客。“神舟五號(hào)”21小時(shí)23分鐘的太空行程,標(biāo)志著中國(guó)已成為世界上繼俄羅斯和美國(guó)之后,第三個(gè)能夠獨(dú)立開(kāi)展載人航天活動(dòng)的國(guó)家。神舟六號(hào)――成功實(shí)現(xiàn)多人多天飛行。2005年10月12日,“神舟六號(hào)”成功發(fā)射,航天員費(fèi)俊龍、聶海勝被順利送往太空。“神舟六號(hào)”進(jìn)行了我國(guó)載人航天工程的首次多人多天飛行試驗(yàn),完成了我國(guó)真正意義上有人參與的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。“神舟五號(hào)”和“神舟六號(hào)”飛行任務(wù)的圓滿成功,標(biāo)志著我國(guó)實(shí)現(xiàn)了載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的第一步任務(wù)目標(biāo)。神舟七號(hào)――航天員出艙在太空行走。2008年9月25日,“神舟七號(hào)”成功發(fā)射,航天員翟志剛出艙作業(yè),劉伯明在軌道艙內(nèi)協(xié)助,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)歷史上第一次太空漫步,中國(guó)成為第三個(gè)有能力把太空人送上太空并進(jìn)行太空漫步的國(guó)家。神舟八號(hào)――與“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接。2011年11月1日,無(wú)人飛船“神舟八號(hào)”發(fā)射升空。升空后2天,“神舟八號(hào)”與此前發(fā)射的“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器進(jìn)行了空間交會(huì)對(duì)接。組合體運(yùn)行12天后,“神舟八號(hào)”飛船脫離“天宮一號(hào)”并再次與之進(jìn)行交會(huì)對(duì)接試驗(yàn),這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)成功突破了空間交會(huì)對(duì)接及組合體運(yùn)行等一系列關(guān)鍵技術(shù)。神舟九號(hào)――實(shí)現(xiàn)“天宮一號(hào)”與神九載人交會(huì)對(duì)接。2012年6月16日,“神舟九號(hào)”發(fā)射升空,共搭載三名航天員――景海鵬、劉旺、劉洋。劉洋也成為中國(guó)第一個(gè)飛向太空的女性。飛船于2012年6月18日11時(shí)左右轉(zhuǎn)入自主控制飛行,14時(shí)左右與“天宮一號(hào)”實(shí)施自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。這是中國(guó)實(shí)施的首次載人空間交會(huì)對(duì)接,也是在2020年前后建立空間站計(jì)劃的重要一步。神舟十號(hào)――中國(guó)載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)首次應(yīng)用性飛行。2013年6月11日,“神舟十號(hào)”載人飛船將三名航天員――聶海勝、張曉光、王亞平送入太空。“神舟十號(hào)”是中國(guó)載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)的首次應(yīng)用性飛行。它的成功發(fā)射標(biāo)志著中國(guó)已經(jīng)擁有了一個(gè)可以實(shí)際應(yīng)用的天地往返運(yùn)輸系統(tǒng),中國(guó)人向著熟悉太空、利用太空、享受太空的夢(mèng)想又邁進(jìn)了一大步。神舟十一號(hào)――中國(guó)持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的一次載人飛行。2016年10月17日,搭載兩名航天員――景海鵬和陳冬的“神舟十一號(hào)”成功發(fā)射。“神舟十一號(hào)”是中國(guó)載人航天工程“三步走”中從第二步到第三步的一個(gè)過(guò)渡,為中國(guó)建造載人空間站作準(zhǔn)備。

篇(2)

2008年9月27日下午16點(diǎn)40分,當(dāng)?shù)灾緞傢樌蜷_(kāi)神舟七號(hào)宇宙飛船軌道艙的艙門(mén),在太空中揮動(dòng)著面國(guó)旗向全國(guó)人民致意時(shí),整個(gè)中國(guó)沸騰了!

這是中國(guó)航天員第一次走出宇宙飛船軌道艙。“當(dāng)成功接過(guò)鮮艷的五星紅旗在太空揮舞時(shí),我內(nèi)心充滿自豪,也聽(tīng)到了來(lái)自祖國(guó)的歡呼聲!”翟志剛說(shuō),那一刻是他進(jìn)入太空后第一次動(dòng)情。而此刻,同樣正在觀看直播的神七設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也露出了開(kāi)心的笑容:翟志剛所展示的“太空國(guó)旗”正是由他們一針線集體繡制的。

神舟七號(hào)飛船突破了中國(guó)載人航天出艙活動(dòng)的技術(shù)難關(guān),這是中國(guó)航天史的大事,也是整個(gè)中華民族的大事。在飛船發(fā)射前,以什么樣的方式來(lái)展示中國(guó)人太空邀游的風(fēng)采,記錄下這歷史性的一刻,是“神七”決策者們一直在考慮的問(wèn)題。

國(guó)旗成為大家不約而同的選擇。而選用什么樣的國(guó)旗,在飛行的什么階段展示?上級(jí)決定以“競(jìng)標(biāo)”的方式讓各個(gè)系統(tǒng)拿出各自的方案。

最后,成功“中標(biāo)”的展示方案來(lái)自飛船系統(tǒng)的主要研制單位――中國(guó)空間技術(shù)研究院,而創(chuàng)意則是來(lái)自于一次偶然的聊天。一次,飛船系統(tǒng)各個(gè)部門(mén)的老總在一起聊天,無(wú)意中談到最近試驗(yàn)隊(duì)很多女試驗(yàn)隊(duì)員都迷上了十字繡,于是一個(gè)創(chuàng)意產(chǎn)生了;讓所有參與飛船試驗(yàn)的隊(duì)員一起繡一面國(guó)旗,豈不是很有意義?這個(gè)創(chuàng)意很快得到了上級(jí)的贊同和支持。中國(guó)空間技術(shù)研究院載人航天總體室研制飛船的“女將”們披掛上陣,拿出攻克航天難題的認(rèn)真勁兒開(kāi)始捉摸繡國(guó)旗的最佳方法。在室副主任朱光辰的帶領(lǐng)下,當(dāng)時(shí)在發(fā)射場(chǎng)的6名試驗(yàn)隊(duì)女隊(duì)員俞進(jìn),劉曉霞、李皖玲、夏奕、彭梅、王晨輝分工合作,開(kāi)始進(jìn)行前期的論證、設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備工作;俞進(jìn)和劉曉震負(fù)責(zé)選材料,出于對(duì)神舟七號(hào)飛行安全的考慮,國(guó)旗的面料采用了“真絲電力紡”,而不是傳統(tǒng)的化纖材料,以防止產(chǎn)生靜電。她們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),一層繡布太薄,在太空失重的情況下,展示效果并不好,而把兩塊布料正反面合繡到一起就解決了這個(gè)問(wèn)題;沒(méi)有圖樣怎么辦?這也難不到航天女將們,她們找來(lái)先前在北京訂做的一面按二號(hào)國(guó)旗同比例縮小的PVC板材的國(guó)旗作為模子,并買(mǎi)來(lái)了專(zhuān)業(yè)的繡架,大大提高了工作效率……

經(jīng)過(guò)反復(fù)的比較和論證,她們最終決定選用了六股線,十字交叉繡的繡法。

距離“神七”發(fā)射半個(gè)月前,中國(guó)載人航天工程副總指揮張建啟到發(fā)射場(chǎng)視察,他聽(tīng)取了各個(gè)系統(tǒng)展示國(guó)旗的方案,覺(jué)得飛船系統(tǒng)繡國(guó)旗的方案最有意義,并倡議載人航天工程各個(gè)系統(tǒng)的試驗(yàn)隊(duì)員都來(lái)參與國(guó)旗的繡制。

9月17日,兩臺(tái)攝像機(jī)記錄下了載人航天工程各大系統(tǒng)試驗(yàn)隊(duì)員共繡一面國(guó)旗的時(shí)刻――中國(guó)載人航天工程副總指揮張建啟,中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平,中國(guó)載人航天工程副總指揮、中國(guó)航天科技集團(tuán)公司總經(jīng)理馬興瑞,中國(guó)航天科技集團(tuán)公司副總經(jīng)理袁家軍和中國(guó)空間技術(shù)研究院的楊保華院長(zhǎng),李開(kāi)民書(shū)記,宋黎定副院長(zhǎng)等在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和示范下,親手在繡布上繡上了航天人對(duì)祖國(guó)的摯愛(ài)深情;飛船前總設(shè)計(jì)師、參與過(guò)中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)的戚發(fā)軔院士和“神七”飛船總指揮、總設(shè)計(jì)師張柏楠,尚志也參與其中。許多男試驗(yàn)隊(duì)員拿起針線來(lái)不免尷尬和笨拙,但還是認(rèn)真,細(xì)致地在國(guó)旗上繡進(jìn)了自己的一片心意……來(lái)自飛船系統(tǒng)航天員系統(tǒng),火箭系統(tǒng),發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng),測(cè)控系統(tǒng),回收系統(tǒng)的200多名試驗(yàn)隊(duì)員在繡布上繡出金燦燦的五顆星,并在紀(jì)念旗幟上簽上了自己的名字。

篇(3)

《規(guī)劃》提出了我國(guó)“十一五”空間發(fā)展六大目標(biāo):

一、實(shí)施國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃中的載人航天和月球探測(cè)工程;

二、自主研制硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡,實(shí)現(xiàn)我國(guó)空間天文衛(wèi)星零的突破,在黑洞物理研究等領(lǐng)域取得突破;

三、發(fā)射“實(shí)踐-10號(hào)”返回式空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星,進(jìn)行微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究;

四、充分利用空間科學(xué)的國(guó)際合作優(yōu)勢(shì),參與中俄火星空間環(huán)境探測(cè)計(jì)劃和世界空間紫外天文臺(tái)計(jì)劃以及中法太陽(yáng)爆發(fā)探測(cè)小衛(wèi)星計(jì)劃;

五、進(jìn)一步深化空間太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵技術(shù)研究,開(kāi)展“夸父”計(jì)劃的背景項(xiàng)目預(yù)先研究,凝練科學(xué)目標(biāo),突破關(guān)鍵技術(shù);

六、開(kāi)展空間科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和科學(xué)研究。

六大發(fā)展目標(biāo)明確,“十一五”期間,我國(guó)將在空間天文和太陽(yáng)物理、空間物理與太陽(yáng)系探測(cè)、微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)三個(gè)主要領(lǐng)域開(kāi)展科學(xué)研究和探索;將進(jìn)一步開(kāi)展載人航天工程、月球探測(cè)工程、空間硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡和返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星等四項(xiàng)主要空間項(xiàng)目計(jì)劃。載人航天工程要突破航天員出艙活動(dòng)以及空間飛行器交會(huì)對(duì)接重大技術(shù),開(kāi)展具有一定應(yīng)用規(guī)模的短期無(wú)人照料、長(zhǎng)期在軌自主飛行的空間實(shí)驗(yàn)室的研制,開(kāi)展微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)、空間天文和空間物理等方面的科學(xué)研究。開(kāi)展載人航天工程后續(xù)研究工作。月球探測(cè)工程要在2007年實(shí)現(xiàn)繞月探測(cè),實(shí)現(xiàn)獲取月球表面三維影像,分析月球表面元素含量和物質(zhì)類(lèi)型的分布特點(diǎn),探測(cè)月壤特性和地月空間環(huán)境等主要科學(xué)目標(biāo)。2012年前后實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和自動(dòng)巡視勘察;2017年前后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采樣返回。空間硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃要在2010年發(fā)射上天,實(shí)現(xiàn)我國(guó)空間天文衛(wèi)星零的突破。返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“實(shí)踐10號(hào)”計(jì)劃于2009年發(fā)射,并要取得一批重大應(yīng)用研究和重要基礎(chǔ)研究成果;“十一五”期間,我國(guó)還將與俄羅斯合作開(kāi)展火星空間環(huán)境探測(cè)計(jì)劃和世界空間紫外天文臺(tái)計(jì)劃。

篇(4)

航天事業(yè)是一個(gè)國(guó)家強(qiáng)盛的重要標(biāo)志。曾有人這樣評(píng)價(jià),在國(guó)家實(shí)力排行中,航天排第一,什么都會(huì)排第一;航天要排第二,什么都第二。航天事業(yè)獲益于國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,反過(guò)來(lái)又對(duì)國(guó)家發(fā)展進(jìn)步給予有力戰(zhàn)略支持和科技支撐。正因?yàn)槿绱耍鲊?guó)都在暗暗使勁,中國(guó)也沒(méi)有放松怠慢。

航天事業(yè)帶來(lái)的精神財(cái)富更值得珍惜。要想干好航天,首先要有敬業(yè)精神。航天技術(shù)難度很大,必須耐得住寂寞,抵得住誘惑,踏踏實(shí)實(shí)、一心一意地扎進(jìn)去研究;其次要有協(xié)作精神。載人航天工程有數(shù)萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn),幾十萬(wàn)條程序語(yǔ)言。相關(guān)人員、各個(gè)單位都必須密切協(xié)作。每個(gè)人都做好自己的事,才不會(huì)因疏忽而出問(wèn)題;最后還要有求真務(wù)實(shí)精神,來(lái)不得半點(diǎn)虛假。假論文能夠蒙混過(guò)關(guān),但航天工作哪怕有一點(diǎn)兒漏判,一點(diǎn)兒疏忽,最后都會(huì)釀成嚴(yán)重后果。有了這些基礎(chǔ)之后,最后才是專(zhuān)業(yè)素質(zhì)的要求。

追逐航天夢(mèng)的幾代人都堅(jiān)守著這份精神財(cái)富:第一代航天人是在國(guó)家基礎(chǔ)很差、百?gòu)U待興的時(shí)候開(kāi)創(chuàng)航天事業(yè)的,起步艱難;第二代時(shí)還沒(méi)有形成系統(tǒng)的航天事業(yè),很多精英把一生都獻(xiàn)給這項(xiàng)事業(yè);我們這一代屬于第三代,改革開(kāi)放初期參加工作。當(dāng)時(shí)有句話叫“賣(mài)導(dǎo)彈不如賣(mài)茶葉蛋”,我的很多同學(xué)、同事都下海經(jīng)商。憑著對(duì)事業(yè)的熱愛(ài),這代航天人守住誘惑,不斷開(kāi)拓;現(xiàn)在的第四代更把理想寄托在這里。中國(guó)航天事業(yè)這些年得到全國(guó)很大支持,尤其是神舟飛船成功以后,很多大學(xué)生非常向往航天職業(yè),主動(dòng)要求來(lái)這里為祖國(guó)做貢獻(xiàn)。航天人的使命光榮,人生也因在挑戰(zhàn)中不懈奮斗而精彩。

民族復(fù)興大業(yè)中,航天事業(yè)是一個(gè)縮影。其實(shí)我們國(guó)家的許多重大科研攻關(guān)項(xiàng)目,背后總有一群看名利淡如水、視事業(yè)重如山,扎扎實(shí)實(shí)干工作,默默無(wú)聞作貢獻(xiàn)的人。干任何事,都需要奮斗與打拼。仰望星空,也要腳踏大地。拿我的同事來(lái)說(shuō),許多時(shí)候,為了突破一道技術(shù)難關(guān),同事們常常通宵作戰(zhàn)、魔鬼式攻關(guān)。平時(shí)每天工作十個(gè)小時(shí)以上是常態(tài),周六鐵定不休息,周日有時(shí)要加班。靠著嚴(yán)慎細(xì)實(shí)、精益求精的工作作風(fēng),靠著艱苦奮斗、頑強(qiáng)拼搏的工作態(tài)度,航天人用一個(gè)個(gè)拳頭產(chǎn)品,一道道核心技術(shù),為天宮一號(hào)和神舟飛船馳騁寰宇提供了有力的保證。

篇(5)

關(guān)鍵詞:建構(gòu)主義;基于問(wèn)題的學(xué)習(xí);航天工程教育;小衛(wèi)星

中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)42-0140-04

自改革開(kāi)放到21世紀(jì)初期,中國(guó)的發(fā)展世界矚目,我們不論在政治、經(jīng)濟(jì)、文化等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,中國(guó)已成為名副其實(shí)的世界大國(guó),取得這樣的成就,在很大程度上依賴于我國(guó)推行的科教興國(guó)戰(zhàn)略所造就的龐大的優(yōu)秀人才隊(duì)伍。然而,不容忽視的現(xiàn)實(shí)是,目前我國(guó)培養(yǎng)的工程師隊(duì)伍雖然已經(jīng)超出美國(guó)的10倍,但是工程師的整體知識(shí)水平、設(shè)計(jì)能力,尤其是優(yōu)秀工程師的總體質(zhì)量與美國(guó)、德國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家甚至一些發(fā)展中國(guó)家都有很大的差距[1],具體表現(xiàn)在工程教育方面就是教學(xué)內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)需求相脫節(jié),工程實(shí)踐經(jīng)歷缺乏,工程師培養(yǎng)體系不夠健全等。導(dǎo)致這些問(wèn)題的深層次原因主要在于我國(guó)的工程教育依然停留在科學(xué)范式而不是工程范式,工程教育過(guò)分強(qiáng)調(diào)了工程科學(xué),而忽視了諸如設(shè)計(jì)等實(shí)踐能力培養(yǎng)的環(huán)節(jié)[1-2]。工程教育不同于自然科學(xué)教育,它是一種以技術(shù)科學(xué)為主要學(xué)科基礎(chǔ),以培養(yǎng)工程技術(shù)人才為主要目標(biāo)的專(zhuān)門(mén)教育[3]。即工程教育的目的就是培養(yǎng)工程師,這一理念在包括像MIT這樣的世界一流大學(xué)早已達(dá)成共識(shí),MIT的畢業(yè)生,無(wú)論學(xué)士、碩士或博士,到公司就職就是擔(dān)任工程技術(shù)人員。通過(guò)工程教育提高工程師教育的水平,完成這一目標(biāo)有兩點(diǎn)很重要:教育的方式和教育的工具。PBL是一種應(yīng)用廣泛學(xué)科教學(xué)方法,它不僅僅使學(xué)生獲取知識(shí),并且要求他們學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)。讓學(xué)生能夠?qū)⑿碌男畔⑴c學(xué)過(guò)的知識(shí)結(jié)合起來(lái)明白他們應(yīng)該如何應(yīng)用掌握知識(shí)。在建立學(xué)習(xí)的框架時(shí),應(yīng)當(dāng)特別注意學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)并且激活這些知識(shí)。加快新信息的處理和幫助學(xué)生建立有意義的聯(lián)系是教育和學(xué)習(xí)的基本要求。PBL促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與和學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)變成一個(gè)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程――討論問(wèn)題、研究背景、分析解決方法、設(shè)計(jì)方案、得出最終結(jié)果。這種主動(dòng)學(xué)習(xí)方法不僅對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)更加有趣,也使學(xué)生們對(duì)資料有了更深的了解。近年來(lái),我國(guó)教育界的學(xué)者和奮戰(zhàn)在一線的教育工作者們以這種理論為基礎(chǔ),針對(duì)我國(guó)教育教學(xué)的實(shí)際情況,進(jìn)行了一系列基于PBL理論的教育教學(xué)改革理論研究和實(shí)踐,取得了一定的效果。近年來(lái),“小衛(wèi)星”已經(jīng)成為航天發(fā)展的熱點(diǎn)話題,而將小衛(wèi)星作為航天工程教育的平臺(tái),也越來(lái)越成為一種趨勢(shì)。以小衛(wèi)星作為載體開(kāi)展航天工程教育的優(yōu)勢(shì)在于:(1)成本低,多數(shù)大學(xué)里的實(shí)驗(yàn)室都可以開(kāi)展這類(lèi)項(xiàng)目;(2)開(kāi)發(fā)周期短(一年到兩年),學(xué)生可以在畢業(yè)前看到項(xiàng)目成果;(3)體積小,重量輕,使制造和測(cè)試可以在比較狹小的大學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行;(4)復(fù)雜度適中的衛(wèi)星系統(tǒng),使學(xué)生在參與整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)工程實(shí)施的過(guò)程中,能夠獲得一些具體的系統(tǒng)或子系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)。作為教育工具,小衛(wèi)星的重要意義在于:可由學(xué)生自主設(shè)計(jì)、制造甚至發(fā)射升空,即使不能發(fā)射,也應(yīng)在與實(shí)際發(fā)射相似的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。這一點(diǎn)非常重要,因?yàn)檫@樣學(xué)生可以得到真實(shí)情況的反饋,雖然有時(shí)實(shí)驗(yàn)會(huì)失敗,但失敗也都是下一次實(shí)驗(yàn)成功的基石。“設(shè)計(jì)-制造-測(cè)試-總結(jié)-再設(shè)計(jì)”這樣的系統(tǒng)循環(huán)設(shè)計(jì)模式,可以很容易地在機(jī)器人或計(jì)算機(jī)這類(lèi)領(lǐng)域?qū)嵤臻g系統(tǒng)發(fā)展所需的巨大成本和少有的發(fā)射機(jī)會(huì)讓我們不得不停止發(fā)展空間教育中的這類(lèi)循環(huán)模式。而小衛(wèi)星計(jì)劃可以提供一個(gè)工具以實(shí)現(xiàn)該模式。

一、基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)

基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心的主動(dòng)型教學(xué)模式和課程體系設(shè)置方法,其最初是由加拿大的麥克馬斯特大學(xué)(McMaster University)醫(yī)學(xué)院于20世紀(jì)60年代在醫(yī)學(xué)課程教改中逐步形成并提煉出來(lái)的。在PBL中,教師根據(jù)課程要求和學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)預(yù)先定義一個(gè)不完整的或劣構(gòu)的問(wèn)題,然后讓學(xué)生進(jìn)行研究,理論聯(lián)系實(shí)際,運(yùn)用已掌握的知識(shí)和技能提出解決問(wèn)題的可行方案,讓學(xué)生親身參與問(wèn)題求解的每一個(gè)步驟和知識(shí)構(gòu)建的過(guò)程,從而將其先前獲得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)很好地整合起來(lái),使已有知識(shí)結(jié)構(gòu)得到完善的同時(shí)達(dá)到對(duì)新知識(shí)的理解與掌。

1.目標(biāo)和基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)法的特點(diǎn)。基于問(wèn)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(shí),并且要運(yùn)用知識(shí)。PBL重視模型和問(wèn)題的解決。它試圖模擬現(xiàn)實(shí)生活中的工程研究和開(kāi)發(fā)過(guò)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(kāi)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(wèn)題形成組織重點(diǎn)并刺激學(xué)習(xí)。(5)問(wèn)題是拓展真正的問(wèn)題解決能力的工具。(6)新的信息是通過(guò)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(zhuān)門(mén)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(guò)對(duì)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(wèn)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(lái)就是從簡(jiǎn)單的項(xiàng)目到高度復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)建立過(guò)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?cè)O(shè)計(jì)、構(gòu)思并且試飛的由無(wú)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?cè)O(shè)計(jì)、搭建并且試飛了無(wú)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(dòng)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(jiàn)一個(gè)實(shí)際的問(wèn)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(jí)課程完全利用基于問(wèn)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(wèn)題,通過(guò)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(duì)于基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)方法的分類(lèi)框架(見(jiàn)表1)。它將問(wèn)題分為四個(gè)等級(jí),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(jí):?jiǎn)栴}集。問(wèn)題集是指在大多數(shù)工程課程中發(fā)現(xiàn)的傳統(tǒng)問(wèn)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(wèn)題的設(shè)計(jì)者知道)。所有學(xué)生解決同樣的問(wèn)題,有時(shí)獨(dú)自解決,有時(shí)以小組形式解決。問(wèn)題需要在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)解決。二級(jí):小型實(shí)驗(yàn)。小型實(shí)驗(yàn)是指在結(jié)構(gòu)化問(wèn)題下的實(shí)驗(yàn)課。例如測(cè)量或觀察某種工程現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。這些問(wèn)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(shuō),每個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)解決與其他團(tuán)隊(duì)同樣的問(wèn)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(dòng)力學(xué)》課上對(duì)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(duì)空氣動(dòng)力減速器的各種測(cè)試。三級(jí):大型實(shí)驗(yàn)。比起前幾個(gè)階段,這個(gè)階段的問(wèn)題需要更長(zhǎng)的時(shí)間去解決,可能會(huì)耗費(fèi)幾周或整個(gè)學(xué)期。到了這個(gè)階段問(wèn)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(dòng)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(dòng)飛行器設(shè)計(jì)等。四級(jí):頂級(jí)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(jí)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(lái)設(shè)法更接近于實(shí)際工程。在頂級(jí)實(shí)驗(yàn)中,工程的四個(gè)階段都將涉及。頂級(jí)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(jí)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。可以看出三級(jí)和四級(jí)問(wèn)題的解決過(guò)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(dòng)性過(guò)程,符合之前所說(shuō)的PBL標(biāo)準(zhǔn)。然而一級(jí)和二級(jí)中的項(xiàng)目體驗(yàn)過(guò)程更結(jié)構(gòu)化,在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生體驗(yàn)到關(guān)于問(wèn)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(wèn)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(jí)的框架來(lái)層次化PBL體驗(yàn)過(guò)程確保了從高度結(jié)構(gòu)化問(wèn)題到無(wú)約束和復(fù)雜問(wèn)題情況的合理推廣。

3.基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)方法的評(píng)估。基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)方法的評(píng)估是多模式和長(zhǎng)期性的。這些方法包括實(shí)驗(yàn)室期刊、技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)、設(shè)計(jì)審查、技術(shù)報(bào)告、團(tuán)隊(duì)協(xié)作評(píng)估、設(shè)計(jì)作品、互評(píng)和自評(píng)。教師的角色主要是顧問(wèn)和指導(dǎo)員,以及在學(xué)習(xí)過(guò)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?cè)O(shè)計(jì)、制造并試飛由無(wú)線電控制的浮空飛行器,設(shè)計(jì)審查作品和最后的評(píng)估工作都是由飛行器競(jìng)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(jí)學(xué)生分析在問(wèn)題集中與氣動(dòng)性能、穩(wěn)定性和推進(jìn)裝置有關(guān)的問(wèn)題,并動(dòng)手組裝和試飛無(wú)線電控制的電推力飛行器。與第一年的課程相似,評(píng)估手段包括問(wèn)題集、設(shè)計(jì)審查以及最后的一場(chǎng)比賽。

除了評(píng)估認(rèn)知能力的培養(yǎng)效果,情感變化也要被評(píng)估。評(píng)估學(xué)生們?cè)趩?wèn)題處理過(guò)程中的信心、參與到解決具有挑戰(zhàn)性問(wèn)題中的意愿和控制問(wèn)題解決進(jìn)展的感覺(jué)也很重要。這些情感變化可以通過(guò)觀察、訪談、作品、期刊和其他形式的自評(píng)進(jìn)行評(píng)估。

二、小衛(wèi)星平臺(tái)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(shí)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(Conceive-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(shí)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(kāi)發(fā)模式及其開(kāi)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(kāi)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(kāi)展了很多項(xiàng)目為大學(xué)提供發(fā)射機(jī)會(huì),讓他們逐漸學(xué)會(huì)如何開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)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(guó)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(chēng)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(tái)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(huì),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(cè)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(duì)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(yíng)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(guó)和歐洲各國(guó)。然而,在意識(shí)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(guó)內(nèi)開(kāi)始大力推動(dòng)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(huì),他們分別是JSME、JSASS與IEICE。經(jīng)過(guò)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(huì),同時(shí)鼓勵(lì)一流大學(xué)開(kāi)始進(jìn)行實(shí)體衛(wèi)星的制造項(xiàng)目。評(píng)審項(xiàng)目分成兩大類(lèi),創(chuàng)意類(lèi)評(píng)審該項(xiàng)目的創(chuàng)意與想法,設(shè)計(jì)類(lèi)評(píng)審衛(wèi)星設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性。提交的項(xiàng)目首先會(huì)進(jìn)行初步的評(píng)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(píng)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(huì)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(huì)(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(huì)的形式十分獨(dú)特,出席會(huì)議的日本和美國(guó)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(kāi)討論,在一天半的研討會(huì)后,各組需要向其他組展示他們的項(xiàng)目設(shè)計(jì)書(shū)。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CanSat(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(huì)上提出。立方體衛(wèi)星為重1kg,長(zhǎng)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(jiǎn)單:當(dāng)P-POD的門(mén)打開(kāi),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(kāi)始了立方體衛(wèi)星項(xiàng)目,并大致完成了設(shè)計(jì)和EM級(jí)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(kāi)發(fā)的基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)。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(guò)“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(guò)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(cè)繪全球引力場(chǎng)的子衛(wèi)星,將在歷時(shí)超過(guò)6個(gè)月的時(shí)間里執(zhí)行測(cè)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(lái)歐洲的科學(xué)和勘探計(jì)劃的一個(gè)強(qiáng)大的動(dòng)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(tái)和培養(yǎng)范式

我國(guó)在“十二五”規(guī)劃中提出了“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略”,要“圍繞提高科技創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)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?chē)?guó)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(guó)工科大學(xué)中實(shí)施PBL教學(xué)存在問(wèn)題案例少、實(shí)施成本高、評(píng)價(jià)方式單一和師生角色僵化等問(wèn)題,因此,需要根據(jù)我國(guó)工程教育的現(xiàn)狀和國(guó)情對(duì)PBL教學(xué)進(jìn)行本地化處理,不能生搬硬套,具體來(lái)講有以下幾個(gè)方面需要注意。

1.樹(shù)立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。樹(shù)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(shí)到這一點(diǎn)。

2.根據(jù)具體航天任務(wù)設(shè)計(jì)問(wèn)題。豐富的問(wèn)題案例是PBL教學(xué)成功的關(guān)鍵。每門(mén)專(zhuān)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(wèn)題設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ),結(jié)合具體的實(shí)施條件進(jìn)行問(wèn)題案例的設(shè)計(jì)。為了保持熱情,學(xué)生們可以一種競(jìng)賽的形式開(kāi)始項(xiàng)目,學(xué)生們互相分享自己的認(rèn)識(shí),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(tái)的開(kāi)放性與多樣性。除了教育實(shí)踐空間項(xiàng)目對(duì)航空航天教育帶來(lái)的價(jià)值之外,學(xué)生建造空間項(xiàng)目長(zhǎng)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(kāi)放實(shí)驗(yàn)室及其配套的開(kāi)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(guó)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(dòng)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(guò)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(wú)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(píng)估體系。在實(shí)施PBL的過(guò)程中,可以采用學(xué)生自我評(píng)價(jià)、同學(xué)互評(píng)及教師評(píng)價(jià)相結(jié)合的辦法,注重學(xué)生的過(guò)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(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生,而是要采取靈活多樣的評(píng)估體系,建立激發(fā)創(chuàng)新的長(zhǎng)效機(jī)制。除了評(píng)估認(rèn)知能力的發(fā)展和成就,情感變化也要被評(píng)估。評(píng)估學(xué)生們?cè)趩?wèn)題處理過(guò)程中的信心、參與到解決具有挑戰(zhàn)性問(wèn)題中的意愿和控制問(wèn)題解決進(jìn)展的感覺(jué)也很重要。

四、結(jié)論

PBL植根于建構(gòu)主義理論之上,強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)和知識(shí)意義的構(gòu)建,是一種先進(jìn)的培育創(chuàng)新精神和激發(fā)創(chuàng)新思維活動(dòng)的教學(xué)/學(xué)習(xí)方式。PBL強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,問(wèn)題、教師和團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)是PBL教學(xué)法實(shí)施的三大關(guān)鍵要素。本文在總結(jié)PBL理論的基礎(chǔ)上,在此基礎(chǔ)上根據(jù)我國(guó)航天工程教育的現(xiàn)狀,從國(guó)外幾個(gè)航空航天教育典型案例吸取經(jīng)驗(yàn),討論了以小衛(wèi)星作為航天工程教育工具的重要性;其次,敘述了它作為太空技術(shù)發(fā)展新成員的重要性。探討了基于PBL理論的航天工程教育在學(xué)生群體中推行的途徑,期望能促進(jìn)教育工作者對(duì)有關(guān)問(wèn)題的思考。

由學(xué)生運(yùn)作衛(wèi)星項(xiàng)目極具挑戰(zhàn)性,但這會(huì)給參與項(xiàng)目的學(xué)生和院校帶來(lái)巨大回報(bào)。這些項(xiàng)目提供大學(xué)生關(guān)于設(shè)計(jì)、分析、測(cè)試、制造和操作空間系統(tǒng)方面的實(shí)踐經(jīng)歷。有證據(jù)表明,參與空間飛行器設(shè)計(jì)項(xiàng)目的學(xué)生,能力得到顯著提高。統(tǒng)計(jì)證據(jù)也顯示如果相當(dāng)數(shù)量的大學(xué)參與空間飛行器設(shè)計(jì)活動(dòng),進(jìn)入空間領(lǐng)域工作的學(xué)生數(shù)量會(huì)顯著增長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn):

[1]余曉,孔寒冰.能力導(dǎo)向的工程實(shí)踐模式比較與評(píng)價(jià)[J].高等工程教育研究,2011,(3):28-34.

篇(6)

2011年9月29日,我國(guó)自主研制的“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器發(fā)射取得圓滿成功,拉開(kāi)了我國(guó)建立太空實(shí)驗(yàn)室的序幕。“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器高10.4米、重8.5噸,分為實(shí)驗(yàn)艙和資源艙,艙體的最大直徑達(dá)3.35米。與之前的載人航天器相比,“天宮一號(hào)”為航天員提供的可活動(dòng)空間大大拓展。達(dá)到15立方米,能夠同時(shí)滿足3名航天員工作和生活的需要。實(shí)驗(yàn)艙前端裝有被動(dòng)式對(duì)接結(jié)構(gòu),可與追蹤飛行器進(jìn)行對(duì)接。

中國(guó)載人航天工程從1992年實(shí)施至今,由“神舟一號(hào)”到“天宮一號(hào)”,在近20年的時(shí)間里,中國(guó)載人航天事業(yè)取得了一次又一次的輝煌。“天宮一號(hào)”的發(fā)射是建立中國(guó)空間站的起點(diǎn),標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)擁有建立初步空間站即短期無(wú)人照料的空間站的能力,極大地拉近了與美國(guó)、俄羅斯等太空科技強(qiáng)國(guó)的距離。

一個(gè)月后,“神舟八號(hào)”發(fā)射成功,并實(shí)現(xiàn)了與“天宮一號(hào)”的交會(huì)對(duì)接。據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,“神九”“神十”也會(huì)繼“神八”后相繼發(fā)射,并與“天宮一號(hào)”對(duì)接,建成我國(guó)自己的空間站。

多維解讀

總理說(shuō):“航天工程是當(dāng)今世界最活躍、最有影響的科技領(lǐng)域之一,是人類(lèi)文明高度發(fā)展的重要標(biāo)志。中華民族要屹立于世界民族之林,必須占領(lǐng)世界科技制高點(diǎn)。”“天宮一號(hào)”凝聚了中國(guó)人長(zhǎng)久的夢(mèng)想和辛勤的汗水,帶給我們諸多的啟示。

一、夢(mèng)想與科技。無(wú)論是“嫦娥奔月”還是敦煌的“飛天”,無(wú)論是《封神演義》中的雷震子還是《西游記》中的孫悟空,無(wú)數(shù)神話傳說(shuō)都反映出我國(guó)人民“飛天”的美好夢(mèng)想。世界公認(rèn)的“真正的航天始祖”,是一位名叫萬(wàn)戶的明代官員。他坐在綁了很多火箭的椅子上,手里拿著風(fēng)箏,想飛上天去,結(jié)果摔得粉身碎骨。中國(guó)人的“飛天夢(mèng)”一直沒(méi)有中斷,但夢(mèng)想如果沒(méi)有科技的支撐就會(huì)變成癡心妄想。隨著時(shí)代的發(fā)展,科技尤其是航天技術(shù)取得了飛速的發(fā)展。前蘇聯(lián)、美國(guó)先后登陸太空。中國(guó)也不甘示弱,“天宮一號(hào)”的發(fā)射,展示了我國(guó)在航天科技領(lǐng)域的先進(jìn)水平,表明我國(guó)占領(lǐng)世界科技制高點(diǎn)的能力和決心。

篇(7)

15日21時(shí)42分,中國(guó)載人航天工程總指揮、空間站階段飛行任務(wù)總指揮部總指揮長(zhǎng)李尚福下達(dá)命令,翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員領(lǐng)命出征,即將開(kāi)啟為期6個(gè)月的飛行任務(wù)。

不久前,神舟十二號(hào)載人航天任務(wù)剛剛順利收官。同樣是載人航天項(xiàng)目,同樣是三名航天員出征太空,這一次發(fā)射的神舟十三號(hào)究竟有哪些不同之處?

據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室副主任林西強(qiáng)介紹,神舟十二號(hào)任務(wù)創(chuàng)造了多個(gè)“首次”:

一是中國(guó)航天員首次進(jìn)駐中國(guó)空間站;

二是首次實(shí)現(xiàn)航天員3個(gè)月長(zhǎng)期駐留;

三是首次實(shí)現(xiàn)了載人自主快速交會(huì)對(duì)接,交會(huì)對(duì)接時(shí)間由2天縮短到6.5小時(shí);

四是航天員首次利用機(jī)械臂實(shí)施了艙外作業(yè);

五是首次在軌全面系統(tǒng)地驗(yàn)證了再生式環(huán)控生保技術(shù);

六是首次實(shí)現(xiàn)了在軌物資動(dòng)態(tài)管理;

七是首次進(jìn)行了三個(gè)飛行器組合體飛行;

八是首次在發(fā)射場(chǎng)實(shí)施了載人飛船、載人火箭應(yīng)急救援待命,驗(yàn)證了“滾動(dòng)備份”策略;

九是東風(fēng)著陸場(chǎng)首次執(zhí)行了航天員搜救回收任務(wù);

十是運(yùn)營(yíng)規(guī)劃中心、航天員支持中心、航天器在軌支持中心等六個(gè)支持中心首次實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期載人情況下的“集中+分布”飛控支持模式。

神舟十三號(hào)的主要目的則包括:

一是開(kāi)展機(jī)械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位、手控遙操作等空間站組裝建造關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn);

二是進(jìn)行2-3次出艙活動(dòng),安裝大小機(jī)械臂雙臂組合轉(zhuǎn)接件及懸掛裝置,為后續(xù)空間站建造任務(wù)作準(zhǔn)備;

三是進(jìn)一步驗(yàn)證航天員在軌駐留6個(gè)月的健康、生活和工作保障技術(shù);

四是進(jìn)行航天醫(yī)學(xué)、微重力物理領(lǐng)域等科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)與應(yīng)用,開(kāi)展多樣化科普教育活動(dòng);

五是全面考核工程各系統(tǒng)執(zhí)行空間站任務(wù)的功能性能,以及系統(tǒng)間的匹配性。

二者相比,神舟十三號(hào)的特別之處在于:

一是載人飛船將采用自主快速交會(huì)對(duì)接的方式,首次徑向停靠空間站;

二是屆時(shí)中國(guó)空間站將實(shí)現(xiàn)核心艙、2艘貨運(yùn)飛船、1艘載人飛船共4個(gè)飛行器組合運(yùn)行;

三是航天員將首次在軌駐留6個(gè)月,這也是空間站運(yùn)營(yíng)期間航天員乘組常態(tài)化駐留周期;

四是中國(guó)女航天員將首次進(jìn)駐中國(guó)空間站,航天員王亞平也將會(huì)成為中國(guó)首位實(shí)施出艙活動(dòng)的女航天員,而神舟十三乘組也將包括中國(guó)首次出艙的男女航天員;

五是在神舟十二號(hào)任務(wù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開(kāi)展更多的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn),產(chǎn)出高水平科學(xué)成果;

六是實(shí)施任務(wù)的飛船、火箭均在發(fā)射場(chǎng)直接由應(yīng)急待命的備份狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)射狀態(tài)。

面對(duì)全新的任務(wù)、全新的挑戰(zhàn),領(lǐng)命出征的航天員已做好準(zhǔn)備。三人中既有老將也有新兵:翟志剛是中國(guó)首位出艙航天員,王亞平執(zhí)行過(guò)神舟十號(hào)載人飛行任務(wù),葉光富是首次執(zhí)行載人飛行任務(wù)。

此前出征的神舟十二號(hào)航天員乘組同樣采用了以老帶新的組合:聶海勝參加過(guò)神舟六號(hào)、神舟十號(hào)載人飛行任務(wù),劉伯明參加過(guò)神舟七號(hào)載人飛行任務(wù),湯洪波是首次飛行。而翟志剛、王亞平、葉光富當(dāng)時(shí)就曾作為神舟十二號(hào)的備份宇航員。

對(duì)于即將出征的三人,剛剛“出差歸來(lái)”的聶海勝、劉伯明、湯洪波也提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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