时间:2023-08-20 14:41:35
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中图分类号:X738 文献标识码:A
我国是世界四大文明古国之一,尽管航空航天科技属于现代化科技的研究成果,但是早在2000多年以前,我国和航空航天科技就已经结下了不解之缘,无论是历代史册还是民间传奇话本小说中都有着许多行有关的神话传说,比如我国最著名的“嫦娥奔月”这一神话小说,此外还有鲁班制作木鸟等的飞天尝试,这些丰富的想象和勇敢的尝试对于现代航空航天技术的萌芽有着非常重要的推动作用。
1航空航天的概念和发展历程
1.1航空航天的概念
二十世纪以来,人们在对自然进行认识和改造的过程中,所以取得的最大的成果就是航空与航天,航空航天科学技术的发展对我们的生活产生了非常重要的影响,标志着人类文明发展到一个新的高度。
生活中人民一提到“航空航天”,首先想到的就是火箭、载人宇宙飞船等的发射,但是这种认识实际上是错误的,事实上,航空航天也并非是一个单词,而是一组词语,航空和航天分别有着自己的概念:所谓航空指的是地球的大气层范围之内,飞行器所进行的航行活动。而航天则是指飞行器在冲出大气层之后的宇宙空间所进行的航行活动。
1.2航空航天的发展历程
一直以来,人类都没有停止过对宇宙的探索和对飞翔的追求。在二十世纪以前,由于受到较低的科技和生产力水平的限制,人民对于宇宙的探索和对飞翔的追求都只能通过想象来进行,尽管有很多先驱者做了一些努力和尝试,例如我国西汉时期的滑翔尝试等,但是都收效甚微。直到18世纪热气球的成功升空,人们终于拉开了实现飞翔梦想的序幕。而人类在天空翱翔这一梦想的真正实现实在二十世纪初期,第一架可操纵的飞机被发明出来,并且成功飞行。此后,许多专家人士坚持不懈的努力研究飞行科技,大大促进了航空科学技术的发展,增强了人类探索和征服宇宙的信心。二十世纪中期,第一个人造地球卫星的成功发射是航空航天科技发展的重要里程碑,人们开始正式对宇宙进行探索。
在二十世纪,航空航天进入了科技和事业双发展的“期”。在这一时期,人类的科技发展水平有了质的突破,社会生产力水平也大大提高,这都大大促进了航空航天研究成果的出现。尽管目前人类所进行的航空航天活动仍然处于初级阶段,但是其所起到的作用和产生的影响已经覆盖了人类生活的方方面面,所以非常有必要进行航空航天知识的普及。
2普及航空航天知识的必要性
在现代世界追求和平的浪潮下,航空航天活动在进行的过程中一直都是以和平、为全人类造福为主要目标的。尽管现在的航空航天活动的初始目的都是为国家军事进行服务,但是其所造成的影响范围并非局限于军事领域,它对社会生活和国民经济的发展也产生了非常重大的影响。
2.1对人们探索、热爱科学精神的鼓励
航空航天技术是人们对于宇宙这一未知世界进行探索所取得的重要成就,具有着鼓舞人心的作用;此外,航空航天技术融合了当前世界各种高新技术,是对人类科技水平进步以及科技人勇往直前、不畏风险精神的完美展示。所以,大力普及航空航天知识可以让人们近距离接触到当前世界高新技术的研究成果和科技人的精神,有助于提高国民素质和探索、创新精神。
2.2对青少年有着特殊的教育意义
向广大青少年进行航空航天技术的普及,能够极大地吸引青少年对于航空航天科学技术知识以及对自然和宇宙进行探索和改造的热情,提高他们对科学和自然学科的学习兴趣。但是对青少年进行航空航天知识的普及并不代表要求青少年要将学习和工作方向定位为航空航天科技工作。其更深层次的意义是帮助青少年学会从微观到宏观的角度观察和认识世界,了解到世界的广大和宇宙的浩渺,从而帮助他们树立正确的世界观、人生观和价值观,因此普及航空航天知识对于青少年来说,有着非常重要的意义和必要性。
2.3有着相当的经济价值
航空航天技术与其他科学技术相互结合开创出大量的新型技术途径,而这些技术途径的使用为国民经济的发展带来了巨大的经济效益。其中最为典型的就是卫星通信技术,它以其高度的灵活性和可靠性、高质量和高容量以及超远距离等优点成为现代人们进行信息通讯的首选。除此之外,还有地球资源卫星的运用,大大降低了人们进行地球资源的普查的时候所消耗的成本,而且避免了各种意外的发生,大大保障了人身安全。
3结语
尽管目前我国在航空航天技术和事业方面取得了相当瞩目的成果,但是与西方的发达国家相比,我国的航空航天科技水平仍然处于相对劣势的地位,因此我国需要大量新鲜的航空航天技术专业人才和创新型人才的加入,但是当前我国民众对于航空航天知识的了解远远不够,尤其是青少年对于航空航天技术的热情和兴趣非常的低,因此,非常有必要进行普及航天航空知识活动,从而提高我国人民尤其是青少年对于航空航天技术的兴趣和热情,为我国航空航天技术的发展培育一批有生力量。
参考文献
这是著名的美国航空航天局网站中面向教育者的部分(图1)。其中,按照不同年级以及非正规教育、高等教育等类别,为教育者提供了用于教学的活动方案、视频、图片资料以及相关资源链接和介绍等。此外,该网站还有面向学生的内容,按年级提供了丰富的视频、图片以及活动资料,可以帮助不同年龄段的孩子们了解有关航空航天以及气候变化等方面的知识。
语言:英语
适用年级:小学至高中,以及非正规教育
适用人群:教师
资源使用:在线使用或直接下载
欧洲空间局(European Space Agency)
这是欧洲空间局网站面向教育者的部分,由欧空局教育办公室制作,主要向教育者和学生提供四个方面的内容:动手做项目、教师支持资源、国际合作项目以及教育普及项目。“动手做”和“教师支持资源”部分提供了大量用于课堂以及课外学习航天知识、开展教学和动手实践活动的课件和活动方案。
语言:主要欧盟国家语言,包括英语
适用年级:小学至大学
适用人群:教师、学生
资源使用:在线使用或直接下载
此外,欧空局还有专门面向小学生的网站(,)。
有趣的空间(Amazing Space)
这个教育资源网站由美国空间望远镜科学研究所的正规教育团队制作。根据哈勃空间望远镜发回的各种信息资料,该团队开发出面向各个年级的、适合课堂的内容,帮助教师和学生了解和认识太空。
网站主要分为两个部分,面向全体公众的和面向教育和开发人员的。面向教育和开发人员的内容包括教学工具(Teaching tools)、天文学基本知识(Astronomybasics)以及为访问者自行开发教育项目而提供的相关资料(E/PO resource)。“教学工具”可以按主题或资源类型进行搜索。教师可以利用“教学工具”中提供的活动方案和资源来组织学生开展认识太空的活动。
语言:英语
适用年级:幼儿园至高中
适用人群:教师、学生及公众
资源使用:在线使用或直接下载
斯坦福太阳中心(Stanford Solar Center)
这个网站致力于向公众和教育者提供有关太阳的各种知识。由NASA资助,作为斯坦福大学太阳观测项目(Stanford Solar ObservatoriesGroup)的公众宣传和教育团队,该中心在网站中向教师提供了分年级的课堂活动方案,帮助学生学习有关太阳的各种知识。网站还为学生提供了丰富的有关太阳的视频、图片以及小游戏等内容。
语言:英语
适用年级:小学至高中
适用人群:教师、学生及公众
资源使用:在线使用或直接下载
科普活动资源服务平台
这是由中国科协青少年科技中心(中国科协科普活动中心)制作的用于科普活动资源共享的网站。该网站提供了大量的挂图、活动资源包等内容,以支持科普工作者和教育工作者开展相应的科普和教育工作,其中包含有关航空航天的内容,如天文活动资源包。资源包提供了面向学生和老师的天文活动辅导手册、天文活动图片资料以及由学生实施的简单天文实验。教师可以使用资源包里的背景材料进行知识扩展,使学生更全面地了解天文学的相关知识,引发学生对天文学的兴趣;使用资源包提供的实验设计,丰富课堂教学内容,改善教学形式,让学生自己动手去体验天文学的乐趣。
语言:中文
发展历程
20世纪40年代末、50年代初,模型火箭(属于航天模型的一类)首先在美国和前捷克斯洛伐克兴起。50年代,模型火箭逐步标准化、系列化、商品化,并在全球范围内得到推广和普及。1957年,美国出现了模型火箭套材及其专用的模型火箭发动机,并且成立了国家火箭技术学会(NAR,National Association of Rocketry),负责模型火箭技术的交流和管理。同期,东欧各国,如南斯拉夫、保加利亚和波兰等也大力发展模型火箭运动。1959年,国际航空联合会(FAI)审议并通过国际模型火箭竞赛规则(1984年后执行《FAI 运动规则,4d部分,航天模型》)。从此,模型火箭运动正式列入国际航联所属的国际性比赛项目。
我国作为火箭的故乡,早在20世纪五六十年代就曾试图开展模型火箭运动,并组织有关力量对模型火箭技术进行过探讨和初步研究,但因模型火箭发动机的安全问题未能解决,致使这项运动在我国的推广和普及受阻。
1992年,原航空航天部四院四十一所研发的模型火箭发动机项目通过技术鉴定,并取得西安市公安局颁发的生产销售许可证。从此,我国有了自己的航天模型品牌――“四凯”。1994年6 月,原国家体委主任伍绍祖题词――“欲上九天揽月,先玩模型火箭”,发出了在我国开展群众性航天模型运动的号召。同年,我国首次组队参加第十届世界航天模型锦标赛,获得一枚银牌及团体第8名。随后的历届国际航天模型大赛上,我国运动夺得过多枚金银铜牌,为祖国赢得了荣誉。
为在国内大规模普及航天模型运动,使其健康、有序地发展,国家体育总局会同有关部门落实器材供应渠道、举办骨干培训班、制定比赛规则,还陆续在相关的体育赛事中增设航天模型项目,在部分城市试办基层活动和中小型比赛等,为更广泛地开展航天模型运动创造了条件。2000年5月,第一届全国体育大会航空模型比赛航天项目竞赛暨航空航天模型锦标赛开赛, 2000年8月,首届“飞向北京-飞向太空”全国青少年航天模型专项比赛开赛,标志着我国航天模型运动进入全面发展阶段。
目前,航天模型运动已在国内大部分城市开展,国家级赛事包括一年一度的全国航空航天模型锦标赛、全国青少年航空航天模型锦标赛、“飞向北京-飞向太空”全国青少年航空航天模型教育竞赛、科研类全国航空航天模型锦标赛和全国体育大会等。为配合这些赛事,各省、自治区、直辖市也有相应的层层选拔赛,每年参与人数都超过百万人次。特别是近几年科研类全国航空航天模型比赛及大学生力学竞赛等活动越来越受重视,成为大专院校和科研机构进行科技创新和实践活动、培养高素质科技人才的重要平台。
“动力”保证
航天模型运动是以模型火箭发动机为基础的一项运动,由于没有安全稳定的模型火箭发动机,我国早期的航天模型运动刚有萌芽就胎死腹中。1990年5月,原国家体委、中国宇航学会和中国科协联合委托原中国航空航天工业部第四研究院第四十一研究所开发模型火箭技术。1991年,该所试制出首批模型火箭发动机,并进行了模型火箭及其配套产品的开发。1992年末,模型火箭发动机通过由原国家体委和原航空航天部联合主持的技术鉴定。
为保证航天模型项目经营活动不受干扰,四十一所专门成立了西安四凯模型火箭公司,从事模型火箭发动机及模型火箭的研发和生产。相关系列产品的开发成功,填补了国内空白,为我国推广和普及模型火箭运动创造了良好条件。2002年,西安四凯模型火箭公司并入陕西中天火箭技术有限责任公司,2013年又改制为陕西中天火箭技术股份有限公司。无论隶属关系和公司属性如何变化,四凯一直致力于国内航天模型运动的发展,已开发模型火箭发动机产品20余种、箭体产品20余种,除满足国内需要外,还出口到韩国、美国、澳大利亚等国。目前,中天火箭公司仍是我国唯一一家生产模型火箭发动机的企业,并通过派人参加世界航天模型锦标赛、培训航天模型师资力量、为项目改革发展出谋划策等方式为我国航天模型运动做出了突出贡献。
人才培养
中国是航天大国,不能没有航天模型运动,这正是当初开展这项运动的出发点之一。20年来我国模型火箭运动的开展表明,它不仅是一项运动,更重要的意义是通过它可进行科学技术的普及和后备科技人才的培养。与其它科技体育项目一样,航天模型运动也是我国人才发展战略的重要组成部分。
如今,航天模型被广泛用于青少年素质教育和航天科普教育。通过让学生参与模型设计、组装、装饰和发射过程,可以培养青少年的动手动脑能力,引导学生崇尚实践、崇尚科学。通过拼装具有时代特征的航天模型,如“二号”捆绑式火箭,“二号”F型火箭,“三号”火箭等模型,能更好地向青少年和模型爱好者宣传我国航天事业的进步,培养他们热爱祖国、热爱航天、热爱科学的情操。此外,航天模型的拼装、调试、飞行需要大家相互协作,可能成功也可能失败,对培养青少年综合素质和团队精神、进行科学实践教育和挫折教育也具有重要意义。
发展展望
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)47-0144-03
一、航空类专业课程体系简介
在教育部本科专业目录中,航空航天类专业有飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器质量与可靠性、飞行器环境与生命保障工程、飞行器适航技术和航空航天工程等7个。目前,郑州航空工业管理学院开设了前3个专业,均归属于航空工程学院。以飞行器设计与工程为例,在第1学期设置了“飞行器设计与工程专业导论”课程(16学时)、第2学期设置了“航空航天技术基础”专业必修课(32学时)作为专业学习的前导课。第1―5学期,学校设置了“高等数学”、“大学物理”、“理论力学”和“材料力学”等公共基础课和学科基础课;第4―7学期则按照飞机设计的各个子学科,设置了“通用航空技术”、“空气动力学”、“飞行器总体设计”、“无人机系统导论”、“飞行器专业英语阅读”和“飞行器专业技术讲座”等专业课程。
从课程设置上可以看出,“飞行器设计与工程专业导论”和“航空航天技术基础”课程主要培养学生对专业基本情况和学科领域的整体性把握,属于专业通识性课程。而在专业课中渗透通识意识,对教师也提出了更高的要求[1,2]。经过这两门课程的前期引领和必要的数理、力学知识的学习之后,学生再按照飞机种类和飞机设计各分支学科的特点进行专业课学习。可以说,“航空航天技术基础”的各个章节基本上对应了后续专业课的主要范围,具有非常重要的地位。
在教学实践中,我们也发现,激波、升力、机翼结构、飞机稳定性和操纵性等概念尽管在“航空航天技术基础”课程中已讲授,但在相应的专业课学习中,学生仍觉吃力。调查发现,原因主要有两点:第一,专业课程数学公式较多,而数学、物理等公共基础课的学习效果一般,有畏难心理;第二,不知所学知识的应用情况,知其然而不知其所以然。针对航空类专业的课程体系,探索研究专业通识课程与后续专业课程的联系,对于增强学生学习积极性、提高人才培养质量具有重要意义。
二、“航空概论”通识类课程的建设情况
航空概论是学校面向非航空专业学生开设的一门通识课程(24学时),内容主要包括航空航天基本概念、航空发展概况及未来发展趋势、我国航空工业、空气动力学基础、飞行原理、航空发动机等[3],考核方式为期末半开半闭考试。此外,针对国际本科学术互认课程(International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate,ISEC)项目的双语版航空概论(32学时),内容较普通版更为丰富,更强调课堂参与和团队协作,考核方式为平时作业、表现和期末设计报告。
航空概论被列入学校的特色课程组合中,除航空专业外,其余专业的学生均须从特色课程组合中选修一门。学校每年的本科生招生人数近7000人,日常教学任务较为饱满,考虑到学校招生专业包括财经类、管理类和艺术类等,学生数理基础参差不齐,在讲授时一般避免进行复杂公式的推导,多采用类比法和案例法讲解。
此外,学校的人才培养目标和发展定位与传统的三所航空重点高校(北京航空航天大学、西北工业大学和南京航空航天大学)以及其他高职高专类院校存在明显区别,市场上已有的航空概论教材并不能完全满足我们的教学需求。经过多年的建设,学校主编并出版了《航空概论》教材,并将“航空概论”课作为学校慕课平台课程体系的第一批建设项目立项,通过网上课堂与实际课堂相结合的形式,探索“翻转课堂”教学理念在航空类通识课程中的应用效果。现在,此项工作正在稳步开展中。
三、航空类专业课程与“航空概论”课程贯通建设
为了尽可能利用现有资源,我们对航空类专业课程和“航空概论”课程进行了统筹处理,并尝试进行贯通建设,主要包括如下措施。