時間：2023-09-12 17:09:50
導語：在航天知識問題的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
“中國航天為國家創建了‘兩彈一星’、載人航天和深空探測三大里程碑，2030年前將對火星、金星、木星等星體進行9次探測，未來還將實現載人登月，圓嫦娥奔月千年夢”，龍樂豪院士坦言。龍樂豪院士圍繞“中國運載火箭和航天”主題，從火箭起源與構成、火箭發展歷程與成就、國外運載火箭現狀和趨勢、中國航天技術發展與展望等方面深入淺出地對中國航天技術進行介紹，讓聽眾受益匪淺。
中國科普作家協會常務理事、《太空探索》雜志社原社長兼主編田如森為中小學生主講了載人航天科普講座。報告以“中國載人航天系統，中國航天三座里程碑”為主題，將第一手的珍貴照片和視頻展現在大家面前，給同學們帶來了極大的視覺沖擊。他用通俗易懂、深入淺出、形象生動的語言，將世界航天的發展歷程，我國航天的昨天、今天以及明天的發展方向，航天深奧的前沿科技等傳授給學生，并從航天科普視角解讀天文知識，航天員的衣食住行等知識都給學生帶來了全新的體驗，極大地開拓了學生的視野，不時博得學生們熱烈的掌聲。
“我們生活在這個宇宙中，本能地想要了解生命的起源、物質的起源。雖然隨著科技的發展，人類已經具備了直接探索天空的能力，但至今，人類還只了解了宇宙中4%組成人類的原子物質。地球以外的星球上，是否還有生命存在？另外96%的暗物質、暗能量，我們還不清楚它們的屬性和本質。”北京大學地球與空間科學學院焦維新教授為學校師生作了精彩的題為《載人航天與天空實驗室》的航天科普報告，“對未知事物，我們永遠保持著一種探索精神，這也促使人類的太空事業，從不間斷。2020年中國將建成自己的太空家園，永久空間站的建立，將為我們深度探測宇宙提供更好的平臺……”他的科普講座中還穿插了國內外做空間研究的照片和視頻，內容豐富充實、圖文并茂。
中國國防科普委員會副理事長石磊為各校中小學生講述了“神奇的載人航天”，她將載人航天知識分為“上得去、呆得住、回得來”等三大塊，用生動、幽默、樸實的語言，結合游戲互動、視頻、圖片，向學生介紹了我國載人航天取得的成就，重點介紹了我國載人航天發展中遇到的難題、解決的過程，展望了我國載人航天科技的未來，讓孩子們了解載人航天器的結構、體型、發射過程等科技知識，激發了他們對航天科技的興趣。
北京豐臺區東高地科技館原館長金聲以《飛上太空》為題為廣大中小學生講述了我國航天事業發展的艱辛，并以動漫圖表形式演示了氣壓變化、碳纖維、阻燃材料實驗，化繁就簡講授了飛船、導彈、火箭、宇宙速度等科學名詞，并詳細介紹了航天員如何在太空“吃”、“喝”、“排泄”、“睡”等。幽默生動的語言，言簡意賅的解釋，一段段攻關趣事引來同學陣陣歡聲笑語，金聲用獨特、輕松的方式引領青少年從太空“周游”了全球，對航空航天知識深入淺出的解讀給同學們留下了深刻的印象。金聲告訴學生們“宇宙的未知數太多了，2009年，發上太空的開普勒天文望遠鏡，已經把目標投向了銀河系。”金聲說，隨著人類探測水平的不斷提高，我們對于宇宙的視野，也將打開得更寬。
航天檔案館原館長劉登銳為師生們開展了一場別開生面的航天科普知識講座。他主講的題目是一神箭、神星和神舟，為同學們帶來了許多關于火箭、衛星和神舟飛船的科普知識，生動形象的講解不僅讓同學們大開眼界，還促使大家提出很多趣味性強的問題。尤其是瓷都晚報的小記者們，他們背著記者包，儼然大人般進行采訪，劉登銳親切地與大家進行了互動交流。
在景德鎮，龍樂豪院士等專家紛紛接受了記者采訪。龍樂豪表示，景德鎮的陶瓷曾經創造了舉世皆知的文明，兩千多年來一直領先于世界，景德鎮的這種精神與航天精神內涵是一致的，都是在不斷探索中奮力前進。景德鎮市科協在新的世紀，致力于全民科學素質提升，大力開展科普活動，必將為景德鎮的跨越發展提供不竭的活水，必將在未來產生深遠的影響。龍樂豪衷心祝愿江西省、祝愿景德鎮的發展越來越好！
院士、專家們所到之處，都掀起了一股“學科學”的熱潮，聽眾們都認真聽講、積極思考。尤其是各地的中小學生，他們懷著極大的熱情，踴躍提問——“什么是兩暗一黑？”、“天宮一號發射時搭載了多少燃料？燃料的主要成分是什么？”、“飛船發射的時間季節有限制嗎？”、“航天飛船與火箭的區別？”、“孔明燈和風箏都能飛上天空，它們與航天器有區別嗎？”、“航天器的燃料是什么？”、“有沒有航天員真的去了太空回不來呢？”……一個個問題展現了同學的奇思妙想。面對這些問題，專家們都不厭其煩，用簡潔而生動的語言一一解答。
75、國外航天員太空行走訓練有何經驗?
國外航天員太空行走訓練的一般性經驗是：
①太空行走訓練的目的主要是為了獲得知識和技能，而不是熟悉各種工作程序。掌握知識和技能比熟悉程序重要得多。因為在發生異常情況的時候，特別是在太空發生了預想不到的情況，只有知識和技能才能解決問題。
②計算機生成的虛擬現實是太空行走訓練的一種重要手段。
③對于已經參加過太空行走并具有這方面經驗的航天員，對他們訓練的重點是特殊任務訓練，而不是一般的基礎訓練。
④通過親身實踐所獲得的經驗是無價之寶。
⑤實際應用你的知識和技能比僅從書本上學習重要得多。
⑥航天員應對太空行走所有的裝備了如指掌，如艙外航天服的組成和結構，氣閘艙內腳固定器放置的位置等。
⑦飛行模擬器、中性浮力水池和地面控制中心之間通訊聯絡的測試應在綜合演練模擬開始前的1至2個小時進行。中性浮力水池的所有工作人員都應該參加測試。
⑧訓練模型應該與上天產品盡可能的相似，訓練模型又要不斷更新以適應上天產品的變化，有時可能要犧牲模型的逼真度以保證對上天產品變化的適應。
⑨在整個訓練過程中要對訓練設備不斷地進行維修保養，有時候對訓練模型維修保養所獲得的知識，對上天產品的改進會提供很大幫助。
一般地說中性浮力水池是一種相當逼真的太空行走訓練設備，但不可避免地也存在一些缺點和局限性。在太空失重環境中完成的一些動態任務，如載人航天器的機動飛行、遙控機械臂的操縱、處理大質量的飄動著的物體、太空行走航天員之間的合作與配合等，在中性浮力水池中是不能模擬的，而這些任務在軌道上又非常難完成，很需要在地面上進行模擬。水的黏滯性和浮力給航天員身體控制帶來明顯的影響，而這種影響在太空是沒有的。水池中的身體控制給航天員一種虛假的知覺，產生這種知覺以后讓航天員完成太空行走任務更為困難。
在中性浮力水池中的訓練有時容易引起誤導，如自由飄動狀態處理大質量物體。在中性浮力水池中處理大質量物體，開始移動這種物體時比較困難，而停止這種物體的運動則相對容易。但在太空自由飄動狀態下，情況正好相反。應該讓每一個航天員都知道，穿著艙外航天服在太空飄浮狀態下對周圍環境的認識與在中性浮力水池中完全不一樣；航天員在太空的全景視覺環境與地面也不一樣。
經過多年的努力，中性浮力水池訓練與太空實際體驗之間的差別正在縮小。由于在地面上不可能同時模擬太空所有環境因素，因此必須采用部分任務模擬器來進行太空行走訓練。
在中性浮力水池訓練中，應該讓航天員更多地學習身體的定位與轉動，特別是身體移動的開始和停止。夜間太空行走是一件相當困難的航天任務，必須讓航天員在水中反復體驗。另外，艙內航天員也應該參加中性浮力水池訓練，雖然他們不出艙，但對順利完成太空行走任務他們起著重要作用。
在中性浮力水池中還要訓練航天員使用動力工具，而且這種訓練要盡可能逼真。所有在太空行走中使用的工具，都應該在中性浮力水池中進行訓練。這種訓練還應該包括工具的準備、測試、使用和收藏。
77、美國航天員對中性浮力水池中訓練有什么重要經驗?
美國航天員在中性浮力水池中訓練已經有幾十年的歷史，美國航宇局經過總結，最后歸納出航天員對中性浮力水池訓練的幾條重要經驗：
①隨時隨地部應該按安全帶的使用規則系好安全帶。
②盡可能用腳固定器將自己飄動的身體固定在工作位置。
③不要輕易接受潛水員的幫助，因為這種幫助會給你身上一個額外的力，相似于你在太空從安全帶或反推火箭上體驗到的力。(但如果情況危急，或者因安全帶纏繞你的身體需要解開時，應接受潛水員的幫助)
④在中性浮力水池中不要踩水或游泳。
⑤不要靠水的阻力來幫助你，因為太空沒有這種阻力。
⑥在中性浮力水池中訓練，不要緊張忙亂，應有條不紊和慢慢悠悠地運動。
⑦花時間調整一下服裝的重量分布，以便讓身體能保持在特定的工作方位。
⑧虛心向有經驗的航天員和教練員請教。
⑨將你遇到的困難和問題擺出來向別人請教，因為別人可能已經遇到過相同的困難和問題，因此可以吸取他們的經驗和教訓。
⑩牢記牛頓的第三運動定律：在太空凡是有一個作用，就有一個大小相等、方向相反的反作用。
(11)將身體慢慢移動到工作位置，不要采用向相反方向推動或讓身體自然下沉的方式進入工作位置。
(12)在訓練中每一個行動都要經過仔細的思考和計劃，然后再實施。
(13)在訓練中不要粗暴對待航天服等訓練設備，要像對待真的航天服一樣精心愛護。
美國航宇局約翰遜航天中心的兩個中性浮力水池中，航天飛機航天員太空行走訓練用的主要是失重環境訓練設備(WETF)，以下是航天員對失重環境訓練設備提出的改進意見和建議：
①WETF作為訓練航天員太空行走用的中性浮力水池顯得太小，特別是深度不夠。現在需要進行大量的部分任務訓練，而部分任務訓練需要加深水的深度，同時需要在水池中安裝一些設備，航天員需要進行反復多次操作。因此WETF不適合完成這些任務。
②WETF中的液壓遙控機械臂應該是讓航天員可以操縱的，其控制顯示儀表應該跟航天飛機和國際空間站上的一樣。中性浮力實驗室中的遙控機械臂也應該作同樣改造。
③WETF應該安裝一臺經改進的廣角攝影機，以便對航天飛機貨艙進行廣泛的監視。WETF的控制人員應能夠對水下攝影機進行上下左右拍攝，并改變鏡頭焦距。
④在WETF中一些照明不良的區域工作時，水下頭盔上應安裝照明燈和閃光燈。WETF應為每個太空行走組提供一個可上鎖的衣物柜，供他們存放特殊的工具和用品。
⑤應檢查WETF中的模型與上天產品是否一致。對于經常使用的設備，上天產品與訓練用品應該盡可能相似。
⑥中性浮力水池中的模型應該具有一定的保真度。航天員太空行走工作站和來回移動的過道應該是高保真的，而其它地方保真度可降低一些。
⑦對于WETF中的訓練應作如下改進：水下服裝內的壓力應與天上服裝的壓力一致(標準為3.5千帕，但4.0千帕更好)；在發射前7周，WETF的訓練次數應增加，訓練時間應延長；艙內航天員應參加WETF中的訓練，特別是穿脫航天服，艙內航天員與艙外航天員的協同配合；由于旁觀者清，應主動邀請艙內航天員對太空行走程序提出意見和建議。
⑧中性浮力實驗室比WETF有更多的優越性：水池面積更大，能容納大型或全尺寸的模型；安裝有水下電視攝像機，艙內航天員可以用它來練習對艙外環境的觀察；有一臺水下仿真遙控機械臂，可供艙外航天員練習站在機械臂末端的腳固定器上操作。
⑨目前的水下仿真遙控機械臂功能不全，不能很好模擬航天員站在機械臂腳固定器上的操作。
79、航天員對在熱真空艙內的訓練有什么經驗?
①在真空艙和在太空行走中，艙外航天服的硬度相差不多。在每一次真空艙內模擬訓練都應該練習使用便攜式腳固定器。
②在熱真空艙內完成任務跟在太空行走中完成任務一樣困難。
關鍵詞：航天科普基地建設 建設思考 特色 優勢
中圖分類號：V55 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（a）-0085-02
為深入貫徹落實《全民科學素質行動計劃綱要》，促進全民科學素質的普遍提高，天津航天火箭制造有限公司秉承“弘揚載人航天科學精神、普及航天科學知識、傳播科學思想和方法”的宗旨，圍繞著《天津市“十二五”科學普及工作發展綱要》要求，積極開展航天科普基地的建設工作，2015年8月被中國科協命名為“全國科普教育基地”。基地建設堅持公益性原則，協同當地科協或根據基地自身特點及公眾和社會的科普需求，積極廣泛開展貼近實際、貼近群眾、有特色、有實效的科普活動，著力展示基地風采，展現現代航天制造的先進性，對我國航天科普教育事業具有重要意義。
1 科普基地特色與優勢
天津航天科普基地作為新一代運載火箭產業化發展平臺，主要從事大型、中型運載火箭的研制生產及總裝測試工作，具備總裝、總測、數控加工、鈑金成形、表面處理等專業領域先進的制造技術，是國家重要的現代制造業基地、科研成果產業化基地、制造人才培養基地。通過開展以新一代大型運載火箭制造技術為主的科普教育基地建設工作，結合現有的科研成果，依托型號科研生產任務和現有資源，在設施較為完善的科普建設點向參觀人員集中展示現代航天制造的先進性，穩步推進，逐步提升能力。
基地利用現代化信息技術手段完善基礎設施，為公眾提供視覺、聽覺于一體的科普感受。目前已初步形成網絡平臺、科技教育、仿真模擬為一體的展示體系。基地不斷地豐富科普內容，用系列火箭模型、基地沙盤、屏幕音像、文字介紹等展示形式，進行新一代運載火箭產業基地的情況及先進制造技術的宣傳和普及；建有電子觸摸屏，系統的介紹現役火箭及在制火箭的科普查詢系統，隨時向公眾提供航天科普知識宣傳；建有一條開放的參觀走廊，近距離的接觸火箭總裝系統，了解火箭總裝全貌。迄今為止，基地已開展逾萬人次的科普參觀、接待活動，包括各地政府、學校及企業的相關科技管理人員，積累了豐富的科普宣講經驗，形成了成熟的參觀路線。
基地目前獲得“天津市企業技術中心、專利試點企業、科技小巨人”等稱號，成立了“崔蘊技能大師工作室、劉琦輝技能大師工作室”，并與天津市各大高校聯合開展工程技術研發和人才培養，入選天津市“新型企業家培養工程”1人、天津市“131”第一層次創新人才2人。綜上所述，天津火箭公司航天科普基地具有基礎條件完善、技術技能人員聚集、科技資源豐富、科研能力突出的優勢，是開展科普宣傳、促進公民科學素質提升的重要力量。
2 基地建設思路與內容
天津航天科普教育基地是重要的教育資源，豐富了都市科學文化的內涵，為科技傳播創造了一個載體，也是貫徹科技興國戰略的一個新舉措。作為一名年輕的全國科普教育基地，它的成長之路還很長遠，需要從各個方面完善自身的建設，才能達到傳播科學知識、提升全民科學素養的宏偉目標。
2.1 強化管理，提升科普教育基地形象
科普教育基地的建設成長，離不開各項規范措施，否則放任自流，就失去了建立科普教育基地的意義[1]。要建立完善的科普工作制度，制定科普工作管理流程，確保公司科研科普工作的可持續性、有效性；設立科普工作獎懲措施，將科普工作納入公司工作計劃，納入年度工作目標考核及表彰獎勵范圍；保障經費投入，落實工作部門和工作人員，開展科研科普教育基地建設工作計劃實施情況的檢查，使大火箭科普基地建設走上制度化和規范化的軌道。
2.2 加強科普基地的軟硬件建設，保障科普活動場所
科普知識的宣貫需要多樣化傳播媒介，充分利用現代信息化手段實現集科技教育、現場觀光、仿真模擬為一體的航天知識普及體系。目前基地已啟用總裝車間展廳作為公司形象宣傳的科普點，采用透明顯示器技術，參觀人員可以通過點擊操作屏幕，了解系列火箭及在制新型運載火箭系統知識。在不影響生產的前提下其他車間也可以適當建設參觀走廊，制作各車間具有專業技術特點的展示宣傳牌，使參觀者從參觀走廊直觀的了解火箭生產的全過程，全面的了解火箭產品零件、部段的構成和生產。并完善已有的參觀走廊建設，將寬闊廊道空間建成科普宣傳的文化長廊，讓科學氛圍無處不在，讓科普基地的墻壁也可以“說話”[2]，設立專欄介紹航天科普知識、前沿科學技術、著名航天專家以及航天技術在生活及高新技術領域的應用等內容，讓參觀人員了解科學研究的過程，有助于培養科學精神和提高科學素養。
2.3 配制有效的管理機構，確保科普工作高效開展
科普基地的建設和各項工作的實施離不開核心管理部門的指導和牽引，建立健全科普工作組織架構勢在必然。依托工藝技術部門成立公司科普工作管理辦公室，統籌管理公司科普工作，協調組織科普工作中出現的各種問題。確立各主管單位和配合單位的職責，圍繞“科普基地建設、企業技術中心、專利示范單位”等做好大火箭基地科研科普建設工作，提升科普工作能力。
2.4 加強培訓，建立高素質的科普人才隊伍
科普人才是科普教育基地發展的智力保障，是科普工作實施的主體。配備科普教育兼職宣傳講解人員，是開展科普工作必不可少的部分。在基地各單位組織一批講解水平較高的人員成立科普宣傳教育小組；對宣傳教育人員不定期的進行專題培訓講座，強化講解水平，增加知識儲備，提高宣傳能力；組織宣傳教育人員參觀其他科普基地及全國科普日、科技活動周等全國性大型科普活動，交流科普工作經驗，擴展知識視野，通過“引進來、走出去”，不斷地提高科普基地工作人員工作水平。
2.5 開展特色活動，提升公眾航天知識認知
青少年科學素質的培養是我國科普工作的重點，航天科普知識的宣傳更能拓展他們對我國航天事業發展現狀的認知，進一步強化青少年的創新意識，提升創新能力，激發青少年學生愛國、愛科學的熱情。基地科普工作要組織多層次的展覽活動，開辟完善科普線路；聯合北京航天科普基地、航天科技集團人才中心、天津市科協、天津市開發區科協等單位，加強與大中小院校的聯系，積極開展現場參觀、仿真模擬體驗、人物事跡展示等科普活動，積極互動，引導和培養青少年對科技知識的探索，促進航天科學知識的宣傳，更好的了解和學習“特別能吃苦、特別能戰斗、特別能攻關、特別能奉獻”的航天精神。
2.6 加強對外聯系，提升基地科研科普管理能力
航天科學知識是科普宣傳的內容，科技創新是科普宣傳的不竭源泉。企業型科普基地依托自身各項專業技術優勢、產品優勢、研發優勢等豐富資源，提升科普宣傳力度，推動科普基地建設發展。天津航天科普基地的發展以實習基地、科研合作研究伙伴等形式和國內知名學府、技術專家開展合作，促進運載火箭技術研究的深度與廣度，提升技術創新能力；建立與航天科技集團人才中心等北京關聯單位合作關系，推進京津兩地科普工作合作交流，進一步將大火箭科普基地推向全國，并努力將基地打造成國內了解大型運載火箭制造技術的科普窗口；加強與天津市各級科技主管部門和其他企事業單位的聯系，提升公司在社會及行業內的影響力和知名度，爭取更多的人才開發、配套設施建設等方面的外部資源。
2.7 積極創新拓展宣傳渠道，擴大科普基地影響力
科普基地的宣傳工作是基地建設的一項重要內容，能夠提升公眾對航天基地的認知，對科普基地社會化效應有極大的推動作用。充分利用信息化、數字化手段，搭建微信、門戶等對外宣傳報道和形象展示的網絡平臺，及時收集和遴選科普知識和動態信息，定期利用平臺。利用網絡互動，做到線上問題線下實際體驗、線下問題線上思考研究，形成線上線下相結合的立體化科普模式[3]，提升公司的公眾關注度和社會影響力。充分利用新聞、廣播、報刊等新聞媒體，積極宣傳報道基地科普工作信息，加強對外宣傳，營造大火箭科普基地良好的發展軟環境。
3 結語
天津航天科普基地作為國家級科普基地，立足自身特色和優勢不斷在科普基地優化改造、能力建設、管理水平、人才隊伍建設等方面進行完善和提高，不斷地提升基地的科普服務能力，通過各項活動、承擔科普項目共享科普資源，增進公眾對航天科學技術的興趣和理解，讓公眾通過科普活動近距離的接觸航天知識，了解中國航天夢，讓“大火箭”成為新一代運載火箭的科普名片。
參考文獻
[1] 徐超.提升全民科學文化素質，從打造科普教育基地開始[J].華東科技，2010（7）：34-35.
神舟十號的發射升空開啟了中國載人航天應用飛行的新時代。10時11分，太空授課正式開始，在大約40分鐘的授課中，航天員通過質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個基礎物理實驗，展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象，并通過視頻通話形式與地面課堂師生進行了互動交流。因此，在這里我們教師上一堂有關介紹航天器與太空知識《太空夢》有積極作用。
【教學內容分析】
神十飛天包含了很多物理知識能與我們的物理知識有效結合，其中設計信號傳輸通信電磁波，火箭升空過程的能量轉化功和能，真空中的光現象，聲現象.失重狀態下物體的運動.大氣壓強以及物理的物態變化的結合.以帶領同學們遨游太空的形式開展教學，充分發揮學生的想象力，通過學生提出和討論解決相關問題，參與到課堂教學中去，成為課堂的主角，達到教學目的。
【教學對象分析】
學生已學習了聲現象、光現象 、力和運動、 能、 電磁波傳送信號、大氣壓強、 物態變化等知識，具備了解決相關問題的基本知識。學生對航天問題較感興趣，對火箭和太空生活的知識有所了解，但還不深入，有迫切了解航天知識的愿望。
【教學目標】
1.知識與技能
（1）了解火箭的基本原理（2）知道真空中的聲光現象，以及太空通訊，太空垃圾問題
（3）探究力和運動關系，驗證牛頓第一定律得正確性（4）了解人類在航天技術領域取得的偉大成就
2.過程與方法
（1）通過實驗，了解火箭發射的原理，力與運動關系。（2）通過問題設置和交流，復習鞏固有關知識
3.情感、態度與價值觀
（1）體會理論對實踐的巨大指導作用（2）了解人類在航天技術領域取得的偉大成就，體會航天事業對人類所產生的影響（3）了解人類對太空探索所做的努力，激發學生進一步探索的興趣
【教學重點】
（1）介紹航天航空領域的成就以及太空實驗現象
（2）通過航天過程問題探討，鞏固相關物理知識
【教學難點】
太空實驗現象的物理原理
【教學策略設計】
教學方法：啟發引導、實驗、閱讀、思考，討論、交流展示與對話相結合。
教學形式：小組討論、新聞會
發言組上臺展示圖片和講解 回答他學生提問。
【教學用具】
長條形狀氣球、方便面盒、溫度計、開水、剪刀，毛巾、棉布、木板、劈型斜面、小車課件、多媒體投影儀及展示臺等
設計預習環節
將與神十相關初中物理現有知識羅列出來
1、飛船升空，降落
2、宇航員太空生活
3、太空中的聲光通訊
分組完成相應問題資料收集以及運用相關物理知識，可通過課下查閱資料和網絡收集視頻及圖片，激發學生自主學習在課堂交流擴大知識容量，提高課堂學習效率。
引入課題
播放“神舟十號載人飛船發射全程精彩回放”視頻，人類一直夢想能夠在太空中遨游，古代就有人嘗試用各種方法飛向天空，但均以失敗告終，伴隨著科技的發展，終于從夢想變神舟十號載人飛船發射成了現實。
教師對學生情感、態度與價值觀教育
教 師：通過播放神舟十號視頻，向學生展示我國的航天技術，增強學生的民族自豪感與自信心，激發學生的學習興趣。
小組討論交流后進行新聞會
發言組上臺展示圖片和講解回答他學生提問
1、神十火箭升空
我們有必要先來了解一下火箭的工作原理，展示神十升空瞬間大量氣體排出圖片。
教 師：當時的場景在600多年后的今天看來，仍是那樣的驚心動魄、令人嘆服。科學的探索是艱難的，曾有無數先驅者，為此付出了心血乃至生命的代價。值得同學們敬佩和學習培養學生為科學敢于奉獻精神品質。
進行實驗：將手中一個充滿氣體的氣球釋放后，會看到什么現象？
現象：氣球向前沖，
發言人：力的相互性，這些向下噴射的氣體給空氣向下的力，帶動空氣一起向下運動；同時空氣給它一個向上的反作用力，使其減速。
從能量的角度：火箭升空動能增加，重力勢能增加，機械能增加，由化學能轉化機械能，同時摩擦生熱一部分轉化為內能，整個過程機械能不守恒，能量守恒。返回艙返回地面時通過與大氣層摩擦以及打開降落傘方式，減少它的動能，使他安全落地。
學生提問：火箭升空與返回艙落地都會與大氣層摩擦生熱產生高溫，我們怎么保護衛星以及宇航員安全？
采用的隔離方法，火箭的外部都有隔熱層，尤其是火箭頭部的整流罩，就是為了防護頭部的衛星被燒毀而設計的。
學生實驗：方便面盒倒入開水，溫度計測量外部溫度比內部溫度低，撕開方便面盒發現由內外兩層紙中間空氣隔離導熱慢。
學生提問：另一方面它為什么在高溫時，會有不燃燒和隔熱的性能呢？
如果再在這類耐高溫的樹脂中，加入一些無機填料（如二氧化硅、云母粉、碳硼纖維等）和升華物質（如氧化硒、硫化汞等）其中涂層中的升華物質可以吸熱降溫。
2、太空生活
發言組上臺展示圖片和講解回答他學生問題
（1）實驗設計
根據伽利略的實驗和你對理想實驗的理解，設計一個實驗，說明力不是維持物體運動的原因。
器材：毛巾、棉布、木板、劈型斜面、小車
要求：同桌討論實驗方案，說明實驗步驟。
牛頓第一定律
一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止。
在地球上，一切物體都受重力，把物體拿到空中靜止釋放后，物體并不能靜止在原處，而是要落下來。太空是一個幾乎不受力的環境，在這樣的環境中，一切物體都可以隨拿隨放，
大屏幕播放視頻：有趣的太空生活。
圖片展示講解同學提問。
航天員在太空艙中給他一個速度將一直運動下去；
太空中的小球實驗：小球在不受力作用下，總保持靜止，對比地球小球受力運動，證明力不是維持物體運動原因，是改變物體運動狀態的原因。
觀看后請學生嘗試在教室內再現以上的某個情景，結果物體運動形式不同。
學生提問：宇航員怎么睡覺，在太空睡覺與我們平時睡覺有什么不同？
發言人： 在太空失重狀態下是沒有上下之分的，所以，宇航員睡覺時想怎么睡就怎么睡，站著躺著都一樣。失重時，身體完全放松會自然成弓狀，專家認為，在太空中睡覺，身體稍為彎曲成弓狀，比完全伸直平躺著舒服得多。在太空中飛行，睡袋一般固定在飛船內的艙壁上，這樣就像睡在床上一樣舒服。
問：睡覺時，儀器設備工作時會產生很大的噪聲，我們可采怎樣的方式減少噪音？
學生回答：用戴上耳機。是利用減少噪音方式中從聲源處減弱。
學生提問：宇航員怎么淋浴？
發言人回答：長期航天的空間站內配有航天浴室。失重時水不會自動流出，水箱中有氣加壓，水才會源源不斷流出來。洗澡時水不會自動往下流，洗完后要用泵將空氣和水一起抽走，利用大氣壓強差。
學生提問：宇航員在太空中怎么上廁所？
人緊貼坐在馬桶上用泵將排泄物抽走利用大氣壓強原理
3、太空中的聲光通訊
學生提問：宇航員在太空中怎么交流，他們與地面怎么交流，這次的太空授課通訊是怎么實現的？
發言人回答：宇航員在太空真空中是不能直接對話聲音是不能在真空中傳播，但電磁波可以，這次的太空授課通訊是將電磁波信號從天宮一號直接發到中繼衛星上再發射到地面接收站過程，這次太空授課主要基于天鏈一號3顆衛星提供的中繼衛星系統，數據中繼衛星不同于傳統的通信衛星，它必須要解決高速運動的衛星之間的捕獲與跟蹤，對精度要求極高。
天宮一號將信號直接發到中繼衛星上比直接將信號發射到地表基站再依次傳輸信號方式簡單降低成本。
課后作業：
關鍵詞：航天器控制；數理力學；工程實驗；人才培養；師資隊伍建設
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）40-0143-04
一、緒論
“航天器控制理論與方法”是我校“探測制導與控制技術”本科專業的一個重要培養方向。該專業方向經過近十年的建設和發展，在人才培養和科學研究兩個方面取得了長足的進步。我校大批畢業生進入航天科研院所工作，不少人已成為業務骨干，為我國航天事業進步和發展做出了應有的貢獻。
當前，我國航天科技重大工程諸如載人航天、月球探測、北斗導航等均取得階段性重大成果，正在醞釀和制定下一階段主要發展目標和發展路線，我國航天事業處在承上啟下的關鍵時期。在科教體制方面，國家正在醞釀新一輪改革，以期進一步祛除發展中的體制性弊病和痼疾，促進科教興國大業順利發展。在社會對科技人才的需求方面，隨著我國社會主義市場經濟的逐步完善和開放度的提高，對人才的知識能力結構的要求愈來愈呈現出多元化特點，過去那種靠掌握單一專業技能、在一個工作單位或崗位干一輩子的現象很難再出現了。包括人才在內的各種社會資源在社會化生產中的重新配置和流動將愈益頻繁，也要求我們培養出的學生必須具備更厚的基礎、更廣的知識和技能、更強的適應性和開創性。
為了主動適應我國航天科技事業以及社會主義市場經濟對未來高科技、高素質人才的需求，作為重點大學航天主干專業的教師，我們必須進一步思考如何建設一支高水平的航天主干專業師資隊伍，如何進一步改革和改進教學內容和模式，如何更好地培養出我國未來航天科技事業的合格接班人，為早日圓中華名族強國夢做出我們這一代教育工作者的貢獻。
本文將從“航天器控制理論與方法”專業方向培養目標、教學內容、師資隊伍建設等方面闡述筆者近年來的實踐與思考，以期引起國內同仁的關注和討論，促進共同提高和進步。
二、“航天器控制理論與方法”專業方向培養目標的探討
顧名思義，“航天器控制理論與方法”專業方向的學科特質是航天器動力學與控制理論的交叉融合。即以各類航天器為對象，運用控制理論的觀點和方法，設計控制律，并分析其閉環或開環（取決于控制律）動態特性，用以指導工程設計和應用。具體到我們這樣一所在業內享有盛譽的重點大學，該專業方向的培養目標該如何定位，才能既符合國家和社會對人才的需求，又能體現我們的特色和優勢，這是我們院系領導和一線教師長期探索的一個重要課題。下面將從該專業方向在我校的發展歷史、存在的問題和解決的思路等方面闡述。
（一）原來的定位――發展歷史
我校是一所老牌航空航天高等院校，探測制導與控制技術專業在我校有著悠久的辦學歷史（盡管早先的專業名稱未必這樣），但傳統優勢方向是航空器和航空武器的探測制導與控制技術。在航天器控制方向，盡管也積累了較好的基礎，但是教學和科研力量比較分散，沒有以院系建制形式集中統一在一起。2006年航天控制系成立，同年“探測制導與控制技術”（航天控制方向）開始招生，標志著“航天器控制”作為我校“探測制導與控制技術”的一個重要專業方向以院系建制的形式被正式確立，也為我校“三航”（航空、航天、民航）特色辦學提供了重要的支撐。在培養目標的定位過程中，我們曾充分調研了國內兄弟院校，特別是傳統航空航天類重點院校的培養方案，初步確定將航天器軌道動力學與控制作為我們的重點培育和發展方向，這主要基于以下幾點考慮：①深空探測是我國乃至世界未來航天技術發展的一個重要方向，其中軌道動力學的分析和計算起著關鍵作用；②國內傳統航空航天類重點院校在軌道動力學方向比起我校沒有明顯優勢，我們選擇此方向作為重點建設方向完全可能迎頭趕上；③南京大學的天體力學（含天體軌道力學）在國內首屈一指，我校與南大毗鄰，因此在人才培養和交流、科研合作等方面具備獨特的地域優勢，可以藉此推動我校在航天器軌道力學方面的快速發展；④我校在飛行器控制理論與技術方面具備傳統優勢，將這方面的積累（成果和師資）轉移應用到航天器控制領域，有望實現航天器控制專業方向的跨越式發展。
由于專業培養目標定位合理明確，師資培養和引進工作順利，一線教師甘于奉獻、勤奮工作，我校探測制導與控制技術專業之“航天器控制”方向在短短幾年之內就在人才培養和科學研究方面取得了累累碩果。我們不僅培養了一大批優秀的本科生，而且選拔了一批優秀的學生繼續在航天器“導航、制導與控制”學科深造，攻讀碩士和博士學位。現在已有不少畢業生成為我國航天科研院所的專業技術骨干。這表明我們“航天器控制理論與方法”專業方向的辦學實踐是成功的。
（二）顯露出來的問題
盡管我校在“航天器控制理論與方法”專業方向上的辦學取得了較大的成績，但是在多年的教學實踐過程中，我們也逐漸發現了一些不足和缺陷。特別是在國家科技、教育、經濟、就業等形式發生重大變化的今天，這些不足和缺陷更應該引起我們足夠的重視，積極思考，認真應對，進一步改進工作，更好地適應國家和社會對人才培養的需要。下面逐一剖析我校探測制導與控制技術專業之“航天器控制理論與方法”方向在培養目標定位中顯露出的問題。
1.培養目標單一化，缺乏細化分類。我們在確立“航天器控制理論與方法”這一培養方向之初，就將“熟練掌握近地航天器軌道計算、分析和設計的基本理論、方法和技能，熟練掌握航天器軌道和姿態控制的基本理論、方法和技能”作為我系探測制導與控制技術專業本科的培養目標。在肯定其科學合理性的同時，應該看到其局限性所在。航天器控制無論是作為專業方向，還是科技產業門類，其所包含的內容是豐富的，近地航天器軌道動力學與控制只是其中之一（盡管是非常重要的）。我們在要求該專業方向學生熟練掌握近地航天器軌道計算和控制基本理論、方法和技能的同時，還應掌握航天器控制其他重要領域的基本知識和技能，比如再入大氣航天器的軌道（彈道）力學和控制方法、航天器交會對接的相對動力學與控制等。過于單一和狹窄的專業培養目標，一方面容易導致學生知識和能力結構欠缺，影響到其發展后勁，另一方面直接導致學生擇業時選擇余地不足，影響其就業。
2.理工融合不夠，培養目標在體現厚基礎寬口徑方面有待進一步優化。誠如上述，我們的“航天器控制理論與方法”專業方向的建設重點是航天器軌道動力學與控制。而航天器軌道動力學與控制是典型的同時具有理學和工學特色的專業方向。它的理學特色體現于“軌道力學”，最早可以上溯到18世紀以來拉普拉斯、龐加萊這些數學、力學家在天體軌道計算方面的開創性工作。因此，要想真正掌握航天器軌道力學，哪怕只是近地橢圓軌道力學，也須具備非常扎實的數理力學功底。它的工學特色又體現在“控制理論和方法”方面。航天器的控制不僅是個理論問題，更是一個需要綜合考慮諸多工程實際限制因素的工程技術問題。通過該專業方向的培養，我們的重要目標是讓學生牢固樹立工程的思想和觀念，有能力設計有實際應用價值的控制規律和技術方案。但是反觀我們現有的培養目標，在“理”和“工”兩方面都欠火候，在“理工融合”方面就更是有問題了，具體表現在：①在“理”方面，我們沒有要求學生熟練掌握近代分析力學、近現代應用數學的基本知識和方法，學生的理論力學課程也是按照非力學專業的規格和學時去教學的，直接導致數理力學功底偏薄弱，發展后勁受限。②在“工”方面，航天器控制領域的必要的實驗設計、實驗操作和實驗數據處理技能方面沒有納入培養目標。一方面導致學生動手實踐能力差，更重要的是難以樹立工程的思想和觀點，以及解決工程問題的思維方法和套路訓練。③至于“理工融合”，就更是一個有挑戰性的課題。粗淺地講，“理工融合”的培養目標就是要培養“工程師中的科學家”和“科學家中的工程師”，這實際上也是我國老一輩科學大師，如錢學森、錢偉長等哥廷根學派傳承人極力倡導的高等工科教育的理念，可惜直到現在，我國的重點工科大學還沒能普遍地實現這樣的目標。
（三）解決的思路――培養目標重定位和優化
1.培養目標細化分類，實現個性化培養。誠如前述，“航天器控制理論與方法”本身所包含的內容是廣泛的，我們在強調重點方向（航天器軌道動力學與控制）的同時，決不能忽略其他方向，以適應我國航天科技工業部門對人才的廣泛需求。為此，我們考慮在新一輪培養方案的改革和調整中，將培養目標細化分類。除了“航天器控制理論與方法”方面的共同專業課程在一起教學外，在大三下學期或大四上學期就要根據不同的亞類分班教學。對于個別學術科研苗子，要早發現、早培育，“單獨開小灶”，加大課程深度，及早進行科研方法的訓練。如果符合推免研究生條件，則要吸收進相關老師的科研團隊。
2.在培養目標中凸顯對數理力學基本功底的要求。無論是近地航天器軌道動力學，還是再入航天器彈道學，要想真正學懂學透，融會貫通，舉一反三，非具備扎實的數理力學功底不可。否則，我們培養出來的學生，學近地軌道的設計不了深空探測軌道，學衛星控制的搞不了飛船再入控制，學再入彈道的不會計算繞地橢圓軌道。這樣的學生發展后勁不足，工作適應性差，更不能期待做出創新性的成果來。因此，我們在探測制導與控制技術之“航天器控制理論與方法”的培養方案中，必須強調“培養學生具備扎實的數理力學功底”。
3.培養目標中應強調對實驗技能和工程實踐能力的要求。我校是一所工科院校，探測制導與控制技術（航天器控制方向）是工科專業，這樣的本質屬性要求我們須臾不能忘記本專業的培養目標中必須包含對實驗技能的要求。而且這種實驗技能不僅僅是普通的實驗技能，比如《大學物理》、《模擬電路》、《數子電路》、《自動控制原理》、《微機原理》等課程中所要求的基本技能，而是要求學生具備一定的工程實驗技能，即是為解決一個比較綜合的工程問題，進行實驗方案設計、實驗操作、事后的實驗數據分析和處理能力。只有具備這樣的實驗能力，才算達到了我校“航天器控制理論與方法”專業方向本科畢業生的要求。
三、教學內容和教學模式改革探討
教學內容和教學模式是為培養目標服務的，有什么樣的培養目標就應該制定什么樣的教學內容，實行什么樣的教學模式。圍繞以上培養目標的調整，本專業方向的教學內容和模式也宜作以下調整或改革。
（一）大幅度增加近現代應用數學和近代分析力學的課程
現在我校探測制導與控制技術（航天控制方向）專業教學計劃中所涉及的數學課程，除了包括全校公共基礎課的《高等數學》、《線性代數》、《概率論與數理統計》外，僅有《復變函數與積分變換》、《數值計算方法》兩門課，而且課時都較小。《理論力學》是按非力學類專業的培養規格教學的，內容只涉及古老的牛頓矢量力學部分，缺乏作為近代力學基礎的拉格朗日分析力學。而且隨著一輪又一輪的所謂教學改革，為學生“減負”，以上課程的課時被一縮再縮，學生的數理力學基本功訓練得不到必要保證，一線教師普遍感覺到學生的基礎越來越薄弱，前景堪憂。為了改變這種狀況，培養基本功底扎實的航天控制類精英人才，我們擬在修訂培養方案和教學計劃中，大幅度增加近現代應用數學和近代分析力學的課程，初步計劃增加如下課程：《數學物理方法》、《張量初步》、《攝動方法》、《量綱分析》、《分析力學》。這些課程所能提供給學生的不僅僅是知識，更重要的是思考和解決廣泛的數學、物理和工程問題的方法和技能，作為“航天器控制理論與方法”專業方向的學生，當然應該熟練掌握之。下面僅就《張量初步》、《攝動方法》、《量綱分析》等課程的必要性做簡要說明。張量理論是數學的一個分支，其概念源自力學，最早用來表示彈性介質中各點的應力狀態，后來人們發現許多物理量均具有張量的屬性――對坐標變換的不變性。現在工科學生熟知的矢量和標量都是張量的特例，分別是一階張量和零階張量，它們均具有對坐標變換的不變性。但是世界上的物理量僅用標量和矢量來描述是不夠的，比如航天器的轉動慣量，既非矢量也非標量，而是一個二階張量。如果我們用張量的概念來描述航天器的轉動慣量，就比通常大部分教科書所用的轉動慣量矩陣更能反映其本質。因為慣量矩陣對坐標變換是變化的，而張量是不變的，不變的量恰恰是事物的本質屬性。下面再說《攝動方法》。攝動方法是近似求解非線性代數方程、常微分方程、偏微分方程的強有力工具。該方法誕生于數子電子計算機還沒有問世的近代，最早被科學家用來計算天體軌道。1946年數字電子計算機問世后，數值求解成為人們最熱衷的方法，但是數值解很難給出帶有規律性的結果。攝動法可以通過引入小參數攝動，給出復雜問題的近似解析解，不僅求解方便，而且能夠發現解的結構中一些規律性的東西，更利于我們認識事物的本質。所以《攝動方法》是一門具有方法論性質的重要課程。最后講《量綱分析》。量綱分析是一門十分重要但幾乎被我國高等工科學校嚴重忽視的課程。上世紀我國一大批數理力學家均能十分熟練地運用量綱分析的方法來對系統建模、實驗數據進行分析。但是不知何故，現在這門課在高等工科學校的教學計劃中幾乎絕跡。據傳，牛頓最早就是用量綱分析的方法從開普勒第三定律導出萬有引力定律的！我們呼吁高等工科學校盡快給《量綱分析》以應有地位。
（二）加大綜合實驗課的比重，提高學生工程實驗技能
我校探測制導與控制技術（航天控制方向）專業的教學計劃中，課程實驗的課時不少，但是綜合實驗課的課時嚴重不足，而綜合實驗課是培養學生工程實驗技能，使其確立工程觀念和思想，培養其用實驗或試驗的手段解決工程問題的最重要的機會。造成此種局面的原因是復雜的，既涉及到師資隊伍本身的知識和能力結構，也涉及到當前高校內部考核評價機制不夠健全，影響廣大教師從事實驗教學的積極性等。因此，要根本解決此問題，必須從學校內部管理和評價機制等深層次入手，大刀闊斧改革，進一步健全實踐教學評價機制，鼓勵一部分優秀教師能專心從事綜合實驗課的教學工作。
（三）對學生實行“精英化”和“大眾化”分離的分類教學模式
探測制導與控制技術（航天控制方向）專業的畢業生未必全部到航天科技工業部門就業，更未必全部從事該領域的學術科研工作。相當數量的畢業生會進入國民經濟建設的其他各業，比如工業自動化、機電設計、企業管理等。對于那部分有志于從事航天科技，尤其是在學術科研方面有發展潛力的學生，我們在教學計劃中應加大必修課的比重，降低選修課的比重，因為必修課是為今后從事學術科研打基礎的非常重要的課程。對于其他學生，則可適度減小必修課的比重，根據其個人興趣和未來擇業方向，給其以自由選課的機會，只要修滿規定學分，就是合格的畢業生。當然可以預見，這種改革方案在操作層面上將會遇到不少困難，比如怎么分類、何時分類、分類后能否再調整等問題。改革得好，大家滿意；改革得不好，影響穩定。因此，需要我們上下一心，積極探索，謹慎實施。
四、師資隊伍建設中的問題與解決思路
師資隊伍建設始終是專業建設中的核心關鍵。上述培養目標、教學內容和教學模式改革無一不牽扯到師資隊伍本身的建設。因為教學內容要靠教師傳授給學生，教學活動要靠教師來實施，教學改革也要靠教師來貫徹落實，師資隊伍的水平決定了教學效果的“最大理論值”和培養目標的實現程度。欲實施前述教學內容的改革，我們感覺到當前在師資隊伍方面最突出的問題如下。
（一）任課教師學科專業結構過于單一
我校探測制導與控制技術（航天控制方向）的一線任課教師基本均畢業于“導航、制導與控制”或“飛行器設計”二級學科，學科專業結構過于單一，難以完全適應“航天器控制理論與方法”專業方向厚基礎寬口徑人才培養的需要。前文提到，要在教學內容中大幅度增加近現代應用數學和近代分析力學的課程，比如《數學物理方法》、《張量初步》、《攝動方法》、《量綱分析》、《分析力學》等，對于這些課程我們就缺乏專業的授課教師。雖然部分課程比如《數學物理方法》在我校其他專業（比如流體力學或電磁場專業）有授，可以讓我專業學生全部去他院修課，但是畢竟不同專業對該課的要求和課時均不同，在課程教學管理和課程考試協調上會遇到很大障礙。還有一些課程，即便在其他專業也未必有授，比如《攝動方法》和《量綱分析》等。
（二）一線任課教師中具備較強工程實驗技能和教學經驗的教師匱乏
近十年來，我們專業新引進的教師全部是國內重點名牌大學畢業的博士，整體上理論學術水平較高，科研創新能力也較強，但是工程實驗技能相對薄弱。造成此種現象的原因是多方面的，比如各學校對博士生學術考核的要求偏重于理論水平，而工程實踐能力受到一定淡化。這就造成了我們的一線教師中具備較強工程實驗技能的比較匱乏。
解決以上問題的初步考慮如下。
1.在現有師資中發掘并動員一些數理力學功底厚實的教師，鼓勵其早日為本科生開出上述近現代應用數學和分析力學的課程來，并在教學工作量計算、職稱評聘等方面給予傾斜或適當照顧，以激勵其為打牢學生基本功多多出力。
2.在新引進師資中，我們不必局限于接收“導航、制導與控制”、“飛行器設計”等學科專業的博士畢業生。對于“應用數學”、“力學”等學科專業的優秀博士畢業生，只要熱愛航天及國防教育事業、有志于轉型從事航天器動力學與控制方面的應用數學問題或力學問題研究，我們應該張開雙臂歡迎。引進這些師資后就不愁我們專業的本科生數理力學功底打不扎實了。
3.盡快引進高水平的實驗技師，為我專業的學生開設高水平的綜合實驗課。在引進師資的學歷中，也應該解放思想，實事求是，不能一刀切地“非博士不要”。古人早就說過“不拘一格降人才”，我們現在難道不應該比古人更開明、更有胸懷和眼界嗎？
五、結論與展望
世界新一波科技革命浪潮已經掀起，祖國航天事業和科教興國偉大戰略已經向我們吹響了沖鋒的號角，國家和社會對新一代高素質、復合型科技人才的需求比歷史上任何時期都迫切。作為重點工科大學的一線教育工作者，我們責任重大，必須深刻認識到：越是在科技日新月異的今天，越是要夯實學生的基礎；越是在知識翻新快的時候，越是要加強師資隊伍自身的建設。只要我們著眼于夯實學生數理力學基本功和工程實踐能力基本功，抓住師資隊伍建設這條主線，就抓住了問題的要害，相信我們專業方向的人才培養工作會更上一層樓，為祖國航天事業、科教興國和國民經濟建設輸送更好、更多的合格人才。
參考文獻：
[1]韓艷鏵，徐波.正確處理教學科研關系，做一名合格的高校教師[J].中國科教創新導刊，2008，（32）：49-50.
[2]韓艷鏵，徐波，陸宇平.重視和改善基礎教學工作，培養創新型科研人才[J].南京航空航天大學學報（社會科學版），2008，10（4）：83-87.
[3]劉燕斌.航天控制專業精英化教育的研究[J].教育教學論壇，2014，（46）：203-204.
關鍵詞 物理；航空航天；問題；探討
中國航天事業的蓬勃發展也給我們的高考物理命題提供了很好的素材。衛星問題與現代科技結合越來越密切，與之相關的應用型試題應運而生，這已成為了高考中的熱點問題，同時也符合加強理論聯系實際，讓科學技術與社會和經濟發展緊密聯系，注重物理知識在生產、生活等方面廣泛應用的高考大剛及實踐要求。為此下面我想就衛星的變軌、人造衛星、黑洞等方面來談談我理解的航空航天中的物理問題，具體主要包括以下幾個方面：
一、航天飛行器的變軌問題
飛船或衛星從地面發射時，一般先將其發射到距地球較近的軌道上做圓周運動，再在適當位置實施變軌，使其離開原來的圓周軌道，在半長軸較大的橢圓軌道運動，當運行至橢圓軌道的遠地點時再次實施變軌，使其在以橢圓半長軸為半徑的圓軌道上做圓周運動，這個軌道就是飛船或衛星的穩定運行或工作軌道。
例1.2008年9月25日至28日我國成功實施了“神舟”七號載人航天飛行并實現了航天員首次出艙。如圖所示，飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是：
A.飛船在變軌前后的機械能相等
B.飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態
C.飛船在此圓軌道上運動的角速度大于同步衛星運動的角速度
D.飛船變軌前通過橢圓軌道遠地點時的加速度大于變軌后圓軌道運動的加速度
解析：飛船變軌前后，由于推進火箭的做功，飛船的機械能不守恒，故A錯；飛船在圓軌道上運動時時萬有引力來提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態，B對；飛船在此圓軌道上運動的周期90分鐘小于同步衛星運動的周期24小時，根據 T=■可知，飛船在此圓軌道上運動的角度速度大于同步衛星運動的角速度，C對。飛船變軌前通過橢圓軌道遠地點時只有萬有引力來提供加速度，變軌后沿圓軌道運動也是只有萬有引力來提供加速度，沿兩軌道運動經過該點時，所受萬有引力相等，有牛二定律知加速度相等，故D錯。本題選BC。
二、人造地球衛星問題探究
人造衛星運行軌道的中心與地球球心重合。同步通信衛星的軌道與赤道平面重合，運行的角速度（或周期）與地球的自傳角速度（或周期）相同，距地面的高度一定。近地衛星的軌道半徑與地球半徑相等。
例2.已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉的影響
（1）推導第一宇宙速度v1的表達式；
（2）若衛星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛星的運行周期；
例3.某顆地球同步衛星正下方的地球表面上有一觀察者，他用天文望遠鏡觀察被太陽照射的此衛星。試問春分那天（太陽光直射赤道）在日落后12小時內有多長時間該觀察者看不見此衛星？已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，地球自轉周期為T，不考慮大氣對光的折射。
三、物理中關于黑洞問題的探討
宇宙空間的大質量恒星演化到末期，在其自身引力作用下發生急劇塌縮，形成密度極大，引力場特強的特殊星體。它的引力場強大到使得外界物質只能進入星體內而不可能逃離，就連射向它的光線也只能乖乖被俘無法反射，看上去它就像宇宙中的無底洞，故天文學上稱這類星體叫黑洞。若取無限遠處為引力勢能的零位置，在它的引力作用范圍內，物體的引力勢能總是負值。
例4.2008年12月，天文學家們通過觀測的數據確認了銀河系中央的黑洞“人馬座A”的質量與太陽質量的倍數關系。研究發現。有一星體S2繞人馬座A做橢圓運動，其軌道半長軸為9.50×102天文單位（地球公轉軌道的半徑為一個天文單位），人馬座A就處在該橢圓的一個焦點上。觀測到S2星的運行周期是15.2年。
（1）若將S2星的運行軌道視為半徑r=9.50×102天文單位的圓軌道。試估算人馬座A的質量MA是太陽質量Ms的多少倍（結果保留一位有效數字）；
（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運動，其具有的動能也不足以克服黑洞對它的引力束縛。由于引力的作用，黑洞表面處質量為m的粒子具有的勢能為 （設粒子在離黑洞無限遠處的勢能為零），式中M、R分別表示黑洞的質量和半徑。已知引力常量G=6.7×10-11N？m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，太陽質量Ms=2.0×1030kg，太陽半徑Rs=7.0× 108m，不考慮相對論效應，利用上問結果，在經典力學范圍內求人馬座A的半徑R與太陽半徑之比應小于多少。
四、結語
中學物理考察的內容一直與當前航空航天緊密聯系在一起，這充分體現了注重能力與科學素養、理論與實際相結合的特點和要求。物理學的研究，與其它學科之間有者顯著的不同，其無論是概念的建立還是規律的發現、概括，都需要思維的加工，與一般的思維過程相比較，在共性之中，物理學科的思維又有其個性。所以需要我們在學習過程中靜下心來，準確把握各個知識點之間的聯系與區別，舉一反三，最終做到融會貫通、靈活多變，讓物理更好地服務于生產生活。
參考文獻：
在航天系統中，合同發揮著不可替代的重要作用，航天系統的儀器采購、技術開發、保密協定都離不開合同管理的范圍，合同管理包含了全部航天系統的各個方面，對航天系統的整個實行有著控制和安全保障的作用。合同管理是航天系統的核心，如果航天系統的運行過程中缺乏合同意識，航天系統的運作就沒有目標，缺少合同管理，航天系統就沒有一個系統化的管理思想，會造成效率不高、預定目標難以實現等問題［3］。
二、現階段航天系統合同風險管理過程中出現的問題
(一)航天系統管理人員缺乏相關的知識和認知
航天系統合同管理人員在制定合同的流程中所參與的過程太少，大多根據多年的經驗而不是因地制宜的對合同進行簽訂，對當前項目合同缺乏經驗，缺少實質性的認識。另外，在簽訂合同的過程中，除了簽訂合同的當事人，其他相關工作者很少接觸合同文本，導致大多數管理者不清楚合同流程，從而根據自己的想法對工程進行指導管理。在航天系統中一些小的項目很少設立專門的合同管理人員，沒有根據工程對合同進行妥善保管，加上大多數航天企業并沒有設立單獨的合同管理體系，合同不單單是閱讀一遍了事的，一份合同可以分解成多份，要由不同的人來參考。航天企業人員大多都是專業的科研人才、研究人才、行政管理人才，缺乏管理合同的專業人才。
(二)航天系統涉外合同中的風險
對于大多數外協合同中所需要采購的儀器以及儀器周邊配套，沒有精通儀器的專業人士進行分析，對合同約定中的不穩定性因素進行合理評估;對于外協加工、外協采購、勞務外協等合同的簽署缺乏雙方的認知度，存在盲目簽訂等風險度較大的弊病。
三、航天系統合同風險的防范
(一)對合同文本實行推廣
合同是航天工程管理的科學指導和總結，有利于對雙方行為進行規范。對于合同，整個航天體系自上而下都應認真了解、認真閱讀，避免發生違背合同規定的事情。完善工程管理制度，堅持做到工程跟著合同實施的原則。
(二)確立專門的合同管理人員，并加強學習、提高素質
無論是中小企業或像航天企業這樣的巨頭，都應該設立專門合同管理人員，小至一人，大到設立一個分部。集中相應人才，并對相關人才實行培訓，提高專業素養，杜絕缺少管理人才、或管理人才知識水平不高、素質過低等現象［4］。
(三)建立并完善外協合同簽署管理制度和技術研發合同保密制度
一直以來，在企業外協合同以及采購合同簽署過程中，存在著對所采購儀器操作不熟，缺乏相互認知以及盲目對對方信任。完善外協合同管理制度，確立以合同管理為中心，從根本上圍繞提高企業效益和經濟利益等目標來與國際接軌，建立科學、有效、合理化的對外合同簽署制度。對涉外合同簽署過程中出現的主觀風險提高警惕，加強對合同的認知程度。在研發合同方面合理爭取權益，委托方定時對對方進行必要檢查，雙方做到依照合同約定參與研究開發工作，并對研發成果保守相關技術秘密，并提前確立風險承擔責任，以免技術開發失敗造成較大損失［5］。
四、結論
1學生學習困難成因
1.1概念抽象、公式繁多
萬有引力是自然界普遍存在的規律，但萬有引力不像彈力、摩擦力那樣具體、貼合學生實際生活，由于萬有引力作用使天體做圓周運動，對學生來說是個抽象概念和物理模型.另外，萬有引力公式與圓周運動公式結合之后，使得公式繁多、結論瑣碎，學生很難將公式之間的聯系、結論的來龍去脈等徹底弄清楚，往往重公式輕理解，死代公式，一代一個錯，造成了學習上的困難.
1.2科學前沿、高不可攀
學生往往認為航天活動是一項高精尖的事業，與自己的距離較遠，把天體運動看的過于神秘和高不可攀，在心理上產生了距離和畏難情緒，缺乏學好本章內容的自信心.
1.3空間想象能力、建立物理模型能力欠缺
本章的運動模型仍然是圓周運動模型，用到的是分析圓周運動的常規方法，學生前面牛頓運動定律和圓周運動基礎不扎實，那么學習這章會非常吃力.況且本章題目往往題意復雜、材料新穎，無疑對學生的能力提出更高的要求，要求學生能在看似復雜的題目中提煉有用信息，建立正確的物理模型，選擇恰當的解題思路和方法.另外，學好本章還需要一定的空間思維能力和地理知識.總之，兩種能力欠缺，都會感覺學習困難.
1.4能量知識缺乏
初中時學生有一些能量知識儲備，但還不足以解決本章涉及到的相關能量問題，較系統的功和能量知識是在《機械能守恒定律》這一章，恰在《萬有引力與航天》之后，因此在一定程度上也造成了學生學習的困難.
2教學策略
2.1拉近與生活的距離，克服畏難情緒，提高學習興趣
本章知識與我們的生活息息相關，教學時可以適時拓展學生知識面，比如航天事業是如何影響我們的生活，還可以鼓勵學生通過網絡搜集相關信息，了解當前航天事業科技前沿，并做交流展示.總之，讓學生明白學習本章知識的重要意義.
2.2幫助學生理清本章與前面力學知識的邏輯關系
本章安排在運動學、力學之后，是圓周運動的延續，內容并不復雜.盡管本章是從萬有引力的發現歷史展開教學，但通篇來看，將天體運動看做勻速圓周運動，實質就是圓周運動的力學規律和運動學規律，因此在教學中，時時處處向學生滲透處理天體運動問題需從受力分析和運動分析入手，始終灌輸圓周運動處理方法，從向心力來源入手，即萬有引力提供向心力.
2.3深入理解兩個基本原理
兩個基本原理即萬有引力提供天體運動所需向心力、物體在某處的萬有引力等于物體在該處重力.首先，要幫助學生建立物理模型，萬有引力等于向心力是適用于一個天體圍繞中心天體做勻速圓周運動的情境；萬有引力等于重力是在涉及重力加速度的情況下首先想到的規律，可以假設某物體在某處，其受到的萬有引力等于該處重力.其次，重復強調兩個原理運用時的注意點.比如，萬有引力等于重力，學生運用時往往忽視等式兩邊必須地理位置一致這個前提條件.再比如，運用萬有引力等于向心力時學生往往面對眾多公式不知所措，因此在平時教學中一定要培養學生良好的審題習慣，在眾多文字和條件中提煉勻速圓周運動模型和相關物理量，從而選擇合適的向心力公式.第三，重基本公式輕二級結論.比如，所謂“黃金代換式”是萬有引力等于重力這一基本關系的二級結論，然而學生容易記住這個“黃金代換式”，卻忽視了其本源，運用時就容易死套結論.筆者在教學中不會給出這個結論，而是強調萬有引力等于重力這一基本關系，避免學生犯舍本求末的錯誤.
2.4引領學生審題，幫助學生建立物理模型
本章題目的特點是條件繁多，信息量大，學生往往會被題目樣式所嚇住，喪失進一步審題分析的信心，因此在平時教學中更要注重學生審題能力的培養，引導他們如何去辯識和提取有用信息，如何將文字信息轉換成圖形信息，從而構建出正確的運動模型，運用恰當的物理規律和方法去處理.
南航航天學院本科畢業實習基地選在江陰市的中國衛星海上測控部，這個單位成立于1978年，是中國航天測控網的一個重要組成部分。畢業實習主要安排在基地的技術部、通信總站、遠望2號測量船、港灣勤務大隊、勤務船大隊和船修所等部門，其中，技術部、通信總站和遠望2號測量船為重點實習單位。
2南航航天學院本科畢業實習的實習內容
在半個月的實習期間，首先進行具體的定點操作實習，獲得感性認識，進而了解測控跟蹤系統的工作原理及網絡體系結構，包括空間信息傳輸、地面測控、指揮、綜合布站、航天器軌道及測控參數分析等。然后參觀江陰航天測控基地的各個職能場所，了解地球站系統主要儀器設備的基本使用和操作，包括地球站監視系統及測試設備、分布式測控網絡傳輸與監視顯示系統等。最后，運用大學期間所掌握的專業理論知識結合具體的實習內容，完成專業實習報告和生產實習報告。
3畢業實習學生日記一覽
實習過程中，國內要求學生每天寫實習日記的教學方法已經獲得廣泛采用，南航也不例外。通過學生日記，可以了解實習效果。下面是學生的實習日記摘錄。2013年7月8日，出發：早上8點從南航出發，在兩小時的車程后，來到遠望二號實習基地。盡管在來這里之前，我已經上網查閱了遠望二號的相關資料，但親眼見到遠望二號后，還是不禁感嘆它宏偉氣派的外形。2013年7月9日，第一天實習：今天上午，我們系統地學習了船艇安全管理規定和保密十條禁令。接著，我們召開了暑期實習動員大會，介紹了這次實習的學習任務要求和安排：在進駐實習基地后，由基地安排人員給學生進行基地情況簡介，并組織全體學生參觀測控基地，全面了解航天測控系統,基地安排專門的技術人員負責學生在各專業實驗室的實習輔導。
2013年7月11日，認識實習：今天上午，我們去機房待職，觀察船上的工作人員如何進行實戰操作。要求我們不許說話，只能看、聽、想，可惜我完全沒有看懂，這也讓我知道自己還有許多知識需要學習，許多技能需要掌握。下午，我們觀看了工程師對雷達天線的調試，看工作人員對地球同步軌道上的衛星進行跟蹤。
2013年7月13日，參觀：原本以為遠望二號上的工作環境已經非常好了，在參觀完遠望21號和遠望六號后，我再也不會這樣認為了。
2013年7月15日，航天特色：今天早上舉行了升旗儀式，我們和全船的官兵一起參加。盡管這是一只科研船，但是我還能深刻感受到軍隊的嚴謹作風。在下令轉身時，所有官兵的腳步聲整齊一致，甲板似乎都為之一振，感覺十分震撼。
2013年7月19日，結束：十天前，我帶著好奇的心情、學習的動力來到遠望二號；十天后，我帶著對航天測控系統的初步認識。筆者認為實習日記可以對實習情況進行反饋，同時通過學生日記獲取進一步改革的思路，特別是對于提高實習效果大有裨益。再看另一個學生的日記，也會得到一些啟示。
2013年7月12日，活動：下午我們去爬山了黃山公園的小山，全程7公里。天氣悶熱，36度。整個過程揮汗如雨，T恤都濕透了。最郁悶的是被蚊子咬了，我兩下拍死4個蚊子。明天還有去華西村參觀……。2013年7月16日，感覺空空蕩蕩：實習漸漸接近尾聲，早上不出操了，講座也少了，沒有什么可以參觀了。因為船上迎接大檢查，所以我們活動也受限制。晚上我們看了在船上最后一場電影，無聊得很。2013年7月17日，無聊了：實習就要結束了，晚上不睡了，起床也沒有激情了。早上起來就到碼頭集合，回去在整理內務。上午沒有活動，一堆人聚在一起打發時間，聊聊過去時光，打打牌……。
4對畢業實習的若干問題的認識與啟示
4.1問題①畢業實習實際上是接觸社會，接近現實生活，不像學校環境，而且一般的實習現場都不喜歡學生動手，所獲得的效果與學生想象的效果不符。②當前國內高校教師的水平有了很大的提高，都具有博士學位，大多擅長某一很窄的研究方向，所以很難理解實習基地的各種環節的真實含義。③最近幾年的實習經費有了較大的提高，但其他各種費用的增長，與國家其它實習單位一樣，南航航天學院的實習單位向學校收取的實習費也逐年增加，這使得畢業實習的經費捉襟見肘。④很多學生對實習作用缺乏認識，對實習缺乏積極性，個別學生在實習動員和實習過程中，也未能產生足夠的認識，還有一些學生此階段忙于他事，例如復習外語和考研等活動。
4.2啟示①現在指導教師的部分職能可以指導學生干部來完成，而指導教師大部分精力應該挖掘實習怎樣與專業課程結合，提高學生思考解決問題的方法和能力；探索如何引導學生能在有限的實習時間里，學到學校學不到的知識。②對于大多數學生來說，基地及科研試驗中的很多內容還是比較生疏的，如果實習指導教師不研究，在短時間實習過程中，難以使得學生對實習獲取真正的認識。因此實習指導教師必須研究實習工程，實習指導教師還需要充當設計實習任務總師的角色。③實習指導教師應該結合畢業實習的目的，與基地人力資源部門進行協商，制定實習內容，并把核心課程知識引入到實習中。④畢業實習不僅是讓學生將所學專業核心課程知識與科研試驗相結合，更重要的是讓大學生了解航天系統的科研試驗與管理體制，實習指導教師應該引導學生融入到基地文化中去。
5總結