導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇航空航天技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）40-0092-02

航空航天材料是指飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一，也是材料科學(xué)中富有開拓性的一個分支。飛行器及其裝置的設(shè)計，不斷地向材料工程提出新的課題，推動了航空航天材料科學(xué)的進步。各種先進材料的出現(xiàn)也為飛行器及其裝置的設(shè)計提供更多的可設(shè)計性，極大地促進了航空航天技術(shù)的發(fā)展。因此，先進航空航天材料的開發(fā)、研究與應(yīng)用反映了一個國家的工業(yè)水平與航空航天技術(shù)，關(guān)系到一個國家的綜合實力與國際影響力。因此，各國都把先進材料的研究和開發(fā)放在重要地位。盡管我國近年來在航空航天材料的研發(fā)方面取得了巨大進展，但仍然與發(fā)達國家存在較大的差距。因此，需要不斷學(xué)習(xí)和引進國外的先進技術(shù)和經(jīng)驗。而國外相關(guān)資料都是英文出版，這就需要航空航天材料方向的學(xué)生具有較高的材料科學(xué)與工程專業(yè)英語的聽、說、讀、寫能力，以完成獲取專業(yè)所需信息等任務(wù)。

材料科學(xué)與工程專業(yè)英語是一門語言應(yīng)用與材料專業(yè)知識緊密結(jié)合的課程。它不但涉及英語科技文體的語法特征和材料專業(yè)技術(shù)文獻的語言特點，而且涉及一定的專業(yè)技術(shù)內(nèi)容及科技信息交流。課程目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具有較強的專業(yè)文獻的閱讀能力，進一步提高學(xué)生的聽、說、寫、譯能力，使學(xué)生能夠熟練應(yīng)用英語交流、獲取知識。同時促進學(xué)生掌握良好的語言學(xué)習(xí)方法，提高文化素養(yǎng)，以適應(yīng)社會發(fā)展和航空航天技術(shù)進步的需要。課程的教學(xué)目標(biāo)是：掌握一定量的與材料科學(xué)與工程專業(yè)有關(guān)的常用單詞和常用詞組，并掌握一定的構(gòu)詞法知識，具有識別生詞的能力，能順利閱讀專業(yè)相關(guān)的英文原版教科書、參考書及專業(yè)論文。但現(xiàn)行的教學(xué)模式在教學(xué)管理與培養(yǎng)方式中存在許多問題亟待解決，目前也沒有針對航空航天方向的材料科學(xué)與工程專業(yè)英語教材。因此，迫切需要完善教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方式，改編教材，以全面提高材料科學(xué)與工程專業(yè)英語的教學(xué)質(zhì)量。

一、改編現(xiàn)有專業(yè)教材，擴展學(xué)生專業(yè)視野

瀏覽現(xiàn)有大部分的《材料科學(xué)與工程專業(yè)英語》教材可發(fā)現(xiàn)，內(nèi)容基本是《材料科學(xué)概論》或《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的英文版本的改編，實際是英文版的專業(yè)教材，不具專業(yè)英語教材特點。而且教材內(nèi)容的更新速度慢，與國際上材料科學(xué)的快速發(fā)展不相適應(yīng)，學(xué)生閱讀起來單調(diào)、枯燥。因此，在現(xiàn)有教材的基礎(chǔ)上，急需編寫新版實用性教材。新版教材需兼顧英語的語法特點和材料專業(yè)技術(shù)知識，既強調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)理論知識又涵蓋國際研究前沿趨勢。

從提高學(xué)生的聽、說、讀、寫及翻譯的綜合能力著手，按照從難到易的教材內(nèi)容順序，突出航空航天行業(yè)背景及新技術(shù)特點，完成《材料科學(xué)與工程專業(yè)外語》教材的設(shè)計與撰寫。從教材章節(jié)編排上，按照先介紹語言知識后介紹材料專業(yè)的順序布局?？梢栽陂_始的章節(jié)介紹科技英語的構(gòu)詞、語法的特點以及專業(yè)學(xué)術(shù)文章的撰寫規(guī)則。隨后的幾個章節(jié)，簡單介紹材料的基礎(chǔ)理論知識，學(xué)生可以結(jié)合以前學(xué)習(xí)的材料專業(yè)知識進行這部分的學(xué)習(xí)。目的是給學(xué)生介紹英文專業(yè)詞匯，讓學(xué)生逐漸熟悉專業(yè)英語的閱讀。隨后，在材料學(xué)的專業(yè)知識內(nèi)容上，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)課程，著重介紹和航空航天技術(shù)緊密相關(guān)的材料研究內(nèi)容，例如飛機結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、高溫材料、隱身材料、非晶材料、太陽能材料等。同時，為了進一步提高學(xué)生閱讀和理解專業(yè)文獻資料的能力，提高學(xué)生從專業(yè)文獻中獲取重要信息和跟蹤學(xué)術(shù)研究前沿的能力，教材還可以向?qū)W生介紹利用互聯(lián)網(wǎng)站和相關(guān)的學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)站獲取最新專業(yè)文獻的方法。并且，從材料專業(yè)高質(zhì)量的國際期刊上精心選取一些難度適中的綜述性和研究型的論文作為課堂教學(xué)內(nèi)容。由于這些論文內(nèi)容新穎且緊密跟蹤本領(lǐng)域的研究前沿，學(xué)生也易于接受。這樣，既提高了教學(xué)效果，也使學(xué)生對專業(yè)英語的重要性有了更深地認識和理解。

二、豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，夯實學(xué)生基本功

調(diào)研各高校材料專業(yè)的本科生教學(xué)計劃，發(fā)現(xiàn)專業(yè)英語課程設(shè)置在第七至第八學(xué)期，大四學(xué)生對英語學(xué)習(xí)逐漸變得陌生，如果直接面對專業(yè)英語的學(xué)習(xí)，勢必會造成學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。因此，教師除了教授教材的內(nèi)容外，可以適當(dāng)拓展相關(guān)內(nèi)容的英語學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

從知識結(jié)構(gòu)設(shè)置上，可以根據(jù)學(xué)生畢業(yè)后學(xué)習(xí)、就業(yè)及工作的實際需要，突出對學(xué)生專業(yè)英語實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。為了突出實際應(yīng)用能力培養(yǎng)及常用交流，可按照先讀后寫，先聽后說的思路，來對學(xué)生進行專業(yè)英語實際應(yīng)用能力的訓(xùn)練。通過由學(xué)習(xí)模仿到實際應(yīng)用的教學(xué)模式，重點培養(yǎng)撰寫英文摘要、寫推薦信、求職信、會議常用發(fā)言以及模擬求職對話等能力。除此而外，還可以就學(xué)生即將面臨的畢業(yè)設(shè)計論文撰寫，展開介紹和講評。“學(xué)以致用”，而實際應(yīng)用是學(xué)生學(xué)習(xí)的動力。學(xué)生一旦體會到能從專業(yè)外語的學(xué)習(xí)中獲益，便會提高學(xué)習(xí)的積極性，促進專業(yè)英語的教學(xué)。

為了增加教學(xué)內(nèi)容的趣味性，在實際教學(xué)過程中增加一些與課文內(nèi)容相關(guān)的最新外文視頻。材料科學(xué)與工程是一個大專業(yè)，其中又有金屬材料、高分子材料及陶瓷材料等二級專業(yè)，因此除了完成教材的教學(xué)內(nèi)容外，還應(yīng)針對不同專業(yè)分門別類地介紹材料的最新的實際應(yīng)用。介紹時，可以從互聯(lián)網(wǎng)上搜索最新的文字資料，也可以搜索最新的視頻資料，其中視頻資料更生動，因此受到學(xué)生們的歡迎。比如在講解金屬材料和復(fù)合材料時，可以給學(xué)生播放波音、空客等制造飛機發(fā)動機及機身結(jié)構(gòu)的最新技術(shù)視頻。還可以通過播放如太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及3D打印技術(shù)等視頻，加深學(xué)生對陶瓷材料、功能材料及復(fù)合材料在新能源及新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用認識。因此，通過利用多媒體技術(shù)的視頻資料，不但可以提高學(xué)生的英語聽力，擴充學(xué)生的詞匯量，還可以使學(xué)生在輕松的學(xué)習(xí)氛圍中了解相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用前沿，深化在學(xué)生對航空航天材料科學(xué)與工程的認識。

三、改革課堂教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)質(zhì)量

材料專業(yè)英語是一種正規(guī)的書面體，專業(yè)詞匯多詞形復(fù)雜、句子長，且與專業(yè)知識結(jié)合緊密，相對于基礎(chǔ)英語來說，缺少文學(xué)作品中的韻律、節(jié)奏感，讀起來抽象、枯燥，造成教師講授、學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不高。如果采用傳統(tǒng)的專業(yè)課程的講課為主的教學(xué)方法，勢必不能有良好的教學(xué)效果。因此，應(yīng)該結(jié)合英語課堂教學(xué)和專業(yè)課的教學(xué)特點，采取多元化的教學(xué)方法，對學(xué)生進行課堂教學(xué)。

可以采取英語課堂的教學(xué)，讓學(xué)生隨堂朗讀教材內(nèi)容，學(xué)生在讀的過程中，既熟悉了教材內(nèi)容，又對英語的“說”有提高。隨后，對學(xué)生進行分組，討論分析教材內(nèi)容，或者也可以提出一個小話題，學(xué)生可進行問題的分析并提出解決方案。這樣，既提高了學(xué)生的英語口語技能，也加強了學(xué)生分析專業(yè)問題的能力。課后布置適量的課后翻譯作業(yè)，可以是對教材內(nèi)容的翻譯也可以是對課堂增補內(nèi)容的翻譯，通過英漢互譯的環(huán)節(jié)，鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容。在課程結(jié)束前，還可以穿插學(xué)生就自己的畢業(yè)設(shè)計方向，做一個簡短的英文講座，既可以對課堂教學(xué)效果進行測試，也可以提高同學(xué)們的口頭表達能力，增加同學(xué)們英語交流的信心。

在進行課堂教學(xué)的時候，如前所述，可以圍繞課堂教學(xué)時的內(nèi)容，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為學(xué)生補充國際上航空航天材料的最新研究成果和先進的應(yīng)用實例，可以是文字資料也可以是視頻文件的學(xué)習(xí)。進行文字資料的學(xué)習(xí)時，可以采用先朗讀后分析、翻譯的方法，逐步分解。進行視頻資料的學(xué)習(xí)時，教師應(yīng)提前將語音資料轉(zhuǎn)換成文本資料，課堂上可以進行邊視聽邊進行講解，讓學(xué)生在愉快的氛圍中進行學(xué)習(xí)，進而達到良好的課堂效果。

四、結(jié)語

我國航空航天技術(shù)的發(fā)展對航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人員必須及時關(guān)注國際發(fā)展，密切和國外學(xué)術(shù)交流，才能保障材料領(lǐng)域的不斷進步，這就對科技人員的專業(yè)英語要求也不斷提高。因此，通過對航空航天材料專業(yè)英語教材、課堂教學(xué)內(nèi)容與方法的改革與優(yōu)化，來全面培養(yǎng)學(xué)生的讀、聽、說、寫、譯的綜合能力，增強學(xué)生的國際競爭力，為航空航天材料技術(shù)領(lǐng)域輸送優(yōu)秀人才。

參考文獻：

[1]李成功.航空航天材料[M].國防工業(yè)出版社，2002.

[2]魯紅典，邵國泉，謝勁松.對材料科學(xué)與工程專業(yè)英語教學(xué)的思考[J].貴州師范學(xué)院學(xué)報，2013，（04）.

[3]馬彥青，魏忠，陳凱.《專業(yè)英語》課程的教學(xué)探索――以材料科學(xué)與工程專業(yè)為例[J].教育教學(xué)論壇，2015，5（21）.

[4]陸江銀，王春曉.化工專業(yè)英語教學(xué)方法探討[J].黑龍江教育學(xué)院學(xué)報，2011，（01）.

[5]孫麗麗，畢鳳琴，張旭昀.金屬材料工程專業(yè)英語教學(xué)改革實踐的認識與思考[J].時代教育（教育教學(xué)），2010，（05）.

[6]徐征，陳利生，余宇楠.關(guān)于高職院校冶金工程專業(yè)英語教材建設(shè)的思考[J].中國校外教育，2011，（11）.

篇2

 

一、模擬的類型

 

1.模擬的基本類型

 

模擬是以科學(xué)技術(shù)理論與實踐為基礎(chǔ)，在一定環(huán)境與條件下，將研究對象用其它手段進行模仿的一種實驗方法。該方法不直接涉及研究對象固有的現(xiàn)象與過程本身，而是設(shè)計一個和該現(xiàn)象與過程相似的模型，并通過該模型間接地呈現(xiàn)出該現(xiàn)象與過程。模擬實驗的目的主要是便于經(jīng)濟地檢驗、驗證、再現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)或揭示該現(xiàn)象與過程的特征、演變規(guī)律與內(nèi)在機制。

 

模擬的基本類型有物理模擬與計算機模擬。

 

物理模擬是制作和某現(xiàn)象與過程相似的物理模型，并對該模型研究，獲取該現(xiàn)象與過程的特征。

 

計算機模擬是利用計算機對某現(xiàn)象與過程進行求解、分析、判斷以及圖像顯示等，得出該現(xiàn)象與過程的特征。計算機模擬有模型模擬和統(tǒng)計模擬兩種基本方法。

 

2.模擬實驗方法的進展特征

 

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對許多航空航天系統(tǒng)有越來越嚴格的性能要求[4-7]。為探索性能的未知特性，實時評估與預(yù)測性能退化軌跡，科學(xué)技術(shù)研究已經(jīng)從靜態(tài)發(fā)展到動態(tài)、從線性發(fā)展到非線性、從確定性參數(shù)發(fā)展到不確定性參數(shù)、從不變性函數(shù)發(fā)展到多變性函數(shù)。面對這些新問題，現(xiàn)有研究所采用的模擬實驗方法取得了許多進展。

 

以近年來航空航天技術(shù)領(lǐng)域的某些中文科技論文為案例，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，模擬實驗方法的最新進展以依賴問題的屬性信息和現(xiàn)場信息為特征，旨在求解動態(tài)、非線性、不確定性與多變性等復(fù)雜問題，根據(jù)對問題信息的依賴特征，將現(xiàn)有的模擬實驗方法歸納為屬性依賴法與現(xiàn)場依賴法。

 

二、屬性依賴法

 

屬性依賴法是基于屬性、目標(biāo)屬性與層次屬性等3個信息要素的模擬實驗方法。

 

屬性是問題的抽象刻畫，表示問題的性質(zhì)與關(guān)系。性質(zhì)表示問題的固有特征，關(guān)系表示不同問題之間的性質(zhì)傳承與影響。

 

目標(biāo)屬性是期望得到的對問題屬性的某種解答或認知。

 

層次屬性是目標(biāo)屬性的分解，即將目標(biāo)屬性分解為若干個子屬性。若子屬性彼此獨立，則稱為同層次子屬性;否則稱為非同層次子屬性。層次按從低到高的順序分為多層，目標(biāo)屬性依賴于最高層子屬性，最高層子屬性依賴于次高層子屬性，依次類推，直到最低層子屬性。

 

根據(jù)目標(biāo)屬性的不同，屬性依賴法又細分為同步進化法與層次進化法。

 

1.同步進化法

 

同步進化法是將問題分解成低一層次的多個彼此獨立的子問題，用基本模擬方法逐個解決各子問題，最后融合出結(jié)果。這是一種化整為零、逐個擊破、同步進化的方法。具體做法是，若目標(biāo)屬性是由多個低一層次的獨立子屬性綜合構(gòu)成，則可以根據(jù)各獨立子屬性的特征，進行子屬性模擬，然后推斷各子屬性的模擬結(jié)果，使各子屬性由低層次同步進化至高層次，獲得目標(biāo)屬性特征。

 

例如，揭示航空發(fā)動機非線性動力學(xué)特征是相關(guān)領(lǐng)域的一個重要問題。為此，文獻[7]綜合現(xiàn)有方法的優(yōu)點，提出一種振動耦合動力學(xué)模型，計算出系統(tǒng)非線性響應(yīng)，并在兩個航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子模擬裝置上進行模態(tài)實驗，發(fā)現(xiàn)計算結(jié)果與實驗結(jié)果有很好的吻合性。

 

在這個案例中，非線性響應(yīng)特征問題被分解為2個同層次的子問題，即理論建模計算與模態(tài)實驗，2個子問題解答的融合是將計算結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比分析?？梢钥闯觯鉀Q這2個子問題的實驗?zāi)M方法分別是物理模擬和計算機模型模擬，經(jīng)過對2種模擬結(jié)果的對比檢驗，最終推斷出航空發(fā)動機非線性響應(yīng)的某些特征，為探索航空發(fā)動機非線性動力學(xué)特征提供了新思路。

 

2.層次進化法

 

層次進化法是將問題按屬性層次由低到高地分解成多個前后有聯(lián)系的子問題，用基本模擬方法逐步解決各子問題，最后直接得到結(jié)果。該方法的特點是化整為零、逐步擊破、依次進化。具體做法是，若目標(biāo)屬性可以分解為多個彼此低一層次的關(guān)聯(lián)子屬性，則可以根據(jù)各子屬性的特征，按照設(shè)計好的步驟，依次進行子屬性模擬，逐步使屬性由低層次向高層次進化，逼近目標(biāo)屬性特征。

 

例如，航空發(fā)動機的故障診斷技術(shù)對發(fā)動機性能的可靠性、維護性和保障性有重要影響。但是，現(xiàn)有研究主要關(guān)注故障診斷算法的有效性，尚未有效驗證故障檢測率、定位率與虛警率等指標(biāo)，從而無法定量評價故障診斷系統(tǒng)性能。這里的問題是如何定量評價故障診斷系統(tǒng)性能?

 

為此，文獻[4]將問題分解為混合卡爾曼濾波器組故障診斷理論，發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)和故障診斷實驗等3個不同層次的子問題。這3個層次的進化關(guān)系為：(1)用計算機模型模擬方法構(gòu)建混合卡爾曼濾波器組，為發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)奠定理論模型基礎(chǔ);(2)基于理論模型，針對民用渦扇發(fā)動機常見的4種故障，用物理模型模擬方法搭建發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)，為故障診斷實驗奠定基礎(chǔ);(3)基于故障診斷系統(tǒng)，用統(tǒng)計模擬法評價出發(fā)動機故障診斷系統(tǒng)性能的定量指標(biāo)值。

 

在該案例中，依次解決3個子問題的實驗?zāi)M方法分別是計算機模型模擬、物理模型模擬和統(tǒng)計模擬，最終目標(biāo)是實現(xiàn)故障診斷系統(tǒng)性能的定量評價，為工程實踐提供了重要依據(jù)。

 

三、現(xiàn)場依賴法

 

現(xiàn)場依賴法是基于時間序列和參數(shù)序列的模擬實驗方法，時間序列和參數(shù)序列統(tǒng)稱為序列。時間序列是將某現(xiàn)象的某一個指標(biāo)在不同時間上的各個數(shù)值按時間先后順序排列而形成的序列，序列中的信息與時間密切相關(guān)。參數(shù)序列是由某現(xiàn)象的某些特征值構(gòu)成的序列，序列中的信息與時間沒有關(guān)系。

 

現(xiàn)場依賴法是指依賴于問題真實現(xiàn)場信息的一種模擬實驗方法，其特點是，在模擬實驗中有現(xiàn)場的實時信息輸入、輸出與交流，可以及時矯正評估與預(yù)測結(jié)果。按照現(xiàn)場實時信息特征，現(xiàn)場依賴法可以細分為時間序列依賴法與參數(shù)序列依賴法。

 

1.時間序列依賴法

 

時間序列依賴法是根據(jù)現(xiàn)場實時信息的輸入時間序列來實施輸出序列運行軌跡評估與預(yù)測的一種模擬實驗方法。

 

不確定性的輸入時間序列干擾會導(dǎo)致輸出時間序列運行軌跡發(fā)生未知的非線性與多變性演化，通過將外界的真實或模擬真實的時序干擾輸入模擬實驗系統(tǒng)，獲取輸出時間序列的演化響應(yīng)機制，及時預(yù)測與矯正其運行軌跡，可以為真實航空航天系統(tǒng)的可靠運行奠定基礎(chǔ)。

 

例如，為揭示大氣阻力導(dǎo)致衛(wèi)星軌道衰減的機制，文獻[1]構(gòu)建了模擬實驗系統(tǒng)，將地球扁率與大氣阻力攝動影響作為輸入時間序列，通過模型模擬輸出軌道根數(shù)變化，獲取衛(wèi)星軌道高度衰減結(jié)果即輸出時間序列。其中，依賴的現(xiàn)場實時信息是經(jīng)模擬改進的用某衛(wèi)星高精度加速度儀測量得到的大氣密度數(shù)據(jù)。盡管熱層大氣密度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出明顯的動態(tài)、非線性、不確定性與多變性時序特征，模擬軌道序列與衛(wèi)星實際軌道序列仍然保持一致，發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星運行軌跡演變的新特性，研究成果具有創(chuàng)新性。

 

2.參數(shù)序列依賴法

 

參數(shù)序列依賴法是根據(jù)現(xiàn)場實時信息的輸入?yún)?shù)序列來實施輸出序列運行軌跡評估與預(yù)測的一種模擬實驗方法。

 

常見參數(shù)有剛度、阻尼、固有頻率、壓力、流量與溫度等，多種參數(shù)的組合構(gòu)成參數(shù)序列。模擬實驗系統(tǒng)的參數(shù)序列取值應(yīng)該與真實系統(tǒng)的參數(shù)序列保持一致，才能可信賴地實施輸出序列運行軌跡評估與預(yù)測。

 

例如，文獻[8]的衛(wèi)星在軌微振動環(huán)境模擬實驗，用物理模擬方法構(gòu)建出低頻彈性支撐裝置，揭示出自由邊界條件對衛(wèi)星動力學(xué)特征的影響機制，為提高衛(wèi)星在軌微振動地面模擬實驗精度奠定了基礎(chǔ)。其中，依賴的現(xiàn)場實時信息是微振動擾振，輸入?yún)?shù)序列為激振力參數(shù)，輸出序列為模擬衛(wèi)星彈性體的模態(tài)相應(yīng)。

 

四、結(jié) 語

 

基于科學(xué)技術(shù)問題的屬性信息和現(xiàn)場信息特征，提出模擬實驗的屬性依賴法與現(xiàn)場依賴法，可以解決動態(tài)、非線性、不確定性與多變性問題，為模擬實驗方法的發(fā)展提供新思路。

 

模擬實驗方法歸類為科學(xué)技術(shù)研究方法論，合理運用屬性依賴法與現(xiàn)場依賴法可以有效地驗證或再現(xiàn)研究對象的表現(xiàn)，揭示其演變規(guī)律，發(fā)現(xiàn)某些未知特性。

 

篇3

1引言

人工智能技術(shù)已經(jīng)成為目前最受社會關(guān)注的新興科技之一，隨著該技術(shù)在各行業(yè)和領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷深入，人們的工作和生活方式不斷向智能化方向發(fā)展，工作和學(xué)習(xí)效率都得到了質(zhì)的飛躍，未來，人工智能技術(shù)也必然會獲得更加廣闊的發(fā)展前景。

2人工智能技術(shù)概述

人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，這門學(xué)科的主要目標(biāo)是了解人類智能的本質(zhì)，并通過將人類智能轉(zhuǎn)移到智能機器中，使智能機器能在不同應(yīng)用場景下做出類人思維的反應(yīng)。人工智能是一項綜合了多項高新科技的綜合性學(xué)科，包含5項核心技術(shù)，分別是計算機視覺、機器學(xué)習(xí)、自然語言處理、機器人技術(shù)和生物識別技術(shù)。其中，機器學(xué)習(xí)是實現(xiàn)計算機人工智能技術(shù)的核心技術(shù)，該技術(shù)使智能機器在算法復(fù)雜度理論、凸分析、統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科的支持下，能自主模擬人類行為。目前已經(jīng)發(fā)表的機器學(xué)習(xí)策略主要包括模擬人腦的機器學(xué)習(xí)和采用數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法2種策略。其中模擬人腦的機器學(xué)習(xí)策略又可細分為符號學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，符號學(xué)習(xí)是以認知心理原理為基礎(chǔ)，在機器中輸入符號數(shù)據(jù)，用推理過程在圖或狀態(tài)空間中搜索并進行符號的運算，對概念性和規(guī)則性知識的學(xué)習(xí)能力較為突出，如示例學(xué)習(xí)、記憶學(xué)習(xí)、演繹學(xué)習(xí)等；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)是從微觀生理角度對人腦活動進行模擬，利用函數(shù)結(jié)構(gòu)模型代替人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以函數(shù)結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)運算，并在數(shù)據(jù)迭代過程中在系數(shù)向量空間中搜索，對函數(shù)型問題具有較好的學(xué)習(xí)能力，如拓撲結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)、修正學(xué)習(xí)等。采用數(shù)學(xué)方法的機器學(xué)習(xí)主要是利用統(tǒng)計機器，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，擬定超參數(shù)，輸入樣本數(shù)據(jù)后根據(jù)不同的運算策略對模型進行訓(xùn)練，最后根據(jù)訓(xùn)練結(jié)果進行結(jié)果預(yù)測。

3人工智能技術(shù)的發(fā)展歷程

3.1人工智能技術(shù)的興起

雖然新興技術(shù)的興起獲得了廣泛的關(guān)注，但由于人工智能技術(shù)涵蓋的學(xué)科和技術(shù)范圍過大，興起階段的該技術(shù)的理論知識、產(chǎn)品應(yīng)用、發(fā)展應(yīng)用等均存在明顯缺陷。除此之外，計算機技術(shù)在當(dāng)時也并不成熟，當(dāng)時的計算機編程和計算水平較為落后，很多超前的想法以當(dāng)時的技術(shù)水平來說實現(xiàn)較為困難。在多種因素的影響下，人工智能技術(shù)在興起階段并未得到快速發(fā)展。

3.2人工智能技術(shù)的高速發(fā)展

人工智能技術(shù)這一概念在提出后近20年的時期中其發(fā)展始終處于停滯狀態(tài)，直至20世紀(jì)70年代，該領(lǐng)域的專家研發(fā)出全新的人工智能專家系統(tǒng)DENDRAL，該系統(tǒng)的誕生帶動人工智能技術(shù)邁向新的發(fā)展階段，并且在這之后進入高速發(fā)展時期。日本始終重視本國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，并且在20世紀(jì)80年代提出“科技立國”的政策，此后很長一段時間，日本依托此國策使經(jīng)濟得到迅速恢復(fù)和發(fā)展。在1982年，日本國內(nèi)對第五代計算機的研究以失敗告終，但此次研究中提出了新的計算機算法和邏輯程序語言Prolog，Prolog在處理自然語言過程中具有比LISP語言更好的應(yīng)用效果，這一創(chuàng)新進一步促進了人工智能技術(shù)的發(fā)展。人工智能技術(shù)的發(fā)展建立在多項先進學(xué)科共同發(fā)展的基礎(chǔ)上，與其他技術(shù)相比，人工智能技術(shù)在處理數(shù)據(jù)、整合資源方面具有更大優(yōu)勢。

3.3人工智能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

3.3.1專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)指的是一種智能計算機程序系統(tǒng)，是人工智能技術(shù)應(yīng)用最為廣泛也最為重要的領(lǐng)域之一，系統(tǒng)中涵蓋大量某領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R與經(jīng)驗，通過應(yīng)用人類在該領(lǐng)域中的專家級別知識來為用戶解決在該領(lǐng)域中遇到的問題。專家系統(tǒng)有效地將人類智能延伸到專業(yè)領(lǐng)域中，實現(xiàn)了理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用方向過渡的目標(biāo)，大幅提高了人類對專業(yè)問題的處理效率，并且專家系統(tǒng)依托復(fù)雜的算法能對專業(yè)問題未來發(fā)展的可能性進行更全面的計算，工作效率甚至?xí)热祟悓＜腋咝А⒏鼫?zhǔn)確。隨著對專家系統(tǒng)研究的不斷深入，目前很多專家系統(tǒng)都能依據(jù)對人類行為的模擬在不同的應(yīng)用場景中作出智能化的反應(yīng)和判斷，并且能夠利用知識庫，深入挖掘復(fù)雜問題的內(nèi)在聯(lián)系。專家系統(tǒng)已經(jīng)在多個領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，幫助企業(yè)更客觀地摸索市場規(guī)律，從而作出正確的生產(chǎn)決策、調(diào)度規(guī)劃、資源配置計劃等，大幅提高了企業(yè)經(jīng)營的科學(xué)性，使企業(yè)能在節(jié)省生產(chǎn)成本的同時，獲得更好的經(jīng)濟效益。

3.3.2模式識別

模式識別是利用計算機技術(shù)將識別對象按一定特征歸類為不同類別，目前人工智能技術(shù)在模式識別中的主要研究方向包括語音語言信息處理、計算機視覺、腦網(wǎng)絡(luò)組等，希望通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)對復(fù)雜信息的識別和處理，這一應(yīng)用能促進多個行業(yè)向智能化方向發(fā)展，如軍事領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等。

3.3.3機器人學(xué)

機器人學(xué)的主要研究方向是機器人的設(shè)計、制造和應(yīng)用，隨著人工智能技術(shù)的成熟與應(yīng)用，機器人的智能水平不斷提高，并且在不同行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，日常生活中常見的機器人包括掃地機器人、迎賓機器人、快遞機器人、早教機器人、無人機等，人們可以利用可移動設(shè)備對其進行操作，極大程度地提高了人們生活的智能性和便捷性。

3.3.4機器學(xué)習(xí)

機器設(shè)備并不具備自主思考能力，在不同應(yīng)用場景下的反應(yīng)主要是依托計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和算法對人類思維模式進行模擬，并將人類行為進行充分消化以使自身性能得到優(yōu)化，能對不同問題進行處理。機器學(xué)習(xí)是一項涵蓋多個學(xué)科且復(fù)雜程度很高的科學(xué)，包含統(tǒng)計學(xué)、概率學(xué)、算法復(fù)雜度理論等，是人工智能的核心技術(shù)，也是推動計算機向智能化方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

3.3.5人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能技術(shù)自進入高速發(fā)展時期后廣泛研究的重點內(nèi)容。利用計算機算法將人腦神經(jīng)元進行簡單化、抽象化、模式化，并構(gòu)建成與人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟與發(fā)展為專家系統(tǒng)、模式識別、機器人學(xué)、生物、經(jīng)濟等多個學(xué)科的發(fā)展提供了技術(shù)支持，解決了很多人工智能技術(shù)發(fā)展中的實際難題。

4人工智能技術(shù)的應(yīng)用

4.1人工智能技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用

4.1.1計算機網(wǎng)絡(luò)安全管理

人工智能技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互相依存、互相促進、共同發(fā)展，在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多個方面都有深入的應(yīng)用。其中，在網(wǎng)絡(luò)安全管理方面主要有如下應(yīng)用：①智能防火墻技術(shù)。防火墻技術(shù)隨著計算機的普迅速發(fā)展，應(yīng)用人工智能技術(shù)的防火墻技術(shù)比傳統(tǒng)防火墻技術(shù)的性能更加優(yōu)異。智能防火墻技術(shù)具有智能記憶功能，能自動記錄并儲存歷史處理病毒的記錄，在后續(xù)應(yīng)用過程中依據(jù)記錄直接優(yōu)化計算機匹配環(huán)節(jié)，減少計算機數(shù)據(jù)量，提高防火墻的隔離病毒能力。另外，智能防火墻還能結(jié)合用戶的需求，對用戶不需要的彈窗功能、訪問權(quán)限、有害信息等進行智能化攔截。②計算機入侵檢測。防火墻的主要功能就是為計算機設(shè)備創(chuàng)造安全的運行環(huán)境，保證系統(tǒng)和內(nèi)部數(shù)據(jù)不被侵害。計算機入侵檢測功能是保障防火墻正常工作的基礎(chǔ)功能模塊，對提高計算機數(shù)據(jù)的安全性和可靠性具有直接的影響。應(yīng)用人工智能技術(shù)的入侵檢測功能，能對計算機系統(tǒng)進行智能化分析和處理，根據(jù)預(yù)定算法將處理數(shù)據(jù)整理成為入侵檢測報告，讓用戶能全面地掌握計算機設(shè)備的安全狀態(tài)。③垃圾郵件智能化處理。該技術(shù)依托人工智能技術(shù)中的模式識別功能，對接收郵件進行掃描和歸類，發(fā)現(xiàn)垃圾郵件后直接將其標(biāo)注為垃圾郵件，為用戶發(fā)出風(fēng)險警告，避免用戶因誤操對計算機系統(tǒng)造成損害。

4.1.2計算機網(wǎng)絡(luò)管理

人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用促進計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向智能化方向發(fā)展。在實際應(yīng)用中，除計算機網(wǎng)絡(luò)安全管理模塊外，還能解決多種網(wǎng)絡(luò)管理問題。隨著計算機技術(shù)的普及，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)呈爆炸式增長，網(wǎng)絡(luò)管理工作量和工作難度都達到了空前高度，通過應(yīng)用人工智能技術(shù)，能大幅提高計算機網(wǎng)絡(luò)管理效率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)管理效能。

4.2人工智能技術(shù)在企業(yè)管理中的應(yīng)用

企業(yè)是市場經(jīng)濟活動的主要參與主體，是維持市場經(jīng)濟穩(wěn)定運行和發(fā)展的關(guān)鍵要素，在企業(yè)生產(chǎn)活動中科學(xué)地應(yīng)用人工智能技術(shù)，能有效提高企業(yè)的生產(chǎn)能力，促進企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟效益和社會效益。具體應(yīng)用渠道如機械自動化、智能監(jiān)控、推薦系統(tǒng)、用戶購物行為分析、零售分析、數(shù)據(jù)提取、文本歸類、文章摘要等，從員工工作的細微之處實現(xiàn)工作效率上的提升，進而提升企業(yè)整體的運行效率。對工業(yè)行業(yè)來說，應(yīng)用機械自動化技術(shù)還能有效降低傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中對人工的依賴性，大幅提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力，在行業(yè)發(fā)展的過程中起到了非常積極的促進作用。

4.3人工智能技術(shù)在航空航天技術(shù)中的應(yīng)用

航空航天技術(shù)是目前人類最高科技的集合體，涵蓋眾多學(xué)科，如信息技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、生物技術(shù)、天文學(xué)、生命科學(xué)等，對提高國家的國防力量、提高國家的國際地位、促進國家經(jīng)濟增長都具有非常重要的意義。航天器設(shè)計是航空航天領(lǐng)域中的關(guān)鍵工作之一，而遠程控制又是航空航天技術(shù)長久發(fā)展以來研究的重點，因我國對該技術(shù)的研發(fā)起步較晚，我國對航空航天技術(shù)的研發(fā)存在重重困難，但經(jīng)過國家和科技工作者的不懈努力，目前我國航空航天技術(shù)已處于世界先進水平。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于航天遠程控制中，利用智能系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行自動采集、處理和儲存，如通過采集航天器的軌道信息，并以此分析航天器的運行狀態(tài)，根據(jù)分析結(jié)果制定運行決策，對提高航天器的運行安全性和運行質(zhì)量都是非常重要的舉措，推動國家航空航天事業(yè)獲得進一步發(fā)展。

4.4人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用

目前，人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，使醫(yī)護人員的工作內(nèi)容不斷得到優(yōu)化，提高工作效率，還有效提高了國家醫(yī)療水平。具體應(yīng)用包括以下幾項內(nèi)容：①在電子病歷中的應(yīng)用。傳統(tǒng)就醫(yī)診斷環(huán)節(jié)，醫(yī)生都需要以手寫方式記錄病患病例，并根據(jù)病例詳細列出治療方案，工作量大，且效率較低，病例保存便捷性較差。通過應(yīng)用電子病例，不僅能大幅減少病例記錄的工作量，還能在醫(yī)療系統(tǒng)中直接勾選治療所需藥品，完成病例及用藥的勾選后打印即可，既能大幅提高工作效率，還能將病例在計算機中進行儲存，且現(xiàn)階段病例文件的儲存格式不再局限于文字，語音和圖像也可被添加到病例中，提高醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性。②在健康管理中的應(yīng)用。在現(xiàn)代醫(yī)療中應(yīng)用人工智能技術(shù)，對病患的病情進行智能化分析，能使醫(yī)生對疑難病癥的分析更加全面準(zhǔn)確，制定針對性更強的醫(yī)療方案，提高醫(yī)療水平，為改善患者的健康狀況提供輔助。

5結(jié)語

綜上所述，計算機人工智能技術(shù)的應(yīng)用，對社會各行業(yè)都產(chǎn)生了不同程度的影響，人們的工作和生活方式得到優(yōu)化和改變，國家科技水平也不斷提升。加強對計算機人工智能技術(shù)的研究，推動人工智能技術(shù)在各個行業(yè)中的應(yīng)用，讓人們能切身感受到科技為生活帶來的改變，對促進人類社會的發(fā)展具有非常重要的意義。

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篇4

柔性機械臂作為柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)分析與控制理論研究最直接的應(yīng)用對象，由于其具有簡明的物理模型以及易于計算機和實物模型試驗實現(xiàn)的特點，已成為發(fā)展新1代機器人和航空航天技術(shù)的關(guān)鍵性課題。

本文主要討論了旋轉(zhuǎn)運動柔性梁實驗平臺機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的設(shè)計。對于機械部分，組建了實驗平臺總體結(jié)構(gòu)，進行了支架的設(shè)計，并將旋轉(zhuǎn)軸和安裝盤設(shè)計成1體。在控制部分，簡略介紹了振動控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，詳細介紹了運動控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。在運動控制系統(tǒng)硬件部分，主控機采用PC機，選用交流伺服電機，并用DSP運動控制卡將其與計算機連接。運動控制卡采用PID控制原理、面向控制軸的命令并使柔性梁運行于T曲線模式。在運動控制系統(tǒng)軟件部分采用Microsoft公司的Microsoft Visual C++ 6.0應(yīng)用程序作為開發(fā)工具。并繪制了運動控制程序流程圖，闡明了程序的原理。最后通過機械和控制系統(tǒng)集成，實現(xiàn)運動控制信號和振動控制信號的共享，完成柔性梁的精確定位和振動控制。

關(guān)鍵詞：柔性多體動力學(xué)；柔性梁;運動控制;PID控制; DSP

The motion control system design of experiment platform

for the rotating flexible beam

Abstract：Flexible manipulator has been the most direct application for flexible multi-body system dynamics analysis and control theory.Because of it had simple physical model and easy to computer models and physical tests to achieve the characteristics, it has become a key subject of the development of the next generation robot, and aviation and aerospace technology.

This paper discusses the machinery and the control system design of the flexible beam experiment platform. In mechanical parts, formed a platform structure.The stent designed, rotation axis and installation disk designed into one. In Control part, briefly introduces the vibration control system hardware, introduces the movement of the control system hardware and software design carefully . In hardware part of the control system, using PC 、AC servo motor and DSP Motion Control Card to connect the two. Using PID control principles, the axis-oriented control orders enable flexible beam running on the T-curve model. In part of system software using Microsoft software companies Microsoft Visual C + + 6.0 application as development tool. And then painted the main computer control procedures frame, clarifying the principles of the program. At last, through machinery and control systems integration, the signal of motion control and vibration control shared each other. And then the flexible beam got precision position and vibration controlled in time.

篇5

人生路：拉開太空探索新征程

20世紀(jì)中葉，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星在蘇聯(lián)發(fā)射升空，人類邁出了太空征程的第一步，此后美國“阿波羅號”、中國神舟五號等各國載人飛船、地球衛(wèi)星以及深空探測器相繼發(fā)射升空。浩瀚宇宙里總有一幅壯錦吸引人類不停地去探索。受人類航天事業(yè)發(fā)展所鼓舞，從最初對航天懵懵懂懂的愛好，到成為深度探索通向太空道路的研究員，靠著探尋宇宙空間奧妙執(zhí)著的熱愛和堅持，高揚的太空探索人生之路就這樣展開。

高揚，1997年7月畢業(yè)于北京航空航天大學(xué)自動控制系，獲學(xué)士學(xué)位；2000年7月獲中國科學(xué)院中國遙感衛(wèi)星地面站（現(xiàn)為中國科學(xué)院對地觀測與數(shù)字地球科學(xué)中心）碩士學(xué)位。千禧之年，懷抱著對世界航天知識強烈的求知欲，年輕的高揚隨著國內(nèi)涌起的留跨出了國門，在美國密蘇里大學(xué)機械與宇航工程系全額獎學(xué)金的資助下攻讀博士學(xué)位，并在畢業(yè)后留校1年從事博士后研究。在國外深造的五年（2000-2005）時間里，他有機會廣泛而深入地接觸國際前沿航天技術(shù)知識，為之后回國繼續(xù)從事相關(guān)領(lǐng)域研究奠定了基礎(chǔ)。

2005年，高揚踏上了回國征程，成為中國科學(xué)院光電研究院/中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用總體部（掛靠光電研究院）副研究員。2006年起，他在中國科學(xué)院研究生院（現(xiàn)為中國科學(xué)院大學(xué)）兼職授課。2011年，高揚受聘為中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心（原中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用總體部）研究員，同年起被聘為宇航動力學(xué)國家重點實驗室兼職研究員、中國載人航天工程應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計師。肩負著科研、工程與教學(xué)的多重任務(wù)，高揚開啟了他太空探索的另一段嶄新征程。

科研路：電推進飛船尋找“行走太空”最佳軌道

回國后，高揚踏上了獨立自主的科研路。他承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院國防創(chuàng)新基金、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程、國家“863”計劃、載人航天工程資助的若干科研項目，開展的研究工作包括深空軌道優(yōu)化設(shè)計、電推進衛(wèi)星平臺的導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制、航天器精密定軌、衛(wèi)星編隊軌道控制、空間新型推進方式以及基于光電載荷的軌道姿態(tài)確定等。他的系列研究成果發(fā)表在Journal of Guidance Control and Dynamics、Journal of Spacecraft and Rockets、Acta Astronautica、Acta Mechanica Sinica、力學(xué)學(xué)報等航天飛行動力學(xué)領(lǐng)域國內(nèi)外核心期刊上，他也因此獲得2008年度首屆中國科學(xué)院盧嘉錫青年人才獎，入選中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會，并在2009年首屆、2011年第三屆全國深空軌道設(shè)計競賽中獲得冠軍。

高揚的研究工作是從連續(xù)小推力空間最佳飛行軌道的探索開始的，該問題至今仍是極具挑戰(zhàn)的課題，而這又與電推進（或稱等離子推進）技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)。電推進與目前傳統(tǒng)的化學(xué)推進不同，它利用電能將推進工質(zhì)電離形成等離子體，并產(chǎn)生電磁場加速等離子體使其高速噴射從而獲得推力。電推進的效率高出化學(xué)推進一個量級，相比之下可以節(jié)省大量推進工質(zhì)，成為各航天大國21世紀(jì)重點發(fā)展的航天技術(shù)。早在2001年，高揚在美國深造期間就曾系統(tǒng)地開展了連續(xù)小推力軌道優(yōu)化和電推進任務(wù)設(shè)計的研究工作。2005年高揚回國時，我國在電推進技術(shù)應(yīng)用方面的研究與美國還有較大差距，還沒有電推進航天器的發(fā)展計劃。作為剛畢業(yè)不久的博士，高揚一度難以獲得科研基金支持。但他始終認為，電推進代表了先進的可以長期連續(xù)推進的工作方式，隨著電推進技術(shù)本身的不斷發(fā)展以及空間電源技術(shù)的突破，尤其是大功率太陽能與核能電源甚至有望成為太陽系載人飛行推進技術(shù)的唯一選擇。正是這種觀點一直激勵著他堅持這方面研究。高揚說：“實際上，錢學(xué)森先生早在1963年出版《星際航行概論》一書中就預(yù)言電推進能夠承載更多有效載荷，并指出電推進產(chǎn)生的連續(xù)低推力軌道的計算比大推力軌道要復(fù)雜。”為了紀(jì)念錢學(xué)森先生誕辰一百周年，他受《力學(xué)學(xué)報》編輯部的邀請，攥寫了綜述論文《電火箭星際航行：技術(shù)進展、軌道設(shè)計與綜合優(yōu)化》（發(fā)表在2011年第43卷第6期），旨在較為全面地介紹電推進技術(shù)應(yīng)用于星際航行的基本內(nèi)容與實現(xiàn)途徑以及應(yīng)用于載人深空飛行的設(shè)想。

電推進技術(shù)應(yīng)用的核心問題之一是空間軌道優(yōu)化設(shè)計。為了推動我國空間軌道設(shè)計的研究工作，高揚與中國力學(xué)學(xué)會以及國內(nèi)同行一起為全國空間軌道設(shè)計競賽（2012年前為深空軌道設(shè)計競賽）付出了諸多努力。該競賽旨在尋找空間飛行全局最優(yōu)方案，而且可以非常有效地檢驗各種優(yōu)化方法的合理性與實用性。2009年第一屆全國空間軌道設(shè)計競賽由清華大學(xué)主辦并負責(zé)命題，之后每屆競賽由上屆競賽獲得冠軍的團隊命題。截至今年，在已舉辦的四次競賽中，高揚帶領(lǐng)的團隊獲得兩屆冠軍，因此他也成為了2010年第二屆、2012年第四屆全國空間軌道設(shè)計競賽命題的主要技術(shù)負責(zé)人。他說：“希望通過競賽不斷提升我國空間軌道設(shè)計能力，也希望我國這方面的研究工作在國際上可以逐漸摸索出自己的研究思路，并逐步獲得原始創(chuàng)新的研究成果?！?/p>

高揚說：“對于空間軌道（特別是連續(xù)小推力軌道）優(yōu)化設(shè)計問題的研究讓我更為深刻地理解了多方面知識，比如最優(yōu)控制理論、常微分方程數(shù)值解法、動力系統(tǒng)理論、非線性規(guī)劃、同倫延拓、動態(tài)規(guī)劃、微分幾何、組合優(yōu)化等概念。這些知識的積累也讓我逐步具備了觸類旁通的能力，并將研究內(nèi)容逐步拓展到電推進航天器導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制、航天器軌道確定技術(shù)、洛侖茲力編隊飛行等?！比欢?，他也坦言：“從2005年回國一路走到現(xiàn)在并非一帆風(fēng)順，遇到過很多挫折，也曾屢敗屢戰(zhàn)，但幸運的是一直沒有放棄，所以現(xiàn)在逐漸開始領(lǐng)悟到通往太空‘羅馬城’的條條大路”。

未來路：奔向太空羅馬城

對于下一步的計劃和安排，高揚表示首先要腳踏實地做好目前正在承擔(dān)的本職工作。與此同時，“我希望在空間軌道研究領(lǐng)域繼續(xù)工作，包括系統(tǒng)地建立空間脈沖或連續(xù)推力轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化設(shè)計的通用方法體系，并應(yīng)用于深空飛行軌道、人造地球衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星相對運動控制等具體問題中去。同時，我希望有機會參與我國電推進深空探測的科研項目?！?/p>

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中圖分類號：G642.477 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0200-02

本科畢業(yè)設(shè)計作為大學(xué)四年最后一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，長期以來受到指導(dǎo)教師的重視和關(guān)注，創(chuàng)新研究了各種有效途徑，取得了很好的實踐效果。[1-3]筆者所在的課題組基于多年的本科畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)實踐經(jīng)驗，深入分析了國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)軍事指揮類學(xué)生和工程技術(shù)類學(xué)生不同的特點，考慮到大范疇下單個畢業(yè)設(shè)計課題研究的局限性，分別設(shè)置了相應(yīng)的專題作為畢業(yè)設(shè)計課題，受到了學(xué)生的廣泛好評。

在本科畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)實踐過程中，課題組基于專題式本科畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)方案，提出了“四課法”本科畢業(yè)設(shè)計專題指導(dǎo)方法。針對軍事指揮類學(xué)生，為促進空天作戰(zhàn)力量建設(shè)和“天戰(zhàn)”優(yōu)秀軍事指揮人才培養(yǎng)，基于空天作戰(zhàn)背景，設(shè)計了空天作戰(zhàn)專題作為畢業(yè)設(shè)計選題。另外，針對測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生的專業(yè)特點，充分結(jié)合理論和實踐，軟件和硬件能力的雙重訓(xùn)練，設(shè)計了衛(wèi)星測控專題作為畢業(yè)設(shè)計選題。通過空天作戰(zhàn)專題和衛(wèi)星測控專題本科畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)研究與實踐，深入分析和總結(jié)了專題畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)的相關(guān)經(jīng)驗，對后續(xù)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作具有重要的指導(dǎo)意義。

一、本科畢業(yè)設(shè)計專題設(shè)計

1.軍事指揮類學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計專題設(shè)計

自20世紀(jì)90年代至今，國際上發(fā)生了幾場較大規(guī)模的局部戰(zhàn)爭，其中一個不容忽視的重要特點便是空天領(lǐng)域的軍事應(yīng)用，空天作戰(zhàn)的概念應(yīng)運而生?？仗熳鲬?zhàn)是指以航空航天力量為主，在其他有關(guān)力量的配合下，為達成一定的作戰(zhàn)目的，根據(jù)統(tǒng)一計劃和統(tǒng)一指揮，在空天戰(zhàn)場共同進行的以空天威懾、空天支援和空天攻防為主要方式的作戰(zhàn)行動。[4]未來戰(zhàn)爭，誰能夠掌握空天的“制高點”，誰必將掌握戰(zhàn)爭的主導(dǎo)權(quán)。近年來，世界主要軍事強國都爭先發(fā)展空天作戰(zhàn)力量，太空領(lǐng)域的競爭更趨激烈，空天戰(zhàn)場的地位將進一步凸顯。隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，未來高技術(shù)局部戰(zhàn)爭將首先從外層空間開始，空天戰(zhàn)場將成為敵對雙方激烈爭奪的戰(zhàn)略高地。

為了保衛(wèi)國家的空天安全，有效防御軍事強國的空天威脅，需要科學(xué)深入地研究空天作戰(zhàn)問題，理解和系統(tǒng)掌握空天作戰(zhàn)的有關(guān)理論，對空天作戰(zhàn)中的相關(guān)技術(shù)問題進行前沿探索。結(jié)合國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)軍事指揮類學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和特點，筆者所在的指導(dǎo)團隊結(jié)合空天作戰(zhàn)相關(guān)的人才培養(yǎng)的迫切需求，確定了“空天作戰(zhàn)專題”作為學(xué)生的本科畢業(yè)設(shè)計課題。因此，本畢業(yè)設(shè)計專題不僅具有很強的軍事應(yīng)用背景，而且具有明確的研究意義。

以空天作戰(zhàn)為背景，從爭奪制天權(quán)的基本手段、空間信息的獲取及在空天作戰(zhàn)中的應(yīng)用、空間環(huán)境監(jiān)測、美國空天作戰(zhàn)相關(guān)研究對我軍的啟示、空天作戰(zhàn)系統(tǒng)中的目標(biāo)選擇、攻擊和防御等方面展開研究，精心設(shè)計了14個子課題以供14名軍事指揮類學(xué)生選擇，每個子課題都是空天作戰(zhàn)背景下相關(guān)問題的具體描述。專題包含的14個子課題是一個有機整體，有利于學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計過程中資源共享，相互交流和探討，群策群力，在有限的畢業(yè)設(shè)計時間里掌握更多的相關(guān)知識。

2.工程技術(shù)類學(xué)生本科畢業(yè)設(shè)計專題設(shè)計

課題組所指導(dǎo)的工程技術(shù)類學(xué)生來自于測控技術(shù)與儀器專業(yè)（以下簡稱“測控專業(yè)”），該專業(yè)一直被學(xué)生稱為“萬精油”專業(yè)。因為測控專業(yè)所涉及的領(lǐng)域很寬，它集計算機、軟件、網(wǎng)路、傳感、電子、機械、光學(xué)等多種技術(shù)于一體，用于解決實際工程中的控制管理、信號獲取、傳輸和處理等一系列問題。[5]但隨著我國航天事業(yè)的飛速發(fā)展，“航天測控”成為測控專業(yè)學(xué)生耳熟能詳?shù)念I(lǐng)域，更愿意將本專業(yè)和航天技術(shù)的發(fā)展同等看待。航天測控是反映一個國家綜合科技實力的重要標(biāo)志之一。作為當(dāng)今世界最尖端的領(lǐng)域之一，航天測控涉及天文、天體力學(xué)、空間控制技術(shù)、電子信息、數(shù)值計算等多個尖端學(xué)科。作為測控專業(yè)的本科畢業(yè)生，迫切希望通過畢業(yè)設(shè)計更深入地了解航天測控相關(guān)的技術(shù)細節(jié)。

針對5名測控專業(yè)學(xué)生，以衛(wèi)星測控為背景，確定了“衛(wèi)星測控專題”作為學(xué)生的本科畢業(yè)設(shè)計課題。從衛(wèi)星測控星載儀器電路原理與設(shè)計、衛(wèi)星測控星載儀器信號設(shè)計與合成、衛(wèi)星測控星載儀器信號接收與處理、衛(wèi)星測控中的擴頻信號捕獲技術(shù)研究、衛(wèi)星測控中的擴頻信號跟蹤技術(shù)研究，精心設(shè)計了5個子課題，每個子課題都是衛(wèi)星測控信號流程中的重要環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)相扣，最終構(gòu)建了一個完整的測控實驗平臺。有利于在畢業(yè)設(shè)計過程中培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神，加強學(xué)生間的交流與探討，共同將衛(wèi)星測控領(lǐng)域的技術(shù)細節(jié)理解的更加透徹。

二、“四課法”本科畢業(yè)設(shè)計專題指導(dǎo)實踐

專題式本科畢業(yè)設(shè)計與傳統(tǒng)的“一對一”本科畢業(yè)設(shè)計之間的不同之處在于學(xué)生從給定的子課題中選擇一個子課題開展畢業(yè)設(shè)計工作，所有學(xué)生要了解專題的整體情況，同時要求每人獨立完成一題。所有子課題是一個統(tǒng)一的整體，指導(dǎo)團隊通過開展相應(yīng)的指導(dǎo)，確保每個學(xué)生都能在規(guī)定的時間內(nèi)進行較為深入的研究，最終完成優(yōu)秀的畢業(yè)論文。指導(dǎo)團隊包括10名教師，作為一個整體，由負責(zé)人協(xié)調(diào)進行全面指導(dǎo)工作，同時根據(jù)教師的專業(yè)特長，確定具體指導(dǎo)的子課題。在整個指導(dǎo)過程中，提出了“四課法”本科畢業(yè)設(shè)計專題指導(dǎo)方法，在四個重要階段集中指導(dǎo)，以確保畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作進行的更加高效。

1.下達任務(wù)課：明確任務(wù)，充分交代

在學(xué)生選定相應(yīng)的子課題之后，教師將下發(fā)《本科畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書》（簡稱《任務(wù)書》）。在學(xué)生初步理解《任務(wù)書》的基礎(chǔ)上，給學(xué)生們上第一課：下達任務(wù)課。

對于學(xué)生來說，本科畢業(yè)設(shè)計是一個全新的重要環(huán)節(jié)，它不同于前三年的課堂教學(xué)，也不同于任何之前進行過的教學(xué)、實驗等單一訓(xùn)練，它是一個綜合的“項目”，所以學(xué)生在拿到《任務(wù)書》后會非常困惑，不知道具體該做什么，如何做。這就迫切要求教師能夠在第一時間把握學(xué)生的心理特點，針對他們的疑問，逐一解答他們的困惑。在下達任務(wù)課上，教師要積極引導(dǎo)學(xué)生“發(fā)問”，這樣才能有的放矢的解決他們最關(guān)心的難題，達到更好的指導(dǎo)效果?！昂玫拈_始，是成功的一半?！痹诘谝徽n上，教師要針對問題充分交代，幫助學(xué)生充分理解《任務(wù)書》的要求，讓他們明確自己的任務(wù)：需要哪些基礎(chǔ)知識，需要補充學(xué)習(xí)哪些新知識，任務(wù)的最終目標(biāo)是什么，各個過程環(huán)節(jié)該如何實施？每一個方面都要交代清楚，讓學(xué)生徹底打消疑慮，給他們建立自信心，為接下來的畢業(yè)設(shè)計奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.開題報告課：確定方向，引導(dǎo)思維

學(xué)生在充分理解《任務(wù)書》研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，通過查閱相關(guān)參考文獻，將各個任務(wù)進一步細化，提煉出課題的關(guān)鍵問題，提出課題研究的基本方法，并制定詳細的研究計劃，完成《本科畢業(yè)設(shè)計開題報告》（簡稱《開題報告》）。

《開題報告》是學(xué)生開始進行畢業(yè)設(shè)計實質(zhì)性工作的第一步，也是畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)第一次由學(xué)生主導(dǎo)，向教師提交撰寫材料。開題報告課作為畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)的第二堂課，教師需要著重從以下幾個方面把握，協(xié)助他們確定明確的方向，引導(dǎo)學(xué)生的發(fā)散思維，為下一步畢業(yè)設(shè)計工作制定可行的計劃。

（1）對專題及子課題的認識：學(xué)生針對不太熟悉的專題領(lǐng)域，要了解自己子課題的研究內(nèi)容，必須要全面認識子課題所在的大專題背景。所以開題報告中，要簡要介紹自己對專題及課題的認識。

（2）本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：要明確課題的具體研究內(nèi)容，首先要對國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進行全面了解和梳理，準(zhǔn)確分析它的發(fā)展趨勢，找準(zhǔn)課題的研究方向。

（3）課題在理論與實踐上的意義：學(xué)生選擇一個子課題，最初對課題的意義并不完全清楚。通過開題報告課，教師根據(jù)學(xué)生分析的課題在理論與實踐上的意義，點評相關(guān)的內(nèi)容，為后續(xù)工作的展開明確方向。

（4）課題需要解決的關(guān)鍵理論問題和實際問題：課題研究的核心內(nèi)容是解決一定的理論問題和實際問題，這是學(xué)生必須把握的內(nèi)容，也是開題報告課最重要的部分。教師要根據(jù)學(xué)生《開題報告》的內(nèi)容分析他們的思路，從各子課題展開，確保每個學(xué)生都能理順課題的關(guān)鍵問題。

（5）課題研究的基本方法、實驗方案及技術(shù)路線的可行性論證，并估計在進行論文工作中可能遇到的困難、問題和解決措施：明確了需要解決的關(guān)鍵問題之后，學(xué)生在《開題報告》中對研究的基本方法及可行性進行分析。教師要客觀分析研究內(nèi)容的工作量和學(xué)生有效投入時間等因素，評價其可行性，及時修正不合理部分。此外，教師還要對論文工作中可能遇到的困難和問題與學(xué)生進行充分探討，引導(dǎo)學(xué)生提出相應(yīng)的解決措施。

（6）論文研究的進展計劃：在有限的時間里，需要進行一定的研究工作。一般而言，時間較為緊張，通過制定詳細的研究進展計劃，劃分重要的檢查節(jié)點，有利于教師更有針對性的指導(dǎo)學(xué)生順利完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。在開題報告課上，教師根據(jù)學(xué)生制定的論文研究進展計劃，分析其合理性和可考核性，并進行必要的調(diào)整。

3.中期檢查課：查看方法與思路，細致指導(dǎo)，廣泛討論

在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計工作進行到一半時，實施“中期檢查課”。開題報告課上，已經(jīng)對整個畢業(yè)設(shè)計進行全面規(guī)劃和部署，在中期檢查節(jié)點應(yīng)該完成哪些內(nèi)容，是有明確計劃的。因此在中期檢查課上，教師首先要查看研究方法是否正確，研究思路是否清晰，在更細節(jié)的方面加強指導(dǎo)，為后半部分的畢業(yè)設(shè)計定下方向。其次多個學(xué)生做同一個專題，有很多研究內(nèi)容和研究成果是可以提前進行資源共享的。教師要引導(dǎo)學(xué)生進行廣泛的討論，取長補短，齊頭并進，共同進步。另外，還要給每個學(xué)生吃下“定心丸”：大家一定能在規(guī)定的時間內(nèi)順利完成畢業(yè)設(shè)計工作，只需要稍稍調(diào)整心態(tài)，更加投入，按照《任務(wù)書》中的任務(wù)需要，對照《開題報告》中的研究思路，一步步朝著目標(biāo)努力。

4.論文成稿課：查看內(nèi)容與數(shù)據(jù)，規(guī)定格式

在學(xué)生完成《本科畢業(yè)論文》（簡稱《論文》）初稿時，開設(shè)“論文成稿課”。事實上，從畢業(yè)設(shè)計之初，大部分學(xué)生就開始著手為撰寫畢業(yè)論文儲備有用的素材，認真思考，形成新的觀點進行論述。在論文成稿課上，教師要查看論文的內(nèi)容是否是學(xué)生獨自完成的，是否是帶有自己新觀點的論述；檢查相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)是否真實可信，必要時進行相關(guān)的考證；其他方面也要嚴格把握，如語句是否通順，邏輯是否合理等，都要進行全面的指導(dǎo)；另外，還要查看論文格式是否完全符合規(guī)定。

除了以上重要的“四課”之外，在畢業(yè)設(shè)計實施過程中，由指導(dǎo)團隊負責(zé)人統(tǒng)一安排和部署，每周都有2～3名教師進行全面的指導(dǎo)；指導(dǎo)教師針對各自具體負責(zé)的子課題，定期和學(xué)生見面，了解畢業(yè)設(shè)計進展，進行現(xiàn)場指導(dǎo)，及時解決學(xué)生畢業(yè)設(shè)計過程中遇到的問題。此外，鼓勵學(xué)生通過電子郵件的方式和指導(dǎo)教師每周聯(lián)絡(luò)一次，學(xué)生向指導(dǎo)教師匯報畢業(yè)設(shè)計的進展情況，指導(dǎo)教師檢查學(xué)生的階段性完成情況，以確保指導(dǎo)工作落到實處。

三、感想與總結(jié)

在本次本科畢業(yè)設(shè)計工作中，針對軍事指揮類學(xué)生和工程技術(shù)類學(xué)生，均創(chuàng)新性地提出了“大專題”模式本科畢業(yè)設(shè)計團隊指導(dǎo)方案。對于選定該專題的學(xué)生，每個人都要花費一個學(xué)期的時間完成一個完整的畢業(yè)設(shè)計課題，畢業(yè)論文就是最終的成果形式。事實上，每個人除了自己的成果之外，還能在每次討論及最終答辯中汲取其他同學(xué)的研究成果，學(xué)到其他的新知識，達到知識共享。這就是專題式畢業(yè)設(shè)計最大的意義所在。

通過本次畢業(yè)設(shè)計研究與實踐發(fā)現(xiàn)：第一，空天作戰(zhàn)專題和衛(wèi)星測控專題都是全新的畢業(yè)設(shè)計課題，深受學(xué)生們的歡迎，兩專題可以作為固定課題以供后續(xù)的學(xué)生繼續(xù)研究和學(xué)習(xí)。第二，畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)過程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論、基本知識和基本方法，學(xué)生通過思考和提問，又能促進教師更多的思考，師生間碰撞出意想不到的火花，使學(xué)生學(xué)到更多新知識。第三，“四課法”本科畢業(yè)設(shè)計專題指導(dǎo)方法是通過多年實踐經(jīng)驗總結(jié)出來的，應(yīng)用成效顯著。課堂上對學(xué)生進行針對性指導(dǎo)后，學(xué)生能更清晰地梳理自己的思路，調(diào)整自己的進度，學(xué)生之間也可以取長補短，資源共享，達到更好的效果。通過分析和總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)工作中，教師將更有針對性地指導(dǎo)學(xué)生，讓他們在畢業(yè)設(shè)計過程中取得更大的進步。

參考文獻：

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[4]王萬春.空天作戰(zhàn)理論與實踐[M].北京：藍天出版社，2010.

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2.與個人或家庭生活密切相關(guān)的問題。如改造家庭爐灶以提高燃料的效率、設(shè)計特殊電路、制作自動控制電器等。從一些裝置產(chǎn)生的問題。如傻瓜相機為什么不用調(diào)焦?為什么人能通過門鏡(“貓眼”)看到門外的人,而門外的人卻看不到室內(nèi)的人?

3.與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的問題。如慣性在汽車制動和導(dǎo)航中的應(yīng)用、太陽能的綜合利用、靜電利用和危害防范、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的物理學(xué)知識、高科技在抗洪救災(zāi)中的應(yīng)用等。

4.與科技發(fā)展有關(guān)的問題。如新型電池、超導(dǎo)體、激光、航空航天技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、納米技術(shù)、記憶合金等。

5.一些重大社會問題。如環(huán)境保護、物理污染、能源危機、新能源開發(fā)、自然災(zāi)難事件等。

一、結(jié)合活動進行拓展

我們應(yīng)該根據(jù)不同的物理學(xué)內(nèi)容,將對這些問題的探究結(jié)合到各種活動中?；顒拥脑O(shè)計要盡可能貼近日常生活、生產(chǎn)的實際,使學(xué)生有積極參與各類活動的興趣和主動性。

比如,我們學(xué)習(xí)了八年級物理《第一章物質(zhì)的狀態(tài)及其變化》,就可開展“物理就在我們身邊”的主題活動。鑒于學(xué)生的知識有限,可將主題范圍縮小為“廚房里的熱學(xué)知識”,引導(dǎo)學(xué)生去對平時“視而不見”的廚房用具、設(shè)備、現(xiàn)象進行仔細觀察、思考:這些用具、設(shè)備為什么要這樣制造?廚房中的現(xiàn)象為什么會這樣?并要求學(xué)生用物理知識進行解釋。

二、結(jié)合補充實驗,提高探究能力。

在以往的學(xué)生實驗中,實驗材料、試劑都是書本上指定的,課前由教師準(zhǔn)備好,實驗時,學(xué)生完全按規(guī)定的步驟進行。在這一過程中,學(xué)生完全成了不用思考的機械操作者。這種教學(xué)沒有給學(xué)生思維空間和余地,抑制了學(xué)生的主動性和思考的獨立性。而現(xiàn)代教育就是要引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),因此,教師可以結(jié)合具體的實驗,教會學(xué)生一些基本的實驗研究方法,然后讓學(xué)生自己查資料,弄清實驗的原理,選擇合適的實驗材料和實驗方法。還可以補充一些課外的小實驗。比如:學(xué)習(xí)八年級物理《第一章物質(zhì)的狀態(tài)及其變化》時,可以讓學(xué)生做幾個小實驗,如“紙鍋燒水”、“魚在沸水中生存”、“用冰水煮開水”等,并解釋其物理現(xiàn)象和規(guī)律。

學(xué)習(xí)了《水的循環(huán)》一節(jié)內(nèi)容后,讓學(xué)生以“日常生活中的水的再利用”為題,撰寫小論文或設(shè)計一個學(xué)校、家庭的節(jié)水方案,并在班上交流,以增強學(xué)生對水資源的保護意識。

還可以讓學(xué)生開展對校園生活垃圾的處理和合理利用的研究,討論制定“怎樣處理和合理利用校園生活垃圾”的科學(xué)方案。

三、物理情境表演進行拓展

在學(xué)習(xí)了八年級物理《第一章物質(zhì)的狀態(tài)及其變化》和《第二章物質(zhì)性質(zhì)的初步認識》后,讓學(xué)生觀看“油鍋取物”的情境表演。表演者從沸騰的油鍋中伸手取出物體后若無其事。在學(xué)生驚嘆的同時,讓其明白其中的物理知識:原來油鍋中的液體是油和白醋的混合物,由于油的密度小,所以漂浮在白醋的上面,并且白醋的沸點比油的沸點低,在40℃～50℃之間即可沸騰,看起來像是油鍋中的油沸騰了,而實際上是白醋在沸騰。表演者伸手到50℃左右的液體中拿物體時,雖然感到熱但不會燙傷皮膚,加之動作快,是不會有危險的。這種趣味性、娛樂性與知識性相結(jié)合的活動,創(chuàng)造出一個和諧高效的課堂氣氛,極大地吸引了學(xué)生的注意力,充分調(diào)動了學(xué)生的眼、腦、口、手等感官對教學(xué)信息進行反應(yīng)。

四、結(jié)合課外讀物及互聯(lián)網(wǎng)進行拓展

在應(yīng)用物理知識解釋物理現(xiàn)象時,對一些似是而非不易正確理解的問題,要積極引導(dǎo)學(xué)生去查閱資料。一般查閱資料的途徑有:

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中圖分類號：G647 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）31-0013-03

學(xué)校圖書館是學(xué)校書刊情報資料中心，為學(xué)校教育、教學(xué)和教育研究服務(wù)的機構(gòu)。圖書館工作必須貫徹國家的教育方針，利用書刊資料對學(xué)生進行政治思想品德、文化科學(xué)知識等方面的教育。由此可見，學(xué)校圖書館是學(xué)校重要的教育機構(gòu)，它不僅僅是圖書的借借還還，以及為廣大師生教學(xué)和科研服務(wù)的職能，它還是對學(xué)生進行思想品德教育必不可少的重要機構(gòu)，要管理育人、圖書育人，為提高整個民族的素質(zhì)及下一代的健康成長做出它應(yīng)有的貢獻。圖書館既要向?qū)W生廣泛宣傳圖書，指導(dǎo)閱讀各種書刊，又要為教師的教學(xué)提供各種參考資料。具體來講，學(xué)校圖書館具有以下四個比較重要的職能：（1）培養(yǎng)品德，陶冶情操；（2）配合課程，輔助教學(xué)；（3）擴大知識面，開發(fā)智力；（4）獨立思考，培養(yǎng)能力。

圖書館的職能并非僅僅是以上所說的這幾點，一個高校的圖書館，它對于學(xué)生的思想發(fā)展發(fā)揮著重要作用。圖書館對于學(xué)生擴充知識面、接觸教學(xué)外的內(nèi)容、完成課業(yè)等都有著重要作用。大學(xué)生可以通過圖書館來了解當(dāng)今社會最新的、更高層次的技術(shù)，可以通過圖書來與時代接軌，了解時代的技術(shù)發(fā)展。當(dāng)然，大學(xué)生還可以通過圖書館進行自修，自己學(xué)習(xí)非課業(yè)教導(dǎo)內(nèi)容，擴充自己的知識面。此外，圖書館對于大學(xué)生完成課業(yè)有著重要的作用。大學(xué)生可以通過圖書館，查閱有關(guān)的資料，擴充自己在所需專業(yè)方面的知識，了解當(dāng)下最新科技，從而可以很好地完成自己的論文設(shè)計。

大學(xué)生也可以通過圖書館了解其他專業(yè)方面的知識，從而完善自己，使自己在各方面得到全面的發(fā)展。大學(xué)生還可以通過圖書館進行其他專業(yè)的學(xué)習(xí)，以便于考取雙學(xué)位甚至多學(xué)位。當(dāng)然這不僅僅是要靠學(xué)校圖書館的圖書，還要靠大學(xué)生自身的努力。

首先從圖書館的位置上看，圖書館位于校園的西南方向，靠近校門口。學(xué)生經(jīng)過這個位置的目的性很強，一就是去圖書館，二是進出校門口，所以這個位置不能很好地截住一批人流。如果圖書館緊靠著宿舍，是不是很大程度上方便了學(xué)生呢？畢竟可以將這段路程縮短。還有，宿舍是高校人流量最多的地方，圖書館建在這可以很好地利用這些人流量，截取這段人流量，所以，單單說圖書館的地理位置就已經(jīng)很值得人思考了。

好的一方面是，我校東區(qū)圖書館主要分為3層，3層分別有著不同的作用。圖書館一樓放置的主要是文學(xué)、語言方面的書籍，供給大家提高文學(xué)修養(yǎng)，加深對各類語言知識的學(xué)習(xí)，并且可以幫助大家，深入了解中國的歷史文化，增加歷史底蘊和民族認同感。圖書館二樓放置的主要是各類工科專業(yè)知識的圖書，用以幫助學(xué)生深入了解專業(yè)的知識，并且向他們展示這個時代最新科技的知識成果，擴充大學(xué)生知識面，提高大學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)技能。圖書館三樓有一個電子閱覽室、一間報告廳和兩間自習(xí)教室。學(xué)生可以通過電子閱覽室來網(wǎng)上閱讀，也可以通過電子閱覽室進行一些文檔的編輯和修改，不僅可以閱讀還可以進行創(chuàng)作。而自習(xí)教室則供給學(xué)生借閱圖書時讀書所用，可以讓學(xué)生不將圖書帶出圖書館也能進行閱讀、摘抄、標(biāo)注等，給學(xué)生讀書提供了便利。而圖書館3樓的報告廳，則有著極大的用處。經(jīng)常會有教授、專家在圖書館3樓為廣大學(xué)生做報告，擴充學(xué)生們的知識面，為大學(xué)生講解前沿科學(xué)技術(shù)，對大學(xué)生的自身發(fā)展具有極大的好處。

我們從圖書館調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，我校圖書館的圖書種類約22種，涵蓋了社會科學(xué)、數(shù)理科學(xué)和化學(xué)、經(jīng)濟、政治、法律、文學(xué)、歷史、地理、天文學(xué)、生物科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、交通運輸、航空航天、環(huán)境科學(xué)、安全科學(xué)、綜合性圖書等眾多類別。我校圖書每年的借閱量，也達到了17萬冊。然而，我校圖書館的圖書種類雖然看似十分齊全，但是在不同圖書的收集上依舊有些不足。我校所收集的圖書大多是偏向于建筑科學(xué)、交通運輸、化學(xué)工業(yè)、經(jīng)濟、語言、文學(xué)等較為熱門并且與我校大多數(shù)專業(yè)相近的幾類圖書，而圖書館中的其他類別圖書則僅僅只是占據(jù)了寥寥幾個書架。從圖書館的借閱數(shù)據(jù)來看，學(xué)生借閱的重點也是偏向于工業(yè)技術(shù)、文學(xué)、經(jīng)濟、哲學(xué)等幾種類別，而文化、藝術(shù)、醫(yī)藥科技等圖書的借閱量則極低。那么，我校圖書館到底存在著怎樣的問題呢？具體要從以下幾個方面來談。

一、圖書的種類存在局限性，專業(yè)性不強

我校圖書館的圖書種類看似十分豐富，實則在繁多的種類之下，大多數(shù)的圖書數(shù)量十分稀少。而作為一個社會主義新時代的大學(xué)生，不僅要掌握本身的專業(yè)技能，也要對其他專業(yè)有所了解，還要完善自己的認知世界，所以每個大學(xué)生都應(yīng)該對其他科目、非本專業(yè)的圖書進行借閱了解。因此理論上來說，學(xué)校圖書館各類科目的圖書借閱數(shù)據(jù)都應(yīng)該是很多的。然而，由2011年至2014年的學(xué)生借閱數(shù)據(jù)可以看出，即便是當(dāng)下比較熱門的航空航天技術(shù)，該類別的圖書借閱量也是寥寥可數(shù)，2011年內(nèi)的總借閱量只有12本，2012年是19本，2013年是16本，2014年也不過是27本。對于廣大學(xué)生而言，盡管不屬于航空航天這一專業(yè)，仍舊應(yīng)該會有許多學(xué)生愿意了解這一類別的只是。那么，為何圖書館的借閱數(shù)據(jù)如此之低呢？原因其實很簡單，我校該類別的書目種類太少，不能滿足學(xué)生的借閱需求，才導(dǎo)致該類別的書目借閱數(shù)據(jù)如此之低。有相似的還有天文學(xué)、地球科學(xué)、自然科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)，這幾類書目的借閱量也是極低的。以上種種都表明了我校圖書館的圖書種類及其數(shù)量不能滿足學(xué)生的借閱需求。沒有足夠多的圖書，便沒有足夠多的借閱量，這直接導(dǎo)致了學(xué)生閱讀量的下降，也間接地導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)步入社會后競爭能力的下降。一個大學(xué)的好壞，與其藏書量有著密切的關(guān)系。就北京大學(xué)而言，大學(xué)圖書館內(nèi)的藏書量已逾800余萬冊；清華大學(xué)圖書館內(nèi)的藏書量也有600余萬冊；武漢大學(xué)圖書館內(nèi)的藏書，已達到了570余萬冊。再來看看我校圖書館的藏書，據(jù)我校官方網(wǎng)頁上的數(shù)據(jù)顯示，我校圖書館的藏書量約是110萬冊，而實際的藏書量是否達到110萬冊，不得而知。我校圖書館的藏書量相較于我國其他大學(xué)圖書館存在數(shù)百萬冊圖書的差距。一個大學(xué)的藏書量，從側(cè)面反映了一個大學(xué)的底蘊，我校圖書館偏低的藏書量是我校圖書館所面臨的尤為顯著的一個現(xiàn)狀。

高校圖書館規(guī)模一般不是很大，規(guī)格層次也相對適中，但是圖書館資源相對來說并不健全。同學(xué)們無法找到可以真正需要的圖書，因此對圖書館的使用興趣減少。在烏蘭《高校圖書館資源浪費研究綜述》，彭林《關(guān)于新一輪高校浪費圖書館浪費之思考》，邊建芳、陳恒玉《提高高校圖書館館藏利用率的幾點思考》等文獻中，以上學(xué)者均表達了大部分高校圖書館采購的文獻不符合學(xué)生們的需求這一觀點。

二、碎片化和信息化的到來，圖書館不能迎合社會大方向

改革開放以來，社會大環(huán)境急速變化，中國開始與外國對接，我們已然生活在同一個地球村中。中國經(jīng)過這些年的不懈努力，已經(jīng)發(fā)展成了世界大國，十年前和今天變化巨大。再抬頭看看世界，信息技術(shù)發(fā)展如此之快，移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速崛起，中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，讓人手一部智能手機成為一件非常簡單的事情。社會發(fā)展帶來的極大變化，讓人們開始意識到碎片化時間的處理，也更加了解了碎片化時間的多效，更加重視和利用起碎片化的時間。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)常常是一整天、長時間的，然而帶來的往往是學(xué)習(xí)效率的降低。學(xué)習(xí)效率降低就不能確保可以學(xué)到知識，學(xué)不到知識就無法促進學(xué)生再次學(xué)習(xí)。這樣極易帶來一種現(xiàn)象：看，我已經(jīng)在認真學(xué)習(xí)了，可是我長時間的投入并沒有帶來更高的回報，所以，學(xué)習(xí)是沒有多少效用的。這樣看來，對于一整天的學(xué)習(xí)帶來的疲勞感，人們更加熱愛在碎片化時間里學(xué)習(xí)到的東西。

想想這樣的場景，學(xué)生在等公交和坐公交的時間里，打開手機閱讀，讀在圖書館里下載下來的書籍，在這樣的時間里學(xué)校，是不是既方便又有意義呢？所以，學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣也正在改變，這點不容忽視。還有就是技術(shù)發(fā)展帶來了種種好處，解決了種種不便。例如網(wǎng)上閱讀不僅方便有效，也變得更加時尚。網(wǎng)上閱讀解決了空間位置的不協(xié)調(diào)，釋放了人們的自由。所以，擁有一個學(xué)校的網(wǎng)上圖書館也是一種趨勢。

以青少年為首的高校大學(xué)生是網(wǎng)絡(luò)推動和使用的主力軍，這也導(dǎo)致了對圖書館文獻資源的浪費。現(xiàn)如今的信息資料可以說是浩如煙海，我們又要如何從里面找到襲需要的信息呢？除此之外，在這個高速轉(zhuǎn)動的社會中，又如何去快速地找出自己需要的，可以給出自己最直觀答案的信息呢？答案是網(wǎng)絡(luò)查詢。網(wǎng)絡(luò)以其簡單迅速的方式逐漸為人們所喜愛。由于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達，各高校也逐漸重視數(shù)據(jù)圖書館的建設(shè)，很多高校都購買了類似于中國科學(xué)引文庫、INSPEC等數(shù)據(jù)庫資源。各種相得益彰的檢索系統(tǒng)，層出不窮的網(wǎng)站都在表達一個信息：人們都在向網(wǎng)絡(luò)的快速查詢方式傾斜，尤其是正處于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展熱潮中的青少年們。事物的雙面性理所當(dāng)然地影響了圖書館的資源利用率。我們從調(diào)查的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，高校確實擁有網(wǎng)上數(shù)字圖書館，但是讓人很驚奇的是，幾乎沒有人知道高校擁有網(wǎng)上的數(shù)字圖書館。事情做了，但是只是擺在那，與不做又有什么區(qū)別呢？好酒也怕巷子深，當(dāng)今時代，充分的營銷推廣是必要的，不然投入巨大的時間和精力做的事并沒有起到該有的作用，卻只是一個標(biāo)志，標(biāo)志著我已經(jīng)做過這事，這又有什么意義呢？這也是很多圖書館管理的通病。我們應(yīng)該轉(zhuǎn)變態(tài)度，不僅僅要做這件事，還要去思考，怎樣才能發(fā)揮它最大的功能。教育學(xué)生是一件偉大而神圣的事情，應(yīng)該積極地去引導(dǎo)他們，把每一步走好，成功將會更近。

除了這些，就文獻資料來說，就算是一些比較正規(guī)的機構(gòu)在現(xiàn)如今的社會大潮之下，也很難保證那些銷量不高但卻有真正用途的書籍的再版和持續(xù)上架。各種五花八門的圖書大行其道，占據(jù)圖書市場的半壁江山。當(dāng)同學(xué)們在翻閱圖書資料時，他們往往不能抉擇資料是否是正確的，尤其在碰到同樣的領(lǐng)域卻存在分歧的時候。市場的經(jīng)濟調(diào)控使我們喪失了對信息的篩選能力，圖書館即使有再多的文獻或者數(shù)據(jù)庫似乎也解決不了問題，因為我們都不知道應(yīng)該利用哪一方的觀點較好，這樣也會導(dǎo)致圖書館的利用率降低。

三、圖書館之間獨立性太強

在高校圖書館中，想進入圖書館必須持有相關(guān)的證件，有一些需要刷卡或者學(xué)生證等，僅僅向本校師生開放。這樣就導(dǎo)致了圖書館資源不能互相利用，最起碼在高校之間沒有流通的現(xiàn)象。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，全國高校圖書館的總藏量超過6.6億冊，文獻利用率卻不足30%。此外，大學(xué)圖書館藏書流通率平均低于35%，個別的甚至低于20%。這些數(shù)據(jù)意味著一大部分資源被束之高閣，不能實現(xiàn)其利用價值。如果到了寒暑假，進館閱讀者銳減，大學(xué)圖書館甚至閉館。

學(xué)生們的信息處理能力降低了圖書館資源的利用率。一方面要提高同學(xué)們的信息篩選能力。這個可以通過圖書管理員的幫助，無論是進行課堂的講解或者是大型的講座，要教給同學(xué)們正確查閱資源的方法。另一方面是向同學(xué)們介紹圖書館的書籍質(zhì)量能在多少程度上滿足同學(xué)們的需求。圖書館的文獻資料和數(shù)字資源都是通過相關(guān)的認證和審核的，最起碼不會出現(xiàn)根本性的錯誤誤導(dǎo)學(xué)生。

所以圖書館的文獻資料購買時必須進行嚴格的審核，數(shù)據(jù)資源購買時也要進行嚴格的審核。除了保證信息的準(zhǔn)確性之外，也要保證對大學(xué)生的效用性，這樣可以減少同學(xué)們對資料準(zhǔn)確性的判斷。雖然購買了數(shù)據(jù)系統(tǒng)，但是圖書館還要進行資料檢索系統(tǒng)的完善，根據(jù)本校的情況以及同學(xué)們反饋的意見等進行調(diào)整也是有必要的，以方便同學(xué)們查閱，快速地找到自己所需要的資源。

或者是建立起專門用于高校所需要的書籍再版的出版地，進行周期性的再版。各高?？梢灾芷谛缘靥峁┧枰臅麊危M行分類整合，然后進行再版，滿足高校的需求。同樣，此類書籍也可以在市場流通，雖然利潤不高，但是適用于現(xiàn)狀。可以通過社會捐助或者政府扶助的形式維持這樣的出版場所。

高校還應(yīng)該多舉辦圖書館相關(guān)的活動，來動學(xué)生閱讀的興趣。此外還要展開教育，圖書館管理員要嚴格防止圖書館變成自習(xí)教室。

參考文獻：

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職業(yè)教育課程承載著職業(yè)教育的思想和理念，直接反映了社會經(jīng)濟發(fā)展以及學(xué)習(xí)者對職業(yè)教育的要求．體現(xiàn)了職業(yè)教育的價值取向，直接影響著教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的身心發(fā)展．新課程體系的理念和新教材的試行，對廣大教師而言是挑戰(zhàn)和轉(zhuǎn)變并存的機遇．教師是課程實施的主體，必須從自己面臨的現(xiàn)實情況和客觀條件出發(fā)，充分解讀和領(lǐng)悟新課程體系的思想，根據(jù)實際情況不斷地調(diào)整、適應(yīng)新的教學(xué)行為、教學(xué)策略以及課程目標(biāo)．

《中等職業(yè)教育課程改革國家規(guī)劃新教材·物理 (電工電子類)》，主要有以下四個方面的體現(xiàn)．

1突出了以能力為本位的學(xué)習(xí)目標(biāo)

物理學(xué)科基礎(chǔ)目標(biāo)之一是知識與技能培養(yǎng)，而能力的形成是在這一基礎(chǔ)目標(biāo)上發(fā)展起來的．在當(dāng)今信息飛速發(fā)展的社會里，知識與技能通過各種媒介和途徑更易獲?。?，新教材在課程內(nèi)容的實施過程中，突出了以學(xué)生職業(yè)能力發(fā)展為中心，形式上符合職業(yè)學(xué)校學(xué)生的學(xué)習(xí)心理與閱讀習(xí)慣、圖文并茂．為教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)提供比較全面的支持．

在課程結(jié)構(gòu)上按照基礎(chǔ)模塊、職業(yè)模塊和拓展模塊來構(gòu)建知識框架．基礎(chǔ)模塊是本課程的基礎(chǔ)性內(nèi)容和應(yīng)該達到的基本要求，并且設(shè)置了一些與生產(chǎn)、生活實際密切相關(guān)的實踐活動．職業(yè)模塊是適應(yīng)各大類專業(yè)(機械加工類、電工電子類、醫(yī)藥衛(wèi)生類、土木水利工程等專業(yè))學(xué)生學(xué)習(xí)、專業(yè)課所必須需要限定選修的內(nèi)容．拓展模塊是滿足學(xué)生個性發(fā)展和繼續(xù)學(xué)習(xí)的需要，其內(nèi)容可以通過“物理廣角”、“實訓(xùn)項目”、“交流分享”等形式呈現(xiàn)．

新教材在整體設(shè)計思路上既要考慮物理學(xué)的基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性，又要考慮其應(yīng)用性和實用性；掌握知識內(nèi)容的同時，體驗、理解應(yīng)用知識的過程與方法，從而形成能力的提高．例如，在設(shè)計勻變速直線運動規(guī)律這一節(jié)時，以前在證明物體做勻變速直線運動的4個基本公式要進行嚴格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)．根據(jù)職業(yè)學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)的心理特征，新教材是這樣安排：首先給出兩個實際事例，即火車做勻加速直線運動、每隔相等時間內(nèi)速度的變化；汽車做勻減速直線運動、每隔相等時間內(nèi)速度的變化．如表1～2．

由以上兩個事例可以簡單計算出單位時間內(nèi)速度的改變量是相等的．從而引出加速度的概念．再根據(jù)上述的勻變速直線運動的規(guī)律，推導(dǎo)出一些其他公式．

先將加速度公式變形，即

又因物體做勻變速直線運動的平均速度為

從(1)～(3)式可以直接給出勻變速直線運動的位移公式

可見，本書對于本節(jié)課的設(shè)計，不過于追求理論知識體系的完整性(簡化理論證明)，不需要嚴格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，讓學(xué)生大致知道怎么來的或直接記住結(jié)論和公式即可．

職業(yè)學(xué)校的學(xué)生與重點學(xué)校的學(xué)生比較起來，基礎(chǔ)知識相對弱些，但他們的好奇心、好動性也很強，項目式教學(xué)恰恰適合這類學(xué)生．要求教師在教學(xué)中，不斷設(shè)懸念，引導(dǎo)學(xué)生自己尋找解決問題的方法和答案．不能太難，要讓學(xué)生跳一跳就能摘到，讓他們有成功的喜悅，就不會喪失學(xué)習(xí)的信心．例如對勻速圓周運動與萬有引力的內(nèi)容安排上，新教材利用“物理廣角”和“小知識：宇宙速度”，按照項目式教學(xué)形式分成如下環(huán)節(jié)．

觀察與思考：通過影像和多媒體的演示了解我國航天工程計劃，嫦蛾1號衛(wèi)星運動引入物體做圓周運動的條件．參觀與實踐：觀察公路拐彎處路面的傾斜情況及車輛拐彎時的受力情況，分析向心力的來源．

工作任務(wù)：通過演示實驗觀察線速度的方向，介紹液體加速器、洗衣機等實例，加深對向心力的理解．

學(xué)習(xí)目標(biāo)：在觀察與實驗的基礎(chǔ)上，使學(xué)生有了一定的感性認識之后，再歸納總結(jié)出物體做勻速圓周運動時的基本物理量(周期、頻率、線速度、角速度、向心力、向心加速度)．

知識與能力的提高是可以相互轉(zhuǎn)化的，理論知識的積累和鞏固可以提升能力的形成，反過來實驗技能的熟練操作、觀察事物運動的變化、積極參與實踐活動也可以提升理論知識的形成．所以，新教材在每一章節(jié)內(nèi)容介紹前，安排了“本章導(dǎo)讀”和“核心提示”．在知識內(nèi)容編排中穿插“故事坊”、“小知識”、“實訓(xùn)項目”，圖文并茂，版式生動活潑．其目的是為學(xué)生學(xué)習(xí)時創(chuàng)造良好的讀書環(huán)境．

2注重了對知識學(xué)習(xí)過程的探究

新教材所體現(xiàn)出的新課程理念是：注重培養(yǎng)學(xué)生對知識獲取的過程，從學(xué)生的生活經(jīng)驗或熟知的事物運動變化出發(fā)，引人物理概念和規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生主動構(gòu)建知識的形成．將物理教育的基本知識與基本技能，以一種新的教學(xué)思想去傳授給學(xué)生．在課堂教學(xué)過程中，教師應(yīng)該最大限度地發(fā)揮課程的優(yōu)勢去貼近學(xué)生生活，滲透“科學(xué)·技術(shù)·社會”的教育思想，滿足學(xué)生個性發(fā)展和繼續(xù)學(xué)習(xí)的需要，以及后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的要求．例如在第一章運動和力中，講“力的合成與分解”時，一般情況下教師都是引入物體放在斜面上靜止時，從力的作用效果可以分解出三個力．但是從實際教學(xué)反映，學(xué)生不易理解、出現(xiàn)錯誤較多．新教材在講這節(jié)時引入了一個小知識“滑板運動”——在日常生活中學(xué)生常做的一種運動．在教師的引導(dǎo)下學(xué)生很容易分析出“運動員雙腳通過滑板向后蹬地的同時，地面給予滑板一個反作用力，這個反作用力的一個分力使滑板前進”．教學(xué)中注意去分析貼近學(xué)生生活的例子之后，再分析較復(fù)雜的物體運動效果會更好．例如在講“機械振動與波”時，新教材設(shè)置了“物理廣角1：機械振動”和“物理廣角2：機械波”．教材在開頭首先設(shè)置了生活中常見的情景案例“家庭里鐘擺的擺動、釣魚時水中浮標(biāo)上下的浮動、扁擔(dān)挑物體時的顫動及在公園里小朋友蕩秋千游戲”等活動．通過情景的引入及描繪，講清楚物體運動過程中的特征及規(guī)律．之后再做一個典型的水平彈簧振子的演示實驗，歸納總結(jié)出振幅、周期和頻率等基本物理量．在講“物理廣角2：機械波”時，教材安排了一個“小知識：地震波的傳播方式”．對廣大學(xué)生來說教育意義非常深刻．教師可因勢利導(dǎo)，講地震波傳播過程的同時，就把機械波的種類、性質(zhì)以及波長、波速和頻率之間的關(guān)系交代清楚．這樣學(xué)生不僅學(xué)到了物體振動與波動的知識，同時也了解到關(guān)于地震、共震、聲波的傳播等自然現(xiàn)象．

3體現(xiàn)了物理學(xué)與專業(yè)課程的銜接

物理學(xué)與其他專業(yè)學(xué)科課程的關(guān)系主要表現(xiàn)在兩個方面：一是物理學(xué)就其本身知識內(nèi)容而言，是工科各專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容的基石，因此也是學(xué)生學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)課程所必備的鋪墊．二是物理學(xué)是一門理論與實踐結(jié)合很密切的學(xué)科，在學(xué)習(xí)物理的過程中，學(xué)生會學(xué)到一些完整的科學(xué)思想和科學(xué)方法，這對培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)工科專業(yè)基礎(chǔ)知識、物化科學(xué)素養(yǎng)是非常有益的．另外，物理學(xué)與專業(yè)知識、工程技術(shù)結(jié)合的途徑，主要還是從物理知識、原理去銜接．所以，在該教材中列舉了大量的生產(chǎn)生活中常見的物理現(xiàn)象，突出了教材的實用性和專業(yè)特色，強化物理課與后續(xù)課程密切聯(lián)系的知識應(yīng)用，這是本教材編寫的旨意．

在教學(xué)過程中，可以采用項目教學(xué)法的形式去組織教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力．因為，這套教材主要適用于職業(yè)學(xué)校的電工電子類專業(yè)．如電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，它的主要專業(yè)課程的內(nèi)容是：電工基礎(chǔ)、電子線路、電子測量技術(shù)與儀器、電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝等．所以，在課程內(nèi)容和課程結(jié)構(gòu)的安排上，跟普通基礎(chǔ)教育的課程都有所不同．在內(nèi)容體系安排上，力學(xué)部分包括運動學(xué)、動力學(xué)、功與能、振動與波，只用了兩章篇幅．而電磁學(xué)部分包括了直流電路、安全用電、靜電學(xué)、磁場、電磁感應(yīng)、電磁波等，用了四章篇幅．其目的是為了突出電工電子類專業(yè)基礎(chǔ)課程的需要．

在課程結(jié)構(gòu)安排上，每一章節(jié)都安排了小知識．例如在講電功、電功率時，在小知識欄目中介紹一度電的作用以及在生活、生產(chǎn)中各種電度表的使用．在講焦耳定律時，為了說明“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方、導(dǎo)體的電阻和通電時間三者的乘積”的物理關(guān)系，教材除了安排一個典型例題“一臺直流電動機在正常工作時，它的額定電功率和1小時流過電流所產(chǎn)生的熱量是多少?”之外，還在“小知識”欄目中重點介紹了各種家用電器省電常識及正確使用方法．如“功放機節(jié)約用電的辦法主要是減少音量，外接音箱的阻抗不可太?。苊舛嘀灰粝洳⒙?lián)使用，盡可能減輕功放機的負荷，以達到節(jié)電和保護機器的目的”．這樣處理后，學(xué)生不僅對電功、電功率的物理概念及焦耳定律有了深刻的理解，同時將學(xué)習(xí)到的物理知識應(yīng)用于專業(yè)技術(shù)中，為后續(xù)學(xué)習(xí)家用電器的專業(yè)基礎(chǔ)課程作了鋪墊．

4拓展了科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)的空間

篇10

改版以后八年級物理涉及的是聲、光、熱、力的知識，內(nèi)容比較抽象，理論性較強。加上學(xué)生生活經(jīng)驗少，物理課時又較少，很多的物理知識講了也不太明白，做題似是而非，久而久之失去了對物理的興趣，以后的物理學(xué)習(xí)就更困難了。筆者在近幾年的教學(xué)中總結(jié)以下幾點與大家共勉。

一、利用第一節(jié)物理課創(chuàng)設(shè)良好的開端

每位教師都有自己的教學(xué)風(fēng)格，在第一節(jié)物理課上展現(xiàn)自己獨特教學(xué)風(fēng)采讓學(xué)生接受并喜歡自己，從而讓學(xué)生期待上物理課，從教師人格魅力上來吸引學(xué)生。

每次要上好“科學(xué)之旅”這節(jié)課，不妨用三個蘋果的故事引入牛頓定律，用伽利略在教堂觀察吊燈的故事知道鐘表的發(fā)明阿基米德洗澡的故事了解浮力原理；從展示生活用品、生產(chǎn)工具、航天技術(shù)、自然界景觀的幾組圖片，讓學(xué)生感受到物理就存在了實際生活之中；老師演示電吹風(fēng)出乒乓球?qū)嶒?、瓶口吞雞蛋實驗、三棱鏡分解太陽光等實驗，讓學(xué)生感到物理就像魔術(shù)課；讓每個同學(xué)吹、吸一個漏斗下的乒乓球，發(fā)現(xiàn)不管是吹還是吸乒乓球都不掉……使學(xué)生產(chǎn)生疑惑、驚奇、詫異的情感，讓他們初步了解與物理有關(guān)的人和事，讓學(xué)生明白物理知識來自生活經(jīng)驗，來自社會實踐，來自科學(xué)研究，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。從物理學(xué)知識魅力上來吸引學(xué)生。

有了第一節(jié)課的情境設(shè)計，就可以引導(dǎo)學(xué)生帶有目的地去聽下一節(jié)課，讓學(xué)生每節(jié)課都知道要學(xué)什么；然后設(shè)計一些驚奇性、參與性、啟發(fā)性的小實驗和一些生活中實例應(yīng)用去激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生保持探究物理問題的興奮點，從而提高課堂效率。

二、提出富有創(chuàng)新性的問題引入新知識

愛因斯坦指出：“提出一個問題往往比解決一個問題重要。因為解決一個問題也許僅僅是一個數(shù)學(xué)或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題，卻需要創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進步?！庇行У膯栴}設(shè)置即問題應(yīng)有趣味性、啟發(fā)性、探究性和延展性的特點，一個好的問題提出能較好地處理教與學(xué)兩者間的關(guān)系，能夠讓課堂教學(xué)波瀾起伏、引人入勝。如為什么“一枚硬幣可以放在水面上嗎？”“扔出去的石頭總落到地面上？”“如何實現(xiàn)雞蛋在鹽水中上浮下沉？”“用高壓鍋做飯是什么道理？”這些問題的提出根據(jù)不同的情況可以讓學(xué)生自己做一做試一試，久而久之，學(xué)生創(chuàng)造性思維得到訓(xùn)練，學(xué)生再做中考題型的歸納探究、演繹探究和問題解決題也就迎刃而解了，在物理創(chuàng)新實驗和創(chuàng)新小論文評比活動中也會有很多學(xué)生脫穎而出了。

三、設(shè)計科學(xué)合理的探究過程收獲結(jié)論

青少年時期的學(xué)生天性好動，你讓他聚精會神地聽你整節(jié)課的講解幾乎是辦不到的，學(xué)生的注意力很容易分散和發(fā)生轉(zhuǎn)移，也就沒了學(xué)習(xí)興趣。針對這些特點，我們要讓學(xué)生積極起來，讓學(xué)生去聽、去講、去看、去體驗，而不是憑空的講解。在此過程中，教師的原則是學(xué)生能自己做的就讓學(xué)生做，不能做的老師可以演示，不能演示的可以看錄像，能看錄像的就決不看動畫。如我讓他們親自去蕩一次秋千，然后讓他們講一講機械能的轉(zhuǎn)化情況；讓他們?nèi)ナ占婆f眼鏡片，然后讓他們區(qū)分開哪些是凸透鏡，哪些是凹透鏡；給他們每人一塊橡皮泥，思考怎樣放在水里沉不下去；我把一輛自行車搬上課堂，讓學(xué)生體驗?zāi)男┦歉軛U……學(xué)生在這些活動中發(fā)現(xiàn)問題――做出假設(shè)――設(shè)計并進行實驗――歸納分析――得出結(jié)論――評估與交流，激發(fā)學(xué)生興趣，更能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。

四、制作適用精致的微課用來翻轉(zhuǎn)課堂

現(xiàn)在的初中學(xué)生生活經(jīng)驗較少，我們又處在農(nóng)村學(xué)校，學(xué)生見識較少。有些物理知識涉及的電梯、輪船、過山車游戲、霓虹燈、盤山路……沒見過只能死記硬背。為此我把生活中、旅游過程中積累的一些圖片、視頻制作成微課，來拓展學(xué)生的視野，使他們更好地理解物理知識。如學(xué)習(xí)運動和靜止的相對性時，播放聯(lián)合收割機與卡車同時的工作過程、錄制自己乘坐電梯的過程；學(xué)習(xí)光污染時，展示自己拍攝一組城市玻璃幕墻的照片；學(xué)習(xí)平面鏡成像時，展示美麗的西湖倒影、京杭大運河夜景、上海外灘夜景；學(xué)習(xí)機械部分時，讓學(xué)生觀看工地上吊車、挖土機的工作過程、東營世博園內(nèi)用轆轤提水的過程、勝利油田磕頭機的工作過程……利用微課課內(nèi)課外的學(xué)習(xí)，物理理論知識緊密的聯(lián)系實際，同時學(xué)生也感受到老師的良苦用心，師生關(guān)系更加的融洽。

五、學(xué)習(xí)STS引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用物理知識

課堂中插入一些現(xiàn)代物理的新發(fā)展、新成果、新成就，讓學(xué)生了解現(xiàn)代科技的發(fā)展與物理的關(guān)系，體會物理來源于生活。如在講到光的知識時，說說光污染的問題；講到力的知識時，說說航空航天神舟系列和新型生產(chǎn)工具；講到電的知識時，說說家庭用電與安全節(jié)約用電；講到熱的知識時，說說交通安全、環(huán)境污染與保護、能源問題；講到聲的知識時，說說噪音的危害、說說超聲波的利用等等。讓學(xué)生感興趣的同時認識到生活中處處有物理又離不開物理知識，讓學(xué)生愿意學(xué)習(xí)，樂于學(xué)習(xí)物理。

六、形成融洽和諧的交流氛圍

良好的師生關(guān)系是建立在相互尊重、相互信任的基礎(chǔ)上的，你熱愛學(xué)生，學(xué)生就會擁護你，就會與你配合默契，你講課就會充滿激情，充滿信心，從而激起你與學(xué)生進行雙邊活動的靈感。這種情況相互加強，課就會越上越好，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也就會越來越濃厚。在師生的共同努力下，使課堂教學(xué)迸發(fā)出創(chuàng)造性的火花，達到高效課堂的效果。

總之，要想學(xué)好物理需要激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，這離不開教師的巧妙設(shè)計和悉心引導(dǎo)，匠心獨具處，喜看百花開！

【參考文獻】