航天科学技术的理解范文

时间:2023-08-14 17:41:40

导语:如何才能写好一篇航天科学技术的理解,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

航天科学技术的理解

篇1

关键词:物理知识;生活;应用分析

引言

物理学科是自然科学的重要分支,与生活有着密不可分的联系。对物理课程的学习是我们从自然到物理、从生活到物理的认识过程,在学习物理的过程中,一定要经历基本的科学探究实践,注重物理学科与其他学科的融合,让我们的思维得到开拓。物理学理论是人类对自然界最基本、最普遍规律的认识和概括。因此,加强物理知识与生活实际的联系,对我们高中生学习物理知识、认知物理知识、运用物理知识都是极为重要的。加强两者的联系,不仅可以提高自己的学习兴趣,也可以增加物理学习的直观性,更具有对生活的指导意义,提升生活技能。

一、生活实际与物理的关系

在生活中,我们看到的很多现象都被归类为物理的方面,比如说树叶会漂在水上,而石头会沉入水底;氢气球可以飞上天,但吹出来的气球却会掉在地上;水往低处流;水底石穿的现象;航天员在月球行走是漂着走;冬天毛衣容易起静电;指南针的工作原理……这些生活中常常容易被忽略的小事情,却无一例外都可以用物理学的知识来解释,而我们高中生在学习物理的过程中,也正是对生活进行深入了解的过程。物理是最早的物理学家们对自然界的现象的总结,后来逐渐形成了物理这一专门的学科,物理科学家们研究的范围越来越广,也越来越深入,但物理还是从相对简单的现象入手的。物理和生活之间的联系,物理课本中就有很多生活化的小例子,但是,更多地与生活实际相联系,可以增加学习物理的乐趣,我们学习起来会更好理解,同样的,将我们学到的物理知识应用在生活中,也能够开发我们的创造力。

二、物理知识在生活中的应用

1、纳米技术

纳米技术(nanotechnology)是用单个原子、分子制造物质的科学技术,研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术,它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物,纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术。纳米技术在高中物理中,属于分子学的范畴,所以,了解纳米技术的应用,对我们学习分子学有很大的帮助。在生活中,我们经常接触到的纳米技术如下:

(1)在纺织和化纤制品中添加纳米微粒,可以除味杀菌。化纤布虽然结实,但有烦人的静电现象,加入少量金属纳米微粒就可消除静电现象。

(2)利用纳米材料,冰箱可以抗菌。纳米材料做的无菌餐具、无菌食品包装用品已经面世。利用纳米粉末,可以使废水彻底变清水,达到饮用标准。纳米食品色香味俱全,还有益健康。

(3)纳米材料可以提高和改进交通工具的性能。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料,能大大提高发动机效率,延长发动机工作寿命。

(4)利用纳米技术制成的微型药物输送器,可携带一定剂量的药物,在体外电磁信号的引导下准确治疗。纳米机器人,其体积小于红细胞,能疏通脑血管的血栓,清除心脏动脉的脂肪和沉淀物,还可“嚼碎”泌尿系统的结石等。

2、车辆速度计

在我们高中物理第一册第二章《运动快慢的描述速度》中讲到速度计是来测定运动物体的瞬时速度,本文来解释一下它是如何来测定机动车的瞬时速度。

当车以一定的速度行驶时,对应着车轮的一定转速,这时经过变速机构也使软轴以一定的转速转动,从而由电磁感应使感应盘也转动,使指针偏转一定的角度,那么在刻度盘上对应的位置刻上对应的车子速度,由于指针的转动角度与感应盘的转动角度是相等的,而感应盘的转动与软轴的转动成正比,而软轴的转动与车轮的转速成正比,而车轮的转速完全与车速成正比,所以速度计上指针所指的速度值完全由汽车的行驶速度来决定,所以测出的速度就是这个时刻车子的瞬时速度。速度计中应用了很多的物理知识,电磁感应、力矩转动、力矩平衡及仪表的刻度刻制和实际数据的处理.这都是物理知识的应用和能力体现。

3、航天技术

针对航天技术学习高中物理力学,就是在充分利用教材上的航天技术的所有内容,了解我们所感兴趣的领域。我们在学习的时候,可以进一步充分利用各种媒体,获得大量的有关航天技术的资料,包括古代的,现代的,当代的,中国的,外国的,视频的,文字的,图片的,在此基础上进行删减,最终获得那些形象的,有趣的,励志的等等对我们学习高中物理力学有价值的资料,除了课堂上教师的讲解内容,我们还应该利用课外的时间多多关注一些航天技术,感受物理知识所带来的强大的力量,明白物理知识与实际生活的联系,与科技进步的联系。我们在学习的时候,要结合我们自己了解到的航天知识,在课堂上积极主动学习,勇于质疑,敢于挑战权威困。在航天技术中所应用到的力学知识如下:

(1)天体力学和轨道力学

为了开发宇宙,我们必须对各个行星的运动规律有进一步的认识。因此,必须用近代的力学知识进一步描述天体的运动规律。另一方面,为了节约能量,必须对各种航天器的轨道进行优化。关于这方面,我们可以举例子。比如AOTV,就是气动辅助变轨转移飞行器。大家知道,要改变航天飞行器的飞行轨道,需要很大的能量。有时几乎是做不到的。一些力学专家提出了一些新的想法,即利用航天器在再人大气层中所受的气动力,来改变飞行轨道,就可以节省许多能量。

(2)大气层飞行力学

大气层飞行力学的重点是空天飞机的上升段轨道优化。由于空天飞机使用吸气式组合发动机,在整个飞行过程中,它受到很大的阻力和气动加热。为了节省能量,必须对上升段的轨道进行优化。

(3)结构动力学

不论是航天器,还是运载器,都存在大量振动问题。例如,运载火箭的长细比例较大,就必须进行振动塔试验和结构动力学的计算。建造振动塔是非常费钱的。随着今后火箭直径的加大和长度的进一步增加,进行全尺寸的振动试验变得越来越困难。为此,必须在建立正确的模拟火箭结构的结构动力学模型,进行分析计算。运载火箭还存在一些复杂的振动现象,若处理得不好,就可能造成发射的失败。

结语

总之,物理知识在生活实际中的应用十分广泛。我们在学习的时候要理解物理知识的重要性,认识物理知识在当代社会中的重要作用,更要关注物理学的最新发展,坚持与时俱进,利用物理知识推动社会和谐发展,更好地造福于人类。

参考文献

篇2

关键词:航天科普基地建设 建设思考 特色 优势

中图分类号:V55 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)02(a)-0085-02

为深入贯彻落实《全民科学素质行动计划纲要》,促进全民科学素质的普遍提高,天津航天火箭制造有限公司秉承“弘扬载人航天科学精神、普及航天科学知识、传播科学思想和方法”的宗旨,围绕着《天津市“十二五”科学普及工作发展纲要》要求,积极开展航天科普基地的建设工作,2015年8月被中国科协命名为“全国科普教育基地”。基地建设坚持公益性原则,协同当地科协或根据基地自身特点及公众和社会的科普需求,积极广泛开展贴近实际、贴近群众、有特色、有实效的科普活动,着力展示基地风采,展现现代航天制造的先进性,对我国航天科普教育事业具有重要意义。

1 科普基地特色与优势

天津航天科普基地作为新一代运载火箭产业化发展平台,主要从事大型、中型运载火箭的研制生产及总装测试工作,具备总装、总测、数控加工、钣金成形、表面处理等专业领域先进的制造技术,是国家重要的现代制造业基地、科研成果产业化基地、制造人才培养基地。通过开展以新一代大型运载火箭制造技术为主的科普教育基地建设工作,结合现有的科研成果,依托型号科研生产任务和现有资源,在设施较为完善的科普建设点向参观人员集中展示现代航天制造的先进性,稳步推进,逐步提升能力。

基地利用现代化信息技术手段完善基础设施,为公众提供视觉、听觉于一体的科普感受。目前已初步形成网络平台、科技教育、仿真模拟为一体的展示体系。基地不断地丰富科普内容,用系列火箭模型、基地沙盘、屏幕音像、文字介绍等展示形式,进行新一代运载火箭产业基地的情况及先进制造技术的宣传和普及;建有电子触摸屏,系统的介绍现役火箭及在制火箭的科普查询系统,随时向公众提供航天科普知识宣传;建有一条开放的参观走廊,近距离的接触火箭总装系统,了解火箭总装全貌。迄今为止,基地已开展逾万人次的科普参观、接待活动,包括各地政府、学校及企业的相关科技管理人员,积累了丰富的科普宣讲经验,形成了成熟的参观路线。

基地目前获得“天津市企业技术中心、专利试点企业、科技小巨人”等称号,成立了“崔蕴技能大师工作室、刘琦辉技能大师工作室”,并与天津市各大高校联合开展工程技术研发和人才培养,入选天津市“新型企业家培养工程”1人、天津市“131”第一层次创新人才2人。综上所述,天津火箭公司航天科普基地具有基础条件完善、技术技能人员聚集、科技资源丰富、科研能力突出的优势,是开展科普宣传、促进公民科学素质提升的重要力量。

2 基地建设思路与内容

天津航天科普教育基地是重要的教育资源,丰富了都市科学文化的内涵,为科技传播创造了一个载体,也是贯彻科技兴国战略的一个新举措。作为一名年轻的全国科普教育基地,它的成长之路还很长远,需要从各个方面完善自身的建设,才能达到传播科学知识、提升全民科学素养的宏伟目标。

2.1 强化管理,提升科普教育基地形象

科普教育基地的建设成长,离不开各项规范措施,否则放任自流,就失去了建立科普教育基地的意义[1]。要建立完善的科普工作制度,制定科普工作管理流程,确保公司科研科普工作的可持续性、有效性;设立科普工作奖惩措施,将科普工作纳入公司工作计划,纳入年度工作目标考核及表彰奖励范围;保障经费投入,落实工作部门和工作人员,开展科研科普教育基地建设工作计划实施情况的检查,使大火箭科普基地建设走上制度化和规范化的轨道。

2.2 加强科普基地的软硬件建设,保障科普活动场所

科普知识的宣贯需要多样化传播媒介,充分利用现代信息化手段实现集科技教育、现场观光、仿真模拟为一体的航天知识普及体系。目前基地已启用总装车间展厅作为公司形象宣传的科普点,采用透明显示器技术,参观人员可以通过点击操作屏幕,了解系列火箭及在制新型运载火箭系统知识。在不影响生产的前提下其他车间也可以适当建设参观走廊,制作各车间具有专业技术特点的展示宣传牌,使参观者从参观走廊直观的了解火箭生产的全过程,全面的了解火箭产品零件、部段的构成和生产。并完善已有的参观走廊建设,将宽阔廊道空间建成科普宣传的文化长廊,让科学氛围无处不在,让科普基地的墙壁也可以“说话”[2],设立专栏介绍航天科普知识、前沿科学技术、著名航天专家以及航天技术在生活及高新技术领域的应用等内容,让参观人员了解科学研究的过程,有助于培养科学精神和提高科学素养。

2.3 配制有效的管理机构,确保科普工作高效开展

科普基地的建设和各项工作的实施离不开核心管理部门的指导和牵引,建立健全科普工作组织架构势在必然。依托工艺技术部门成立公司科普工作管理办公室,统筹管理公司科普工作,协调组织科普工作中出现的各种问题。确立各主管单位和配合单位的职责,围绕“科普基地建设、企业技术中心、专利示范单位”等做好大火箭基地科研科普建设工作,提升科普工作能力。

2.4 加强培训,建立高素质的科普人才队伍

科普人才是科普教育基地发展的智力保障,是科普工作实施的主体。配备科普教育兼职宣传讲解人员,是开展科普工作必不可少的部分。在基地各单位组织一批讲解水平较高的人员成立科普宣传教育小组;对宣传教育人员不定期的进行专题培训讲座,强化讲解水平,增加知识储备,提高宣传能力;组织宣传教育人员参观其他科普基地及全国科普日、科技活动周等全国性大型科普活动,交流科普工作经验,扩展知识视野,通过“引进来、走出去”,不断地提高科普基地工作人员工作水平。

2.5 开展特色活动,提升公众航天知识认知

青少年科学素质的培养是我国科普工作的重点,航天科普知识的宣传更能拓展他们对我国航天事业发展现状的认知,进一步强化青少年的创新意识,提升创新能力,激发青少年学生爱国、爱科学的热情。基地科普工作要组织多层次的展览活动,开辟完善科普线路;联合北京航天科普基地、航天科技集团人才中心、天津市科协、天津市开发区科协等单位,加强与大中小院校的联系,积极开展现场参观、仿真模拟体验、人物事迹展示等科普活动,积极互动,引导和培养青少年对科技知识的探索,促进航天科学知识的宣传,更好的了解和学习“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的航天精神。

2.6 加强对外联系,提升基地科研科普管理能力

航天科学知识是科普宣传的内容,科技创新是科普宣传的不竭源泉。企业型科普基地依托自身各项专业技术优势、产品优势、研发优势等丰富资源,提升科普宣传力度,推动科普基地建设发展。天津航天科普基地的发展以实习基地、科研合作研究伙伴等形式和国内知名学府、技术专家开展合作,促进运载火箭技术研究的深度与广度,提升技术创新能力;建立与航天科技集团人才中心等北京关联单位合作关系,推进京津两地科普工作合作交流,进一步将大火箭科普基地推向全国,并努力将基地打造成国内了解大型运载火箭制造技术的科普窗口;加强与天津市各级科技主管部门和其他企事业单位的联系,提升公司在社会及行业内的影响力和知名度,争取更多的人才开发、配套设施建设等方面的外部资源。

2.7 积极创新拓展宣传渠道,扩大科普基地影响力

科普基地的宣传工作是基地建设的一项重要内容,能够提升公众对航天基地的认知,对科普基地社会化效应有极大的推动作用。充分利用信息化、数字化手段,搭建微信、门户等对外宣传报道和形象展示的网络平台,及时收集和遴选科普知识和动态信息,定期利用平台。利用网络互动,做到线上问题线下实际体验、线下问题线上思考研究,形成线上线下相结合的立体化科普模式[3],提升公司的公众关注度和社会影响力。充分利用新闻、广播、报刊等新闻媒体,积极宣传报道基地科普工作信息,加强对外宣传,营造大火箭科普基地良好的发展软环境。

3 结语

天津航天科普基地作为国家级科普基地,立足自身特色和优势不断在科普基地优化改造、能力建设、管理水平、人才队伍建设等方面进行完善和提高,不断地提升基地的科普服务能力,通过各项活动、承担科普项目共享科普资源,增进公众对航天科学技术的兴趣和理解,让公众通过科普活动近距离的接触航天知识,了解中国航天梦,让“大火箭”成为新一代运载火箭的科普名片。

参考文献

[1] 徐超.提升全民科学文化素质,从打造科普教育基地开始[J].华东科技,2010(7):34-35.

篇3

关键词 现代控制方法 人工智能控制 最优控制

中图分类号:TP18 文献标识码:A

0前言

现代控制理论是以解决航空航天领域的科技问题所诞生的一种拥有特定意义的理论,随着科学技术的不断进步,各种现代控制方法被逐渐研究出来,为了使现代控制方法更好地应用于航空航天领域,因此人们逐渐加深对现代主要控制方法的研究现状及未来发展趋势的探索分析。

1现代控制理论概述

现代控制理论的基础是状态空间学,然后结合了线性代数、微积分方程等数学方法,从而形成的一种控制系统。该理论自上世纪五十年代诞生以来便受到人们的广泛关注并且得到快速的发展。该理论最初主要运用于航空航天领域,是为了解决如何使用最少的燃料和最短的时间将宇宙火箭或者是人造地球卫星发射到预定的轨道等问题,随着这些问题的逐渐解决,控制理论的范围也逐渐扩大,经过半个多世纪的发展,现代控制理论已经产生了多种不同的控制理论分支,应用于社会生产生活的各个领域。

2现代主要控制方法

目前应用于航空航天领域的现代控制方法主要有以下几种。

2.1人工智能控制

人工智能控制中又衍生出多种不同的控制方法,主要有:

(1)神经网络控制。神经网络一般是用于对信息的处理及控制。神经网络的结构具有分层的特性,在每个神经元之间都可以进行输入与输出的连接,但是在不同层次的神经元则无法实现连接。神经网络具有不同的网络形式,其中以BP网络和RBF网络形式最为典型。自八十年代以来,神经网络在控制理论中的广泛应用已经可以解决控制理论中的绝大多数问题,成为社会上关注的焦点。例如建模与辨识系统、配置极点、控制内膜、自适应控制等。而神经网络可以对航空航天领域进行智能控制,主要归功于神经网络具备的学习能力,从而减少了适应环境的变化,能够十分方便地对控制系统进行在线离线的控制。而且神经网络具备计算的特质,可以准确高效的完成计算处理。同时信息的分布式储存和处理结构,有较高的泛化与容错能力。

(2)模糊控制。模糊控制的理论基础是计算机的模糊集合论、模糊逻辑推理和模糊语言变量这是中模糊理论。目前,模糊控制理论可以对不确定的控制对象模型进行满足系统非线性的操作,同时模糊控制系统可以将枯燥难懂的数学变量变为语言文字信息,方便人们进行理解。模糊控制理论是对人的思维进行高度的模拟,以此根据人在航空航天工程建设中积累的经验进行模糊推理。

但是,模糊控制理论中仍存在一些问题,例如:模糊控制器的工作原理相对复杂,影响到系统运行的稳定性,而且模糊控制同鲁棒控制的对比关系还需进一步进行研究,因此模糊控制理论还在在不断的完善发展中,在未来模糊控制理论将更趋近于专家模糊控制、智能优算法相结合的模糊控制等。

2.2最优控制

最优控制理论又被称为动态最优化或过程最优化理论,在满足各类式对初始、过程以及终端的制约条件的情况下,找到最优的控制策略,确保系统的性能指标可以符合规定的性能指标式,以此来实现对系统最优化的操作。

极值原理、微分对策以及动态规划是现阶段最优控制下形成的主要理论,我们在使用最优控制时所使用的数值方法主要有:梯度法、伪谱法、遗传算法等,我们也可以将不同的算法进行组合,融合每种算法的优点,打破只用一种算法的局限性,从而提高整体算法的控制水平,可以有效地对一些更加复杂的最优控制问题进行解决。

目前最优控制理论主要应用于航空航天工程中的一些问题,例如:如何解决线性二次型指标的最优问题、伺服机构问题、跟踪问题等。但是随着时代的发展,社会的进步,我们对最优控制的要求也越来越高,需要使用最优控制解决的问题也越来越多,因此在未来,最优控制的对象将会变的多样化,系统的结构也会更加复杂,从而使最优控制理论可以解决一些更加复杂的不确定性的系统问题。

2.3自适应控制

自适应控制理论下的系统通常带有明显的不确定性,所谓的不确定性指的是被控制对象的环境模型是不确定的,其中包含着一些随机因素和未知情况。因此,在自适应控制中需要对系统的工作状态进行自动的调节,所以自适应控制主要是对控制法则进行修改调整,对控制器的可变参数进行在线调整,对性能指标或辨识对象的动态特性进行在线测量,从而实现对系统的自适应控制。根据应用领域的不同,我们建立的自适应系统也存在一定的差别,但是自适应系统所完成的功能都是相同的,我们建立的自适应系统控制模型主要分为两种:一种是模型参考自适应系统和无模型参考自适应系统。

3结论

综上分析可知,现阶段我国在航空航天领域所使用的现代主要控制方法有:人工智能控制、最优化控制、自适应控制等,我们只有加深对现代控制方法的研究,将现代控制方法的作用最大限度的发挥出来,才能提高现代控制方法对航空航天领域的控制水平,才能促进我国航空航天领域的进一步发展。

参考文献

[1] 史国庆,高晓光,吴勇,等.航空航天领域现代主要控制方法的研究[J].南京航空航天大学学报,2014,18(1).

篇4

关键词:科学技术;教育;经济;共同发展

1科学技术与教育的关系

所谓科学技术,就是“科学”与“技术”。“科学”是一个理解世界系统知识的理论体系。“技术”是将科学知识应用于实践的过程。“教育”是一种提高人的综合素质的实践活动,教育对一个人、一个家庭的未来有重要的影响,更是一个国家未来发展的关键。随着现代科学技术的发展,对大家的素质要求也会越来越高。现在科学技术已成为许多生产要素的核心因素,科学技术提高了社会生产领域的劳动生产率,增强了人类改造自然,促进社会发展和进步的力量,在一定程度上改变教育者的观念,它还影响着受过教育的人的内容、方法和数量。然而科学技术的发展离不开教育,因为教育是科学技术再生产最有效的形式,是我们所知道或听到的大量的科学技术的发现、发明和创造,都是在大学里完成的,大学是高等教育是科学技术研究的重要基地,也可以说教育培养了大批的科学家和各个专业领域的专家,壮大了科学技术发展人才的队伍,教育的发展水平直接影响着科学技术的发展水平。教育的普及程度直接影响着科学技术成果在社会中的吸收和应用,教育的实施培养了人们的科学精神和创新精神。所以科学技术想要更快更好地发展,就必须要依靠教育,只有教育不断进步发展,科学技术才能不断进步发展,社会才能不断进步发展。

2科学技术与经济发展的关系

2.1科学技术与经济的协调发展

科学技术作为第一生产力,对经济的发展有着重要的意义,对科技进步与经济发展呈现相互依存、相互促进、相互融合、协同发展的大趋势。经济发展为科技进步提供了大量的资金,是科学技术的有力支撑;科学技术的进步推动了经济的发展,产生了更大的经济效益,因此二者形成了一个相互作用的过程。科学技术的进步与经济社会的协调发展是全面的、整体的、综合的发展,科学技术与经济的发展是相互依存,相互依赖的。一方面,随着经济的发展,在日常生产生活中,对劳动者的科学技术水平提出了新要求,促使着科学技术更快的发展。另一方面,科学技术的发展,带动了产业的调整,改善了生产关系,促使经济更好更快的发展。科学技术与经济两者互相协调,最终达到一个良性循环。

2.2科学技术与经济转型

在当今社会,经济支持是科学技术发展的基础,经济竞争是科学技术发展的重要推动力。科学技术促进经济结构调整,产业结构升级,具体的体现就是第三产业的迅猛发展,比重迅速上升,而第一产业和第二产业的比重逐渐减小。众所周知,科技进步是形成产业分工的基础,产业结构的每一次重大变化或调整,都与科技进步密切相关。当科技进步积累到一定程度,会使生产方式发生变革,就会使整个产业体系发生革命,从而使产业结构发生急剧的变化。所以说科学技术推动生产力要素的变革,促进经济结构的调整。不但如此,科学技术的发展也促进着经济形式发生变化,比如信息经济、网络经济、生物经济、知识经济等等,这些新形式的出现成为新的经济增长点,以此促进着经济的发展。事实上,由于科技进步与经济的增长存在相互作用,科技成果的会影响着经济的发展与增长,而经济又会反作用影响科学技术的研究和开发,这样科学技术的进步便可以在科技与经济的互动过程中继续发展。

3小结

在这个阶段,大国综合国力的竞争主要是科技的竞争和人才的竞争,简单来说,科学技术就是经济发展的“助推器”。当然,科学技术的发展是以经济提供的物质作为基础的,经济基础决定着上层建筑,没有经济的支撑科学技术也是没有办法很好地发展的。所以说,科学技术与经济发展的关系就应该是相互依存的,相互依赖的,处理两者关系对我国未来可持续发展的影响非常重要。

4科技与教育、经济的关系

当今时代,科学技术迅猛发展与经济的发展日益密切,然而无论是医学方面、航空航天方面、还是生物工程等等方面的显著发展,都在显示出人才的重要性。那么人才的培养就要依靠教育。促进经济发展,关键是要依靠科学技术。只有教育培养了大量的人才,才能继续推动科学技术的进步和发展。然而,经济为教育和科学技术提供了物质基础。教育、科技、经济三大领域是社会发展的主体、核心和动力,我们想要更好的发展,就必须要统筹好三者的关系,努力提高教育水平和质量,促进科学技术进步,促进经济发展。

参考文献:

[1]鄢晓.新兴教育技术之于当前我国高等教育的张力[J].中国高教研究,2017,(11):65-70.

[2]孟宪平.马克思恩格斯视野中的科学技术力量分析[J].社会科学研究,2017,(06):14-21.

篇5

一、通过分析科学技术的发展,体现数学的科学价值

数学家华罗庚说过:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,无处不用数学。”数学对于科学有着非常重要的作用。尤其是信息技术高度发达的今天,数学方法和科学技术已经形影不离。

数学思想与方法的应用对科学技术产生的多项成果,已悄悄地遍布在我们身边,极大地改变了人类的生活方式。例如:计算机的诞生,使人类部分脑力劳动逐步机械化。我在“算法初步”的教学中,讲授算法定义后,指出算法通常可以编成计算机程序,让计算机执行并解决问题。算法和计算机有着密切的联系,计算机解决任何问题都要依赖于算法,只有将解决问题的过程分解为若干明确的步骤,即算法,并用计算机能够接受的“语言”准确描述出来,计算机才能够解决问题。随着现代信息技术飞速发展,算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用,其思想在未来人类航天、飞机、汽车等技术的发展、科技革命的发明创造等方面中起关键性作用。教师在教学过程中,通过现代高科技的迅猛发展,向学生介绍现代科技取得的巨大成就,体现数学科学价值,以激发学生学习数学的热情,培养学生形成正确的科学价值观,牢固掌握数学基础知识,为迎接新一轮科技革命的挑战打下坚实基础。

二、通过贴近生活的身边数学,体现数学的应用价值

《普通高中数学课程标准》强调:“学生用数学的眼光从生活中捕捉数学问题,主动地运用数学知识分析生活现象,自主地解决生活中的实际问题。”教师在向学生传授数学知识的同时,向学生介绍贴近生活的数学,让学生搜集这些信息,既能帮助学生了解数学的发展,体会数学的价值,激发学生学好数学的勇气与信心,更能帮助学生领悟数学知识的应用过程。

在“概率”的教学中,我利用教材、课外资料、生动的录像和课件、事实数据等教育资源,对彩票中奖进行完整透彻的剖析,为学生创设情景,使他们有机会去研究和总结“彩票中奖”的利与弊,加深对现实世界中随机事件及其规律的认识和理解,培养概率意识,形成理性思维;在统计的初步认识教学中,我让学生搜集了自家几个月用水情况,通过收集、描述、分析数据(人口的多少、老人和孩子等诸多因素)的过程,得出了用水是否合理的判断,并做出今后用水情况的决策。这样一来既渗透了环保教育,又增强了他们实践操作能力,让他们真正体验到数学就在我们的生活中,从而激发他们爱数学、学数学、用数学的情感,培养他们认真观察并自觉地把数学知识应用于实际生活的能动性。

三、通过介绍著名科学家的事迹,体现数学的人文价值

数学知识体系凝聚了不知多少数学家勇于探索、实事求是的科学精神。教师在课堂教学过程中,适时向学生介绍科学家的事迹和对人类作出的杰出贡献,体现数学的人文价值,激发学生勇于探索科技的热情和实事求是的科学精神。

1.华罗庚是一位自学成才的世界一流数学家,在国际上有多项以华氏命名的数学科研成果,他为数学的发展作出了举世瞩目的贡献。

2.中国科学院院士谷超豪,凭着不断进取的精神,解决了超音速机翼绕流的数学问题,在航天工程的基础研究作出了杰出贡献。

3.陈景润是第一个摘取数学皇冠的中国科学家,攻克了世界著名数学难题“哥德巴赫猜想”,它更像一种精神象征,代表着“执著追求”“决不言败”“冲刺极顶”“死而后已”这样一种学术信念和学术精神。

4.中国科学院院士吴文俊,在近耳顺之年仍然坚持学习计算机,经过不懈努力,创立了“吴文俊方法”,在国际机器证明领域产生巨大影响,把数学机械化推向一个崭新的领域。

科学家艰苦奋斗、勇于攀登、坚韧不拔的科学态度,以及献身科学的生活经历,会对学生养成求真务实与改革创新的科学精神起到良好教育效果。

四、通过数学名题的欣赏,体现数学的美学价值

在繁华似锦的“数学百花园”中,有一丛精美绝伦、引人入胜的“数学奇葩”,这就是“世界数学名题”。它们通常以严密的逻辑推理使人叹服,又以匠心独具的构思模式令人陶醉。如“哥德巴赫猜想”“费马大定理”“九点圆”“哥斯尼堡七桥问题”等。人们沿着不同的思路崎岖而上,激起层层精神的涟漪,美妙的解答叫人目不睱接。教师可以引领学生走进“数学百花园”里,让学生感受和领略数学美,从而激发学生的学习动机和兴趣。

例如介绍“名题”蝴蝶定理:

如图:过圆中弦AB的中点M引任意两弦CD、EF,连接CF和ED分别交AB于P、Q,则PM=MQ。由于其几何图形形象奇特、貌似只翩翩起舞的蝴蝶,便以此命名。而一直以来,都有研究它的学者,使得这只翩翩起舞的蝴蝶栖止不定,变化多端。

数学老师教学的目的之一,就是要教会学生懂得欣赏这繁华似锦的“数学百花园”,这样不仅有利于激发他们对数学科学的爱好,也有助于增强他们的创造发明能力。

篇6

关键词:信息技术;高中物理;德育;作业分层

高中生普遍反应物理难学,究其原因往往是在于物理学科的抽象性和逻辑性太强。因此学生容易产生畏难心理,进而降低了学习物理的热情和兴趣。作为一名高中物理教师,在了解学生的学习困境之后,应该如何解决这些问题呢?将信息技术与高中物理教学进行有效地整合不失为一种策略。

一、利用信息技术激发学习兴趣

在课堂开始的几分钟,教师要抓住新课引入这一重要时机,利用学生的好奇心理,采用合适的信息技术激发学生的学习兴趣。

在《探究弹性势能的表达式》的教学中,如果用传统的口头述说的方法,显得非常单调和枯燥。引入环节,如果收集运动会上射箭项目的图片、视频,会显得更加生动形象。听的效果,没有看的直观,这就是百闻不如一见。为此,在引入弹性势能这一概念的时候,可以导入两个撑杆跳比赛的视频进行对比,一个成功越过栏杆、而另一个因为杆子折断而败北。学生饶有兴致的看完两个小视频,在幽默一笑中领悟到弹性势能产生的条件是物体发生弹性形变。像这样的课堂引入,学生学得轻松,增强了学生的学习兴趣,从而达到本节的教学目的。

二、利用信息技术渗透德育

物理教材的编排十分严密,也注重德育,但平面的文字难以激发学生的爱国情怀和民族自豪感。因此,可以结合书本的教学内容,利用信息技术收集、编辑整理相关素材。对课本内容进行补充、丰富,让知识变得更加立体和生动。

在《宇宙航行》的教学中,有“梦想成真”一节内容:在探索宇宙的奥秘中,人类的进步和我国航天事业的发展。依靠书本文字和图片显得有点过时,不能及时反应我国最新的航天事业的最新骄人成绩。为此,利用互联网收集我国“天宫一号”、“嫦娥一号”、“北斗导航”等航天新闻资料,下载编辑模拟航天发射的过程的动画视频,这些视频动态展示了人造天体发射的过程,巩固了学习让学生真切的感觉到祖国日益强大,我国科学技术的日益进步,增强学生国防意识和立志报国的决心。

三、利用信息技术改进实验教学

物理是一门实验科学,在探究物理规律的过程中往往碰到一些难以观察的困境。物理实验过程中有很多细节难以观察,还有一些眨眼即逝的快速现象。可以通过信息技术来放大实验效果、慢放实验过程。

在《研究平抛运动》的教学中,教师演示该实验学生很难形象地观察出做平抛运动的物体在水平方向上等效于匀速直线运动,在竖直方向上等效于自由落体运动。依靠传统的实验仪器进行“撞笔描点”难以看出平抛运动的规律。为此,我采用手机对平抛运动进行拍摄,拍摄的视频利用Potplay播放软件进行逐帧播放,或者利用连续截图功能,按帧或者按秒进行截图,利用PHOTOSHOP软件进行图片处理后叠加,即可得到很好的平抛运动规律“频闪照片”。

四、利用信息技术突破教学难点

物理教学中会接触一些抽象的概念,学生的思维程度有限,往往不能很好的领悟掌握,为此,利用多媒体信息技术很好能够解决这一难题。由于概念抽象,要用动画把一些需要靠想象的情景具体形象化,使学生一看就能明白。比如碰撞这一物理过程,作用时间非常短,但是我们可以通过信息技术对碰撞过程进行放大,短时间进行延长。利用多媒体软件将碰撞制作成接触、挤压、分离三个过程,通过电脑软件慢放,看清物体作用的全过程。在讲解游标卡尺、螺旋测微器的时候,实物演示的可见度非常小,利用信息技术,制成PPT课件,演示读数原理,学生也更加易于理解和进行巩固训练。

篇7

关键词:化学教育;学科发展;责任

中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2012)02-0061-03

2011是国际化学年,联合国教科文组织(UNESCO)和国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)把化学年的主题定为“化学――人类的生活,人类的未来”。它的理念来源于美国化学家诺贝尔奖获得者西博格教授的一句名言:“化学――人类进步的关键”。作为化学教育工作者,心中感慨颇多,想到了化学对人类社会发展的贡献,想到了化学科学目前面临的问题,想到了化学科学将来的发展方向,更想到了化学教师的责任……,心中有忧虑、有憧憬、更有信心。深感应当与化学教师一同探讨一下化学科学的现状与我们的责任。

一、化学科学在近代人类发展史上的贡献

(一)化学与合成技术

化学科学在人类发展史上一直发挥着重要的作用,且不说古代的冶炼技术,单说近代的合成技术对农业的发展、对医疗卫生事业的发展、对材料技术的发展,可以说功不可没。

合成技术促进了农业现代化。从合成氨制造化肥开始,到后来的植物生长调节剂(如矮壮剂、除草剂、催熟剂等)和各种农药,在提高农业产量方面发挥了重要作用。

合成技术提供了很多药物生产的新途径,合成了抗生素类、维生素类以及口服避孕药、镇痛剂、麻醉剂、防腐剂、催眠剂等。合成化学与生物学、物理学等学科的密切配合,预计将来在征服如癌症、精神病,以及控制遗传,延长人类的寿命等方面会发挥重要作用。

合成技术提供的新材料,使空间技术、原子能工业、海洋资源开发等得到进一步发展。宇航员的宇宙服、制取浓缩的铀235、耐腐蚀所需的含氟材料无一不是合成的。

总之,化学合成技术不仅可以仿制自然界存在较少的物质,还能创造很多自然界不存在的物质,对人类的进步起着非常重要的作用。

(二)化学与新能源

化学在新能源开发如:太阳能、生物质能、海洋能、氢能等方面起着其它学科不可替代的作用。

(三)化学与测试技术

当今世界恐怖威胁,食品卫生隐患,环境污染,安全生产事故隐患等危险无处不在,而利用化学材料技术(主要是微型硅芯片)制造的“电子鼻”目前广泛应用于反恐检测、食品、烟草、环境恶臭分析等领域。随着生物芯片、生物技术的发展和集成化技术的提高及一些纳米材料的应用,电子鼻将会有更广阔的应用前景。

(四)化学与航天

没有化学的贡献人类就不能实现航天梦。首先,航天推动器:它里面的推进剂是化学燃料,良好的推进剂要求无味且燃烧性能好,否则散发出来的气味遥感卫星易察觉(例如导弹发射就会暴露目标)。我国导弹燃料的研制,化学功不可没。隔热材料:航天器要飞向宇宙,必须穿过大气层,这将在航天器的表面产生巨大的热量。如果隔热材料不过关,航天器将融化在蓝天里。航天器:原则上讲越轻越好,化学研究的各种复合材料用于航天器上。吸振材料:导弹、卫星等飞行器在工作过程中会产生强烈的宽频带随机振动。各种吸振材料的研制,凝聚着化学家的心血。最后是密封材料:航天员需要在航天器里工作生活,良好的密封材料使供航天员生活用的氧气不外泄到宇宙中。

尽管化学科学对人类发展做出了巨大的贡献,但现在化学科学本身却面临着很大的问题。

二、化学科学目前面临的问题

(一)人类社会对化学的误解

当前,人们过多地将化学与环境污染、恐怖威胁、化学武器等联系起来,化学给人类带来的似乎只有这些东西。在我国,人们甚至将近年来出现的三聚氰胺奶,吊白块,假鸡蛋,假化肥,假农药,瘦肉精等重大参杂使假事件也要归罪于化学的头上。

很少有人认识到,人类赖以生存的粮食蔬菜供应1/3来源化学肥料和化学农药的使用,如果没有公众“憎恨”的化肥、农药的使用,地球将只能承载世界现有2/3的人口,不难想象,那将是一个多么动乱不堪、弱肉强食的恐怖世界!考虑到当今粮食蔬菜供应基本平衡这一事实,我们对化学的评价是不是应该公正些。同样,没有化学就没有使人类疾病得以治疗的合成药物,人类的平均寿命起码要减少一半。化学的发展,使合成纤维占据了纤维市场的半壁江山,可以毫不夸张地讲,没有化学,就没有温暖,世界也没有视觉上的丰富多彩。当前,人类已进入了信息化时代,人类的资源利用能力已经不限于地表,正在向地表以下、向海洋、向太空发展,但是很少有人想到这些技术进步和发展的基础是满足特别需要、具有特别性能的新材料的研制。而这些材料的创制离不开化学的贡献。

然而这些贡献,这些发现,并未得到国际社会应有的承认。在世纪之交评选出的激光技术、半导体技术、计算机技术、生物技术、核技术和航空航天技术这六项所谓20世纪人类社会取得的最伟大科学成就中竟然没有一项与化学直接相关。所以,难怪有人说化学学科是人类历史上遭遇最大不公的学科之一。事实上,起源于19世纪,发展完善于20世纪的化学合成技术,应该说是20世纪人类在科学技术发现、发明方面最伟大的成就。可以这么说,没有上述六大技术,人类还不至于无法生存,而没有上世纪的化学合成技术,人类真的将会落入食不果腹、衣不蔽体、有病无药的尴尬境地。

(二)化学科学的忧虑

作为一线教育科学工作者,深感当今社会已经完全不同于当年的“学好数理化,走遍天下都不怕”的年代,基础学科,特别是化学发展确实面临学科吸引力不强,声誉不佳的问题。这些问题产生的原因十分复杂,但公众对化学缺乏客观公正认识肯定是最主要原因。目前,社会上存在一种“化学无前途说”。有人认为,百年之后,化学将不再以一门独立学科存在,化学学科的许多科目将被其它学科所瓜分:有机化学、生物化学将融入到生命科学之中,分析化学将归属环境科学和生命科学,无机化学、高分子化学将被材料学所涵盖,物理化学将加入物理学的阵营。面对这种情况,各国有识之士多次呼吁要再造化学。

类似的呼声在国内也出现过,几年前,国家最高科学奖得主徐光宪院士、中国科学院常务副院长白春礼院士、国家自然科学基金委员会副主任姚建年院士等,曾多次就化学学科的发展再造发表过真知灼见。

问题是,面对公众,面对年轻一代的是一线教师和由教师培养的正在成长中的学生,这个群体的学科认识水平和学科态度更能影响社会对化学的认识,对化学的理解。

(三)化学学科教学中存在的问题

作为一线的化学教师,深感当前化学教育的一些弊端,阻碍着学科的发展,使化学学科不受学生欢迎了。例如高中阶段过早的文理分科制度,是不是有利于学生的发展?教育部规定的两年的学习课程,被许多学校以文理分科为由,压缩成了一年甚至半年,目的是为了高考。我们许多化学教师直接倡导和参与了这项工作,目的是为了自己的高考成绩。其结果是文科生高中毕业后都谈不上对化学最基本的了解。对学生将来的成长十分不利。

纵观国外教育案例,美国物理科学家――爱德华・威廉,早年就读于美国布兰迪斯大学主修历史,后来投身于理论物理的研究,并在量子力学方面取得了巨大的成就。1990年他获得了堪称数学界诺贝尔奖的菲尔兹奖。1989年诺贝尔医学奖获得者、美国医学博士哈罗德・瓦穆斯教授,早年就读于阿默斯特学院文学专业,并取得文学硕士学位。后从事医学研究工作,最终在细菌基因控制方面取得了巨大成就。

不可否认化学学科对学生的吸引力削弱,与当今社会普遍存在的追逐名利,追逐高收入职业,心浮气躁不肯塌下心来从事基础学科研究有关。而国家最奇缺的高科技人才恰恰是搞基础研究的。凡立志于做事业的人必是甘于寂寞,淡薄名利,心无旁骛,年复一年全身心地投入到枯燥的研究中去,才有可能成功(如水稻专家袁隆平)。现在的年轻人有几个能做到?

是什么让我们的学生把对知识的追求变成了对分数的追求?为什么我们许多年轻人到大学毕业、研究生毕业,还没有自我发现,不知道自己该干什么、最擅长干什么?这里面固然有我们教育体系评价机制的问题,难道我们中学化学教师没有一点责任吗?扪心自问,几年的中学学习,孩子在学校是不是只学高考要求的东西?教师是不是考什么就教什么,怎么考就怎么教?以至于毕业若干年后,学生对化学学科的印象只剩下了对几道化学题的印象。这,难道不是化学教学的悲哀吗?现在一些理所当然的现象是非常不正常的。教师必须明白有些东西对学生来说是用来成长的,不是用来考试的。

我们的化学教育的真正目标是什么?是让学生自我发现,然后自我实现。我们的课堂教学,应该让学生感到心中有梦想,对化学学科充满期待和信心。学科前沿正在研究的东西和学科发展的方向应该通过我们的教学传递给学生,国家发展计划中重大专项科学项目中有哪些是关于化学学科的,教师有责任让学生知道。

2010年5月27日,美国总统奥巴马向国会递交了其上任以来的首份《国家安全策略报告》。他在报告中说:“美国最大财富是美国人民的潜能。为了继续在创造力方面保持世界领先地位,我们承诺:给人投资,帮助他们发挥潜能和想象力,就是为我们国家的人民创造新的、更好的、更有品质的生活”。美国每届政府在制定《国家安全策略报告》时,都要邀请几位中学教师参与,其目的就是将国家的发展计划渗透到中学生的头脑中,让他们从小就有梦想。他还说:“美国的竞争意识赋予我们国家一种能力,就是能更好地教育孩子,训练他们的竞争意识,推动国家科技能力的发展”。

总理说:“一个国家必须有一些能仰望星空的人”。在孩子心中播种学科梦想,是我们中学教师的责任。

三、化学科学的发展与化学教育者的责任

(一)化学科学的演变与发展

化学作为一门独立学科,始于17世纪后半叶,经过几百年的发展,正在逐渐走向成熟。研究的对象在不断拓宽,研究的内容日益丰富,能动用的研究手段也日渐多样。以化学定义的演变为例就能说明。从20世纪以前的“化学是研究物质本性及物质转化的科学”。到20世纪初原子结构模型提出和放射性发现后的“化学是一门研究物质组成、结构和性质,以及物质间相互转化的科学”。

今天,化学的研究内容已经远远超越了上述狭义的物质范畴,等离子体化学、天体化学、核化学已经成为现代化学的重要部分,由此可见,化学学科自诞辰之日起就一直处在不断发展变化之中。就拿化学合成来说,现在只是化学工作者创造新物质的一种途径。如今化学学科创造新物质以“合成+组装”为特征。同样“化学分析”的内容大大拓展了,不再局限于定性、定量、波谱和衍射分析了,依靠各种观察手段进行的形貌分析变得越来越重要。现在“模拟与仿真”是化学工作者借助数学和计算机科学与技术发展成就而发展起来的新的研究手段。

鉴于化学科学现在研究的领域与手段,在美国化学会第215届年会上,与会人员提出以M打头的6个单词或短语来定义化学:Molecules, Materials, and Matter; Make it Measure it , and Model it .很显然,前三个单词是讲化学研究的对象,即化学不但研究分子和一般概念上的材料,还要研究无所不包的物质;后三个词组是指制备、测量和模拟。不难看出,这一定义尽管不怎么符合常规概念叙述方法,但确实完整地反映了化学科学发展的现状。

最近,诺贝尔奖获得者、超分子化学之父Lehn,在对化学科学历史发展和化学进化现象深入分析的基础上,又提出了动态建构化学(Constitntional Dynanic Chemistry)和适应性化学(Adaptive Chemistry)概念,以期强调化学学科内容的动态性和化学学科对客观世界认识的穷尽的特点。可以说,化学概念的不断变化反映了化学学科的发展活力。

2011年2月24日,国家自然科学基金委员会启动了“可控自组装”重大专项科研课题,以期在“可控自组装基元的设计、功能组装体的创制应用,以及自组装过程实时监控方法的建立” 方面,做出具有中国特色的原创性工作。

日本、美国等国家的科学家在“自组装”的研究方面已经取得了一些进展,中国国家纳米科学中心海外主任王中林等成功地研制出世界上最小的发电机――纳米发电机。解决了为纳米器件提供电力的问题。哈佛大学教授Charles Lieber说,这项成果“极其令人振奋,这个问题上他(王中林)显示了巨大的创造性。”

(二)化学教育者的责任

2011年是百年一遇的国际化学年,化学教育应该承担起学科教育的责任,借此机会宣传化学学科对其他众多学科的支撑作用,让公众了解“化学就是未来,没有化学就没有未来”。“化学不能代替一切,但没有化学肯定没有一切”。

篇8

关键词:预算绩效 管理 财政预算 绩效评价 航天型号项目

中图分类号:F275 文献标识码:A

中国航天科技集团公司(简称航天科技)是拥有“神舟”、“”等著名品牌和自主知识产权、主业突出、自主创新能力强、核心竞争力强的特大型国有企业。作为国家授权投资的机构,航天科技主要从事运载火箭、人造卫星、载人飞船和战略、战术导弹武器系统的研究、设计、生产和试验,具有大型系统工程管理的能力和经验,为国民经济建设、社会发展、科技进步和国防现代化建设做出了卓越贡献。该公司以控股的11家境内外上市公司为代表,主要从事卫星应用、信息技术、新型材料与先进能源、航天特种技术应用、汽车零部件及特种车辆等民用产品的研发生产,并逐步形成产业规模,呈现出生机勃勃的发展势头。

2014年,中国航天科技集团公司经济规模和经济效益继续保持平稳较快增长态势,经济运行质量良好,实现营业收入1675.3亿元,利润总额123.2亿元,成本费用率持续下降,圆满完成了国资委年度经济考核指标。当前,中国航天科技集团正在加快构建航天科技工业新体系,积极推进国内外交流与合作,致力创新,勇于开拓,努力为国家现代化建设和人类和平利用空间的伟大事业做出新的贡献。

一、预算绩效评价管理实施背景

(一)加项目预算绩效评价管理,适应国家改革需要

随着我国财政支出的范围越来越广、支出规模越来越大,伴随着信息化发展以及社会民主意识的增强,社会各界对我国财政支出的效益问题越来越关注。 2003年,党的十六届三中全会提出建立预算绩效评价体系后,我国就开始了预算绩效评价管理的探索,2011年初,财政部出台了统一指导全国的预算绩效管理工作考核办法,标志着以绩效评价为主要方式的预算绩效管理工作在全国范围展开。2012年,财政部明确预算绩效管理工作规划,提出到“十二五”末“绩效目标逐步覆盖,评价范围明显扩大,重点评价全面开展,结果应用实质突破,支撑体系基本建立”的总体目标,并不断拓展预算绩效评价管理各环节的广度和深度,经过十多年的试点、完善与摸索,预算绩效评价管理已经成为我国预算管理改革的一个方向,一种目标模式。

当前,我国经济社会发展的内外部环境发生了深刻的变化,与改革发展的新形势相比,我国项目预算绩效管理还存在一些不相适应的地方,主要表现在:与宏观政策联系不紧密,缺少前瞻性;缺乏科学合理的分类和评价标准;绩效评价管理组织制度不完善等。为了进一步加强和改进项目绩效管理,国家提出了一系列新的要求。从编制2016年预算起,实行中期财政规划管理,强化三年滚动财政规划对年度预算的约束。2016年预算将采用项目库管理模式开展,所有入库项目必须有充分的立项依据、明确的实施期限、合理的预算需求,必须设定绩效目标,开展绩效监控,项目执行完毕后必须按照设定的绩效目标开展绩效自评等。国家改革措施的一系列变化,将对航天科技型号项目财政经费申请、保增长和提升经济运行质量产生较大影响,航天科技要按照全面推进项目预算绩效管理的要求,积极主动适应改革变化,确保航天科技各项科研生产任务顺利完成。

(二)推动航天强国建设,提高航天科技预算绩效评价管理水平

国家正在加速推进全面深化改革,国资国企、国防军工等工作在深入推进,深化改革已是大势所趋,航天科技发展的外部环境正在剧烈变化,在此背景下,作为我国航天事业的主导力量,航天科技提出实现“推动航天强国建设,把公司建设成为国际一流大型航天企业集团,使之成为国家科技创新排头兵”的战略目标,瞄准航天强国、对标国际一流。无论从国家要求,还是自身生存发展的需要,航天科技都必须以全面深化改革为统领,下大力气坚定推进改革,破除发展中的各种桎梏和障碍,解放思想、大胆创新,全面推动航天科技发展战略目标的实现。

预算绩效评价管理改革与航天科技的发展密切相关,通过开展预算绩效评价管理,在一定程度上促进了航天科技内部资源的整合,减少了财政资金支出的随意性,优化了财政资金的支出结构,使得航天科技在预算绩效评价管理科学化、精细化方面更向前迈进了一步,但航天科技财政资金涉及项目多、种类广,这对航天科技预算绩效评价管理提出了更高的要求,深入开展预算绩效评价管理,构建适合航天型号项目特点的预算绩效评价体系,建立以结果为导向的预算绩效评价管理机制,是航天科技改进预算管理,优化资源配置,提高财政资金的使用效率和管理水平,助力航天科技推动航天强国的建设的现实需求。

(三)适应航天型号项目特点,完善航天科研生产管理模式

航天型号项目具有高难度、高复杂性、高投入和高风险的特性,大多数航天产品都是由各级部件、仪器、分系统装备集成的,具有明确的技术、进度、成本和规模等目标和约束条件,每一个航天型号项目都是一项复杂的系统工程,协作面广,技术要求高,研制风险大,往往需要几亿甚至几十亿元的投入,需要长周期攻克关键技术、突破技术性难题,需要多项试验保证可靠性,需要多部门协作,研制周期长。随着航天技术的发展和需求的日益复杂,航天型号系统规模更加庞大,系统元素的种类、数量、层次更加复杂,要求更加的苛刻,且在多型号、多业务同时发展的情况下,航天型号项目计划与进度控制、成本控制、组织管理、资源配置等方面的问题日益突出,经常出现技术性能指标调整、无法按时完成任务,造成项目拖期,难以进行成本控制导致超概算,重投入、轻效益等问题时有发生,这迫切需要创新管理模式,完善航天科研生产管理模式,因此在航天型号项目管理中应用预算绩效评价管理具有重大的现实意义。

二、预算绩效评价管理的内涵和主要做法

预算绩效是指预算资金所达到的产出和效果。预算绩效评价管理是指在预算管理中引入绩效管理理念、方法,在关注预算投入的同时重视预算产出,将预算绩效目标设定、预算绩效执行的过程跟踪、预算绩效评价及结果应用纳入预算编制、执行、考核的全过程,以提高预算资金配置的经济性、效益性和效率性为目的的一系列管理活动。

预算绩效评价管理与预算编制、预算执行、预算监督一起成为预算管理的有机组成部分,通过健全预算绩效评价管理机制和制度,科学建立适应评价对象的评价指标体系,完善评价方法,达到改进预算管理、优化资源配置、控制节约成本、提高产品质量和服务水平的目的。

预算绩效评价管理包括绩效目标管理、绩效运行监控管理、绩效评价实施管理和绩效评价结果应用管理四个环节,四个环节环环相扣、它们之间是相互依存、相互牵制、相互影响,绩效目标管理是起始,绩效评价结果应用作为下一年度预算编制的重要依据,和绩效目标管理紧密联系起来,形成了一个完全闭合、周而复始、螺旋上升的系统(见图1)。通过优化预算绩效评价管理模式,提高了企业资源配置能力。

航天科技从航天型号项目管理实际情况出发,在预算绩效评价管理工作中,根据航天科研生产管理和航天不同类型的项目特点以及着重解决航天型号项目普遍存在的进度拖延、技术性能指标降低、成本超支等问题,健全管理机制,注重目标设定和合理性,过程监控的及时性,绩效评价指标的引导性、适应性和可衡量性,引起项目单位的关注和重视,降低上述问题发生的概率,保障航天型号项目的顺利实施,系统反映财政支出所产生的经济效益、社会效益和满意度等影响,达到提升项目绩效的目的。主要做法是:

(一)突出对标管理,借鉴国外绩效预算管理经验

20世纪50年代,随着第二次世界大战结束,在凯恩斯经济理论引导的西方国家经济复苏过程中,客观上赋予了西方政府主动干预经济的职能,由此带来了财政预算的收支矛盾,增加了预算管理难度;70年代,西方国家普遍出现了财政、信任和管理危机,80年代开始的经济全球化更加剧了其财政困难,社会公众对财政赤字、政府效率低下等现实的不满情绪日趋高涨,美国、英国、加拿大、澳大利亚、德国、新西兰等主要西方国家先后实行了旨在提高政府施政效率的绩效预算管理,并结合不同国情探索出了多种模式。在提高公共资金使用效率、改进政府部门绩效等方面取得了明显效果,他们的主要做法和经验有:

1.规范的制度设计,完善的立法支持

已开展绩效预算改革的国家,基本都具备合理规范的预算管理流程和绩效评价体系,并且都十分重视相关法律法规体系的建设,政府预算绩效管理的执行主体、监督部门、职责权限、目标内容、操作规程等都有明确的法律规范。如美国的《政府绩效与结果法案》、德国的《基本法》、澳大利亚的《财务管理与责任法案》、新西兰的《公共财政法案》等均为绩效预算制度的建立、预算改革的实施提供了较高层次的法律支持。

2.实施中期预算,健全评价系统

国外基本都施行中期预算管理,在中期框架下编制和执行年度预算,国外绩效预算的核心是建立了较为完善的绩效评价体系,有一套完整的、系统的绩效预算操作模式,包括绩效预算主体、客体和评价指标体系三个方面。多元的评价主体、科学合理的评价标准和方法等有助于明确绩效评价重点,提高参与各方的积极性。

3.广泛使用绩效结果,完善问责机制

国外能够利用有效的分析技术,全面分析绩效预算的开展情况、综合判断推进重点,V泛的使用绩效和结果信息,根据财政支出绩效调整预算安排,为资源分配决策提供可靠信息。同时,还有完善的问责机制,强化部门管理者的责任,明确部门职能,实施绩效评价,将绩效评价结果作为对部门和个人进行问责的重要依据。

国外在绩效预算方面的这些做法,为航天科技推行预算绩效评价管理提供了可借鉴的经验。集团公司在与国外先进经验对标的基础上,不断地加强绩效评价管理的制度建设,加强全周期预算,强化绩效结果的应用,构建财务金融部、业务主管部门和型号项目管理人员的“三位一体”预算绩效评价管理体系,并以项目支出评价为突破口,合理设定项目绩效目标,科学构建预算绩效评价指标体系、评价标准和方法,推动集团公司预算绩效评价管理上了一个新台阶。

(二)突出“三位一体”,完善组织制度建设

实施航天型号预算绩效评价管理,需要组织、制度建设先行。航天科技积极组建由财务金融部、业务主管部门和型号项目管理人员构成的“三位一体”的预算绩效评价管理体系,形成了共同参与、统筹协调、分工明确、权责到位的预算绩效评价管理格局。为加强预算绩效评价管理规范工作要求,航天科技落实预算绩效评价管理的相关办法,并下发了《关于加强国拨资金项目全过程管理提高项目预算执行率的通知》,夯实预算绩效评价管理制度体系。设立了由预算处负责,相关部门参与的预算绩效评价管理工作机构。为提高绩效评价公信力和科学性,积极推行项目单位自评、主管单位初评、航天科技审核三级组织评价工作体系,保证了绩效评价工作的顺利开展。

例如,由航天科技第六研究院负责的某重点项目,在抓总单位统一部署下,各承研单位均成立了项目组,按照制订方案、初样、试样三个阶段逐步开展,财务人员与业务主管部门和型号项目管理人员共同设定绩效目标,细化每个阶段的研究任务和内容,选取包括预算绩效指标在内的关键参数指标作为转阶段的考核标志;建立项目专题报告制度,加强对重点指标的动态监控和预警,监督绩效运行;制定经费管理办法、航天型号任务综合策划管理办法、航天型号科研生产经费拨付管理办法等相关的管理制度,在保证研制进度和目标的同时,严控各项成本支出,强化财务监督,保障资金的安全,保证财政资金的科学合理使用。

(三)突出全周期预算,保障航天型号项目顺利实施

航天型号项目具有高技术、高投入、高风险、周期长的特征,再加上当前航天任务由以前小批量、低密度发射转向高强度、高密度发射,需要在原有系统工程计划管理基础上,增加管理创新因素。因此,航天科技把预算绩效评价管理与系统工程管理结合起来,并扩展到航天型号研制生产的全周期、全过程,这个结合是集团公司财务人员与型号两总(总指挥、总设计师)系统、计划人员等全面协同的结合,这个结合是经费概算等财务资源与计划、设计、研制、开发等非财务资源的结合,这个结合是总体院、专业院以及协作配套单位的结合,这个结合是在把握全局、远粗近细、逐年迭代、逐步细化、过程控制、逼近目标的原则上的结合。

在预算绩效目标设定管理阶段,航天科技将绩效目标的设定与航天型号项目的整体目标和实施阶段目标相结合,使得绩效目标的设定依据充分,并与项目研制进度和产出目标相契合。在预算绩效运行监控管理阶段,为及时、动态地判断预算资金的使用情况,航天科技建立财政预算执行月度报告机制,定期采集绩效运行的信息并进行汇总分析,并与既定的绩效目标进行比较,判断是否发生了偏离,当这种偏离达到某种程度之后,及时启动相应的纠偏机制,对绩效目标提出纠正和调整意见,促使绩效目标不偏离总体目标,保证项目进度满足序时进度的要求。在预算绩效评价管理阶段,航天科技2011年首次开展了项目预算绩效评价工作,以后逐年扩大绩效评价试点范围,并根据工作开展过程中遇到的评价指标不能完全适应航天型号项目特点,不能完全反映航天科研型号管理要求等问题,组织开展适应航天型号项目特点的财政预算绩效评价体系课题研究,促使预算绩效评价指标在设立之初就关注全周期的各阶段、各环节,从事前的项目决策、事中的项目实施到事后的项目绩效,强调针对不同周期阶段的特点设立评价指标,有效的衔接了项目发展规划、落实项目目标,促使资源合理配置,实现了过程控制和结果控制的均衡。在预算绩效评价结果应用管理阶段,航天科技将绩效评价结果与预算编制、资金安排和改进预算管理相结合。为了提升责任意识,提高管理水平,针对绩效评价提出的意见和建议,及时将绩效评价结果反馈相关项目单位,加强绩效评价结果的应用,同时将绩效评价结果作为预算安排的主要依据,对绩效好的项目给予绩效支持并奖励,对于绩效差的项目给予较少投入,及时调整和优化以后年度预算支出方向和结构,合理配置资源。

航天科技在研制新一代无毒、无污染、高性能、高可靠的液氧煤油发动机的研制周期中,强化全周期预算和绩效评价管理,由型号总指挥和总设计师牵头,计划、财务、科研部门等相关人员参加,按照项目总盘子和各年经费到款情况,结合研制特点、阶段进度等要素要求,对项目经费和成本进行了系统的全周期策划,项目实施过程中,依据研制进度节点和经费预分成本预控方案,进行过程分析、监督和结果考核,项目预算与实际成本的吻合度误差控制在5%以内。液氧煤油发动机研制成功是中国航天动力发展过程中的里程碑,填补了我国补燃循环发动机的技术空白,为新一代运载火箭研制提供了动力保障。

(四)突出航天特点,科学构建评价指标体系

预算绩效评价是预算绩效评价管理中不可或缺的重要环节,想要衡量资金的使用最终是否得到相应的产出,是否产生了最大效益,就需要借助具体的绩效评价指标来进行测量,绩效指标体系的建立是使用好资金的一个参照系。航天科技预算绩效评价指标体系的构建需要充分考虑航天型号项目的特点。航天型号项目是一项复杂的系统工程,涉及范围广,且具有探索性、创造性、风险性和技术复杂、难度大、研究周期长和成本费用高等特点,大量的航天型项目的研制需要跨行业、跨部门、跨企业、跨年度,在预算绩效评价指标体系设计时,需要针对航天不同类型的项目特点,分别设立共性指标和个性指标,以保证预算绩效评价指标体系的适用性、可度量和评价方法的科学性。

1.评价体系设计思路

(1)坚持战略引领

预算绩效评价管理是深入贯彻落实创新驱动、建设航天强国的客观要求,在评价指标体系设计时要坚持战略引领,把科技创新摆在核心位置,统筹谋划发展战略,主动适应改革发展新趋势,为建设国际一流大型航天企业集团和世界航天强国做出更大的贡献。

(2)坚持问题导向

预算绩效评价管理是推进资源精细化管理的有力抓手,在评价指标体系设计时要坚持问题导向,着重解决航天型号项目普遍存在的进度拖延、技术性能指标降低、成本超支等问题,以科学、量化的指标评价为手段,关注项目进度、技术性能、成本节约等结果指标,注重支出的责任和效率,提高资金使用效率和效益。

(3)坚持突出特色

针对航天型号项目的不同类型,依据其特点和作用,确定不同的评价重点,航天科技预算绩效评价指标设计时根据具体绩效评价对象的不同,以财政部共性指标体系框架为参考,针对具体评价对象的不同特点设计具体的个性指标,同时,赋予各类评价指标科学合理的权重分值,明确具体的评价标准,反映评价重点。

(4)坚持评价标准可度量、评价方法科学合理

目前现行的绩效评价标准仅停留在“是/否”的评判阶段,评价标准的制定比较模糊,仅能从宏观效果上定性设定评价目标与开展评价,与项目客观公正的评价要求存在一定的差距,在预算绩效评价标准制定是需要根据项目的特点,进一步地细化标准,做到清晰完整、可度量。

此外,由于评价者对定性评价指标理解认识各不相同,为提高评价结果可靠性,需要采用科学的评价方法,解决各种非确定性、模糊、难以量化等问题,出客观的评价结果。

2.评价指标选取原则

绩效评价指标是衡量绩效目标实现程度的考核工具,集团公司预算绩效评价指标体系的确定遵循以下原则:

全面性。评价指标体系的构建,涵盖项目立项与资金投入、业务与财务管理、产出管理、效果衡量等各阶段,力求全面反映航天型号项目全周期的预算绩效评价管理状况和水平。

动态性。评价指标体系根据预算绩效评价的需求不断地扩充评价指标,并根据实际情况每年对具体指标进行调整、添加、删除。

系统性。将定量指标与定性指标相结合,优先使用最具评价对象代表性、最能反映评价要求的核心指标,系统反映财政支出所产生的经济效益、社会效益和满意度等影响。

3.评价指标体系构建

(1)评价指标的维度

航天科技预算绩效评价指标体系是在财政部指标体系框架的基础上,结合航天型号项目的具体特点而构建,由项目、管理和指标三个维度构成(见图2)。

项目维度。主要依据不同项目类型特点,在评价指标体系设计时,分设航天科研项目、航天科技重大专项、航天建设项目三大类别。

管理维度。应用结果管理方法,在评价指标体系设计时,重点考察投入、过程、产出、效果这四大关键要素。

指标维度。采用分类评价方法,在评价指标体系设计时,在投入和过程两个维度针对不同项目类型设立共性评价指标,在产出和效果两个维度,根据三大类别项目特点,分别设置个性评价指标,同时对跨年度的重大/重点项目实施阶段性评价。

(2)评价指标选取

共性指标的选取主要以财政部预算绩效评价指标体系为依据,个性指标的选取主要是结合集团公司财政资金使用状况和航天型号项目特点,突出航天型号项目特点和评价指标的可操作性。

在航天科研项目绩效评价指标设计时,侧重于评价科研成果的先进性,创新性等情况,选取项目是否获得发明专利,项目获奖的数量和质量,是否对航天型号项目相关领域的工程化应用具有促进作用以及是否形成明确的应用需求和较好的市场前景等作为评价指标。

在航天科技重大专项绩效评价指标设计时,主要侧重于评价核心技术突破,解决制约经济社会发展的重大瓶颈问题,对保障国家安全和增强综合国力,对国家自主创新及竞争力的推动作用等需求,选取是否取得重大关键技术、重点专业技术和关键共性技术的突破,相应的技术性能指标、可靠性指标是否达到国际领先,国内优秀水平,是否在国民经济的较多领域实现了转化与应用,形成明确的应用需求和较好的市场前景,以及项目实施和后续运行是否避免对环境改善和能源节约造成不良影响等作为评价指标。

在航天建设项目绩效评价指标设计时,主要侧重于评价建设工期、基础能力的统筹规划、新建项目与现有能力的匹配协调性以及达到预期生产能力的要求、效率、运行成本等情况,重点选取是否形成了相应的研制或生产能力,相关的性能、可靠性指标是否达到国内外领先;是否满足国家安全的战略需求等作为评价指标。

(3)评价指标体系(见图3)

4.评价标准及方法

绩效评价标准是衡量财政支出绩效目标完成程度的尺度,针对目前绩效评价标准模糊的现状,航天科技根据实际工作要求,将每一个指标的评价标准均细化为三个等级(见表1)。依据此评估标准,评价者在做出评价时,能够做出更为准确和清晰的判断,更加真实客观的反映项目绩效评价的实际水平。

采用科学合理的绩效评价方法,能够更加准确地评判项目的预算绩效水平。航天科技预算绩效评价指标体系中,不同的指标在综合评价过程中所占的地位或所起的作用不同,即权重分配不同,权重的大小直接影响到最终评价的结果。由于航天科研项目、航天科技重大专项、航天建设项目所支持的项目各层级指标的相对权重大小、预算绩效评价指标中的定性指标需要借助相关领域管理人员和专家的知识、经验对其进行判断,是评价人员主观意识的结果,具有一定程度的模糊性和不确定性。因此,在绩效评价方法判定上,航天科技采用多层次模糊综合评判法,使用三角模糊数代替点值构成判断矩阵,较好地体现了人类主观判断的模糊性,使得评价结果更精细地反映项目的实际绩效水平。

航天科技预算绩效评价指标体系的指标值主要通过以下途径获得:定量指标主要是直接来自于航天科研项目、航天科技重大专项、航天建设项目所支持项目决策、实施以及实施绩效中所反映出来的客观数值;定性指标主要是通过发放调查问卷,向相关领域的管理人员、专家征询指标的分值。

定量指标,判断隶属度等级如图4。

定性指标采用等级比重法来确定评判矩阵。具体来说,在得到评价矩阵的过程中,对于每一个指标被评为(一级,二级,三级)的隶属度,等于将指标评为(一级,二级,三级)的专家的数量除以专家的总数。

根据航天科技设计的三级指标体系,从底层开始,按照最大隶属度原则,逐步上移,得出具体评价项目在综合投入、过程、产出、效果四个方面后的最终评级,从而得到最终评价结果。

5.实证检验评价结果

以航天某型号项目作为实证分析对象,采用多层次模糊综合评判法,选取预算绩效评价管理方面的专家进行评判。

(1)确定指标权重

选取若干名预算绩效评价管理方面的专家作为参评人员,要求每一位专家必须全程参与评价,并对给出的评价结果负责,做到公平、公正、客观。采用模糊层次分析法,对指标体系中的准则层、指标层,以及子指标层中的定性定量指标进行赋权。

由专家根据因素之间的重要性级别,填写《准则层、指标层以及子指标层主客观指标之间的因素对比表》,对两因素之间的重要程度M行评判(见表2),并勾选认为适宜的级别。

汇总整理问卷调查结果,将获取的数据转化为三角模糊判别矩阵,并根据模糊层次分析法的计算流程,计算确定各因素之间的权重(见表3)。

(2)确定指标得分

采用多层次综合模糊评价法,对评价结果进行归一化处理后,以百分制评判,该项目的评分为93分,处于评语“优秀”的位置。

汇总评价结果可知:投入指标下,项目立项受项目总体任务要求对相关技术指标提出新的要求以及原材料价格上涨等因素影响,造成两次重大调整;过程指标下,相应的制度均是通用性的制度,专项管理制度不够完善,资金管理的用款计划合理性稍显不足;产出指标下,总报告涉及的参研单位的信息统计不全或缺乏,如突破关键技术、成果专利汇总不全,完成及时性有待提高,经费节约率较差,需着力改善。

将多层次模糊综合评价法应用于该项目,其评价结果基本反映出该项目的实际状况,对项目整体的绩效做出全面、综合的解释和判断,充分证明,该指标体系及其评价方法具有较强的可行性和可操作性。

三、预算绩效评价管理实施效果

(一)切实提高了项目绩效水平(见表4)

自开展预算绩效评价管理以来,航天科技参评项目数量和资金量大幅增加,随着预算绩效评价的深入推进,以绩效为目标、以结果为导向的绩效管理理念正在逐步形成,预算绩效评价管理在科学化、精细化方面更向前迈进了一步。近年来,航天科技财预算资金项目数量年均仅增长3.4%,但是项目的财政资金年均增长为17%,其中,航天科研项目年均增长14%,航天科技重大专项年均增长28%,航天建设项目年均增长12%;项目预算执行率由97.3%提高到99.1%,增长近2个百分点,有效确保项目按计划进度推进;成本费用率下降0.6个百分点,较好地控制了经费开支规模,保障了绩效目标的实现,提高财政支出绩效, 2014年航天科技预算执行工作被财政部、科工局评为优秀单位,连续五年获得表彰,预算绩效评价管理工作考核为优良,在财政部通报表扬的三家军工集团中排名首位。

(二)有效地推进了业务与财务的融合

通过开展预算绩效评价管理,综合运用各种管理方法和手段,推进财务人员与业务主管和项目管理人员密切合作,定期跟踪项目关键技术研究及进展情况,引导、控制和促进航天型号项目按照设定的绩效目标前进,深化了项目单位对绩效评价的认识,增强了对财政资金使用绩效的重视和开展绩效评价的自觉性,优化了财务与业务流程的关联度和闭合性,使财务流程贯穿型号项目从经济可行性评估开始到研发设计、试验定型、批产、交付等环节的全周期、全价值链管理,为业务部门提供财务专业服务,真正实现从业务中来,到业务中去,财务与业务形成紧密的合作伙伴关系。

(三)对其他军工项目单位具有借鉴作用

相对于其他军工单位来说,航天科技在预算绩效评价指标体系设置方面着手较早,主要围绕财政资金使用管理的合规性、有效性进行设置,并综合考虑了数据收集处理的可操作性,形成了指向明确、量化科学、具有航天特色的一套预算绩效评价指标体系、评价标准及评价方法,充分考虑了航天型号项目长周期、跨学科、跨领域、多单位协作等复杂性的特点,切实提升了项目支出效益,这对于其他具有类似特征的军工项目单位在设置预算绩效评价指标体系时具有一定的参考借鉴作用。

(四)带动航天产业和国民经济发展

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STS(Science Technology Society)教育是一种新型的科学教育构想,其主要宗旨是强调三者之间的关系,重视其在人们生活和教育中的应用。教学的主要渠道是课堂,而STS教育的主要教学手段也无非是课堂。教师在课堂教学中要将教材内容联系实际生活,巧妙地创设情境,运用简单生动的语言向学生传授基础知识。由此不但让学生学到基础知识,提高基本技能,而且还能有效地将课堂内容通过讲解和分析与STS教育的宗旨相结合。

一、让学生充分了解物理在现代科学技术中的发展及成就

根据教学大纲,结合教学内容让学生充分了解物理在现代科学技术中的发展及成就。如现代航空航天技术、通讯技术、信息技术、集成电路技术、激光技术、防伪技术等,这些在当今社会不断发展中的科学技术使物理教学更具有时代气息。

物理教材中的问题及实例,很多是日常生活中出现的物理现象,学生应该对这些重要的物理现象及其反映的社会问题有所掌握。如在“噪声的防治”中,教材指出:车辆是城市的主要噪声源之一。此素材反映出的是环保问题,学生要通过能动的学习,运用相关的物理知识找出正确的解决方法并有效减轻噪音。此方法能使学生深切体会到科学技术的发展对提高人民的生活水平、解决社会新问题有良好作用,也能让学生认识到:社会问题的解决需用科学的方法,只有不断探索新的途径,才能推动科学技术的发展和人类文明的进步。在“几何光学”一章中,教材用简单的文字资料和丰富的图片让学生了解各种光学仪器,并将这些仪器的发明、使用和发展与社会生活联系,使学生深切体会其对实际生活的影响。在高一力学“反冲运动”一节,教材给出火箭、喷气式飞机、灌溉喷水器、反击式水轮机等实际模型,从视觉上吸引学生注意力,引发其主动学习兴趣,使学生在强烈的求知欲中掌握抽象的物理原理。

二、让学生深刻领悟物理本质是物理教学的关键

除了运用丰富的素材对学生进行STS教育外,还要用查缺补漏的方法有效地补充和渗透STS教育内容,让学生在了解社会热点问题的同时能够联想到所学物理知识并掌握其本质。

例如:在讲解交流电的输送时,可以将我国华东地区严重缺电的社会现实呈现给学生。通过对现实情况的分析,让学生根据所学物理原理了解相关电力知识,分析如何做到稳定电压及廉价的电力供应,并将电力网、核电站、水电站及火力电站的各自特点分析给学生,让学生充分了解相关电力知识并更好地运用到实际生活中。还可给出具体数据和实例,让学生转换角色,根据全国各地每个时段的用电量,对各个电站接入电网的时间作出计划。

又如:在学习“声波”时,通过介绍“北京天坛回音壁”的现象以及利用超声波测速仪直接测量速度的技术,让学生认识到物理知识在当今社会和生活中的广泛应用,体会到科学技术的快速发展及人类文明的进步,深刻感受中国文化的博大精深,从而增强学生的民族自豪感和社会责任感。此外,教师在让学生认识物理现象本质的同时,更要注重物理知识与实际生活的结合。在传统物理教学及模拟实验中,经常会出现简化的物理现象,这样只能将物理的本质理想化,与实际生活中的物理问题相差甚远。因此,教师需要在实际问题中找出相应的物理对象和物理过程,建立物理模型,才能更深入地展现物理现象的本质。

如某航空公司的某架客机在正常飞行航线上作水平飞行时,突然受到外界强大垂直气流的影响,飞机在短短10s内下降1700m,造成众多人员受伤的事故。从物理本质上看,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,那么假定此运动是匀变速直线运动:

(1)求飞机在垂直方向上产生的加速度和方向?

(2)试计算成年乘客所系安全带须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅(g取10m/s2)。

以上事件是见于报端的真实事件,其反映的现象是物理知识和气象知识的结合。气象学中以炎热的6、7、8月为夏季,其明显特点是气温高、降雨多,因此常有局部范围内的突发性垂直气流,致使飞行器造成事故。通过此题,学生可感受到物理知识与实际问题的结合,并能运用所学物理知识分析解决问题,从中学会分析飞机在运动过程中的变化,掌握更多的物理知识。

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【关键词】科技传播/科技意识/科教兴国

【正文】

科学技术传播(The Transmisson of Science and Technology以下简称科技传播)是指科技信息的交流、沟通与分享的过程或行为。它是实现科学技术是第一生产力的关键。哲学家培根早就指出:知识的力量不仅取决于它自身价值的大小,更取决于它是否被传播以及被传播的广度与深度。科学技术是否被传播,传播的结果怎样,不仅直接影响着科学技术本身的价值,而且影响着科学技术的社会价值。本文拟就科学技术传播的社会价值作一些初步的分析和讨论,以此就教于学界同仁。

科技传播的社会价值是科技观的一个重要组成部分,是科学技术的一种文化形式。科学技术作为人类的创造性劳动,既是人类认识客观存在的智慧结晶,又是人类认识客观存在的武器。从价值论的角度看,科学技术是“对于事物存在价值的确认。……事实上不可能找到一种科学知识,它不是对事物存在价值的断定。因为那样的知识没有反映事物存在的合理性和客观性,没有揭示宇宙联系和规定的丰富性,没有揭示事物所遵循的规律,因而也没有任何指导人的社会实践的能力。”科学技术正是由于其本身的价值所在,才有了传播的可能与必要,才有了其社会价值意义。正如马克思所说:“由于自然科学被资本家用作致富手段,从而科学本身也成了那些发展科学的人的致富手段。”“随着资本主义生产的扩展,科学因而第一次被有意识地和广泛地加以发展、应用,并体现在生活中,其规模是以往的时代根本想象不到的。”今天,发达国家工业生产的增长大约有三分之二来自先进的科学技术。科学技术成为越来越重要的生产力。国家的强弱及其国家在世界舞台的地位,在很大程度上取决于国家的科技发展水平及有效地利用科技成果的能力。科学技术是生产力,并对社会进步起决定性影响的思想深入人心。近20年来,许多国家和政府纷纷制定科技发展规划,如美国的“星球大战”,欧洲的“尤里卡计划”,日本的“技术立国”等,即是科学技术所具备的社会价值的表现。科学技术的传播过程,无论这种传播是主动的还是被动的。只有经过传播过程或传播活动,科学技术才能内化为生产者的技能,进而作用于劳动对象,发展社会生产力,推进社会各领域的变化。重视科学技术的生产力作用,就必须重视科学技术的传播。换句话说,科技传播是使科学技术的潜在生产力转化为直接生产力的必要环节,其社会价值意义即在于此。

一、社会成员科技意识的提高及整个社会科技氛围的形成

日本森谷正规认为,一个国家的技术向来是该国文化的产物。日本之所以能在二战后获得飞速发展,就在于它使来至欧美的技术,适应了日本的环境,即取决于日本“技术性格”与“技术风土”的相适应。我国长期以来受儒家思想的影响,崇尚道德人伦,轻视工艺技巧的社会民众心理不能不说是近代以来,我国科学技术落后的一个重要因素。虽然我国历史上不乏将西洋先进科学技术传播给国人的贤仁志士,但终因没有适宜的社会文化环境而未能产生较大的社会效果。我国发展的历史及科学技术发展史都表明,社会及其所属成员对科技的认识、态度和评价是影响科学技术发展的重要因素,这一因素能转化为制约或促进科学技术发展的主观精神和客观社会条件。科技意识就是以这些认识、态度和评价为基本内容的。较高的社会科技意识,会使全社会自觉意识到科学技术的巨大社会价值,增强对科学技术的理解,形成尊重科学技术劳动和科技劳动者,支持科技事业的社会环境,影响、吸引更多优秀的社会成员投身科技。所以,世界上许多国家和地区都非常重视通过科学技术传播工作,将科学技术普及,进而提高社会成员的科技意识,形成全社会理想的科技氛围,如在英国的许多会议厅、甚至餐厅墙上悬挂的更多的是科学家的画像;我国特别行政区——香港仅科技传播的专门机构就有10几个;我国长春市图书馆也建立了国内第一个“院士厅”,厅内挂有许多院士的画像及生平介绍。各国政府都在通过各种形式的传播将科技意识、科技思想、科技态度传递给每一个社会成员,从而影响他们对科学技术的态度,影响他们对科技的理解、重视、支持及内化为科技劳动的积极性。科学技术的生产力功能只有依靠人的自觉的有意识活动才能实现,这种意识就是科技意识。科技意识的能动性是和它的超前性(相对于某一具体实践而言)、科学性不可分的。在科学技术的作用越来越大的当今世界,对科技的传播会使科技社会一体化发展,这样,科技才能适应社会环境,取得社会的认可,为社会及社会成员所容纳,才能被劳动者主动地内化为自己的知识,变成生产工具和从事实践活动的武器。

社会成员的科技意识问题实质上是一个社会民众心理问题,是社会发展的一定时期社会民众对科技价值的基本判断和基本态度。从社会心理学的角度看,社会民众心理的产生是特定文化传统和现实文化状况共同作用的结果,正如著名社会心理学家David G.Myers 所说:“社会心理的变迁更多地是基于文化而不是过程。不同文化中的人可能形成不同的主张,并具有相同的形成方式”。在Myers看来, 人的社会心理主要表现为人的社会态度,包括人的信念、意愿、好恶、目的、相信等等,这些社会态度作为一种价值判断会深深地影响甚至决定人的社会行为,于是,在人的社会态度和社会行为之间形成一种内在的关联效应。如果人的社会态度以一种普遍的社会共识被民众所拥有,就会在人的社会行为中形成一种内聚力,表现为较为一致的社会行动;相反,社会态度的混乱或多样,也必然引致混乱的社会行为或多样化的社会行动,社会就失去了其整合力。Myers认为, 人的社会行为与社会态度之间的关联性用右图表示。

附图

从这一图示可以看出,态度与行为的关联性具有内在的双向导引途径,态度可以决定行为,行为也可以决定态度。行为和态度的内在关联构造又存在于一个更大的社会背景之中,受到许多因素的影响,因而可以说,行为态度的相互作用是在作为整体的社会环境的影响之下进行,而通常我们对于态度的认识则主要是通过被表达出来的态度实现的。 Myers认为,态度和行为的这种关联性具有非常普遍的意义, 它真实地反映了各种文化传统中的基本状况,是一种普遍的结构模式。

根据Myers的结构模式,人们不难作出如下分析, 即在一个社会中,如果其社会成员在信念、意愿、好恶、目的、相信等社会态度方面对科学技术的社会意义和社会价值具有良好的判断,具有发展、推进、大力利用和规范科学技术的良好社会共识,即具有良好的科技意识或关于科学技术具有良好的社会心理态度,那么,人们在行为上就会做出发展、推进和大力利用科学技术的活动,并通过这种活动,形成更好的有利于科技进步的社会氛围。如上分析结果表明,科技态度或科技意识在推进科技进步和发展中确实具有不可或缺的极其重要的作用,而全民科技意识的提高必然要得力于科学技术的传播,这是不言而喻的。

从传播的角度看,并非所有科技成果都能得到社会的承认,都能内化为人们的社会态度,都能存在于人们的科技意识之中。事实上,只有被社会所承认的科技,才能引起其成员对它的重视、理解,才能真正变成民族的科技,才能具有旺盛的生命力。贝尔纳在《科学的社会功能》中指出:“只有能够理解科学的好处的全部意义并加以接受的社会,才能得到科学的好处。”科技意识是理解科技的基础,科技意识的获得靠科技的传播。

二、科学技术的传播有利于科技知识的现实生产力转化

科学技术总是最先被少数的科技工作者所拥有、掌握,而科技的发展要靠全社会的力量,科技对社会的作用也必须借助于社会的力量。这就要求科学技术必须变少数人掌握为多数人掌握。而要达到这一转变,必须通过科技传播。通过科技传播,科学技术与生产力三要素相结合,转变为现实生产力。

科学技术与劳动者这一生产力中最活跃要素的结合。通过科技的传播,劳动者掌握了科学技术,从而提高了智力,提高了支配自然的有效性。科学技术与生产工具相结合,知识形态的科学技术通过生产工具“物化”出来,创造了新的生产力。科学技术与劳动对象的结合,使得新的劳动对象不断被开拓出来。运用科学技术的力量能够创造出自然界原先没有的劳动对象。新的生产工具、劳动对象无一不是科技的“凝聚物”。马克思关于“劳动生产力是随着科学和技术的不断进步而不断发展的”著名论断,深刻地反映了这一本性。

二十世纪九十年代的今天,人才、科技、信息成为社会发展的重要资本。计算机与自动控制技术的产生与发展,尤其是信息高速公路的普遍应用,使生产工具中增加了信息化、智慧化、网络化的新的计算机控制系统,大大提高了劳动生产率,引起了社会产业结构的巨大变革,改变了人们的生产方式、生活方式、工作方式及管理国家的方式。信息高速公路的建立,一方面使得科技信息的传播、交流与共享速度、容量成倍地增加,人们能够很便捷的获得最新的科技、经贸信息,提高工作质量和工作效率;另一方面,人们能通过信息高速公路进行有效的合作,尤如一个单位。这样,科学技术在传播的过程中又促进了它自身的发展和其它学术的传播。正是由于科学技术的传播,中国古代的四大发明才能引起欧洲技术的变革、生产工具的改进和人们思想与行为选择的变化。哥伦布的航海之行不能不说是指南针传播的结果之一。马克思在《机器、自然和科学的应用》中评价中国古代四大发明中的三大发明时曾提出:“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成新教的工具,总的来说变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”

在知识经济扑面而来的时代,由于各种仪器的标准化、微型化和商品化,知识的获取、整理、支配、利用等操作在今天已发生了变化,我们有理由认为,信息机器的增多正在影响并将继续影响知识的传播,就象早先人类交通方式(运输)的发展和后来音像流通方式(传媒)的发展曾经做的一样,今天的科学技术传播对于知识这一重要生产要素的拥有及拥有质量来讲起着“瓶颈”的作用。正如后现代哲学家利奥塔尔所提出的那样,知识只有被转译为信息量才能进入新的渠道,成为可操作的。因此,我们可以预科,一切构成知识的东西,如果不能这样转译,就会遭到遗弃;新的研究方向将服从潜在成果变为机器语言所需的可译性条件。不论现在还是将来,知识的“生产者”和使用者都必须具备把他们试图发明或试图学习的东西转译到这些语言中去的手段。这也就是说,在科技高速发展及物化的时代,无论是科学技术的创造者还是科学技术的接受者,都必须掌握科学技术传播的知识或工具。

三、科学技术传播有助于塑造正确的社会价值体系

科学技术是人类由必然王国向自由王国过渡的重要保证,它的发展是人类社会实践活动不断扩大和深化的结晶。当代科学技术的发展,更加广泛深刻地引起社会各领域的变化,影响着人们的思想观念及人与人之间相互关系,甚至从根本上影响到社会价值体系的重塑。由于科学技术在其本性上具有深刻影响社会价值体系的功能,所以,科技传播必须在有效的和正确的社会控制之下进行。

转贴于 新科技传播对人类社会价值体系的影响来说,可作如下概括:

首先, 科技传播会深深地改变我们的文化观念。 正如美国哲学家Lowrance所说,“科学已经消除了大量的文化神秘,清除了许多谜信,使我们生活在一个没有魔法的世界上,它把物质转化成毒气、体液、香味、惩具和生命力,重铸了身体和心灵、自然和教养以及古典的技术和手艺,展现了人类的那个大写的手。科学揭示了死亡、遗传和健康的原因、回答了人类的起源,指明了人类的趋向,使我们有能力理解我们所见所说的意义。科学不仅描述了特殊的文化,而且帮助我们精心制作不断变化的文化和社会观念。”

其次,科技传播能够创造全新的公众认识,形成新的社会透视热点。在科技传播过程中,当利用大众传媒手段对最新科技成果宣传报道和分析时,往往会在公众中造成强烈的震撼,创造出全新的大众认识,从而形成全社会对某些科技成果的关注,形成新的社会透视热点,从而动摇、修正或重铸出新的道德的、伦理的、审美的、行为的或实践的、甚至宗教的规则,这些规则在社会价值体系中的变迁,对于科技自身的发展和人类整体的演进,都会产生推进或阻碍的作用。

第三,技术的社会传播能够强有力地改变竞争社会选择的注意力,改造人们的价值观念。例如,在Lowrance看来,太阳能的广泛应用和储存方法的不断跃进,意味着大范围内对太阳能电池的梦幻般的进步,不是基于更有效的制造业,而是基于科学的发现。太阳能的技术应用所具有的这种促进人们价值观念的状况,并不是人为的,而是技术传播的结果。

第四,科学的社会传播能够澄清和帮助分析人们的社会选择,帮助提高公众的注意力。科学描述因果现象,人们的社会行为和态度是基于知识而改变的。因此,基于科学的认识和知识,有助于改变人们的社会态度和行为,对此,前文已作了较深入讨论。

第五,社会科学和人文科学的传播同样具有改变人的现实价值体系的功能。

从如上几点讨论可以看出,科学技术的社会传播对于改变人的现实社会存在,尤其是对于改变人的现实社会存在的观念或社会价值体系,是影响甚大的,之所以会如此,是由科学技术的基本的社会功能决定的。

我们知道,科学技术知识是思想启蒙和思想解放的先导,科学技术对人的智力、思维方式都有重大的促进作用。随着科技的综合渗透,科技与社会的一体化发展,科技通过直接或间接的方式渗透到社会生活的各个领域,成为社会事务的必要成份,贯穿于社会及社会事务管理始终。科学技术为满足人们的精神需要,全面提高劳动者的科技素质,促进人的全面发展创造了物质与变化条件。任何一种科技的发明与传播都会不同程度的引起人们社会价值观念的变化。例如,爱因斯坦相对论的发现,不仅丰富、发展了物理学理论,而且导致时空观、运动观和物质观发生了深刻的革命,改变了人们考虑问题的角度。资产阶级用科技这一物质手段,倡导自由、平等、博爱的思想,反对宗教神学的封建的世俗权威。“在技术方面,蒸汽机的产生及其广泛使用,极大地刺激了整个社会生产领域,钢铁工业、机器制造业、交通动力业、冶金和化学工业等生产部门的迅速壮大,一个席卷欧洲大陆的第一次产业革命普遍展开,导致了世界性的工业革命,这是一个社会物质文明和精神文明进步的狂飙时代。”可见,正是由于科学技术的突飞猛进的发展及其广泛传播,才有了人的较为全面、较为彻底的解放和自由,从而使人充分发挥其潜能,摆脱自然的束缚,使人的认识及其实践逐渐从宏观领域走向微观领域又走向宇观领域。科技价值观、科技思想和科技方法逐渐深入人心并成为人们认识改造世界的理性工具。每一次科技革命及其科技传播都在科技普及的基础上,不同程度地解放了社会成员的脑力,提高了社会成员的智力,引起了人们思想观念的根本性转变。正如亨利·哈里斯所说:“在二十世纪里接受教育的人——不管他知道不知道,不管他喜欢不喜欢——没有一个能够不受哈维、牛顿、达尔文、以至普朗克的学说所影响”。

四、科技传播有助于科学技术自身的发展

任何一种科学及其物化形式——技术都是特定社会历史条件的产物。科学技术是为解决某个或某些方面的问题产生的,所以科学技术只有变成现实的武器,才能实现它的社会目的。由于社会的系统性,某一问题的解决,仅靠一门科学或一种技术的运用是不可能的。它一方面要依靠其它科学技术知识,另一方面需要所有参与人对科学技术的掌握运用。如果离开科学技术的传播这一客观行为,科学技术知识就不能成为社会的力量。所以,就科学技术产生的直接目的的解决来讲离不开科学技术的传播,而每一次科学技术知识的传播结果都是以后科学技术产生与发展的前提或基础。正是在这个意义上,著名科学家牛顿讲,我之所以站得高,是因为我站在了巨人的肩膀上。由于科学技术知识的可传播性及其被传播,人类知识、人类文化才能得以继承和完善。事实上,任何一种科学技术的发展、完善本身都是继承的结果。拿内燃机的设计原理来说,它是从汽缸内部产生热汽,这明显地区别于从汽缸外输入蒸汽的蒸汽机原理。但是,它同蒸汽机一样,都是靠热汽推动活寒在汽缸内运动而产生动力的,这是它对蒸汽机原理的继承和改进。任何科学技术的发展都是一个由传播到吸收、继承,再到发展完善,然后再传播的过程,科学技术本身也正是在这样一个不断反复的过程中,得到补充和修正从而获得发展。

根据如上讨论可知,科学技术对人类及人类社会所引起的积极社会作用是显而易见的。但是,科学技术的传播也带来了一定范围的反功能、负价值。马克思讲:“在我们这个时代,每一种事物好象都包含有自己的反面。我们看到,机器具有减少人类劳动和使劳动更有成效的神奇力量。然而却引起了饥饿和过渡的疲劳。新……的财富的源泉……变成贫困的根源。技术的胜利,似乎是以道德的败坏为代价换来的。随着人类愈益控制自然,个人却似乎愈益成为别人的奴隶和自身卑劣行为的奴隶,甚至科学的纯洁光辉仿佛也只能在愚昧无知的黑暗背景上闪耀,我们的一切发现和进步,似乎结果是使物质力量具有理智革命,而人的生命则化为愚钝的物质力量,现代工业科学与现代贫困、衰颓之间的这种对抗,我们时代生产力与生产关系之间的这种对抗,是显而易见的、不可避免的、毋庸争辩的事实。”事实上,科学技术每将人类带向文明一步,人类都要为此付出相当大的代价。现代科学技术在提高社会生产力的同时,却增加了高科技犯罪;能源为人类提供了动力,但带来了环境的污染,生态环境的破坏;原子核裂变在为人类开辟了一种新的能源——核能的同时也给人类带来了毁灭性的危机,1945年8月6日日本广岛原子弹爆炸就是铁的例证;电视使人们信息灵通,生活丰富;但却浪费时间,影响工作、学习及儿童的社会教育。克隆技术的发明、运用,克隆人的出现既能避免减少人类工作的负荷、损伤,却也可能带来更多的混乱、犯罪。科学技术越发展,科技传播越迅速,科技消极的社会功能暴露得就越明显。辩证唯物主义告诉我们,任何事物都有它的两面,科学技术传播亦是如此。我们应在积极推进科技传播的同时,有意识地将科技传播的负面效益限制在最小范围,并利用其它科技知识加以彻底解决。只有科学技术才能最终解决认识世界、改变世界的问题。对此恩格斯早就指出:“在科学的猛攻下,一个又一个部队放下了武器,一个又一个城堡投降了,直到最后,自然界无限的领域都被科学所征服,而且没有给造物主留下一点立足之地。”

总之,科技传播深刻地影响着人们的物质生活和精神生活。快速交通工具的出现,增加了人类活动的半径;电视机的普及,使“秀才不出门,便知天下事”成为可能;航天技术的发展,开始了人类“太空旅游”的年代;电子计算机使人类信息共享。科技传播以其巨大的力量无孔不入地进入人们生产、生活的各个方面,推动着人类社会的进步。今天随着知识越来越成为新型的生产要素,科技传播的功能及其价值必将日益明显。科技传播的速度与质量将成为一个民族知识拥有与操作的基础环节。所以,加大科技传播力度是实施科教兴国战略的重要组成部分。

参考文献

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