航天技术的概念范文

导语：如何才能写好一篇航天技术的概念，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。

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关键词：航天项目技术；状态管理；信息系统

0 引言

科学技术是航天技术的基础，而航天技术集合了现代许多科学技术的新研究成果，所以航天技术也是科学技术的延伸和发展。航天技术的发展，不仅仅预示着一个国家在该方面的强大，更是显示着整个国家科学技术水平的卓越及国力的雄厚，不可否认的是我国在航天技术的地位在世界上是首屈一指的。但是不能单单以发射了多少卫星、发送了多少载人航天飞船、研制了多少火箭和飞机来看出一个国家在该方面的实力，而如何确保航天员的人身安全和航天设备高效、顺利的运行也是其中非常重要的指标。下面就航天项目技术状态管理展开论述。

1 航天项目技术状态管理概述

技术状态管理，顾名思义属于管理系统的一个工具，也是项目管理中十分重要的一种管理途径。技术状态管理一词对于航空行业专业人士来说并不是陌生词语，而人们也可以在不同的科研、技术项目中领略到技术状态管理的重要性。只不过技术状态管理一词的是从航天项目中引进而来，且技术状态管理一词以及技术状态所选择的方法最早源自于20年代中期的美国军事行业，自此才广受各领域人们推广开来。技术状态管理自出现以来发展比较快，从20世纪末期开始技术状态管理有了突飞猛进的发展，并且ICM率先提出CMII，并给出了一整套有关技术状态管理的规范定义。

20世纪中期，美政府军事相关企业首次提出军事武器的采购计划，并拟定出了相关合同。该合同较传统不同的是对军事武器的技术性提出了更高的要求。在高要求提出的同时，美军方意识到自己必须要对相关技术项目研发进行约束和监督，如果没有对军事项目进行规范和管制，所研发出来的产品往往不合格。因此，美方政府自发规定一些条例，要求军事武器研制商家必须要保证产品质量，此时，技术状态管理的雏形已经形成。随着航空航天的快速发展，美方政府加大了对项目的监管力度，先是建立AFSCM标准，又在90年布MIL-STD-973标准，伴随着技术状态管理的高速提升，又制定了EIA-649新标准。EIA-649也是我国至今航空航天行业的项目参考执行标准。

2 航天项目技术状态管理信息系统

在航天项目技术状态管理运行中需要技术状态管理信息系统的支撑。如果在对航天项目技术状态管理中仍然沿用最传统的管理手段，必定影响航天项目整个实施工作，而陈旧的信息系统也会导致航天项目的运行效率降低。在这种情况下，就需要相关航天项目研发人员运用先进管理技术、信息技术、智能网络等技术状态管理信息系统 来保证航天项目中信息传递的精确高效运行，同时可以为航天工作人员提供更加便捷、高效的管理空间。技术状态管理信息系统在航天项目中的应用有以下。

首先，基于高效的信息系统，航天项目可以更加快捷精确地对自身技术状态存在的问题进行检查，最重要的是根据信息系统的相关警示，航天研发人员也可以根据检查结果来确保航天项目的安全性

问题。

其次，信息系统最明显的用途就是方面航天项目操作人员在执行工作中可以明确显示上级所的指示和信息。只有经过系统审核的信息才可以被系统纳入数据库，信息才能正确无误传达到位。

最后，航天项目执行中会有大量数据信息等待工作人员处理，管理信息系统则可以将批量信息自动录入、更改、删除，免去了工作人员不必要的手工麻烦。

3 航天项目技术状态管理的主要功能

众所周知， 自从美国“挑战者”航天飞机悲剧事件之后，全球人们都开始重新审视技术状态管理在航天项目中的影响。毋庸置疑，航天项目技术状态管理是个过程，只有做好过程中系统的控制、信息的精确才能够发挥航天项目技术状态管理的主要功能。PTC中国区航空国防行业业务发展经理余定方曾经说过：“技术状态管理确保了从产品的需求、设计、制造，到最后投入实际的运营，以及维护维修的产品全命周期过程中，产品性能、功能和物理特性的一致性。”很显然，航空项目技术状态管理确实关系着航天工作人员的生命、财产

安全。

3.1 技术状态标识作用

依据各种不同的方式来确定航天项目的技术状态是否良好。按照MIL-STD-973标准，由功能基线、产品基线、分配基线三种基线来判断航天项目技术状态。

3.2 技术状态控制作用

在明白航天项目技术状态情况之后，要根据项目运行中的变化来不断调整技术控制管理，这就要求对航天项目中的任何变动都必须做到严格控制。首先，必须严格加强对更改过程的控制。其次，在航天项目执行时难免因为估算差错产生一些效果偏差，这就需要对细微偏差做到精确控制。

3.3 技术状态审核作用

该功能作用非同寻常，航天项目依据技术状态管理的安全保证才得以正常运行，只有从根本上确保航天项目每一处环节的安全运行，才能够在此基础上保证航天项目顺利完成。技术状态审核中经常遇到一些问题，只有对项目进行功能审核和物理审核，才可以避免一些常见问题发生。

3.4 技术状态纪实作用

无论哪种航天项目，在整个项目实施过程中都是一个可以记录下来的历史，因此可以说技术状态纪实正是对整个过程最有凭据的记录。只有在项目实施过程中明白该项目的缺点、成绩，只有将整个项目运行记录成可读性数据，才可以将项目完整进行。技术状态纪实为航天航空行业提供了充足的历史追踪空间，也在一定程度上促进了航天项目在正确轨道上的发展越来越可观。

4 结论

通过本文对航天项目技术状态管理的概念、由来、相关信息系统和功能的简单介绍可以看出航天项目产品是关系到相关人员的性命的技术产品，为了保障航天设备高效、顺利的运行和航天相关人员的人身安全，航天技术对产品的要求是非常苛刻的，它的规范和管理容不得半点马虎存在。希望通过本文的简单分析能够引起更多的人对航天项目技术状态管理进行研究，希望我国在航天项目技术状态管理方面能够越来越规范，同时也希望我国航天项目技术管理的研究越来越多，以便保证我国航天事业能够更进一步向前发展。

参考文献

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【关键词】计算机；人工智能技术；应用

1引言

人工智能技术已经成为目前最受社会关注的新兴科技之一，随着该技术在各行业和领域中的应用不断深入，人们的工作和生活方式不断向智能化方向发展，工作和学习效率都得到了质的飞跃，未来，人工智能技术也必然会获得更加广阔的发展前景。

2人工智能技术概述

人工智能是计算机科学的一个分支，这门学科的主要目标是了解人类智能的本质，并通过将人类智能转移到智能机器中，使智能机器能在不同应用场景下做出类人思维的反应。人工智能是一项综合了多项高新科技的综合性学科，包含5项核心技术，分别是计算机视觉、机器学习、自然语言处理、机器人技术和生物识别技术。其中，机器学习是实现计算机人工智能技术的核心技术，该技术使智能机器在算法复杂度理论、凸分析、统计学等学科的支持下，能自主模拟人类行为。目前已经发表的机器学习策略主要包括模拟人脑的机器学习和采用数学学习方法2种策略。其中模拟人脑的机器学习策略又可细分为符号学习和神经网络学习，符号学习是以认知心理原理为基础，在机器中输入符号数据，用推理过程在图或状态空间中搜索并进行符号的运算，对概念性和规则性知识的学习能力较为突出，如示例学习、记忆学习、演绎学习等；神经网络学习是从微观生理角度对人脑活动进行模拟，利用函数结构模型代替人脑神经网络，以函数结构进行数据运算，并在数据迭代过程中在系数向量空间中搜索，对函数型问题具有较好的学习能力，如拓扑结构学习、修正学习等。采用数学方法的机器学习主要是利用统计机器，建立相应的数学模型，拟定超参数，输入样本数据后根据不同的运算策略对模型进行训练，最后根据训练结果进行结果预测。

3人工智能技术的发展历程

3.1人工智能技术的兴起

虽然新兴技术的兴起获得了广泛的关注，但由于人工智能技术涵盖的学科和技术范围过大，兴起阶段的该技术的理论知识、产品应用、发展应用等均存在明显缺陷。除此之外，计算机技术在当时也并不成熟，当时的计算机编程和计算水平较为落后，很多超前的想法以当时的技术水平来说实现较为困难。在多种因素的影响下，人工智能技术在兴起阶段并未得到快速发展。

3.2人工智能技术的高速发展

人工智能技术这一概念在提出后近20年的时期中其发展始终处于停滞状态，直至20世纪70年代，该领域的专家研发出全新的人工智能专家系统DENDRAL，该系统的诞生带动人工智能技术迈向新的发展阶段，并且在这之后进入高速发展时期。日本始终重视本国科学技术的发展，并且在20世纪80年代提出“科技立国”的政策，此后很长一段时间，日本依托此国策使经济得到迅速恢复和发展。在1982年，日本国内对第五代计算机的研究以失败告终，但此次研究中提出了新的计算机算法和逻辑程序语言Prolog，Prolog在处理自然语言过程中具有比LISP语言更好的应用效果，这一创新进一步促进了人工智能技术的发展。人工智能技术的发展建立在多项先进学科共同发展的基础上，与其他技术相比，人工智能技术在处理数据、整合资源方面具有更大优势。

3.3人工智能技术的发展现状

3.3.1专家系统

专家系统指的是一种智能计算机程序系统，是人工智能技术应用最为广泛也最为重要的领域之一，系统中涵盖大量某领域专家水平的知识与经验，通过应用人类在该领域中的专家级别知识来为用户解决在该领域中遇到的问题。专家系统有效地将人类智能延伸到专业领域中，实现了理论研究向实际应用方向过渡的目标，大幅提高了人类对专业问题的处理效率，并且专家系统依托复杂的算法能对专业问题未来发展的可能性进行更全面的计算，工作效率甚至会比人类专家更高效、更准确。随着对专家系统研究的不断深入，目前很多专家系统都能依据对人类行为的模拟在不同的应用场景中作出智能化的反应和判断，并且能够利用知识库，深入挖掘复杂问题的内在联系。专家系统已经在多个领域中都得到了广泛的应用，帮助企业更客观地摸索市场规律，从而作出正确的生产决策、调度规划、资源配置计划等，大幅提高了企业经营的科学性，使企业能在节省生产成本的同时，获得更好的经济效益。

3.3.2模式识别

模式识别是利用计算机技术将识别对象按一定特征归类为不同类别，目前人工智能技术在模式识别中的主要研究方向包括语音语言信息处理、计算机视觉、脑网络组等，希望通过人工智能技术实现对复杂信息的识别和处理，这一应用能促进多个行业向智能化方向发展，如军事领域、医疗领域等。

3.3.3机器人学

机器人学的主要研究方向是机器人的设计、制造和应用，随着人工智能技术的成熟与应用，机器人的智能水平不断提高，并且在不同行业中的应用已经较为普遍，日常生活中常见的机器人包括扫地机器人、迎宾机器人、快递机器人、早教机器人、无人机等，人们可以利用可移动设备对其进行操作，极大程度地提高了人们生活的智能性和便捷性。

3.3.4机器学习

机器设备并不具备自主思考能力，在不同应用场景下的反应主要是依托计算网络技术和算法对人类思维模式进行模拟，并将人类行为进行充分消化以使自身性能得到优化，能对不同问题进行处理。机器学习是一项涵盖多个学科且复杂程度很高的科学，包含统计学、概率学、算法复杂度理论等，是人工智能的核心技术，也是推动计算机向智能化方向发展的关键技术。

3.3.5人工神经网络

人工神经网络是人工智能技术自进入高速发展时期后广泛研究的重点内容。利用计算机算法将人脑神经元进行简单化、抽象化、模式化，并构建成与人脑神经元网络相似的网络结构。人工神经网络技术的成熟与发展为专家系统、模式识别、机器人学、生物、经济等多个学科的发展提供了技术支持，解决了很多人工智能技术发展中的实际难题。

4人工智能技术的应用

4.1人工智能技术在计算机网络技术中的应用

4.1.1计算机网络安全管理

人工智能技术与计算机网络技术互相依存、互相促进、共同发展，在计算机网络技术的多个方面都有深入的应用。其中，在网络安全管理方面主要有如下应用：①智能防火墙技术。防火墙技术随着计算机的普迅速发展，应用人工智能技术的防火墙技术比传统防火墙技术的性能更加优异。智能防火墙技术具有智能记忆功能，能自动记录并储存历史处理病毒的记录，在后续应用过程中依据记录直接优化计算机匹配环节，减少计算机数据量，提高防火墙的隔离病毒能力。另外，智能防火墙还能结合用户的需求，对用户不需要的弹窗功能、访问权限、有害信息等进行智能化拦截。②计算机入侵检测。防火墙的主要功能就是为计算机设备创造安全的运行环境，保证系统和内部数据不被侵害。计算机入侵检测功能是保障防火墙正常工作的基础功能模块，对提高计算机数据的安全性和可靠性具有直接的影响。应用人工智能技术的入侵检测功能，能对计算机系统进行智能化分析和处理，根据预定算法将处理数据整理成为入侵检测报告，让用户能全面地掌握计算机设备的安全状态。③垃圾邮件智能化处理。该技术依托人工智能技术中的模式识别功能，对接收邮件进行扫描和归类，发现垃圾邮件后直接将其标注为垃圾邮件，为用户发出风险警告，避免用户因误操对计算机系统造成损害。

4.1.2计算机网络管理

人工智能技术的发展和应用促进计算机网络技术向智能化方向发展。在实际应用中，除计算机网络安全管理模块外，还能解决多种网络管理问题。随着计算机技术的普及，网络数据呈爆炸式增长，网络管理工作量和工作难度都达到了空前高度，通过应用人工智能技术，能大幅提高计算机网络管理效率，优化网络管理效能。

4.2人工智能技术在企业管理中的应用

企业是市场经济活动的主要参与主体，是维持市场经济稳定运行和发展的关键要素，在企业生产活动中科学地应用人工智能技术，能有效提高企业的生产能力，促进企业获得更高的经济效益和社会效益。具体应用渠道如机械自动化、智能监控、推荐系统、用户购物行为分析、零售分析、数据提取、文本归类、文章摘要等，从员工工作的细微之处实现工作效率上的提升，进而提升企业整体的运行效率。对工业行业来说，应用机械自动化技术还能有效降低传统工业生产中对人工的依赖性，大幅提高工业企业的生产能力，在行业发展的过程中起到了非常积极的促进作用。

4.3人工智能技术在航空航天技术中的应用

航空航天技术是目前人类最高科技的集合体，涵盖众多学科，如信息技术、卫星技术、生物技术、天文学、生命科学等，对提高国家的国防力量、提高国家的国际地位、促进国家经济增长都具有非常重要的意义。航天器设计是航空航天领域中的关键工作之一，而远程控制又是航空航天技术长久发展以来研究的重点，因我国对该技术的研发起步较晚，我国对航空航天技术的研发存在重重困难，但经过国家和科技工作者的不懈努力，目前我国航空航天技术已处于世界先进水平。将人工智能技术应用于航天远程控制中，利用智能系统对数据进行自动采集、处理和储存，如通过采集航天器的轨道信息，并以此分析航天器的运行状态，根据分析结果制定运行决策，对提高航天器的运行安全性和运行质量都是非常重要的举措，推动国家航空航天事业获得进一步发展。

4.4人工智能技术在医疗领域中的应用

目前，人工智能技术在医疗领域中的应用已经非常广泛，使医护人员的工作内容不断得到优化，提高工作效率，还有效提高了国家医疗水平。具体应用包括以下几项内容：①在电子病历中的应用。传统就医诊断环节，医生都需要以手写方式记录病患病例，并根据病例详细列出治疗方案，工作量大，且效率较低，病例保存便捷性较差。通过应用电子病例，不仅能大幅减少病例记录的工作量，还能在医疗系统中直接勾选治疗所需药品，完成病例及用药的勾选后打印即可，既能大幅提高工作效率，还能将病例在计算机中进行储存，且现阶段病例文件的储存格式不再局限于文字，语音和图像也可被添加到病例中，提高医疗诊断的准确性。②在健康管理中的应用。在现代医疗中应用人工智能技术，对病患的病情进行智能化分析，能使医生对疑难病症的分析更加全面准确，制定针对性更强的医疗方案，提高医疗水平，为改善患者的健康状况提供辅助。

5结语

综上所述，计算机人工智能技术的应用，对社会各行业都产生了不同程度的影响，人们的工作和生活方式得到优化和改变，国家科技水平也不断提升。加强对计算机人工智能技术的研究，推动人工智能技术在各个行业中的应用，让人们能切身感受到科技为生活带来的改变，对促进人类社会的发展具有非常重要的意义。

【参考文献】

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一、化宏观为常观

所谓化宏观为常观，意指把肉眼难以观察的宏观事物或情境转化为可常态观察的事物映像或情境映像。如对于庞大的天体及其运动，像地球的自转和公转，日食、月食和月相的形成，太阳系和银河系的组成等，学生在课堂上用肉眼难于直接观察。而运用电教媒体手段于课堂，就为课堂上直接观察天体运动的映像提供了方便。例如，将地球、太阳、月球三者相对位置及运动制成视频课件，通过播放视频课件，就可以将三者的位置、相对运动特点、大小关系栩栩如生地反映出来，并且通过暂停播放，可以把日食、月食的相对位置也显示出来。学生通过观察集音、色、形、动于一体的视频，多感官参与课堂活动，极大地激发了学习兴趣。教学后，学生闭着眼睛也能再现出视频中的相应情境，其教学效果是传统教学手段远不及的。

新的航天技术的发展一直是学生关注的热点。利用电教媒体，可以把最新的航天技术发展信息在课堂上展示给学生，不仅深受学生的欢迎，而且与课程标准提出的“科学要反映当代科技进步”的要求相一致。如把“嫦娥一号”“天宫一号”“神五”等反映当代航天技术进步新成就的直播视频引进课堂，不仅为学生提供了鲜活的国防教育素材，而且增加了学生喜闻乐见的国防航天知识。

电教媒体教学手段的使用，不仅能及时获取最新科技信息，增加信息量；而且克服了宏观世界过于庞大、肉眼难见、视野不及的局限；使难于观察的不易理解的宏观事物转化为可在常态下进行观察的视频，即化宏观为常观。

二、化微观为常观

所谓化微观为常观，意指把肉眼难以观察的微观世界的事物或情境转化为可常态观察的事物映像或情境映像。如分子、原子的运动，化学反应发生的微观本质，电流的形成等微观世界的事物，学生在课堂上不能用肉眼直接观察。即使通过课堂实验或模拟实验，表现出的现象也是微观粒子发生变化的宏观表现，学生不能从本质上真正理解微观粒子的运动变化。利用电教媒体教学手段，可以把微观粒子的运动变化形象直观地展现出来。例如，蔗糖在水中的溶解，学生的直接感觉是固体蔗糖不见了，水变甜了，但对其中的本质原因难于理解。教学时，展示蔗糖分子和水分子相互作用的动态视频，可帮助学生真正理解物质溶解的本质。再如，对化学反应发生的微观本质的教学，通过视频播放水分子分裂成氢原子和氧原子的变化过程，接着播放氢原子结合为氢分子、氧原子结合为氧分子的变化过程，这就将化学反应发生的本质形象直观地表现出来，便于学生清晰地理解化学反应的本质、分子和原子的概念以及物质的构成。

模型的建立，使学生对微观世界的认识有了更深入的理解。电教媒体教学手段与模型的结合使用，为学生对微观粒子的运动变化提供了可在常态下进行观察的情境，为学生学习和理解中和反应、复分解反应的本质等知识提供了便利。

三、化静观为动观

所谓化静观为动观，意指将原本静态的事物或情境转化为动态的事物映像或情境映像来观察。如，血液循环、气体交换、神经的传导等在传统教学手段下只能静态观察，不能展示其真实的过程。借助电教媒体教学手段，将他们转化为可动态观察的过程。例如，把人体血液循环系统制作成动态的视频课件，通过播放动态视频课件，将血液流经整个循环系统的过程生动逼真地展现在学生面前。学生结合自身体会血液循环的整个过程，并对血液循环系统的组成和功能、血液循环的途径、三种血管的分布特点及功能、血液性质的转变等知识理解得更深，掌握得更牢，为灵活应用知识打下更扎实的基础。又如，神经系统活动的基本方式――反射活动是个抽象的过程，难于直接观察，通过观察动态的视频课件，可清晰地描绘出反射弧的组成和功能及神经冲动的传导过程，从而真正理解反射概念。

科学课程标准强调要突出过程教学，要让学生领会科学过程。借助电教媒体，可以将科学教材中许多不能直视的动态变化过程，转化为真实反映其变化过程的动态视频课件，在教学时呈现出来，使学生通过直观感知，化静为动，帮助学生透彻理解科学过程，逐步达到课程标准提出的要求。通过化静为动，还原了事物的真实面貌，使学生加深了对科学知识的理解。

四、化长观为短观

所谓化长观为短观，意指将具有长时间变化过程的事物或情境转化为短时间变化过程的事物映像或情境映像来观察，即压缩了事物变化的时间过程。如，生物的生命周期、月相的形成等过程，时间跨度大，难于在短时间内观察它们变化的整个过程，利用电教媒体，可以顺利完成传统教学难以实现的目标。例如，在“植物的一生”教学中，既要突出植物的几个重要生长时期的教学，又要强调这几个生长阶段是植物一生中连续的过程。利用电教媒体先展示几个重要的生长阶段――种子的萌发、幼苗的生长发育、开花和传粉、种子和果实的形成，然后利用动态视频将植物整个生长过程中的几个生长时期按一定顺序集中呈现，使学生既对植物的一生形成完整的认识，又对几个重要生长时期建立起清晰的概念，且建立起从局部到整体，又从整体到局部的辩证唯物主义认识事物的方法。电教媒体的使用可突破时间的界限，克服传统教学手段受时间限制的弊端，化长时间观察为短时间观察，实现在有限的课堂时间内观察它们变化的整个过程的目标。

五、化危观为安观

所谓化危观为安观，意指将带有一定危险因素的事物或观察情境转化为安全的事物映像或情境映像来观察。如，人身触电、煤气中毒、传染病、惯性的危害等，都属于有不安全因素的情境。使用电教媒体，一方面，可实现仿真教学目标，另一方面，又可切实保证安全。例如“惯性危害”的教学，对于汽车超速、超载行驶，由于汽车具有惯性，可能引起交通事故，不可进行课堂实地演示。通过电教媒体对交通事故进行模拟演示，使学生对惯性的危害有刻骨铭心的印象：同时可收集一些当地交通事故易发地的实地图片素材，搬上屏幕，提醒学生注意交通安全，达到知识目标与情感目标双收的目的。

篇4

高新技术在国外一般称之为高技术(High Technology)，而在我国则有狭义和广义之分。狭义的高新技术是具有国际可比性的高技术的概念，广义的高新技术，则包括“高技术”和“新技术”。

高技术本身是一个动态的、发展的概念，国内外目前关于高技术、高技术产品和高技术产业的界定没有统一的定义，处于众说纷纭的状态。关于高技术，有以下一些代表性观点：

美国学者的定义。美国学者D.Crane指出：应用研究如果同科学有联系，那么它有时被称为高技术；如果没有联系，它就被称为低技术。美国的J.Utterback认为：高技术在不同时期有不同所指，冷藏技术、电器、汽车和航空技术，都曾是不同时期的高技术，高技术不局限于电子学、计算机、生物工程、材料、激光、海洋工程等六个领域。美国《韦氏第三版新国际辞典增补9000词》定义高技术是：使用或包含尖端方法或仪器用途的技术。

日本学者的定义：建立在当代尖端技术和下一代科学技术基础上的技术即为高技术。日本学者津曲辰一郎认为高技术是经济过程中的主导技术，他将高技术定义为下述技术的总称：①为提高现有商品功能的必要的中心技术；②具有能赋予产品以新功能的主导技术；③构成下一代产品基础的技术。

国内学者的观点。高技术是指能带来高效益、具有高增殖作用，并且能向经济和社会广泛渗透的技术，它是第二次世界大战以后涌现的新技术群的核心。王伯鲁提出枚举定义法，即当代高技术领域是指：微电子与计算机技术、信息技术、自动化与机器人、生物技术（包括制药技术）、新材料技术、新能源技术（包括核技术）、航空和航天技术（空间技术）、海洋开发技术。

从以上各种定义可以看出，高技术应是一个相对的动态的概念，不同时代的高技术内涵是不同的。现代高技术应反映如下3个方面的要求：

从技术的结构看，高技术是尖端技术，其主要原理建立于人类最新科学成就的基础上，是建立在现代科学技术基础之上的技术，这一点有别于传统技术，传统技术是经验的积累；从时间上看，高技术是新技术，是以最新成就为基础的技术；从与科学的关系来看，高技术是基于科学的发现而产生的技术，即高技术是Science-based技术。

因此，高技术是一种建立在科学基础上的最新尖端技术。必须强调，新技术不一定是高技术，新技术仅仅代表了技术发展过程中出现的相对新颖的技术形态，而不是技术内涵的革命。

综上所述，我们认为所谓高技术，是指运用当代最新科学知识和尖端技术而形成的技术群，它们构成新一代产品的基础技术和主导技术，对一个国家经济社会有重大影响，具高增殖作用和广泛的渗透功能。

2　高新技术产品的界定

美国科学基金会的定义：高技术产品是指每1000名职工中有25名是科学家和工程师，并把3.5%以上的净销售额用于研究开发而生产的新产品。

美国商务部依据某类产品销售额中R&D支出的比重和科学家、工程师、技术工人占全部职工的比重为标准确定的高技术产品为：①导弹以及航空器；②无线电及电视接收设备；③通讯设备；④电子元器件；⑤飞机及零部件；⑥办公设备及计算、会计仪器；⑦军械用品；⑧医药制品；⑨工业用无机化工制品；⑩专用设备及科学仪器；(11)发动机及涡轮机；(12)塑料材料及其合成制品，合成纤维及其他人造纤维（不包括玻璃制品）。

美国海关合作理事会在以往对高技术产品定义和分类进行研究的基础上，又增加了定性分析，对高技术产品进一步筛选，把满足以下两个条件的产品定义为高技术产品：①产品的主导技术必须属于所确定的高技术领域；②产品的主导技术必须包括高技术领域中处于技术前沿的工艺或技术突破。据此所确定的技术10大领域为：①生物技术；②生命科学技术；③光电技术；④计算机及通信技术；⑤电子技术；⑥计算机集成制造技术；⑦材料设备技术；⑧航天技术；⑨武器技术；⑩核技术。

广东省“高技术企业统计方法研究”课题组认为：符合下述条件的①、②、③、④中的任一项及⑤、⑥两项者，即为高技术产品：①（在国际或国内）首次应用新科学原理生产的产品；②（在国内或省内）首先应用我国独创的新工艺或国际上最新工艺，并使产品质量或功能或劳动生产率、成本有显著改进的产品；③采用新材料、新结构、新技术、新生物品种，并使质量或劳动生产率或成本或功能有显著改进的产品；④符合国家或有关部门公布的高技术产品目录；⑤符合国际标准或技术先进国家标准，若无国际标准，则应根据具体情况符合国家、专业、地方或企业标准；⑥达到本年代技术先进水平。

我们认为，所谓高技术产品，是以高技术为主导技术而生产的具有新的用途和性能，或质量、劳动生产率、成本有显著改进的产品。

3　高新技术产业的界定

美国方面的研究。美国劳工统计局的定义：研究试制费和科技人员与职工总数的比例，比整个制造业高出1倍以上的产业，即为高技术产业。美国国立科学财团的定义为：研究和开发费用在销售额中所占的比重为3.5%以上，职工中每千人中有25人以上的科学家和高级工程师的产业，即为高技术产业。美国商务部的定义为：研究开发费用在总附加值中所占的比重为10%以上，而科学家和工程师在总职工中所占的比重为10%以上的产业，即为高技术产业。美国学者纳尔逊(R.Nelson)在《高技术政策的五国比较》一书中指出：所谓高技术产业是指那些以大量投入研究与发展资金，以及迅速的技术进步为主要标志的产业。美国学者戴曼斯叙(D.Dimancescu)在《高技术》杂志上指出：对高技术企业的定义，主要依据两大特点：一是专业技术人员的比重高；二是销售收入中用于研究与发展的投资比例高。这两大特点又反映了一个共同的东西，即知识密集，这是高技术产业的一个必要成份，也是技术持续创新的必需。美国学者杜迪(F.D.Doody)和芒塞(H.B.Muntser)认为，高技术部类可以被定义为是一类体现出高增长率、高额的研究与开发费用、高附加价值、强烈的出口导向和劳务密集（这里专指高技能的劳务）的生产技术公司。

在英国，高技术产业被认为是一组包含新信息技术、生物技术和许多位于科学和技术进步前沿的其它技术的产业群体。

法国经济学家认为，只有当一种产品使用生产线生产，具有高素质劳动力队伍，拥有一定的市场且已形成新分支产业时，才能称其为高技术产业。

在加拿大，高新技术产业被定义为是一种技术水平相对高的生产部门，这种相对高的技术水平通过劳动力的技术素质或用于研究与开发的经费来反映。

在澳大利亚，科学与技术部将高技术产业定义为投入大量研究与开发经费，与科学技术人员联系紧密，产生新产品并且有科学或技术背景企业的产业。

在日本，日本长期信用银行的定义为：能节约资源和能源，技术密度高，技术革新速度快，且由于增长能力强，能在将来拥有一定水平的市场规模，能对相关产业产生较大波及效果的产业。

经济合作与发展组织(OECD)把R&D密集度（R&D经费占工业总产值的比重）作为界定高技术产业的标准，将相对于其他制造业而言具有较高R&D密集度的产业定义为高技术产业。

《欧盟科学技术指标报告》把有很高的经济增长率和国际竞争能力，有较大的就业潜力，同时R&D投入高于所有部门平均水平的航空航天制造业、化工产品制造业、医药品制造业、汽车及零部件制造业、科学仪器制造业等产业作为技术密集型或先导产业。

在中国，目前采取的主要是概括法，也叫例举法，即按技术类型定义高技术产业。《中国科技产业》公布的目录包括：①微电子科学和电子信息技术（产业）；②空间科学和航空航天技术；③光电子科学和光机电一体化技术；④生命科学和生物工程技术；⑤材料科学和新材料技术；⑥能源科学和新能源、高效节能技术；⑦生态科学和环境保护技术；⑧地球科学和海洋工程技术；⑨基本物质科学和辐射技术；⑩医药科学和生物科学工程；(11)其它的新工艺、新技术。

从以上各种定义可以看出，高技术产业具有以下4项特点：

它是技术密集型产业，生产所用的设备、材料涉及到现代技术领域的许多尖端成果；它是资本高度密集型产业，其科研费用和设备投资大，产品的附加值高；它是知识密集型产业，需要大量的科技开发人员和富有创新精神的经营管理人员；它的产品具有国际性和前景良好的市场需求。

综上所述，我们认为高技术产业是指由高技术成果转化形成的具有知识密集、R&D投入高、附加价值高、增长速度快、技术进步快等特征的先导型产业。

【参考文献】

1　蔡莉，王新.高技术产业的划分及发展分析[J].科学学与科学技术管理，1997(12)

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曾经，体验太空生活只是航天员才有的“特权”，不久前乘神舟九号飞船遨游太空的三位中国航天员便是这样的“幸运儿”。“太空旅游”的概念出现后，极少数富豪也享有了这样的“专利”，但普通人还是只能在梦里游历一番。不过，最近发生的几件事，似乎预示着这种局面正在悄悄改变。

6月初，媒体上一则“500名人预订‘太空游’船票”的消息引起了人们关注。消息称，英国维珍银河公司表示，他们在宇宙飞船建造项目上的合伙人已经从美国航宇局获得了试飞许可，计划在年底对“太空船二号”的火箭动力装置、系统进行试飞测试。太空游的时间尚未确定，目前已有包括英国物理学家斯蒂芬‘霍金、英国王子哈里、好莱坞明星汤姆‘汉克斯等超过500名全球各界知名人士订了该公司的“船票”，每个席位的价格为20万美元。在接受为期3天的训练后，游客们可搭乘载人飞船进入距地面约21.3千米的高空，感受到5分钟左右的微重力状态，且可在此期间解开安全带在舱内随处漂浮。整个旅程预计为2.5个小时。

严格地讲，这并非真正意义上的太空旅游。真正的太空旅游应是轨道飞行，目前能实现轨道旅游的主要是国际空间站，可供游客往返空间站的“交通工具”只有俄罗斯“联盟”飞船。但是，这种旅游的单价从2000万美元涨到6000万美元，迄今全球也只有7位富豪体验过。为此，国际上一些机构和企业将目光投向了各种便宜的“准太空游”。“准太空游”主要包括飞机的抛物线飞行、接近太空的高空飞行和亚轨道飞行。接近太空的高空飞行虽非货真价实的太空旅游，但它能让游客体验身处极高空才有的感觉。当游客飞到距地面18千米的高空时，便可看到脚下地球的地形曲线和头顶黑暗的天空，体会到一种无边无际的空旷感。维珍银河公司的所谓“太空游”便属此类。

6000万美元一次的太空旅游实在太过奢侈，普通人连想也不敢想；即便是20万美元一次的“准太空游”，恐怕也仍然只有少数人享用得起。这样的“太空游”，概念炒作的意义大于实际意义。太空旅游要普及，面临的最大瓶颈是运输成本太高。只要运输成本降不下来，普通人便难以企及。

降低成本，看似经济问题，实际上是技术问题。

太空旅游之所以昂贵，是由于把飞船送上近地轨道需要消耗昂贵的燃料。无论是航天飞机还是宇宙飞船，把每千克重量送上近地轨道的价格都在2万美元以上。指望燃料价格下降许多，似乎不现实。或许只有换一种运输方式，才能解决问题。太空旅游遭遇的与其说是成本瓶颈，不如说是技术瓶颈。

各航天大国正为降低进入太空的成本而进行着不懈的努力。能重复使用的宇宙飞船和可重复使用的“火箭飞机”，已经成为一些航天企业的选项。但这样的思路，似乎仍然是传统运输方式的延续；打破这种僵局，需要具有革命意义的突破。

篇6

一、市场前景：

针对上海市场，本研究小组进行了为期4周的社会调研，调查主要以调查问券为主，网络问卷为辅的形式进行，实际发出调查问卷400份，收回有效问卷373份。调查地点为：上海电机学院，复旦大学，同济大学，东华大学，上海师范大学，上海大拇指广场等地区。调查群体主要为社会公众和大学生。根据调查结果显示，调查群体中近85%的受调查者听说过3D打印机的概念，并对其有基本上的了解，这说明，3D打印的概念在上海市的一般民众的大脑中别不是一个特别陌生的概念，但进一步调查显示，仅有47%的受调查者了解3D打印技术的具体内容，并能大概了解该技术可应用的行业，这47%的受访者中67%为在校大学生，而在全体受访者中仅有12%的受访者对于3D打印技术有着较为深入的认识，了解该技术在国内国外的发展状况，以及我国和国外主要做该产品较成功的公司，这12%的受访者多为大学教授，在校理工科相关专业大学生，社会人士基本没有。调查问卷主要调查目的是为了了解人们对于3D打印这一技术的了解和认知程度以及该技术的市场前景等，总体得出结论，该技术仍属于认知度较低的新兴技术，在国内属于发展的早期阶段，尚未形成较规范的市场。但是，

3D打印机作为一件带来制造业生产方式革命性变化的发明，存在着起不可忽视的优势，其市场未来前景发展良好，具体体现在：

1.生产复杂的或多样化产品不增加成本：传统制造业制造工序越复杂，越华丽的产品，其成本也越高，而生产多样化的产品则需要购置各种设备（因为传统设备的生产功能较少），整个产业链的构筑成本非常高。但3D打印机制作只需要图纸和材料，生产普通产品和生产复杂化多样化产品的成本相差无几。

2.无需组装：生产出的产品直接成型，省略组装就直接缩短了供应链减少了工序，节省了劳动力和运输方面的费用，而且供应链越短，产生的污染物也越少。

3.无需制造技能：传统生产工艺中很多制造需要技工掌握相应的技能，而3D打印从设计文件中获得各种指示所需操作技能较少，并且非技能制造将开辟新的商业模式，并能在远程环境或极端条件下为人们提供新的生产方式。

4.更广阔的设计空间：传统生产的设计的产品形状受制于所使用的工具，3D打印机则突破这一限制，开辟了更大的设计空间。

5.更高的资源利用率：传统制造业对原材料的使用效率十分低下，大量的原材料被浪费在了生产车间，而3D打印则有着跟高的资源利用率。

6.材料的融合：传统制造业的制造机器在切割和模具成型的过程中不能轻易将多种原材料融合，3D打印技术的发展将可以融合这些以前难以融合的 材料，而形成的新材料将可能具有独特的属性和功能。

7.极为精确的实体复制：随着扫描技术的不断提高，3D打印将可以能实现对于实体扫描，编辑和复制，创建精确的副本和元件。①

3D打印机的这些优势使其在未来的制造业种将占有极为重要的位置，谁能更进一步的发展该技术，谁就可以拥有更先进的生产力，而生产力的先进程度更是未来世界竞争的重要元素。而在我国，如此重要的技术之所以发展相对较缓，除了技术因素外，市场需求反应不强烈也成为起发展的重要掣肘因素，故对于其的市场开拓显得尤为重要。

二.3D打印机市场细分及应用领域：

新技术的种种优势使其有着极其广泛的应用领域，也为其创造了巨大而又复杂的受众市场，具体如下：

1.医疗行业：

现有3D打印技术已经被运用于医疗行业的众多领域，例如：3D打印骨骼和假肢比起现有技术制作速度和精确度都有优势，并且成本并不比传统制作高。不仅仅是骨科，口腔科、整复外科、肿瘤科都可以运用到3D打印技术，上海市医学会骨科专业委员会主任委员、医院骨科医院院长袁文教授曾说过：“3D打印模型清晰、精准，有了它，术前设计可以非常精准，不仅让手术更顺利，连与病人和家属沟通也更方便。将来的医院可能出现‘3D打印科’。”②

2.影视业：

各种影视道具的制作，面具等特殊用品的制作，利用3D打印机可以快速成型可以将现场导演或编剧的部分创意快速实现，将一些场景模拟制作出来。但是，现阶段由影视基地直接购买3D打印机来进行制作道具场景模型的较少，多是有3D打印机的公司接来自影视基地的制作委托，但随着该行业的发展，影视基地自行购买3D打印机来进行道具制作的未来并非不能。

3.教育业：

鉴于我国国情，我们小组认为现阶段最需要3D打印机的教育机构是高校，这里并不是说仅仅将3D打印机作为些其专业的研究材料和研发对象，而是要将部分3D打印机向一般学生开放，大学生理当是中国最有创意的一群人，而3D打印机则是为大学生们提供了一个将自己创意实现的平台，很多非工科专业的学生有创意但却苦于自身没有相关技术无法将其实现，3D打印机的对一般学生开放可以帮助大学生更好的实现其创意。根据我们的实地调查也有73.7%的大学生表示对于学校引进3D打印机供一般学生使用表示支持。而针对中小学的教育投入3D打印机泽有利于将很多复杂的数学的或者抽象的概念具体化，加深学生的理解，从而增强教学效果，欧美国家已经开始逐步试用，但考虑到我国的中小学教育现状，在中小学引进3D打印辅助教学必不实际，但可以是未来教育的趋势。

4.文物行业：

文物作为一手史料，有极高的历史研究价值，但是，由于其经历的时间过于悠久，极易于损毁，而3D打印机将文物以极高的精确度复制下来，这不仅有利于对于文物的历史价值的发掘，更可以帮助修复受损文物。

5.建筑业：

建筑业是3D打印技术进入的最早的领域之一。以前的3D打印技术还仅仅是将3D打印用于对建筑的设计和建模，例如：ABC成像公司制作的建筑模型，这些3D打印技术制作的模型的独特处在于，由于精度极高，无法使用传统注塑工艺实现，传统硬纸模型强度不够，要进行游廊后面柱子的雕刻就会导致整体结构崩坏，故3D打印建模的优势远胜于传统建模工艺。随着技术的发展，3D打印技术已经可以直接运用于建筑业，南加州大学的比洛克.霍什内维斯已经制作出名为轮廓工艺的建筑机器人，其工作原理与3D打印机基本一致，也是分层喷射材料挤压成型，有着惊人的制造效率，20秒内可以制造1平方英尺的墙。

6.饮食业：

饮食业的机会在于，3D打印技术能给饮食业带来带来制作工艺和创意方面的创新，3D打印出的食品具有的独特口感也可以作为其卖点。

7.生活时尚用品：

3D打印技术的出现对于生活时尚用品行业的影响十分深远，3D打印技术使每个人都可以成为设计师，将自己的创意实现，而不必具备相应的制作工艺和技能，而3D打印技术也使很多手工难以实现的创意实现，新材料，新设计也相伴而生，未来3D打印技术很有可能成为时尚产业的一个重要组成部分。

8.航空航天业和军事工业：

航天业的技术发展离不开精确的制造工艺，一点点细微的误差在航天业中都是不被允许的存在，传统制造业为了满足航空航天技术的需求，往往需要极其复杂的制造设备和有着丰富经验和顶尖技术的技术工人才能提供相应的航天材料和工件，而3D打印技术则可以很好的为提供精确的制造工艺。而且，3D打印技术也可以大大拓宽设计师的设计空间，将电脑中的数据建模实体化，更加利于航天技术的发展。3D打印技术为军事工业提供更多的设计空间和模式设计可能，但是由于我国国情，这两个产业由国家垄断，私人企业进入门槛较高，故本文不着重介绍这些行业。

三.开拓3D打印市场的策略

1.利用3D打印技术绿色生产的优势进行营销策划

3D打印技术在部分生产领域可以减少生产工序过程中的大量污染，举个例子：比如生产一块玻璃，现在的生产工艺是一条流水线，将经过沙子高温熔化塑型冷却等工序制作成，期间会产生大量有毒气体等污染，而3D打印机则可以在像沙漠等阳光充足的地区利用太阳能的热量将沙子熔化再制造成玻璃器皿，整个过程完全绿色无污染，实际上在摩洛哥，马库斯.凯泽博士就实现这种3D打印机的制造，其名为“太阳烧结器”。

根据著名的“阿特斯金可行性研究”，在生产塑料的工艺中，3D打印机生产比注塑机要提高大约10倍的耗电量，而且如果使用的是一些热固性聚合物，这些材料制造后产生的废料是难以回收利用的，而且在生产有较大空隙的塑料产品时这种浪费尤为严重，而且产生的废料只有40%可回收，60%都会被废弃，但是好消息是注塑机在生产塑料过程中要使用一种有毒的化学“脱模剂”，而3D打印机则不需要，但从碳足迹的角度说，在塑料制造上3D打印比起传统制造优势并不大，水溶性支撑材料的利用率越来越高，就环保生产角度，该材料可能比其一般塑料更有前途。

2.进行3D打印技术Fabapp平台的开发

这牵涉到3D打印技术的未来发展方向，Fabapp平台就像iphone的应用程序一样，他会在设计过程中提供指导，使你能将现实中自己的需求通过3D打印快速实现，例如：你在线购买一个Fabapp，他为你提供指导，你上传自己手照片和自行车手柄的快速光学扫描，设定颜色和材料，就可以拥有一副和自己手完美契合的手柄把套了。

但这样的软件多处于开发阶段，但它的出现是该产业发展的趋势，将带来新的经济，故可以尝试投资该软件的开发，当3D打印产业普及后，可以预期产生可观的利益。

3.利用体验经济对消费者的吸引力

约瑟夫.派恩和詹姆斯.吉尔摩在《体验经济》一书中提到，未来的竞争体验度的作用会越来越明显，产品对消费者而言是枯燥又必须的，但独特而鲜明的产品对消费者更具有吸引力。③派恩和吉尔摩强调DIY创新的产品和技术更具吸引力，在体验经济中，利润高的公司既销售产品也给消费者带来切身的体验或观念上的转变，这种感受会提高消费者对产品的忠诚度，并且愿意进行二次乃至多次消费。

而3D打印机这项产品正是迎合了这种经济模式的理念，对未来消费市场颇具吸引力和影响力。它所生产的产品与提供的服务，在现在以及未来的消费市场中，对于轻工业企业、网络DIY设计者、艺术家以及追求生活品味的白领有着极大的诱惑。

4.创造一个能让客户充分体验到DIY的乐趣的文化氛围

MakerBot公司的官网为他的客户提供打印项目和技巧，帮助客户庆祝纪念日等各种日子，创造独特的有关3D打印的活动，如“极客骄傲日”，为客户提供3D打印产品设计文件的下载，让客户更加容易享受到3D打印带来的快乐。

这种娱乐性的方式将设计和制造变成对客户而言平等，有趣且充满变革的体验，相同的方法适用于推广价格较低，面向一般人和小企业的小型3D打印机。

5.建立自己独有的销售平台或者去经营销售平台

3D打印产品的受众和生产者之间需要有个能彼此交互信息的平台，消费者希望能自己自己的生产要求，而生产者则希望自己的产品能被有购买预期的消费者看到，于是销售平台的重要性就不言而喻了，例如：Shapeways公司提供了一个创新型设计市场，该公司是一个基于网络的市场，为设计师托管店面，为客户托管以设计文件发送过来的3D打印制成品，它为人们提供了一个推销自己3D打印产品的平台， 100KGarages公司则是通过作为中介，联系使用3D打印技术生产产品的厂商和买家，作为中介获取中介费用，通过让有需求的厂商在100kGarages网站上需求，再由生产商来接洽生产任务，这种经营模式也是3D打印产业中的一种可以存在的部分。这种平台战略不仅有助于推广该技术，成功的构建平台的公司，将在未来这个行业的发展中取得极大的优势地位，而中国这种3D打印产品专有的平台还属于空缺状态，有资本的投资者可以对这一领域重点关注。

6.3D打印耗材的开发与销售

3D打印设备“买得起，用不起”，是很多国内用户的心头痛，因为进口耗材太贵。很多3D打印材料我国都不能实现自我生产，例如，沪上多家医院的口腔科正与创新中心一起研发隐形正畸牙套，这种3D打印出的透明牙套，不仅美观且使用方便④。上海市第十人民医院口腔科副主任徐远志告诉记者，目前这种牙套靠进口，价格昂贵，若能实现其打印材料的国产化，费用则可大幅降低。上海产研院已经搭建3D打印技术创新中心，目前，该中心已入驻5个研发团队，上海产研院院长钮晓鸣认为，尽管上海错过了3D打印的技术初创期，但在这一产业的高速增长期仍大有可为，所以，其配套的材料生产开发，也是一个很有利润和发展前景的产业，就是对于技术要求不低，需要有条件的投资者进入。

随着互联网时代的到来，市场也正发生着翻天覆地的大转变，依托网络建立的各种新的经济模式和成分已经成为整个经济社会越来越重要的一部分，“8.2法则”已经不能完全适应所有的经济领域，而“长尾经济”时代的到来，预示着这个市场对于个性化产品的需求和包容已经上升到一个从未有过的高度，⑤而3D打印技术作为一种新兴技术正适应了市场的发展需求，所以，该产业未来的发展前景是可以期待的，各位投资者有理由注意该产业的发展，以寻找适合的时机进入来获取利润。

参考文献

[1]优势部分节选自中信出版社出版《3D打印：从想象到现实》胡迪.利普森，梅尔巴.库曼著.

[2]《沪建3D打印技术创新中心 医院今后或有"3D打印科"》来源：文汇报 作者：许琦敏.

[3]《体验经济》B.约瑟夫.派恩 詹姆斯.H.吉尔默 著.

[4]《沪建3D打印技术创新中心 医院今后或有"3D打印科"》来源：文汇报 作者：许琦敏.

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新课程教材版面设计图文并茂，让学生耳目一新，内容更贴近生活，联系实际。例如，为了介绍、探讨科学技术与社会的密切联系，教材设计了“生活·物理·社会”栏目，让同学们感受到物理既有趣又有用。

每一个物理概念都有相应的英文单词表示，既促进了英语的学习，也加深了对概念的理解，还提高了学习的兴趣。“work”、“time”的第一个字母“w”、“t”分别是功、时间的字母表示。

在讲到“速度”时，课本上给出了猎豹追捕鹿与蜗牛缓慢爬行的图片等；在各章前专设一页，印有与本章内容相关的图片。

又如活动“通过两个透镜观察物体”，目的是让学生去动手、体验、观察，从而揭开望远镜的神秘面纱。

另外，课本中还设计了许多让学生便于操作的探究性实验等等。教师灵活处理这些内容，都可以对学生学习物理起到积极的推动作用，提高了学习的兴趣，从而达到很好的教学效果。

二、重视实验教学

在教学中，笔者发现学生喜欢实验，特别喜欢能自己亲手做实验。满足学生这种迫切需要的心理，同样是激发、培养学生兴趣的一种有效方法。

新课程改革提倡自主、探究、合作的学习方式，这种学习方式是以学生为主体，以能力和素质的培养为目标，以关注学生的个性发展为特点，以探究性学习为主导的模式进行。这就要求我们在实验教学中实施新的学习模式。

为了使实验探究深入一层，更进一步，我们成立了学生专题探究实验中心小组，把班级学生分成4个中心实验小组，定期召开会议，布置任务，自主设计实验方案。然后学生在教师的指导下进行实验探究。

学生通过自主探究性的实验，弥补了课本书刊上只有实验结果的缺憾，自悟知识的个中真谛，自寻摆脱挫折达到成功的蹊径，自谋解决实际问题的良方，更是培养了学生实事求是、严谨求实的科学精神，一丝不苟的科学态度和团结协作的科学作风，从而使学生初步掌握科学的研究方法，形成终身学习的意识和能力，培养了学习兴趣。

三、采取新颖教法

虽然物理实验生动有趣，但物理原理和计算却显得枯燥乏味。为了巩固物理实验培养起来的学习兴趣，采用新颖有趣的教法，不但能引起学生的兴奋感和愉，而且在这种气氛下学生能牢固地掌握物理知识。

在教学中，教师要根据教学内容的特点，可以采取诸如自学辅导法、质疑答疑法、对比论证法、边讲边实验法、对抗赛法、听题判断法和物理游戏法等多种启发式教学方法，这些方法都能收到较好的教学效果。

以对抗赛法为例，每章结束或临近期中期末考试复习，都可以用此法，使枯燥乏味的复习变得生动有趣，而且通过这种方法复习的效果比题海战术好得多。

比如每学完一章，教师事先拟订好题目写在投影上，然后布置学生课前准备，课上或组与组之间或男生与女生之间进行对抗赛。教师打出投影片之后，看谁答得又快又准确，在小黑板上记下各组的得分。

参与激烈的竞赛和角逐，学生的那股兴奋劲是无法用语言来形容的，这样的教学效果是反复做题、讲题所无法达到的。这种方法能考查学生思维的灵活性和敏捷性，使课堂气氛异常活跃，学生的应变能力也能得到提高，学习兴趣浓厚，知识掌握得牢固。

另外，这种方法还适用于基本概念、基本原理及物理计算的教学，可以收到事半功倍的效果。

四、开展科普活动

兴趣是求知最大的动力，浓厚的学习兴趣能加强学生学习的自主性，培养钻研精神，开发创造能力，重视学生学习兴趣的培养是调动学生学习积极性、开发学生非智力因素、提高教学质量的重要途径之一。

在教学中开展科普活动，重视第二课堂，对于发展学生学习物理的兴趣，具有重要的作用，还可以扩大学生的知识面，同时对学生的创新精神与实践能力的培养也起到潜移默化的作用。现代科学技术发展呈现多层次多样化的交叉发展趋势，物理学是研究各种科学技术的基础，与其他学科交叉渗透，在工业、农业、军事、医疗、交通航天技术和信息技术等领域的应用不胜枚举。为此，笔者在教学中结合国内外重大事件，收集图书杂志、上网查询并下载了大量有关物理学在现代科学技术方面的应用现状及发展前景的专题资料，精心组织、筛选，每学年出6期科普专栏。该科普专栏设置在学校的走廊过道，学生课前、课后都能随时观赏到图文并茂、通俗易懂的科普墙报。

如分别出过“纳米技术”、“航天技术”、“物理学与载人飞船”等科普专刊，让学生感到物理就在身边，与我们现在和未来的生活息息相关，我们只有努力学习才能紧随时代的步伐前进。这样能激发学生较高层次的学习动机和探索科学的强烈愿望，使之保持学习物理的浓厚兴趣。

五、提供成功体验

所谓成功，即行为者达到了预定的目标或获得了预期的结果。行为者一旦取得成功便会产生愉快的情绪和体验。在初中物理教学中，成功意味着学生在学习上获得进步和好评。因此，教师的表扬与肯定显得格外重要，尤其是对那些学习有困难的学生，一次好成绩的取得，教师的一句表扬和赞赏，或是一种信任的目光，都会给他们以无穷的力量，使他们兴奋不已。教师对学生的评价应关注学生的发展，体现学生主体，尊重学生个体差异。

例如：为学生建立“档案袋”、“文件夹”等。教师不仅要鼓励成绩优秀的学生更上一层楼，而且更要注重发展后进生的潜在能力，帮助学生建立“我可以学好”和“我能学得更好”的信心。教师应尽可能地给他们提供成功的机会，充分信任、尊重、爱护他们，善于发现，善于引导，对他们的点滴进步及时给予表扬和鼓励，以坚定他们克服困难的自信心。

孔子说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。由知之到好之，再由好之到乐之，这是人的认识过程的三个“质”的飞跃，三层学习的台阶。当学生进入“知之”阶段时，教师通过精心、刻意的引导和培养，形成学习物理的浓厚兴趣，促使学生在物理学的殿堂里越学越有劲，乐此不疲地勤奋上进，在他们的面前铺设一条永久辉煌的人生道路，敲开物理学中一些未知领域的大门，创造出最新的神话。

摘要：物理教学的核心是注重培养学生的能力，教会学生研究物理问题的方法，训练学生的物理技能。初中物理教学是整个物理教学过程中的启蒙教育，教师在教学中要根据青少年的心理和生理特点，激发学生学习物理的浓厚兴趣。

关键词：物理教学；兴趣；创新能力

参考文献：

[1]教育部.物理课程标准(实验稿)[S].北京：北京师范大学出版社,2001.

[2]廖伯琴,张大昌.物理课程标准解读(实验稿)[S].武汉：湖北教育出版社,2002.

篇8

【关键词】空间信息网络及应用；教学方法；虚拟仿真

空间信息网络及应用课程是综合了航天技术、卫星通信技术、卫星导航定位技术、卫星遥感技术、网络技术的宽知识面、应用性课程。通过本课程的学习，让学生全面了解空间信息网络的基础理论和关键技术，理解空间信息网络的构成及各部分的工作特点，初步掌握卫星通信、卫星导航、卫星遥感等基本原理、应用现状及发展趋势。为本科学生毕业后从事空间信息网络相关工作或继续深造研究相关课题提供基本的理论基础。一方面由于空间信息网络涵盖的领域众多，需要掌握的知识点比较分散和抽象。另一方面，随着我国“天地一体化信息网络”重大工程的建设和发展，近年来空间信息产业蓬勃发展、日新月异。因此空间信息网络及应用课程如何与时俱进，综合应用各种教学手段，并在教学过程中结合前沿的技术发展和重大事件，提高学生的学习兴趣、巩固学生对知识点的掌握，并结合思政教育、培养爱国主义情怀，成为该课程教学改革的主要目标。本文以南京邮电大学空间信息网络与应用课程的教学为例，以作者的教学实践为切入点，分析教学过程中出现的问题，在总结教学经验的基础上，归纳总结出一系列的有效措施，初步探讨空间信息网络及应用课程教学内容和教学方式的改进。

1教学中的问题与剖析

在南京邮电大学的本科生培养计划中，空间信息网络及应用作为大类专业限选课程，可供通信工程、信号处理、自动化、智能科学与技术等专业学生选修。课程按照绪论、卫星通信及应用、卫星定位导航及应用、卫星遥感及应用，分为四大部分、七个章节。根据作者的教学经历，总结了如下问题：（1）空间信息网络及应用课程的知识点比较分散，涉及卫星通信技术、卫星导航定位技术、卫星遥感技术、航天技术、网络技术的交叉和延伸，所需前置课程包括信号与系统、通信原理、电磁场与微波、计算机网络等多门基础课[1]。然而选修该课程的同学专业背景不尽相同，各自所学前置课程也有所区别，导致接受新知识点的能力也有所差异。因此完全相同的授课内容和教学侧重点，会使得学生对知识点的掌握程度参差不齐，严重影响了教学效果。（2）空间信息网络及应用课程的知识点比较抽象，传统的授课方式过于单一、难以具象化，使得学生很容易对教学内容感到枯燥，必然会导致课堂教学效果不理想，学生的学习主动性也逐渐下降，对知识点的掌握不牢[2]。另一方面，近年来空间信息产业蓬勃发展，国内外空间信息领域不断涌现出新的技术，使得相应的教材内容有所滞后，所列举的卫星通信、卫星导航等系统已落后于当前的发展趋势和前沿动态。（3）近年来面对错综复杂的国际形势，在专业课上结合课程相关内容，对学生进行思政教育显得尤为重要。我国的空间信息和航天领域的发展虽然起步晚于西方发达国家，但进入二十一世纪后，尤其是近年来的发展速度极其迅猛，如何结合我国近期的重大航天任务，培养学生爱国主义情怀，是课程教学中值得思考的问题。而传统的空间信息网络授课内容中并未关注思政教育的结合。

2教学改革与实践

针对以上问题，作者在教学实践中采取了以下三点改进措施：（1）坚持“因材施教”的基本原则。教学内容和方法的改进是永无止境的，也是教学改革的主要方面，更是提高教学效果的重要途径之一。然而，任何一种改进都不能背离“因材施教”的基本原则[3]。必须针对不同专业的教学班，对教学内容和方法进行“量体裁衣”，摒弃完全相同的授课计划和教学内容，分别根据不同教学班的专业背景和前置课程，调整教学侧重点和教学内容。例如，针对通信工程专业教学班，对于卫星通信相关知识点，可采用“巩固—延伸”的方法，即在通信原理等专业课的基础上，帮助学生回顾已经学习的通信基础知识，从而进一步延伸到卫星通信系统。而对于自动化、智能科学与技术等非通信类专业的教学班，由于通信原理的前置课程的缺失，需要在讲述卫星通信相关章节之前，深入浅出的讲授通信的基本知识和原理，使得学生对无线通信有了一定程度的理解后，才能够开展卫星通信相关知识点的学习。（2）综合多种授课方式，与时俱进的引入前沿内容，提高教学效果。作者在教学实践中，在传统的幻灯片授课加教师口述讲解的基础上，引入了三维虚拟仿真演示，来激发学生的学习兴趣，强化知识点掌握。虚拟仿真作为重点建设的教学新形式，其优势在于借助先进的沉浸式体验和三维显示技术，将教学大纲的内容在计算机虚拟环境中重现出来，能够将抽象的概念具象化，并且正确真实的反映原理和现象，帮助学生更好地掌握对应的知识点[4，5]。例如，将枯燥乏味的调制编码计算、卫星通信链路设计等，转换为三维动画过程，帮助学生理解知识点，进而完成相应课堂作业，做到虚实结合、虚实互补。另一方面，在授课内容上补充前沿技术、空间信息产业最新发展，例如，可以补充我国“天地一体化信息网络”重大工程的启动，北斗三号全球导航定位系统的正式运行，以及美国太空探索公司“星链”计划等商业的实施，从而激发学生好奇心和知识额外获取的满足感。同时通过时事热点和实际应用的授课内容补充，增强学生的代入感。例如，在讲解卫星遥感的气象遥感应用时，可以播放天气预报的卫星云图视频，让他们觉得空间信息网络技术不是虚无缥缈的，而是与日常生活息息相关，进一步增强学习的兴趣。（3）结合授课内容，加强思政教育[6，7]。首先可以通过讲解我国科技前辈艰苦奋斗的历程，激发学生奋发图强的精神，学有所成后解决“卡脖子”的技术难题。例如，在讲解卫星定位和导航相关内容时，可以用我国北斗导航卫星系统的发展为例，讲述20世纪80年代中期在国外技术封锁、国内物资匮乏的不利条件下，老一辈的科研工作者不计个人得失、无私奉献，通过几代北斗人三十多年的艰苦奋斗，终于建成了北斗三号卫星全球导航系统，系统服务能力步入世界一流行列。其次通过阐述我国航天事业和空间信息网络的发展，建立学生的民族自豪感和使命感。例如，通过在教学内容中穿插介绍“天宫”系列航天空间科学实验室、“神舟”系列载人航天飞船、“嫦娥”系列月球探测器、“天问”系列行星探测任务、“鸿雁”卫星星座通信系统、“虹云”星载宽带移动互联网络等一批我国航天事业和空间信息网络发展里程碑式的典型代表，树立我国航天大国的地位和形象，增强学生的民族自豪感和爱国主义情怀。

3结语

本文以空间信息网络实际教学中遇到的问题作为切入点，对教学内容和教学方法进行了改进和革新。主要阐述了针对不同专业的教学班，综合应用各种教学手段，引入空间信息网络的前沿的技术发展和产业动态，并结合教学内容进行思政教育。本文提出的教学方法和教学内容的改进仅是初步的探索，必须在教学实践中根据学生的课堂反映和课后的作业反馈，实时调整教学方法[8]，最终达到提高教学效果的目的。

【参考文献】

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篇9

关键词：　摩托车产业；技术创新；发展

二十世纪末，人们把传统机械制造业称为“夕阳产业”；因为比较新兴的电子工业、化工技术、生物技术、核能技术、航天技术、信息产业、新材料等高新技术产业而言，其利润薄、投资回报率低；因此，发达国家进行产业调整，一般采取两种措施对传统机械制造工业进行改造：一是加大机械制造产业产品的科技含量以提高产品价值；二是把回报率低的劳动密集型传统机械制造工业向发展中国家转移。面对这种新的形势，中国有条件也有能力成为全球性的机械制造加工中心、世界的加工厂。实行改革开放政策以来，我国摩托车产业可谓生逢其时；由于我国所拥有的厐大摩托车消费市场、及人材、劳动力资源得天独厚的优势，近十年来我国摩托车工业取得了前所未有突飞猛进的发展；摩托车整车年生产能力达1500～2000万辆，摩托车发动机年生产能力达2000万台以上，奠定了生产能力崛然雄居世界第一的大国地位。其摩托车、发动机产品种类逐年增多，生产能力不断扩张增长，产品的性能、质量水平也日益提高；从而奠定了实力雄厚的我国摩托车工业体系。

加入WTO建立东盟自由区为我国摩托车产业走出国门参与国际竞争提供了更多的发展机遇和挑战，而且机遇大于挑战。我国摩托车产业其人材、技术、设备、制造生产基础雄厚，具备较大优势；国内已有的摩托车制造及相关配套产业具有的巨大生产潜在能力，为摩托车制造业走出国门参与国际竞争奠定了基础，这也是世界经济一体化，国际协作分工使然。中国作为世界上最大的发展中国家，据有关统计我国的机械制造产业其技术人材、劳动力成本仅为国外发达国家市场的五到十分之一左右，在贫困地区甚至还要低；并且在相当一段时期内将会予以保持下去；这为我国机械制造产业和摩托车产业的持续稳定地增长发展创造了有利条件和机遇。据资料统计，单是我国地处西部的重庆地区就有近一百万人直接与间接“吃两个轮子的饭”，而重庆摩托车板块在国内面对激烈的竞争形势经历年而不衰傲然崛起首先得益于西部重庆地区廉价的劳动力、及发达的传统机械制造工业所形成壮大的摩托车配套制造业。可以说我国摩托车产业是国民生产参与国际竞争最具发展前景竞争能力的行业。

改革开放之初，我国摩托车产业实施了积极的“引进、消化、吸收”的政策，强调上规模、上效益；积极实行通过引进外资、合资“以市场换技术”，通过开放市场获取先进技术的战略。通过合资学习技术“以市场换技术”是我国产业政策的初衷，也是我国摩托车制造业界的愿望。但是，外资企业将我国摩托车制造企业既当作合作者又视为潜在的竞争者，他们并不会主动外溢先进技术，培植自己的竞争者。总之，并不是引进了车型、制造设备、及技术资料就等于转让了技术、掌握了这些技术。我国摩托车产业如何走可持续发展道路从生产大国迈向制造强国，单靠价格战是不够的，必须提升我国摩托车制造业的整体科技水平和质量，我们才有资格与国外摩托车行业竞争，并在国际市场争雄取胜。今后摩托车产业单纯的价格战将进一步转化为技术创新、质量、品牌的竞争。我们认为目前我国摩托车产业面临进一步实施技术创新提高升级的形势，而正是由于我国摩托车工业科技水平存在的较大差距，制约了我国摩托车制造业进一步升级，制约了由摩托车制造大国迈向摩托车制造强国的进程。

为了提升我国摩托车制造业的整体科技水平和质量，引导我国摩托车制造业持续健康发展，推动我国摩托车制造业进一步升级，使我国摩托车制造业尽快与国际经济融为一体。面对全球新一轮经济协作和分工，及世界资源的重新配置整合和新的挑战，如何使我国摩托车产业成本与技术双翼齐飞？分析研究我国摩托车产业的现状我们认为我国摩托车产业必需实施技术创新，努力提高技术创新能力和核心技术竞争力以参与国际竞争。当前我国摩托车制造业应当十分重视技术开发和技术创新，21世纪人类社会已进入科技知识经济时代，企业竞争的重要手段是企业技术开发和技术创新自主知识产权的竞争、企业进行技术开发和技术创新以争得市场份额、拓展生存空间、求得自身发展。在知识经济迅猛发展的当今世界，国际竞争中企业之间的较量也是企业的技术开发和技术创新核心技术研发能力、产品的开发能力、制造能力和市场推广能力的较量。而在核心竞争力中，企业的技术开发和技术创新能力在市场竞争中正在占有越来越重要的地位；企业如果拥有自主知识产权的核心技术，就拥有了占领市场竞争的优势条件，也就掌握了市场竞争的主动权和制高点，对于我国摩托车产业来说才有可能实现摩托车强国梦。

我国摩托车制造业实施产业技术创新，提高技术创新能力和核心技术竞争力我们认为应注意以下三个方面的问题：

1）我国摩托车制造业应利用新原理、新技术、新设计理论、新结构、新工艺、新材料、航天技术、信息技术等高新技术的基础理论和应用科学的研究成果进行技术创新。当今世界已进入科技知识经济时代，制造产业竞争的重要手段是企业技术开发和技术创新的竞争。例如，利用计算机数值化设计、计算机模拟、仿真虚拟化结构设计与改进，利用计算机对发动机的燃烧控制模拟、虚拟化计算理论完成对摩托车发动机结构优化改进设计；利用多体有限元计算机数值化虚拟化结构设计技术对摩托车整车结构及零部件进行优化开发设计；利用反求工程、逆向工程技术创新设计。实施技术创新，迅速转化为生产力促进新产品的开发，追踪国际先进技术，缩短我国摩托车制造业与国外先进技术产品的差距，并且开发出具有中国特色水平先进的摩托车精品。随着科技进步，现代摩托车技术对使用性、可靠性、节能、绿色环保、安全保证、方便、骑乘舒适性要求的提高；智能化、高科技水平将不断推动摩托车制造技术的进步和创新，我国摩托车制造业应积极主动地利用人类一切科学研究成果，对摩托车设计制造最佳参数的选择、电子计算机驾驶操纵控制技术、纳米、激光、陶瓷喷涂、镁铝、钛合金技术、电喷技术、可变系统技术、ABS技术、车载电话和音响、自诊断技术、GPS全球卫星定位系统、微电脑集中控制进行技术开发创新；将信息化新概念进一步融入摩托车的功能中：而自动控制防碰、语音驾驶、自动驾驶、车况报告等许多功能将得到延伸和开发应用。现代摩托车越来越智能化信息化，例如，最新推出的智能化概念车，可以实现人车的双向交流，操作系统智能化高、简洁、方便、可靠性实用性强，代表了未来车控的发展方向。利用新原理、新技术、新设计理论、新结构、新工艺、新材料、航天技术、信息技术等高新技术的基础理论和应用科学的研究成果全方位多点思维推进摩托车制造业全面技术创新，代表了当代摩托车制造业的发展方向。因此，我国摩托车产业不能仅满足于在低档次、低价车上的竞争，应善于敏捷地利用新技术，创造民族品牌精品；改变目前我国摩托车产品出口主要优势在价格低廉而质量水平缺乏档次的状况。争取做到不仅输出高质量、高性能的产品，而且还可以输出品牌、技术、专利。在新一轮竞争中，争取优势，为人类社会的文明进步为国民经济的发展再创辉煌。

2）利用新技术、新工艺应用科学的最新研究成果及成熟的技术成果进行技术创新，应用技术创新解决摩托车制造中大量的制造加工实用技术型问题，提高我国摩托车加工制造的整体发展水平。例如以摩托车发动机曲轴活塞连杆机构制造加工为例，曲轴活塞连杆机构是摩托车发动机的关键组成部分，对发动机的工作性能和寿命具有十分重要的作用，控制摩托车曲轴活塞连杆机构加工的精度，提高产品装配质量，以提高可靠性减小震动。在我国发动机使用和工作过程中，其发动机的磨损、变形，振动和噪音有很大部分是由曲轴活塞连杆机构造成的。尽管我国引进了国外制造的车型和发动机曲轴活塞连杆机构加工设计图纸资料，但曲轴活塞连杆机构加工的一些核心技术、关键的地方还并未完全掌握，因而影响了发动机的使用工作质量。又如摩托车发动机广泛采用的变速传动件齿轮的制造加工，由于未掌握其关键技术，国外购进的某些相同配套齿轮其精度比国内自制齿轮零件的精度还低，可是在实际的装车试用中啮合传动噪声很小，效果反而较国内制造的好。在对比检测中发现齿轮的基本参数是一致的，两者只是在齿轮齿形的形状等一些细微的关键地方与国内生产的齿轮有所不同。又如我国引进日本制造的某摩托车，在曲轴的一级传动齿轮连接处，按引进日本公司提供的图纸资料加装一内齿圈，其减震效果显著。在我国的一些摩托车制造企业中摩托车齿轮零件设计参数，是引进日本摩托车公司提供的图纸资料，国内的企业也是基本按照产品图纸资料加工的，而在企业选择制造工艺时，为提高产品装配质量，有的地方在理论尺寸精度上还高于日方引进资料规定的加工工艺。但是，生产出的齿轮其工作性能却存在明显的差距；如何在理论上确定齿形的修形参数来保证产品质量，精度的控制项目、误差范围、齿廓形状的控制、齿形测量；如何利用先进的装配工艺技术分组选配法等提高产品的装配质量。这类实用工程技术型问题也是我们在实施工程技术创新要努力解决的问题。

实施应用科学工程技术创新，发展新的生产要素或发展原有生产要素的新用途，可以大规模地提高劳动生产率，降低生产成本。提高原有生产要素的使用效率，同样可达到适应市场变化多品种小批量，柔性制造提高劳动生产率、降低生产成本提高核心技术竞争力和参与国际竞争的能力的目的。在我国摩托车制造业各种先进精良的制造技术例如：CAM.CAQ.CIMS、FMS、GT、AM、CAPP、JIT、MRPⅡ、热处理表面处理技术、激光納米制造技术等现代化先进制造技术较少在生产实际上研究创新发展应用。近年来我国摩托车制造业虽然引进了大量的设备装备，但生产组织、管理、精度、自动化、柔性生产等的技术创新和研究运用都远不如国外先进企业。对于我国的一些大型企业虽然进口了大量先进机器设备，生产组织信息化管理却相当落后，并缺乏制造核心技术。我国摩托车的零部件生产线，仍然普遍采用大批量自动化生产线，存在着节拍慢、自动化程度低和缺乏柔性对市场信息反应慢等问题。以数控加工中心为基本单元的柔性生产线在我国也仅有个别大型企业应用，并且其管理手段也十分落后。研发高质量的摩托车离不开采用高水平的试验检测方法、手段，如动态检测、动模拟试验、高性能的计算机数值化、计算机模拟、仿真虚拟化结构设计试验。我国摩托车制造企业自动化在线监控检测技术、产品检验技术也缺乏发展新的生产要素或原有生产要素新用途的技术创新。总之，我们必须根据我国的具体国情实施应用科学工程技术创新，提高我国摩托车制造产业生产质量、提高国际竞争力，走有中国特色的摩托车制造业道路。

篇10

关键词：载人飞船，空间站，空间实验室，空间交会，空间对接

中图分类号：N04；V2文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8578.2016.06.011

Abstract：This article explains the basic concepts of manned spaceship and space station， introduces the basic theories and control methods for orbital rendezvous and docking system. Furthermore， the article also makes a brief description of the technical features and development of orbital rendezvous and docking of Chinese manned spaceship with space station， especially points out the significance of rendezvous and docking technology for Chinese manned space project.

Keywords： manned spaceship， space station， space lab， space rendezvous， space docking

引言

2016年10月17日7时30分，酒泉卫星发射中心发射塔架上，一团明亮的尾焰从二F遥11运载火箭下方喷薄而出，火箭缓缓上升，迅速加速，冲出大气层，直奔预定轨道。在火箭头部的整流罩内，容纳着神舟十一号载人飞船和本次任务航天员景海鹏、陈冬。10月19日凌晨，神舟十一号飞船与在轨运行的天宫二号空间实验室实现自动交会对接，景海鹏和陈冬进入天宫二号，开始为期33天的中期驻留任务。驻留期间，两位航天员将进行数十项科学实验，同时也为中国航天员在轨中期乃至长期驻留积累科学数据与实践经验。神舟十一号与天宫二号的对接和航天员驻留任务，标志着中国神舟系列飞船和空间实验室技术已经成熟，具备了保障航天员中期驻留生活和工作的能力。

中国载人飞船的名称“神舟”，蕴含着中华民族的文化、历史特色，表明这是一艘神圣的船、神奇的船、13亿神州的船，同时能够体现航天器的功能或用途，字面上就能了解这一航天器是飞船[1]。中国空间实验室的名称“天宫”，同样具有浓郁的民族特色，寄托华人无限憧憬。“天宫”即“天上宫殿”，很容易和“空间实验室”“空间站”这些概念联系起来[2]。究竟什么是载人飞船？空间站与空间实验室有何区别？交会对接是如何进行的？本文对载人航天交会对接相关术语解读如下。

一载人飞船是什么

载人飞船（manned spacecraft）是能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并安全返回地面的航天器。载人飞船可以独立执行航天任务，是目前最小的一种载人船天器，仅能往返使用一次，在太空轨道上一般能单独飞行数天到十几天，也可作为往返于地面和空间站之间或地面和月球以及地面和行星之间的“渡船”，还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行[3]。载人飞船通常借助运载火箭发射进入太空，绕地球轨道运行或进行轨道机动飞行。从结构上看，载人飞船一般分为轨道舱、服务舱和返回舱三个部分。轨道舱是航天员在太空任务中工作和生活的空间，这一部分具备功能完善的生活保障系统，并拥有各种观测仪器和通信设备。返回舱也是密闭座舱，它能耐受再入大气层时气动加热产生的高温，依靠巨大的减速伞系统和反冲火箭进行减速，保证航天员安全返回地面。在飞船起飞和再入大气层阶段，航天员都处于返回舱内。服务舱也称作仪器设备舱，它的内部装有电子设备以及环境控制、推进系统和部分通信设备，此外还装有变轨发动机和燃料贮箱等。服务舱外部还装有用于产生电能的太阳能电池帆板。

二空间站和空间实验室的概念和区别

空间站（space station）通常也被称作轨道站或轨道空间站，它实际上是一种能够支持乘员长期逗留的在轨运行的航天器，也可以理解为一种在特定高度轨道上运行的“载人卫星”。空间站一般具备两个基本条件：首先具备能支持乘员长期在轨逗留，满足工作和生活的各种功能需要；其次必须具备作为目标航天器的交会对接能力，这样载人飞船和货运飞船才能与空间站实现对接，实现航天员的轮换和物资的补给。

空间站不同于普通的载人飞船，它一般不具备主推进系统，也不具备再入着陆系统（紧急情况下供乘员逃生用的飞船除外）。

空间站是重要的航天研究平台，也是航天研究重要的基础设施，它可以用来研究长期太空飞行对人类身体机能的影响，可以从事大量和长期的太空科学研究实验，这样的太空实验条件是任何其他航天器都难以提供的。现代空间站多采用多舱室结构，即以核心节点舱为中心，周边安装多个功能舱组成联合体，实现长期在轨运行和工作。迄今为止单次太空任务航天员在轨驻留最长的纪录是：俄罗斯航天员瓦列伊・波利亚科夫在“和平”号空间站上停留了437.7天。

空间实验室（space laboratory）尚没有明确的定义，它是为了发展空间站，从载人飞船过渡到载人航天基础设施的试验性航天器。它强调功能，可能是一种空间站，也可能作为空间站附属，或航天飞机搭载的空间设备。迄今为止，中国先后发射过两个具备空间实验室特征的航天器：天宫一号和天宫二号。

天空实验室（Skylab）原本是美国发射的第一个空间站，从1973年一直运行到1979年。如今天空实验室被航天界看作是空间站技术的重要实验平台，也是迈向成熟空间站技术的重要关口。美国1973年利用“土星”V号运载火箭发射的天空实验室重达77.1吨，它包括一个工作舱、一个太阳观测舱和其他任务系统。天空实验室入轨后，美国陆续发射了3艘载人飞船，每次运载3名航天员前往天空实验室。

从装配方式上，天空实验室的工作舱、过渡舱、对接舱和太阳能望远镜在地面组装好，借助“土星”V号运载火箭送入轨道，之后再将载有3名航天员的“阿波罗”飞船送入轨道，“阿波罗”飞船同天空实验室基础部分对接，组成完整的天空实验室。天空实验室与标准意义上的空间站的主要区别是，前者的基础部分是在地面装配完成，整体发射入轨，载人飞船通过交会对接与空间站连接成组合体，航天员进入天空实验室驻留和工作；后者则是把各个舱室分别发射升空入轨，在轨道通过多次交会对接构成空间站组合体，组合体拥有两个或更多对接机构，可供载人飞船或货运飞船使用，其功能比天空实验室更为强大，保障能力也更为完善。美国通过天空实验室计划，验证了飞船与天空实验室轨道交会对接技术、舱外作业技术、航天员中长期在轨驻留等多项技术，并进行了大量太空科学观测和实验，为美国后来在全球范围内组织国际空间站项目准备了基本条件。

三空间交会对接

1. 空间交会对接的概念及实现过程

空间交会对接（space rendezvous and docking）是指两个航天器在空间轨道上会合，并在结构上连成一个整体，是实现空间站、飞船等空间系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件，也是载人航天活动的基本技术之一。2011年11月3日凌晨，神舟八号飞船与天宫一号实现中国首次空间交会对接。2012年6月18日14时，神舟九号飞船与天宫一号实现中国第二次空间交会对接，这是中国飞船首次载人交会对接。这次成功交会对接使中国成为继俄罗斯和美国后世界上第三个完全掌握空间交会对接的国家。

交会对接要求地面发射两个航天器，通常先发射目标航天器，后发射追踪航天器。追踪航天器进入轨道后，先是运行在比目标航天器稍低一些的圆轨道，然后通过霍曼变轨进入与目标航天器基本一致的轨道，并与目标航天器建立通信联系。实现轨道一致后，追踪航天器调整自己与目标航天器的相对距离和姿态，逐渐靠近目标航天器。当两个航天器的距离为零时，追踪航天器与目标航天器通过对接锁定机构实现稳固连接。两个航天器随后开启舱门，实现空间共通，航天员可以在两个航天器之间移动，完成既定任务。

在交会对接过程中，追踪飞行器的飞行可以分为远程导引、近程导引、最终逼近和对接停靠四个阶段。在远程引导阶段，追踪飞行器在地面测控的支持下经过若干次变轨机动，进入到追踪航天器上的敏感器能捕获目标飞行器的范围，一般为15～100千米。在近程导引段，追踪飞行器根据自身配备的微波和激光敏感器实时测量与目标飞行器的相对运动参数，自动引导到目标飞行器附近的初始瞄准点，此时两者相距0.5～1千米。在最终逼近段，追踪飞行器将捕捉目标飞行器的对接轴，并根据情况进行适度机动，进入对接走廊，此时两个飞行器接近至100米，相对速度约1～3米/秒。在对接停靠段，追踪飞行器利用光学传感器精确测量两个飞行器的距离、相对速度和姿态，同时利用发动机进行机动，沿对接走廊向目标飞行器接近。在对接前，追踪飞行器关闭发动机，以0.15～0.18米/秒的停靠速度与目标相撞，利用栓-锥或异体同构周边对接装置使两个飞行器在结构上实现硬连接，同时完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接。

2. 空间交会对接机构

空间交会对接要求两个航天器在轨道上组成联合体，这就要求目标飞行器和追踪飞行器配备专门的对接机构。对接机构是能够将两个飞行器连接并锁定成为稳固联合体的机械结构。按照对接机构的不同结构和工作原理，空间对接机构可分为“环-锥”式、“杆-锥”式、“异体同构周边”式和“抓手-碰撞锁”式四种。“环-锥”式机构是最早期的对接机构，它由内截顶圆锥和外截顶圆锥组成。“杆-锥”式（也叫“栓-锥”式结构）是在两个航天器对接面上分别装有栓和锥的对接机构，俄罗斯“联盟”飞船与“礼炮”号空间站、美国“阿波罗”登月舱与指令舱等的对接都曾采用这种对接机构。这种对接结构由于不具备既有主动又有被动的功能，所以不利于实施空间营救。“异体同构周边”式是一种比较新颖的对接机构，能够使航天器既可作为对接主动方，也可以作为被动方，这对于空间作业特别重要。此外，这种结构将所有定向和锁定部件都安装在中央舱口的四周，保证中央往来通道的畅通。苏联“联盟-19”飞船与美国“阿波罗-18”飞船、航天飞机与“和平”号空间站、航天飞机与国际空间站等对接，都采用这种对接机构[4]。“抓手-碰撞锁”式机构是无密封性能、无通道口的设计，适于不载人航天器之间的对接，如无人空间平台、空间拖船等。

3. 空间交会对接的控制方式

两个航天器要在空间完成交会对接，必须拥有十分完善的控制手段。根据航天员及地面站的参与程度不同，空间交会对接的控制方式可以分为遥控操作、手动操作、自动控制和自主控制四种类型。遥控操作方式下，追踪航天器全部由地面站通过遥测和遥控来实现，航天员不参与控制，但遥控操作要求在全球广大区域设有地面站或利用中继卫星支持。手动操作方式是指航天员在地面测控站的指导下，对追踪航天器的姿态和轨道进行观察和判断，通过手动操作启动航天器的姿态控制系统，完成交会对接。自动控制方式同样不依靠航天员，而是由目标航天器与追踪航天器自身携带的精密测量设备和姿态控制系统相配合，在地面站的协助下实现交会对接。自动控制方式同样要求在地面设有多处测控站或中继卫星支持。自主控制方式完全依靠航天器自身设备自主实现交会对接，不依赖航天员和地面站，对技术水平的要求较高。

4. 空间交会对接的意义

空间交会对接技术在载人航天工程方面有着特别重要的意义。首先，通过空间交会对接技术，可以为长期运行的空间设施提供物资补给和人员运输服务。其次，空间交会对接技术为大型空间设施的建造和运行维护服务提供了可能。“和平”号就是由陆续发射升空的各舱段在轨交会对接组装完成的，而国际空间站除了利用空间交会对接技术组装各舱段外，还利用航天飞机的运输能力以及航天员舱外操作，实现了包括桁架、太阳电池帆板和舱段的组装。通过在轨交会对接技术，美国还利用航天飞机和航天员实现了对故障“哈勃”太空望远镜的维修。最后，空间交会对接技术可以实现空间飞行器的重构和系统优化。例如，“阿波罗”载人登月任务中，在地球轨道和月球轨道各进行了一次交会对接，用以解决火箭上升段逃逸质量与人员进入登月飞行器通道之间的矛盾，实现登月飞行器与返回地球飞行器的功能区分和独立，大幅降低了对火箭运载能力的需求。

中国载人航天工程分为三个阶段。第一阶段为载人飞船阶段，第二阶段为空间实验室阶段，第三阶段为空间站建设阶段。每个阶段都分两步走，三个阶段总计分为六个步骤。第一步，发射4艘无人飞船，攻克载人航天的技术难关；第二步，发射若干载人飞船，建成初步配套的实验性载人飞船工程，实施航天员出舱活动，开展空间应用试验；第三步，突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术；第四步，建设小型空间实验室，解决有一定规模、短期有人照料的空间应用问题；第五步，初步规划在2020年左右建造60吨级空间站，解决较大规模、长期有人照料的空间应用问题；第六步，在实施月球探测工程基础上，开展未来载人登月的各项预先研究和技术准备[5]。

2011年9月29日天宫一号作为目标飞行器顺利升空。11月1日神舟八号无人飞船升空，并于11月3日与天宫一号从对接机构接触开始，经过捕获、缓冲、拉近、锁紧4个步骤成功实现刚性连接，形成组合体，中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功。组合体飞行12天后，神舟八号飞船脱离天宫一号并再次与之成功进行交会对接试验，这标志着中国突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。

2012年6月16日载有3名航天员的神舟九号载人飞船顺利升空，并于6月18日与天宫一号对接成功。6月24日3名航天员完成手控交会对接。这是中国首次载人空间交会对接，意义重大，中国的飞船成为真正的载人天地往返工具，能把人送到空间站或者空间实验室中去。

2013年6月11日神舟十号载人飞船顺利升空，并于6月13日与天宫一号进行首次交会对接。在这次太空飞行中，3名中国航天员在太空工作生活了15天，神舟十号先后与天宫一号进行1次自动交会对接和1次航天员手控交会对接。

2016年神舟十一号与天宫二号的交会对接，是迄今为止交会对接组合体最长的一次载人飞行。

对于中国载人航天工程而言，交会对接技术是建设中国载人空间站、确保载人航天工程可持续发展的技术基石之一。交会对接技术涉及系统众多、技术复杂，要求载人航天工程各系统在若干技术领域的进一步发展和突破。同时，交会对接技术的突破也将带动中国航天技术的整体进步，增强中国航天的整体实力。

参考文献

[1] 朱毅麟. 漫话航天器命名[J].中国科技术语，2005（1）：47-48.

[2] 舒宇.“天宫一号”――中国首个目标飞行器[J].中国科技术语，2011（1）：55.

[3] 宗河.当代宇宙飞船的发展[J].科技术语研究，2004（3）：42-45.