航天工程技术精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇航天工程技术，期待它们能激发您的灵感。

篇1

航天工程育种是我国科技工作者开创的一种新的农作物育种技术途径，那么，它是如何发展起来的？目前取得了哪些研究进展？发展前景如何？太空种子有辐射吗？我们吃的蔬菜哪些是由太空种子培育出来的？本期业界观察我们特别邀请到国家航天育种工程首席科学家刘录祥研究员，请他为我们一一进行介绍。

航天工程育种的概念与优势

航天工程育种是利用空间宇宙粒子、微重力、弱地磁等综合因素的诱变作用进行农业生物遗传改良，亦称农业生物空间环境诱变育种，具体指利用返回式卫星、飞船等搭载农业生物，使其在空间环境中产生有益的遗传变异，返回地面后通过进一步选育来创造农业育种材料、培育新品种的农业生物高技术育种新方法。航天工程育种是空间科学与生命科学交叉研究的新领域。

航天环境是一种地球上无法比拟的特殊诱变源，航天工程育种具有三大优势：一是航天环境的诱变因素多，加之各种因素复合作用，对生物造成的损伤小，变异种类多、幅度大，可产生地面传统理化诱变得不到的变异；二是航天环境诱变产生的变异是DNA内部发生的重组和突变，属于生物体内源基因自身诱变改良，不存在基因安全性问题；三是育种周期缩短，航天环境诱发的变异大多在生物的第3～4代即可稳定，而常规育种则需要6～8代。发展航天工程育种技术及产业对于获得罕见突变基因种质资源，加快农作物优良品种培育，提高我国农业生产能力，保障农产品供给具有重要意义。

国外航天工程育种研究概况

20世纪60年代初，前苏联及美国的科学家开始利用卫星搭载植物种子上天，在返回地面的种子中发现其染色体畸变频率有较大幅度的增加。1996－1999年，俄罗斯等国在“和平号”空间站成功种植小麦、白菜和油菜等植物。到2009年底，美国国家航空航天局所属的作物生理学实验室已经从国际植物遗传资源库中筛选出适合空间站培植的超矮小麦、水稻、大豆、豌豆、番茄和青椒等作物品种或品系。目前，美、欧等国正在利用国际空间站进行太空植物试验研究，其最终目的是要让宇宙飞船成为“会飞的农场”。培育和筛选适宜在航天环境中生长的不同植物品种是国外航天生物工程研究的重要发展趋势，迄今为止，国外鲜见有关利用航天诱变进行农作物育种的研究报道。

我国航天工程育种进展

航天工程育种是我国科技工作者开创的一种新的农作物育种技术途径。自1987年我国首次利用返回式卫星搭载农作物种子开展航天诱变育种，特别是2006年组织实施国家航天育种工程、专门发射“实践八号”育种卫星以来，我国已经在航天工程育种技术队伍建设、农作物新品种培育、特异新种质和新材料创制、新品种培育的产业化以及航天工程育种机理研究等方面取得了重要进展。

航天工程新品种培育

通过组织实施国家航天育种工程，我国农作物航天工程育种研究取得了显著成绩，一大批产量和质量双高的新品种脱颖而出，特别是“十一五”以来，已利用航天工程育种技术先后在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、茄子、苜蓿等15种作物上培育出进入省级以上区域试验的优异新品系200多个，其优航2号水稻、鲁原502小麦、川单189玉米、克山1号大豆、中油5628油菜、中棉所50棉花、中花15号花生、航芝2号芝麻、皖红7号番茄、申粉998番茄、宇椒5号青椒、紫云2号辣椒、白茄2号茄子、农大601茄子、农箐8号苜蓿等85个农作物新品种或新组合分别通过国家或省级品种审（认）定，使我国利用航天工程技术育成的农作物品种总数达到110个。

科研人员充分利用航天工程育种诱变农作物种质创新的优势，获得了大量特异性十分突出的作物新种质、新材料。全国航天育种协作组从“实践八号”育种卫星搭载的植物材料后代中已筛选培育出400余份育种新资源，其中包括利用传统地面诱变育种技术不易获得的特异突变材料，例如：极早熟、抗病、强筋小麦新种质SP8581、SP801和SP135；优质、多蘖和高配合力的水稻新矮源材料CHA-1；表现优异的特色番茄自交系09-37-9，抗病毒病番茄96-22，早熟、高番茄红素番茄HY-2，耐贮运番茄沪番2561Sp6，高抗青枯病番茄HT-6，早熟甜椒自交系07DH132，抗病甜椒自交系09-388，炒椒型辣椒自交系05-14，抗病长白茄子E49-54等。这些优异新种质、新材料已为全国多家育种单位所引进，并广泛应用于农作物常规育种及杂种优势育种中，对促进我国农作物育种技术进步起到了重要作用。

航天工程育种关键技术研究

篇2

关键词：天水市；航天豇豆；栽培技术规程

为了规范天水市航天豇豆的无公害生产，《天水航天蔬菜新品种标准化栽培技术示范推广》项目组在充分调查、总结、分析，试验示范、推广应用成功的基础上，制定了适宜天水市无公害航天豇豆生产的栽培技术标准。本标准适用于天水市保护地和露地无公害航天豇豆生产。

1 适用范围

本标准规定了无公害航天豇豆生产基地环境条件、农药化肥使用要求，栽培技术。本标准适用于天水市保护地和露地无公害航天豇豆生产。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，鼓励根据本标准达成协议的单位研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

NY 5078 无公害食品 豇豆

GB 5084 农田灌溉水质标准

DB 62/T—2002 天水市无公害农产品质量

DB 62/T—2002 天水市无公害农产品产地环境质量

DB 62/T—2002 天水市无公害农产品农药使用准则

DB 62/T—2002 天水市无公害农产品肥料使用准则

3 生产基地环境条件

3.1 环境条件

3.1.1 景观环境

景观环境要求见表1。

3.1.2 前茬

3年内未种过豆科作物，连续栽培常规（非无公害）设施豆科作物不超过3年，前茬为非豆科作物。

3.2 土壤条件

地势平坦、土壤耕层深厚、土壤结构适宜、理化性状良好，有机质含量10 g/kg以上，碱解氮含量60 mg/kg以上，速效磷含量60 mg/kg以上，速效钾含量110 mg/kg以上，土壤pH 6.5～7.5，土壤全盐含量不超过3 g/kg。

3.3 地块要求

选择海拔1 000～1 700 m的川水地、梯田地、提灌地、摊平地，土壤耕作层30 cm。

3.4 灌水条件

符合GB 5084农田灌溉水质标准的地上水源或地下水源。

3.5 环境质量

符合DB 62/T—2002 天水市无公害农产品产地环境质量要求。

3.6 危险物的管理

有毒有害的农药、除草剂、生长调节剂、激素等危险物应有严格管理规定，不得在田间存放。

4 农药、肥料使用要求

4.1 农药使用要求

严格按照DB 62/T—2002 天水市无公害农产品农业使用准则进行。

4.2 肥料使用准则

严格按照DB 62/T—2002 天水市无公害农产品肥料使用准则进行。

5 无公害栽培技术

5.1 品种选择

选择高产优质、抗病性强、商品性好、适应性广、市场认可度高、符合当地市民消费习惯的豇豆品种。主要推广的有：航豇1号和航豇2号。

5.2 栽培设施

豇豆既可以露地地膜栽培，也可以塑料大棚栽培和日光温室内地膜栽培。

5.3 栽培茬口

5.3.1 早春茬

早春播种，初夏上市。

5.3.2 春夏茬

春季播种，夏季上市。

5.3.3 夏秋茬

夏季播种，秋季上市。

5.4 育苗

豇豆育苗主要是针对塑料大棚和日光温室等保护地生产而言的，露地地膜栽培豇豆一般以直播为主；对以“两棚”为主的保护地栽培需育苗移栽，育苗全面推广穴盘护根育苗。

5.4.1 营养土配制

选3年内未种过豆科作物的肥沃园土6份，腐熟优质有机肥4份，打碎过筛后，每1 m3加入磷酸氢二铵1 kg，尿素0.5 kg，50%多菌灵100 g，40%辛硫磷80 mL，充分翻拌均匀后即为营养土。

5.4.2 晒种

晒种是提高种子发芽势、增强种子活力的有效措施，浸种前最好晒种2 d。

5.4.3 种子消毒

采用生产上最常用的温汤浸种消毒法。方法是：用种子量5～6倍的55 ℃温水浸种20 min，杀死种子上携带的病菌。

5.4.4 浸种

为了促进种子发芽，用25～30 ℃温水浸泡3～4 h，待种子吸入的水量为干种子重量70%～75%时准备播种。

5.5 播种

5.5.1 播期

航天豇豆的适宜播期应以不同茬口为前提，根据育苗手段和产品上市的时间需求来选择适宜播种期，一般在定植前20～30 d播种。

5.5.2 播量

航天豇豆育苗667 m2用种量2.5～3.5 kg，穴盘育苗每穴2粒；露地地膜直播每穴2～3粒。

5.5.3 播法

先进行营养土消毒。就是把已装好营养土的穴盘用50%的多菌灵600倍液和40%辛硫磷1 000倍液浸透。杀菌灭虫后，将浸种后的种子放在穴中间，再盖上1 cm厚消过毒的营养土即可。

5.6 幼苗期管理

5.6.1 播种到出苗期管理

此期主要以增温保温为主。出苗前，白天床温30 ℃左右，夜间20 ℃左右；出苗后，白天床温控制在20～25 ℃，夜间15 ℃左右，注意夜温不能太高，以防徒长。

5.6.2 炼苗

定植前4～5 d适度降温、控水，加大通风量，增强抗逆性锻炼，是炼苗期的主要管理措施，以促使秧苗生长更接近定植棚的环境条件。

5.7 定植

5.7.1 田间农艺措施

精细整地，施足基肥，注重配方施肥。定植地深翻2遍，深度25 cm以上，定植前结合埋粪再浅翻1次，做到土绵、细、软，无草根杂物。667 m2施优质腐熟有机肥（鸡粪、羊粪或猪粪）5 m3，磷酸氢二铵30 kg，尿素15 kg，硫酸钾10 kg。

5.7.2 土壤消毒

起垄前，对棚内土壤和棚面用50%多菌灵600倍液和40%辛硫磷800倍液喷洒，以彻底杀菌灭虫。

5.7.3 起垄覆膜

起垄底宽80 cm，垄高20 cm，垄面宽60 cm，然后用1.2 m的地膜覆盖全垄，垄沟宽50 cm。

5.7.4 定植方法

在宽60 cm的垄面上，以行距50 cm，株距35～40 cm，按“品”字形打眼定植。地温必须保持在15 ℃以上才可定植。要做到随定植随浇水，并在水中加入600倍液的多菌灵和辛硫磷，确保幼苗健壮生长。

5.8 定植后的管理

5.8.1 温度管理

从缓苗到第一次采收期的管理，应以促根壮秧为主，白天温度保持28～30 ℃，夜间18～20 ℃，地温22 ℃左右；进入盛果期保持白天温度在22～26 ℃，不要超过28 ℃，夜间15～18 ℃。

5.8.2 水肥管理

豇豆浇水应视土壤干湿度和植株长势而定，定植后浇缓苗水，第1花穗开花结荚时浇第1次水，当主蔓上70%花穗开花时浇第2次水，以后地面稍干就浇水，保持土壤湿润。追肥结合灌水每采摘1次追1次冲施肥，用量按产品说明进行；也可采取在两株之间打15 cm深的穴，把肥料灌入后浇小水，使化肥尽快溶解被利用。每667 m2每次追施尿素7.5～10.0 kg，硫酸钾10.0～12.5 kg。

5.8.3 植株调整

在豇豆蔓高20 cm时，用细竹竿插架引蔓，让豇豆蔓呈S形向上缠绕即可。

5.9 及时采收

在荚内种子未明显膨大时采收为宜，注意采收时不要损伤花芽花序。卫生标准应符合NY 5078的要求。

5.10 清洁田园

将病叶、残枝败叶和杂草及时清理干净，集中进行无害化处理，保持田间清洁。

5.11 病虫害防治

豇豆的主要病害有：猝倒病、立枯病、锈病、灰霉病、菌核病、枯萎病、炭疽病、白粉病、病毒病；主要虫害有：蚜虫、豆荚螟、茶黄螨、红蜘蛛、潜叶蝇、白粉虱、烟粉虱。

5.11.1 农业防治

5.11.1.1 选用抗病品种 选用高抗多抗、丰产优质的良种，主要有航豇1号和航豇2号等。

5.11.1.2 创造适宜的生长环境条件 培育适龄壮苗，提高抗逆性；控制好温度和空气湿度，适宜的肥水和充足的光照和二氧化碳，通过放风和辅助加温，调节不同生育时期的适宜温度，避免低温和高温障碍；深沟高畦，严防积水，清洁田园，做到有利于植株生长发育，避免侵染性病害发生。

5.11.1.3 注重轮作倒茬 与非豆科作物实行3年以上的轮作。

5.11.1.4 科学施肥 重施充分腐熟的有机肥，少施化肥，且全面实施配方施肥。

5.11.2 物理防治

5.11.2.1 设施防护 在放风口张挂防虫网，覆盖遮阳网，利用防虫、遮阳设施阻止害虫入侵，达到减轻病虫害发生的目的。

5.11.2.2 黄板诱杀 设施内悬挂黄板，利用昆虫的趋黄性诱杀有迁飞能力的害虫。黄板规格40 cm×25 cm，每667 m2悬挂30～40块。

5.11.2.3 银灰膜驱避蚜虫 在地面铺银灰色地膜或张挂银灰色膜条避防蚜虫。

5.11.2.4 高温消毒 高温夏季闷棚1.5～2.0 h，达到杀死虫卵、幼虫、成虫的目的，并进行高温杀菌。

5.11.2.5 杀虫灯诱杀害虫 利用频振杀虫灯、黑光灯、高压汞灯、双波灯诱杀害虫。

5.11.3 生物防治

5.11.3.1 天敌诱杀 利用有益天敌控制有害昆虫，防治病虫害。

5.11.3.2 生物药剂 采用生物药剂喷杀害虫。如：浏阳霉素、农抗120、印楝素、苦参碱、农用链霉素、新植霉素等生物农药。

5.11.4 药剂防治

使用药剂防治应符合DB 62/T—2002天水市无公害农产品农药使用准则的要求。保护地优先采用粉尘剂、烟剂。注意轮换用药，合理混用，严格控制农药安全间隔期。

篇3

[关键词]斜坡地基；填挖交界；强夯；K30；地基承载力

[DOI]1013939/jcnkizgsc201623163

1工程概况

河北省清东陵高速公路四标段起点里程K21+500，终点里程K28+707203，全长7207千米。采用双向四车道高速公路标准建设，路基宽度245米，设计速度80千米/小时。设计路基挖方474517万方，填方1323106万方。

本试验段位于遵化市大玉线与清东陵高速交叉口东侧山坡上，本次试验段里程：K25+890～K25+990；选取K25+900（半填半挖路堤）、K25+930（半填半挖路堤）、K25+980（路桥过渡段）三个试验断面。

本试验段为半填半挖路基，为提高路基整体强度、减小填方区与挖方区的不均匀沉降，在铺土碾压至下路床顶面时，对路堤全幅进行强夯处理，并铺设双层双向土工格栅，控制填方路基与挖方路基的不均匀沉降。

2强夯施工工艺

强夯施工可按下列步骤施工：①清理并平整施工场地；②标出第一遍夯点位置，并测量场地高程；③起重机就位，使夯锤对准夯点位置；④测量夯前锤顶高程；⑤将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平；⑥按设计规定的夯击次数及控制标准，完成一个夯点的夯击；重复步骤③～⑥，完成第一遍全部夯点的夯击；⑦用推土机将夯坑填平或推平，并测量场地高程，计算本次场地夯沉量；⑧在规定的时间间隔后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。

满夯施工可按下列步骤进行：①平整场地；②测量场地高程，放出一遍满夯基准线；③起重机就位，将夯锤置于基准线端；④按照夯印搭接1/4锤径的原则逐点夯击，完成规定的夯击数；⑤逐排夯击，完成一遍满夯，用方格网测量场地高程；⑥场地整平；⑦测量场地高程，放出二遍满夯基准线；⑧重复③～④的步骤完成第二遍满夯；⑨平整场地（若设计满夯为一遍时，步骤⑦～⑨略去）；⑩测量场地高程。

3强夯数据分析

夯击次数与累计沉降量、对应沉降量关系曲线见图1和图2。

通过对现场强夯试验的数据分析，得出结论：累积夯沉量随夯击次数增加而增加，每击夯沉量随夯击次数增加而减小。由图1、图2可看出，单点夯击6～7次后，夯沉量趋于稳定，且小于2cm，如果以8次夯击后的夯沉量作为总夯沉量，夯击次数为6～7次时，夯坑累计夯沉量已达总夯沉量的95%左右，因此，6～7次可作为最佳单点夯击数。

4夯后K30试验数据分析

强夯作业后进行K30试验，对强夯作业质量进行检验。在K25+900、K25+930、K25+980三个断面进行试验，K30试验σ与s曲线及线性趋势线如图3所示。

图3K30试验σ与S曲线及线性趋势线对K30试验数据进行分析，强夯作业后，K25+900、930、980三个断面的地基系数K30的值分别为234、241、243MPa/m，远大于设计要求的150MPa/m，说明本次强夯作业对路基承载力提高效果显著。

5结论

通过现场实验数据可以看出，强夯后山区高速公路填挖交界处的地基承载力得到大幅提高，这对半填半挖路基造成的不均匀沉降有很好的控制，建议以后遇到类似工程问题时，先采用强夯法进行路基处理，使承载力得到补偿，同时结合上面铺设的土工加筋材料，使填挖两处的路基形成整体。

参考文献：

[1]罗希文高速公路路基强夯技术应用研究 [J].湖南交通科技，2001，27（1）：10-12

篇4

他是一位桃李满天下的教授，也是一位硕果累累的学者，在生命的长河里，他的每一个侧面，都值得我们尊敬。他就是清华大学航天航空学院工程热物理研究所教授宋耀祖。

峥嵘岁月，风云流荡。自1970年毕业于清华大学精密仪器系以来，他始终拼搏在热科学与技术领域的科研前沿阵地，着重对工程技术的研究，已累计发表学术论文约180篇，与忠合编“热物理激光测试技术”等书籍。这些应用基础研究工作为解决工程科技方面的问题提供了宽广的理论基础。

多次承担国家自然科学基金，“国家重点基础研究发展规划项目”（973项目），863项目，国家教委博士点基金等资助的科研项目以及云南省、日本大金公司等企业的节能减排项目。特别是在工业过程的节能与余热利用领域，以他为技术负责人的学术团队在国内外首次发明了一种热法磷酸生产的新技术，发明专利技术已获8个奖项，其中重要的奖项有“国家技术发明奖二等奖”、“第十一届中国专利优秀奖”。“云南省技术发明一等奖”、“第四届发明创业奖”、“第二届全国杰出专利工程技术奖”等。该发明技术现已实现了产业化，取得了显著的经济效益与节能减排的社会效益。在航天器的热控制技术领域，他被总装备部任命为“载人航天工程（921工程）”出舱航天服专家组成员，为确保“神七”出舱航天服内生命保障系统的正常工作做出了贡献。荣获总装备部中国载人航天工程办公室表彰的“为神舟七号载人航天飞行任务的圆满成功做出了重要贡献”的荣誉证书。

岁月荏苒，当年风华正茂的栋梁之才虽已不复往日的英姿飒爽，但他沧桑的脸庞上却写满了智慧与亲切，他乐于将自己的科研经验与后辈分享，他说在他长期的工程技术研究中，最大的体会是，取得工程技术研究成功的三要素是：基础、实践、团队。其一，“基础”乃是指通过系统的理论学习掌握宽厚的基础理论，如数学，物理，化学等基础知识（这些基础知识往往通过自学去掌握是十分困难的），借助于这些基础知识能通过自学进一步理解与掌握有关领域的专业知识与专门的技能；其二，“实践”是取得工程技术研究成功的必经之路。亲临工程现场，参加实验与试验，向一切有实践经验的人请教等都是实践的重要环节。在实践的基础上进行理论分析，通过理论与实践的结合，确定研究目标，明确技术难点，寻求与探索解决问题的技术方案，技术途径；其三，“团队”乃是指，在明确解决问题的技术方案基础上，组织与带领好一支学术团队，在团队内既有分工，又有协作。既要发挥每一个团队成员的聪明才智，又要给每一位团队成员创造各自的发展空间。

从踌躇满志的懵懂学子，到崭露头角的青年才俊，从学识渊博的科研专家，到声望显赫的著名学者，一步步走来，“科研”二字是催促他前进的动力，“勤奋”二字是对他过往岁月最好的注解。近年来，由于年龄和身体原因，宋耀祖已从教学科研一线退了下来，他的角色在转变，不变的是，他仍在为社会贡献着自己的一份力量。利用退休后的时间，他还从事着“中国特色社会主义是中国发展的必由之路”的研究，先后为教师、学生讲授党课10多次，荣获清华大学“学习宣传贯彻党的十七大精神”征文一等奖，在“纪念改革开放三十年――中国专家学者科学与人文论坛”大会上获优秀论文一等奖。

篇5

她言行深深的教育着我，影响着我——一个无私奉献的人。

载人航天是当今世界高新科技中最具挑战性的领域，是一项难度高、规模大的综合性工程。神舟六号研制过程中，七大系统的成功运行，核心技术的自我创新，无不汇集着科技人员的心血，凝聚着广大航天人的智慧。奉献青春年华，奉献聪明才智，奉献热血汗水，正是广大航天工作者的无私奉献精神托起了“神舟”系列的腾飞。

航天工作者的无私奉献，源于对伟大事业的使命感。为实现中华民族千年飞天梦想，一大批优秀科学家、工程技术人员、指战员胸怀报效祖国之志，肩负载人航天重任，直接为之贡献力量的人员就有10万之众，而每个人的背后还有他们的亲人在默默地付出。飞天征途的每一步都充满艰辛和风险，投身这一事业需要数年如一日的付出，但航天工作者毫无怨言，义无反顾。“一切为了祖国，一切为了成功”，这样的信念让广大航天人将自己的付出与奉献留在戈壁荒漠上，将祖国的骄傲和荣光写在浩瀚太空中。

航天工作者的无私奉献，来自一代又一代的传承。中国的航天事业是在极其艰苦和困难的条件下起步的。从上世纪50年代开始，老一辈航天工作者发扬无私奉献的精神，栉风沐雨，艰苦创业，创造了我国航天事业奇迹。载人航天工程发展的13年，正是我国社会主义市场经济体制建立和逐步完善的阶段，人的价值取向日趋多元化。但在载人航天队伍中，无私奉献始终是豪迈激昂的主旋律，始终是奋发向前的精神动力。

篇6

从“神五”到“神十”，我国系列载人飞船发射成功后，在全国上下特别是在青少年中引发了一股“航天热”，很多高中毕业生希望报考航天专业，将来从事航天事业，为祖国航天事业的腾飞奉献终生。

那么，航天专业有着怎样神秘的内涵？若想投身于航天事业，应该选择什么专业？在大学时代要做好哪些职业准备？航天专业毕业生的就业前景又如何呢？

专业设置特点

航天是个令人向往又神秘的职业。为了推出本期专题，记者在做了充分案头准备后进行了调查采访，现在，就让我们按照航天器的发射程序走进航天类专业。航天器升空的每一个步骤都涉及很多交叉学科与专业，本文中所列举的，是每一个步骤所对应的比较重要的专业之一，其中有些专业既涉及航空类，也涉及航天类。

小贴士：载人飞船升空分几步？

第一步，随着倒计时口令，点火升空。逃逸塔分离。

第二步，助推器分离。一、二级分离，一级坠落。

第三步，整流罩分离，船箭分离。5次变轨控制后，航天器进入预定椭圆轨道。

第四步，太阳能帆板打开。

第五步，航天员执行空间任务。

第六步，返回大气层。

航空和航天有着密不可分的联系，又有所区别。前者是研究近地面飞行环境及物体的，而后者是研究大气层外高空飞行环境及物体的。航空航天类专业主要研究飞行器的结构、性能和运动规律，培养把飞行器设计制造出来并送上太空的工程技术专业人才。无论是飞机还是航天飞行器，都是综合科学技术的结晶，因此从广义上讲，材料科学与工程、电子信息工程、自动化、计算机等都是航空航天技术不可或缺的学科基础。随着航空航天事业的迅猛发展，近年来又催生出航天运输与控制、遥感科学与技术等新兴专业。

中国有7所国防院校，11家央属国防企业集团。涉及航天领域的专业，排名前三位的高校分别是哈尔滨工业大学、西北工业大学和北京航空航天大学。其中尤属哈工大的航天专业实力强，毕业生中有很多已成为各领域的专家和骨干，如中国航天科技集团副总经理马兴瑞、中国空间技术研究院院长袁家军、海王集团总裁张思民等。

“关行器设计专业，一共包括三个方向：卫星、火箭和导弹。最开始觉得火箭和导弹都比较‘暴力’，所以高考填报志愿时，我选择了与航天工程紧密相连的卫星方向。”北京航空航天大学宇航学院大四的小和介绍说，北航宇航学院下设三个专业：飞行器设计与工程专业、探测制导与控制技术专业和飞行器动力工程专业。其中，飞行器设计与工程专业的学生主要学习飞行器设计方面的基本理论和基本知识，并受到航空航天飞行器工程方面的基本训练；探测制导与控制技术主要负责航天器送入太空后，对其进行制导和各种变轨姿态调整控制；而飞行器动力工程主要负责研制火箭发动机。据宇航学院的学生介绍，这三个专业中，飞行器设计与工程专业最热门，而选择探测与动力专业的人数则要少一些。

航天专业的学业与素质要求

航空航天类专业对学习者的要求是“厚基础、强能力、高素质、重创新”。学生要学习和掌握航空航天技术的基础理论和知识，接受航空航天飞行器工程方面的系统训练，通过各种实践性教学环节，可具备坚实的理论基础，良好的实践能力和分析、解决问题的能力、以及创新能力。毕业生在数学、物理、力学、计算机等方面的基础比较扎实，在逻辑、分析、空间想象力、推理等思维上优势明显，知识面宽，适应力强，发展潜力大。本科毕业生考取研究生的比例很高，申请国外大学奖学金的成功率也较高。

如果你想学习航天专业，那么，除了一腔热情外，还需要做好哪些心理上的准备呢？

由于航天职业的特殊性，从事航天职业需要三种精神。

1. 刻苦学习精神

航天专业要求高、课程多、任务重，要成长为一个合格的航天人，除了工科的基础课程之外，还要学习诸如发动机设计、自动控制理论、数字电路等专业课程。

以北京航空航天大学飞行器动力工程专业为例，该专业一个本科生成长为博士生，仅力学就要学习20几门，学生们每天自习到11点已是习惯性作息。

同工科专业一样，航天工程对学生的实践能力要求也很强。学生除了修完课程、掌握理论，还要懂技术。因此，动手能力强、有组织协调能力的考生学这个专业很适合。

2. 吃苦奉献精神

“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”被誉为“载人航天精神”。神舟成功发射，被大众熟悉的只有少数几个人，但是背后有数以万计的航天人在默默无闻地工作着。“飞行工作更多的是辛苦，而不是神秘。工作人员需要比较强的抗压能力，以及良好的心理素质。”一位在航天一院702研究所做航天测试测量技术与设备的工作人员告诉记者，他们的工作时间上朝九晚五，但是来了试验任务，就要加班加点不分昼夜地把它完成。具体到个人的职业，航天火箭与飞船的设计制造需要反复测试某些零部件、程序的稳定性及安全性，比如像飞机上的“黑匣子”之类的东西，以保证飞行器、导弹等执行任务时万无一失，并获得飞行中或执行任务时所需要测量的参数。

此外，航天工作人员会经常去酒泉、西昌的靶场执行任务，而靶场是炮弹爆炸或飞船起飞、卫星发射的地方。

3. 团队协作精神

航天系统内部分工精细，一个课题需要众多研究者协作完成，团队协作精神在航天领域体现得更为充分。航天系统内部分工精细，一个课题需要众多研究者协作完成，有的时候自己的成果仅为别人做嫁衣裳而已，因此，在航天领域里少不了团队协作精神，一个人只能完成更多的任务，但是绝对不可能包揽所有的工作。正如一位在航天一院工作的孟先生所说：“航天是一项既神秘又平凡的事业，航天事业是一个巨大的系统工程，需要许多行业、许多不同专业的工程技术人员及科研管理人员共同协作，需要每个人都具有协作意识、吃苦耐劳精神以及奉献精神，安于自己平凡的岗位，做一个螺丝钉，不要太计较个人得失。”

需求趋势与就业前景

近几年，随着神舟飞船的频繁发射，航天专业进一步升温。有媒体报道，最被看好的12类专业中，航空航天专业名列其中。

据哈工大招生就业处负责人介绍，该校航天专业的学生在入学时成绩在全校是数一数二的，录取分数在全校最高，集中了校内的“尖子生”；在就业方面去向也非常好，主要给中国航天科技集团公司和航天科工集团公司输送航天人才。学生毕业时国内的航天科研院所都抢着要。

复旦大学力学与工程科学系博士生导师唐国安教授预测，我国飞行器可供开发的空间很大。载人火箭发射成功，意味着我国准备开始对外空间进行和平开发，航空航天科技工业极具发展前景，对人才的需求会持续旺盛。北京航空航天大学宇航学院党总支书记孟庆春介绍说，我国飞行器可供开发的空间很大，许多应该用到飞行器的民用领域目前还未开发利用，在私人使用上也几乎是空白，因此，飞行器设计与工程专业的人才会是我国将来急需的人才。

航空航天产业将引发对航空航天人才的巨大需求，包括航空航天经营管理、航空航天飞机总体设计与研发、发动机研发与制造、零部件研发与设计、航空航天新材料研发等方向，其中航空航天产品光电通信技术、能源系统设计、力学及环境工程、计算机、仿真、可靠性技术等领域在内的专业人才缺口巨大。

“我想以后在航天五院好好发展，做一名总体设计师。”学飞行器设计与工程专业的小和2012年6月份从北京航空航天大学毕业，去了航天五院深造，完成了他儿时作为一名航天工作者的梦想。

据小和介绍，宇航学院的本科生毕业之后也能找到工作，比如他们班当年就有人去了航天火工、东航、西安飞机强度研究所、北京现代、东风日产、陕西鼓风机等企业。也有很多本科生选择继续深造，读研或读博，并且几乎都去了十大航天院所，如航天一院、二院、三院、五院和八院、沈飞、成飞、西飞等等。“飞行器设计专业是国家自建国以来持续扶植的产业。我国的火箭技术相比于美国俄罗斯还比较落后，为了日后的载人登月计划，必须研制出更强大的火箭。我很看好本专业的就业前景。”

未来十年是我国航空航天事业发展的重大战略机遇期，需要更多更好的人才。为了加强对航空工程骨干专业技术人才的引进和培养，建立高水平、高素质的航空专业技术队伍，航空工业第一、二集团公司在北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学等院校设立了航空奖学金，金额每人每学年7000～11000元不等，以支持立志投身祖国航空事业的学子顺利完成学业，这对于家庭经济比较困难的同学无疑是很好的选择。

同时，除了飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程等专业外，航空航天事业还涉及信息、能源、制造等技术的综合专业。随着我国国民经济的发展和综合国力的提高，航空航天高科技领域的成果已不仅仅应用于航天飞船上，也在逐渐向电子、机械、汽车等领域渗透。也就是说，学习航空航天类专业的同学一样能在其他领域大展才华。

报考注意事项

航天人才≠杨立伟

高校航天专业的培养目标都是航天工程领域的技术与管理人才，而非培养宇航员。形象地说，航天专业出来的人才可以当戚发轫这样的总设计师或袁家军这样的总指挥。要是想当杨立伟一样飞上太空的宇航员，现阶段在我国只能报考飞行员。

身体条件要求

一些考生和家长误以为报考航空航天类专业，体检的标准要按照军检的标准来进行，其实不然。航空航天类专业主要是培养航空航天领域的专业技术人才，对考生的身体状况没有特殊要求，同学们只要符合《普通高等学校招生体检指导意见》，就可放心报考。

篇7

Powered Flight

The Engineering of Aerospace Propulsion

2012，519p

Hardcover

ISBN9781447124849

大部分航空、航天动力推进领域的书籍主要致力于燃气涡轮发动机，往往很少覆盖如螺旋桨、直升机旋翼或火箭发动机推进系统及设备。本书采取一个更广泛的观察视角，旨在为航空、航天动力推进工程技术提供一个更广阔的知识背景，这本书并不只是介绍一个单独的系统，而是对多个系统进行观察和比较，将航空航天推进领域在科学研究和工程中的每一步进展呈现给读者。

这本书记录了从早期比较简单的推进系统到今日飞速发展的航空航天推进工程系统，读者可从本书中学习并了解到在航空航天动力推进工程学中更为深入的数学知识、物理原理和历史发展。本书共14章，分为两个部分，包含两个通用类别：飞机推进系统和火箭推进系统。第1-8章介绍飞机推进系统，第9-14章介绍火箭推进系统。本书选择的内容非常明确并具有代表性，书中关于航空航天动力学及工程的一些相关材料是非常全面而详细的，包括固体和混合火箭发动机内弹道等内容，并进行了详尽的分析说明。本书并未着重介绍某个单一的动力推进系统，而是提供了更广泛的参考背景，比较了被大部分教材忽略的其他飞行推进系统的相同点和不同点。这本书的主题内容覆盖范围较广，提供了更多直观的内容给读者，包括一系列相关的图表和照片，比如具体的推进器的性能图表。这些文字和材料为本科生和研究生提供了很好的支持，有利于学生和专业技术人员进行相关项目的工作。

这本书主要来源于作者在瑞尔森大学（Ryerson University）任教的教学笔记。作者教授本科生和研究生的航空航天工程课程多年，包含飞行力学、飞机性能和气动力学等相关内容。在1993年进入瑞尔森大学之前，作者曾在加拿大的大学和航空航天研究部门工作数年，目前作者是AIAA（American Institute of Aeronautics and Astronautics）固体火箭技术委员会的国际成员，并在北美和欧洲的动力飞行会议上发表了多篇重要学术论文。

本书适合用作相关专业大学课程的教材或者专业技术人员的参考用书。

徐旻，博士，工程师

（中国航天电子技术研究院）

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关键词：建构主义;基于问题的学习;航天工程教育;小卫星

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）42-0140-04

自改革开放到21世纪初期，中国的发展世界瞩目，我们不论在政治、经济、文化等方面都取得了长足的进步，中国已成为名副其实的世界大国，取得这样的成就，在很大程度上依赖于我国推行的科教兴国战略所造就的庞大的优秀人才队伍。然而，不容忽视的现实是，目前我国培养的工程师队伍虽然已经超出美国的10倍，但是工程师的整体知识水平、设计能力，尤其是优秀工程师的总体质量与美国、德国和日本等发达国家甚至一些发展中国家都有很大的差距[1]，具体表现在工程教育方面就是教学内容与产业需求相脱节，工程实践经历缺乏，工程师培养体系不够健全等。导致这些问题的深层次原因主要在于我国的工程教育依然停留在科学范式而不是工程范式，工程教育过分强调了工程科学，而忽视了诸如设计等实践能力培养的环节[1-2]。工程教育不同于自然科学教育，它是一种以技术科学为主要学科基础，以培养工程技术人才为主要目标的专门教育[3]。即工程教育的目的就是培养工程师，这一理念在包括像MIT这样的世界一流大学早已达成共识，MIT的毕业生，无论学士、硕士或博士，到公司就职就是担任工程技术人员。通过工程教育提高工程师教育的水平，完成这一目标有两点很重要：教育的方式和教育的工具。PBL是一种应用广泛学科教学方法，它不仅仅使学生获取知识，并且要求他们学会运用知识。让学生能够将新的信息与学过的知识结合起来明白他们应该如何应用掌握知识。在建立学习的框架时，应当特别注意学生已有的知识基础并且激活这些知识。加快新信息的处理和帮助学生建立有意义的联系是教育和学习的基本要求。PBL促进学生主动参与和学习。学习变成一个发现的过程――讨论问题、研究背景、分析解决方法、设计方案、得出最终结果。这种主动学习方法不仅对于学生来说更加有趣，也使学生们对资料有了更深的了解。近年来，我国教育界的学者和奋战在一线的教育工作者们以这种理论为基础，针对我国教育教学的实际情况，进行了一系列基于PBL理论的教育教学改革理论研究和实践，取得了一定的效果。近年来，“小卫星”已经成为航天发展的热点话题，而将小卫星作为航天工程教育的平台，也越来越成为一种趋势。以小卫星作为载体开展航天工程教育的优势在于：（1）成本低，多数大学里的实验室都可以开展这类项目;（2）开发周期短（一年到两年），学生可以在毕业前看到项目成果;（3）体积小，重量轻，使制造和测试可以在比较狭小的大学实验室内进行;（4）复杂度适中的卫星系统，使学生在参与整个卫星系统工程实施的过程中，能够获得一些具体的系统或子系统经验。作为教育工具，小卫星的重要意义在于：可由学生自主设计、制造甚至发射升空，即使不能发射，也应在与实际发射相似的环境中进行测试。这一点非常重要，因为这样学生可以得到真实情况的反馈，虽然有时实验会失败，但失败也都是下一次实验成功的基石。“设计-制造-测试-总结-再设计”这样的系统循环设计模式，可以很容易地在机器人或计算机这类领域实施，但空间系统发展所需的巨大成本和少有的发射机会让我们不得不停止发展空间教育中的这类循环模式。而小卫星计划可以提供一个工具以实现该模式。

一、基于问题的学习

基于问题的学习是一种以学生为中心的主动型教学模式和课程体系设置方法，其最初是由加拿大的麦克马斯特大学（McMaster University）医学院于20世纪60年代在医学课程教改中逐步形成并提炼出来的。在PBL中，教师根据课程要求和学生的知识基础预先定义一个不完整的或劣构的问题，然后让学生进行研究，理论联系实际，运用已掌握的知识和技能提出解决问题的可行方案，让学生亲身参与问题求解的每一个步骤和知识构建的过程，从而将其先前获得的知识和经验很好地整合起来，使已有知识结构得到完善的同时达到对新知识的理解与掌。

1.目标和基于问题的学习法的特点。基于问题的学习方法的主要目标不仅仅是让学生获得知识，并且要运用知识。PBL重视模型和问题的解决。它试图模拟现实生活中的工程研究和开发过程。Barrows这样描述PBL的主要特点：（1）学习是以学生为中心的，即学生选择怎样去学习和他们想要学习的内容。（2）学习在小团体中展开并且提倡协作学习。（3）老师是促进者、引导者或教练。（4）问题形成组织重点并刺激学习。（5）问题是拓展真正的问题解决能力的工具。（6）新的信息是通过自学获得的。

2.PBL工程教育案例――麻省理工学院航空航天工程系。几年前，在麻省理工学院的航空航天系成立了一个由教师和科研人员组成的新战略计划小组，专门负责课程改革。为了强调教育以学生为中心，讨论小组花费了一定的时间和精力通过对项目和学习成果进行验收，设计了新的教学方法，建造与之配套的实验室。尽管基于问题的学习是关键，但它不是课程组织的原则。新的航空航天工程课程以现实生活中产品完整的生命周期工程为背景，即构思、设计、实施和执行（CDIO），结合设计建造经验，贯穿于整个项目中。接下来就是从简单的项目到高度复杂的系统设计建立过程，以及从中取得的经验教训。第一年，在《航空航天设计导论》课上，学生们设计、构思并且试飞的由无线电控制浮空飞行器（LTA）。第二年，在《联立工程学》课上，学生们设计、搭建并且试飞了无线电控制的电推力飞行器。在一些比较深入的课程例如《空气动力学》课上，从工厂或者政府以往项目中提出航空工业中很常见一个实际的问题，像是以洛克希德・马丁战术飞机系统为模板提供项目设计方案。高级课程完全利用基于问题的学习方法，如：《实验项目实验室空间系统工程》、《CDIO高等课程》。在这些PBL体验中，学生发现自己感兴趣的问题，通过做实验找到解决方法，并用多学科方法设计出复杂系统。麻省理工学院航空航天系“复杂系统学习实验室”的主任提出了一个对于基于问题的学习方法的分类框架（见表1）。它将问题分为四个等级，给出了解决基础科学及先进工程课题的系统方法。

一级：问题集。问题集是指在大多数工程课程中发现的传统问题。它们往往具有一定的结构与较成熟的解决方案（至少问题的设计者知道）。所有学生解决同样的问题，有时独自解决，有时以小组形式解决。问题需要在相对较短的时间内解决。二级：小型实验。小型实验是指在结构化问题下的实验课。例如测量或观察某种工程现象或数据。这些问题在一或两个学期内解决，可以“重复地进行”，也就是说，每个学生团队解决与其他团队同样的问题。在麻省理工学院有许多例子，如《联立工程学》课上的桁架实验室，《空气动力学》课上对在风洞中的流速计的校准，《航空航天设计导论》课上对空气动力减速器的各种测试。三级：大型实验。比起前几个阶段，这个阶段的问题需要更长的时间去解决，可能会耗费几周或整个学期。到了这个阶段问题明显复杂了很多，需要更多的规划和教员支持。在麻省理工学院有许多如是例子：《实验项目实验室》课上的风洞试验、飞行器模型项目，《空气动力学》课上的机械项目，《航空航天教育导论》课上的轻于空气的飞艇，《联立工程学》课上的电动飞行器设计等。四级：顶级CDIO实验。这个阶段在系统中整合了核心工程的顶级实验。麻省理工学院的航空航天工程项目用构思-设计-实施-操作（CDIO）的方法来设法更接近于实际工程。在顶级实验中，工程的四个阶段都将涉及。顶级实验室的项目均为研究的重点，需要更多的资金，工程的复杂度和依赖经验的程度也很高。例如麻省理工学院的自主卫星光学阵列项目和磁控编队飞行器。四级的项目需要学生、老师和研究员花费三个学期去完成。可以看出三级和四级问题的解决过程是由学生主导的、不受约束的、复杂的、多方面的且具有很高的主动性过程，符合之前所说的PBL标准。然而一级和二级中的项目体验过程更结构化，在这个过程中学生体验到关于问题构想的有用指导，使用工具进行研究发现。基于问题的学习方法和设计-制造经验贯穿了整个麻省理工学院航空航天工程系的本科生阶段。使用四个等级的框架来层次化PBL体验过程确保了从高度结构化问题到无约束和复杂问题情况的合理推广。

3.基于问题的学习方法的评估。基于问题的学习方法的评估是多模式和长期性的。这些方法包括实验室期刊、技术简报、设计审查、技术报告、团队协作评估、设计作品、互评和自评。教师的角色主要是顾问和指导员，以及在学习过程中为学生提供大量反馈信息。在《航空航天设计导论》课上，学生们设计、制造并试飞由无线电控制的浮空飞行器，设计审查作品和最后的评估工作都是由飞行器竞赛的方式进行。在《综合工程》课的飞行器设计项目中，二年级学生分析在问题集中与气动性能、稳定性和推进装置有关的问题，并动手组装和试飞无线电控制的电推力飞行器。与第一年的课程相似，评估手段包括问题集、设计审查以及最后的一场比赛。

除了评估认知能力的培养效果，情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。这些情感变化可以通过观察、访谈、作品、期刊和其他形式的自评进行评估。

二、小卫星平台与基于PBL的航天工程教育创新结合途径

在全球化大背景下，除去意识形态的差别，世界人才的标准正趋于统一。根据著名的CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即：构想-设计-实现-运作）工程教育模型，工程教育包括以下几大培养目标：掌握深厚的基础知识和应用技术;善于构思、设计、实现和运作新产品或系统的能力;承担和实施复杂系统工程的能力;适应现代团队协作开发模式及其开发环境。这些目标是直接参照工业界的需求而制定的，它实际上定义了现代工程技术人员的素质构成。

1.小卫星作为航天工程教育的意义。小卫星为空间发展提供了的一条新途径，这是与以往基于传统空间开发模式的“政府导向的大型项目”完全不同的。此外，NASA已经开展了很多项目为大学提供发射机会，让他们逐渐学会如何开发、运营卫星。超小型卫星计划是其中一个著名的案例，选定十所大学并给予他们项目资金，最终的成品将搭载航天飞机发射上天。凭借多年的项目经验，一些大学已经能够制造卫星，甚至出售卫星给其他大学或国家。小卫星为大型卫星上已经实现的一些任务提供了一条新的实现途径。一定数目的小卫星协作是一个非常重要的概念，通常被称为“星座”或“编队飞行”。这种多卫星体系的优点是容错量大、重构能力强、系统的可扩展性好。

2.基于小卫星平台的航天工程教育项目。小卫星的操作训练为大学生的太空教育提供了一个特别的机会，让他们能够体验从任务创建、卫星设计、制造、测试、发射、运行，直到结果的分析的整个太空项目周期。同时他们还能从这些项目中学到项目管理和团队协作等重要技能。小卫星项目不仅对教育有益，而且有望成为太空技术发展与商业运营中的一名新成员。（1）日本卫星设计大赛。上世纪90年代初期，日本的大学小卫星研究项目远远落后于美国和欧洲各国。然而，在意识到了小卫星在教育和技术发展上的重要性后，日本国内开始大力推动高校小卫星设计-制造计划。第一个里程碑是“卫星设计大赛”。1992年三个学术社团共同成立了大赛组委会，他们分别是JSME、JSASS与IEICE。经过一年时间的准备，于1993年举办了第一届比赛。这项比赛的目的是为更多的大学生提供参与太空项目的机会，同时鼓励一流大学开始进行实体卫星的制造项目。评审项目分成两大类，创意类评审该项目的创意与想法，设计类评审卫星设计的可实现性。提交的项目首先会进行初步的评审，合格的项目才能入围最终的决赛。届时，将进行卫星模型的展示和评审。优秀的作品将获得“设计奖”、“创意奖”以及三大学术社团颁发的奖项。大赛每年都会收到20到30个创意独特的项目。（2）大学空间系统研讨会（USSS）以及CanSat项目。USSS始于1998年，每年11月由JUSTSAP小卫星工作组在夏威夷举办。研讨会的形式十分独特，出席会议的日本和美国的大学首先提出自己卫星项目的构想，以及各大学自身的科研实力，然后将具有相同兴趣、能力或科研实力的大学进行组队。各组展开讨论，在一天半的研讨会后，各组需要向其他组展示他们的项目设计书。这些项目要在USSS结束后的一年内实施，他们的成果将在下一年的USSS上展示。其中最成功的项目就是CanSat（罐装卫星）项目了。CanSat项目是1998年由特维格教授提出的。在最初的计划中，每所大学都要制造一个350mL饮料罐大小的微型卫星，卫星将被发射到轨道上，在下一年的USSS上进行控制操作。（3）立方体卫星。立方体卫星项目由特维格教授在1999年的USSS大会上提出。立方体卫星为重1kg，长宽高均为10cm的微型卫星。每所大学制作的立方体卫星都被放在一个名为“P-POD”的盒形载体内，它由俄罗斯的“第聂伯”火箭装载发射升空。为了减少立方体卫星和P-POD之间的机械和电气接口，P-POD释放机制设置得非常简单：当P-POD的门打开，里面的立方体卫星就被P-POD末端的弹簧弹出。东京大学和东京工业大学已经开始了立方体卫星项目，并大致完成了设计和EM级别的模型制造。这些大学的学生已经在立方体卫星项目中获得了微型卫星开发的基本专业知识。但他们现在需要面临新的挑战：如何使用现成的廉价的部件设计可靠的空间系统，如何进行空间环境试验（如真空热或辐射试验）并获得试验结果，以及如何处理更大的风险，更多的人力资源、时间和成本。目前计划于2002年底发射第一个立方体卫星。（4）欧洲大学生月球轨道航天器。欧洲大学生月球轨道航天器ESMO是欧空局教育卫星计划的第四项任务，它是基于“欧洲大学生太空探索与技术倡议”计划中的“SSETI-Express”卫星。ESMO项目是为了吸引和培养下一代的月球与其他行星的工程师和科学家。航天器有效载荷包括：船载液压双组元推进系统，用船从地球同步轨道通过“日地系统中的拉格朗日点L1”转移到绕月运行轨道的过程，历时3个月;表面光学成像的窄角相机和一个用于测绘全球引力场的子卫星，将在历时超过6个月的时间里执行测量任务;可供选择的载荷还包括一个生物实验和一个微波辐射计。ESMO项目是未来欧洲的科学和勘探计划的一个强大的动手教育和公共宣传工具。它是一个面向大学生的项目，训练和培养了下一代的月球任务的工程师和科学家。

三、建立基于PBL的航天工程教育实验平台和培养范式

我国在“十二五”规划中提出了“创新驱动，实施科教兴国战略和人才强国战略”，要“围绕提高科技创新能力、建设创新型国家，以高层次创新型科技人才为重点，造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。实施PBL教学是一项系统工程，由于受国情、传统教育教学模式和人才培养机制的约束，在中国工科大学中实施PBL教学存在问题案例少、实施成本高、评价方式单一和师生角色僵化等问题，因此，需要根据我国工程教育的现状和国情对PBL教学进行本地化处理，不能生搬硬套，具体来讲有以下几个方面需要注意。

1.树立以学生为中心的教学理念。树立以学生为中心的教学理念是实施PBL教学的前提条件，PBL强调以学生为中心，作为PBL教学的实施者，教师必须要深刻认识到这一点。

2.根据具体航天任务设计问题。丰富的问题案例是PBL教学成功的关键。每门专业课的设置都是基于学生已具备一定的先修课程基础为前提，但个体的差异不容忽视，教师或教师团队在进行某课程PBL问题设计的时候要充分了解学生的知识基础，结合具体的实施条件进行问题案例的设计。为了保持热情，学生们可以一种竞赛的形式开始项目，学生们互相分享自己的认识，用自己的双手选择出最吸引人并且最有意义的项目。

3.提高卫星实验平台的开放性与多样性。除了教育实践空间项目对航空航天教育带来的价值之外，学生建造空间项目长期承诺创新型大学的任务是可直接有利于空间行业本身。目前，各大学中设立的大学或研究生开放实验室及其配套的开放创新基金都是一些很好的尝试，取得了很好的效果，但其范围需要扩大，让大学生能够进入一些比较前沿的和良好国际合作背景的研究型实验室，使其很早就能受到良好的学术熏陶，以促进其产生向更高层次发展的内部动机和欲望。

4.加强学习能力的培养。发展学生的学习能力，使其成为高效、独立的终生学习者是PBL的重要目标之一。通过参加PBL学习，让学生明白学习不完全是个人的事情，在PBL小组中每个学生都担当一定的角色，并承担相应的责任，在小组讨论中无私贡献自己的学习成果，并吸取其他成员的学习成果，达到共同进步。

5.建立合理多样化的评估体系。在实施PBL的过程中，可以采用学生自我评价、同学互评及教师评价相结合的办法，注重学生的过程表现，而不是结果。创新人才的多样性和创新思维的多样性决定了我们不能用一刀切的方法来评价学生，而是要采取灵活多样的评估体系，建立激发创新的长效机制。除了评估认知能力的发展和成就，情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。

四、结论

PBL植根于建构主义理论之上，强调发现和知识意义的构建，是一种先进的培育创新精神和激发创新思维活动的教学/学习方式。PBL强调以学生为中心，问题、教师和团队学习是PBL教学法实施的三大关键要素。本文在总结PBL理论的基础上，在此基础上根据我国航天工程教育的现状，从国外几个航空航天教育典型案例吸取经验，讨论了以小卫星作为航天工程教育工具的重要性;其次，叙述了它作为太空技术发展新成员的重要性。探讨了基于PBL理论的航天工程教育在学生群体中推行的途径，期望能促进教育工作者对有关问题的思考。

由学生运作卫星项目极具挑战性，但这会给参与项目的学生和院校带来巨大回报。这些项目提供大学生关于设计、分析、测试、制造和操作空间系统方面的实践经历。有证据表明，参与空间飞行器设计项目的学生，能力得到显著提高。统计证据也显示如果相当数量的大学参与空间飞行器设计活动，进入空间领域工作的学生数量会显著增长。

参考文献：

[1]余晓，孔寒冰.能力导向的工程实践模式比较与评价[J].高等工程教育研究，2011，（3）：28-34.

篇9

关键词 微机械技术；优越性能；航天传感器技术；应用研究

中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）43-0184-02

0引言

微机械技术是与微电子技术密切结合的一种新技术，它凭借着智能化、系列化、微型化、分辨力高等一系列的优越性能，迅速在世界得到发展。它成功地开发出了一批微传感器，并在航空航天系统应用中崭露头角，使传统的传感器相形见拙。可见，采用微机械技术制造的各种微传感器必将成为21世纪航天传感器的主流，对航天传感器的发展也有巨大的推动作用。

1微机械技术对航天传感器的作用

微机械技术从开发的传感器看，已由力学量发展到电、光、热、辐射和生物等诸多传感器领域，发展成由表面加工到与体加工相结合的一种三维加工技术，应用前景相当广泛。近年来，我国学术界多次召开了微机械技术研究会议，从一开始也有专家预言，微机械技术会如微电子技术一样发生很大变革，会像微电子一样给社会带来深刻的影响。而当今微机械技术也确实成为了美国、瑞士以及德国等国家当前急需发展的新技术，他们各国先后均花巨资来建立微机械技术研究中心。由此可见，微机械技术的应用前景不可估量。

当前，微机械技术是研制航天传感器，发展先进的导弹、小卫星多目标测控的航天传感器技术的关键。其实，航天工程早在微机械技术发展前期，就应用该技术在短时间内实现了航天传感器的产业化，而微机械技术也凭借它一系列优越的性能占领航天传感器市场。目前，应用微机械技术的产品非常之多，比如：英国采用的航天电容式液位传感器以及法国5号火箭采用的溅射薄膜压力传感器等。另外，微机械技术还与计算机软件技术把传感器推向一个更高的层次， 而这正是未来航天型号安控检测和故障检测系统所需要的。

2 微机械技术在航天传感器技术中的应用研究

2.1发展航天传感器技术的核心技术

发展航天传感器的核心技术就是微机械技术。目前，由于我国航天各型号测控系统的需求，航天系统成功地研制了航天需要的力学量、热学量、运动量等10多种测量参数以及400多个不同规格的传感器变换器系列， 极好的满足了航天各型号测控系统的需求，促进了航天型号的发展。而航天型号的发展也对传感器提出了更高的需求。根据我国航天系统传感器专家研讨，微机械技术拥有一系列优越性能，只有采用微机械技术才能较好的满足航天新型号的新需求。主要体现在以下几个方面：

1）微传感器微型化且智能化

航天武器型号的小型化和机动性要求传感器更加小型化，而采用传统技术制成的传感器，每件的平均重量最低不会少于50g~100g，并且如果进一步对其进行小型化，就会使传感器的的性能下降。特别是现在小卫星、战术导弹和子弹头测控系统更是要求微型化的传感器。

另外，航天传感器的发展方向是实现传感器的智能化和集成化，这对于航天型号的发展和实现型号的安全检测和故障诊断都是十分重要的，并在此基础上开发传感器微系统。这些目标，主要依靠微机械技术才能实现。近几年，航天传感器界也正在热心研究并应用微机械技术。

2）微传感器优质且廉价

微机械技术不仅性能优越，采用微机械加工的传感器更是批量化多元件生产，自然制成的微传感器性能优质且价格低。其性能价格远比传统的单件生产的传感器要高，国外已出现了优质廉价的军用航天传感器，其市场占有率也正在不断扩大。

3）微传感器的可靠性

传统传感器的敏感元件等重要件加工主要是依靠手工操作，而手工操作会存在一定的限制性，使得传感器的可靠性难以提高。而微机械加工是在超净环境中自动化批量生产，能提高航天传感器的可靠性和一致性。所以，只有依靠微机械技术才能实现航天传感器的高度可靠性。

2.2航天传感器技术中的微机械技术

为了发展航天传感器技术，需要研究的微机械技术主要有微传感器的CAD技术。结合航天传感器的使用要求开展的微传感器结构版图设计，通常要在数据库支持下进行仿真和设计，并借助CAD来完成。

2.2.1微传感器后工序工艺技术

其主要技术包括穿线与密封技术、微结构的真空密封技术等。其中穿线与密封技术是微传感器的关键技术，它能提高传感器的性能、成品率，且能降低成本。穿线与密封技术主要是采用横向和纵向两种穿线方法。横向穿线就是先用掺杂多晶硅做出外引线，并在1100℃下高温处理，使磷硅玻璃流动填平表面，随后再淀积钝化层和多晶硅，开出引线孔，这样就可进行静电封接，横向穿线主要是是填平由于横向引线造成的表面不平整。而纵向穿线就是在封接前，用电火花先在玻璃上打通孔，随后封接，然后蒸镀并光刻出欧姆接触电极，最后再用导电胶连接外引线，使之完成密封和引线双重任务。

同时，微结构的真空密封工作也很重要，其在真空中进行静电封接容易出现真空放电，故使得真空密封难度较大，封接后也难以达到高真空。

2.2.2基本加工工艺技术

其主要技术包括深腐蚀加工工艺技术、表面加工工艺技术以及体加工工艺技术。传感器要制造出深度为十微米以上的垂直壁， 就必须对硅作深腐蚀，可用常规的腐蚀方法其侧向腐蚀较严重，所以很难实现硅的深腐蚀。近期来，不仅出现了采用平行度很高的紫外线代替X射线对光敏聚酰亚胺技术，还出现了采用等离子刻蚀垂直深槽的技术，主要工艺就是先制造电镀模具，然后再电镀成型所需的金属结构。

同时，表面加工工艺技术主要是采用硅片作衬底，利用多晶硅层等来制造传感器的微机械结构。近几年，表面加工技术取得了长足的进步。它可以将传感器与集成电路做到一个基片上，而且做好后不仅体积小，成本也低。而体加工工艺要比表面加工工艺复杂得多，但它的机械性能非常好，所以，现在国外许多加速度传感器仍是采用此工艺技术来制作的。

3结论

航天传感器新型号对技术与产品的需求，只有依靠微机械技术才能实现。微机械技术是20世纪末迅速发展的新技术，也必将成为21世纪发展的高技术。采用微机械技术制造的微传感器，也必将占领21世纪传感器市场的主导地位。可以预言，在未来，微机械技术对于科技技术现代化，尤其是航天工程技术的发展必定起到重要作用，航天传感器技术也定会随着微机械技术的发展而有所突破的。

参考文献

[1]陈津.传感器技术应用综述及发展趋势探讨[J].科技创新导报，2008(10).

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【关键词】硬密封；管路；医用气体

随着现代医疗事业的发展，在医院的在建和扩建项目中，医用中心供气系统是必不可少的，医用气体管路系统是现代化医院所必备的装备，包括氧气、负压、空气、氮气、二氧化碳、氧化亚氮等气体供应系统。因为是医用气体所以供气系统管路比工业管路有着更高的要求，要禁油、脱脂处理，密封垫要抗氧化、无毒。在2012年8月1日正式实施的新国标GB50751-2012《医用气体工程技术规范》中要求，医用气体管材均应优先采用无缝铜管。

为了保证医用气体管路的可靠性，铜管路采用焊接连接，而在一些需要经常拆卸维修的地方要用到活接，一般的活接要使用密封材料，由于医用气体的高要求，密封材料有可能对气体造成污染或被气体氧化。因此，焊接式铜管硬密封活接在医用气体管路中得到了广泛的应用。

一、焊接式铜管活接头的种类和名称

对于操作工人和一般经销单位，焊接式铜管活接头的叫法有好多种，如球头连接、导管连接、焊接直通接头、套管连接、卡套连接、扩口式管接头、硬密封连接等等，这些叫法都不准确，如叫球头链接，往往说的不是管道连接用的起活接作用的连接，而是球面链接。这种具有活接功能的连接按结构分有锥面接触的、锥面球面接触的、有端面（平面）接触的等；按密封形式分有带密封圈的，有不带密封圈的硬密封；按锥面的角度又可分为55度、60度、37度的等等。它是用在焊接管路中，因此我们用在医用气体管路中的是焊接式铜管球头锥面硬密封活接头。名称中应包括应用方式是焊接，连接结构是球头锥面，密封形式是硬密封，在管路中起的作用是活接。

二、参考的行业标准：

中国航天工业总公司航天工业行业标准QJ2890-97《37°导管连接件通用规范》，37°是指锥面开口夹角。

连接件的结构、尺寸、公差及表面粗糙度应符合QJ 2889.1～2889.17的规定，其中规定了尺寸规格系列。

以上的标准是针对航天工业的，而医用管路的压力一般不太高，有的企业制定了适合低压的企业标准。

三、焊接式铜管球头锥面硬密封活接头连接原理和特点

1.没有密封圈

采用硬密封，即金属和金属直接接触，靠着螺纹的压紧力紧密接触，能够满足医用气体管路对气体纯度要求高的特点。

2.球头锥面连接结构

理论上球面与锥面是线接触，接触应力大，由于铜管较软，在使用螺纹连接后局部产生微小弹性变形，使接触更加严密。对于不锈钢材质，由于材质偏硬就不太适合这种连接。

3.可以反复使用

行业标准中规定漏率不大于1×10-4P・m3/s

4.产品用量较小，应用范围窄，生产厂家不多，有的企业还制定了适合低压管路的企业标准进行生产。

5.锥面开口角度大小对接触应力有影响，夹角小则压力角小，即受力方向和接触法线方向的夹角小，在相同的螺栓压紧力作用下接触应力大。反之锥面开口角度小，则在相同的螺栓压紧力作用下接触应力小。

四、焊接式铜管硬密封活接头在医用气体管路中的使用

1.球面连接在医用气体管路中的应用要求

在新修订的国家标准GB50751-2012中规定，所有正压医用气体管路都采用专用于医用气体管路的铜管，符合YS650的要求。而在医用气体管路系统中，为了实现系统的功能和维修的方便就必须采用活链接，比如系统中的区域阀门连接，二级稳压箱的连接等

2.安装的时候要检查球头不圆度，球头加工质量不好可能造成漏气。拧紧时不要拧得过紧，以不漏气为原则，以免造成接触表面严重的塑性变形。在连接拧紧后应进行泄漏检查。

3.在实际使用中对于高压和较硬材质往往使用较小的锥面夹角如37°，对于低压较软材质可以使用较大的锥面夹角如60°。

五、结论

1.球头锥面连接具有结构简单，密封性好，耐压高、可靠性高，密封性好等特点。

2.铜材质比不锈钢材质好，因为铜比较软，可以产生微小的变形，容易密封。

3.由于没有密封材料给管路造成的副作用可大大提高使用寿命，能够保证医用气体的高纯度要求，避免了由于密封材料造成的管路故障。

4.能反复使用，不用更换，也不用专用工具，特适合对于远距离工程的维修。

5.球头的加工精度如球头的不圆度对密封性能有影响。

6.不太适合大口径（超过25mm以上）的连接，对大口径的可以在球面上加硅胶O型圈，O型圈镶在球面的沟槽里。

7.球头锥面连接比扩口连接效果好，比较容易保证气密性的要求。

参考文献：

[1]GB/T50751-2012《医用气体工程技术规范》

[2]QJ2890-97《37°导管连接件通用规范》

[3]YS/T 650-2007《医用气体和真空用无缝铜管》

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关键词：“工程材料学”；航空航天专业；教学改革

“工程材料学”是航空主机类专业（包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等专业）的学科基础课程。该课程虽然仅有48学时，但承担着为未来的航空工程师构建材料知识体系的重任，对学生今后的发展起着重要作用。本文结合近年的工作实践，对该课程在教学要求、教学内容和教学方法等方面的改革进行研讨。

一、高度重视航空和材料领域发展对“工程材料学”课程教学的影响

材料学既是基础科学，也是应用科学。材料科学与技术的发展，解决了很多工程领域的关键问题，有力地推进了相关科学和技术的进步，使得材料科学成为最活跃的科学领域，材料产业也成为国民经济发展的重要支柱产业。“工程材料学”以物理学、化学等理论为知识基础，系统介绍材料科学的基础理论和实验技能，着重培养学生把这些知识应用于解决工程实际中提出的对材料结构、性能等方面问题的能力。作为一门重要的学科基础课程，“工程材料学”具有较长的开设历史，在人才培养中发挥了重要的作用。航空航天领域的发展对工程技术人员的能力素质提出了更高的要求，特别是“卓越工程师”教育培养计划的实施，对工程类课程建设的需求更加迫切，有必要以新的形势为背景反思该课程的教学改革。航空以众多学科知识、先进研究成果为基础，已发展成为一个由多个分系统组成的大系统，需要工程技术人员采用系统工程的方法进行综合设计。现代航空技术一百多年的发展，使得人们可以在更大的范围内探索天空，也使得飞行器的工作条件更加恶劣，工作环境更加严苛。现代飞行器不仅要具有速度快、航程大、载重多等特点，还要满足节能低碳等要求。材料科学技术的发展，为解决航空航天领域的诸多难题提供了可能，“一代材料，一代飞机”已成为飞行器发展公认的规律。这对航空航天工程技术人员的材料知识提出了更高的要求。在飞行器及其主要部件的设计、制造和维护工作中，要全面认识材料的性质和特点，才能挖掘材料的潜能，充分利用材料的特性，满足工作需要。面对航空航天迅猛的发展形势，仅了解和掌握已有材料的知识是不够的。具有创新素质的工程技术人员，要了解材料科学与工程的发展方向和趋势，分析材料领域的发展对航空航天领域的影响，同时要认真研究具体工作对新材料、新工艺的要求，明确材料发展的需求。在新型飞行器的研发过程中，要综合考虑用户对飞行器总体性能的多种要求，对各项技术参数进行统一的优化。在落实对飞行器性能的要求时可以发现，很多要求是相互矛盾的，比如飞机的航程和机动性就存在着较大的矛盾。为了获得较好的综合性能，需要对飞机进行一体化设计，要及时掌握各种设计方案对飞机主要材料和工艺的要求，对飞机整体结构进行综合优化。在此过程中，各部门工程师都需要和材料系统密切配合，才能实现信息和资源共享，降低全系统的风险，提高系统的可靠性和综合性能。材料科学技术的迅速发展也对课程教学提出了新的要求。材料科学与技术是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。在现代科学技术中，材料科学是发展最快速的学科之一，在金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等主要方向上的发展日新月异，促使“工程材料学”课程内容的不断充实。“工程材料学”课程要系统讲授材料科学与技术的基础理论和实验技能，使得学生掌握工程材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面的知识。早期的航空工程结构以自然材料为主，如在美国莱特兄弟制造出第一架飞机上，木材占47%，普通钢占35%，布占18%。随后，以德国科学家发明具有时效强化功能的硬铝为代表，很多优质金属材料被开发出来，使得大量采用金属材料制造飞机结构成为可能，也使得研究者们投入了更多的精力于金属材料的探索。相应地，这一时期“工程材料学”课程内容也以金属材料为主。上世纪70年代以后，复合材料开始在航空领域应用。复合材料具有较高比强度和比刚度的优点使得工程技术人员对其抱有很大的希望。航空工程师首先采用复合材料制造舱门、整流罩、安定面等次承力结构，而现在复合材料已广泛应用于机翼、机身等部位，向主承力结构过渡。复合材料因其良好的制造性能被大量应用在复杂曲面构件上。复合材料构件共固化、整体成型工艺能够成型大型整体部件，减少零件、紧固件和模具的数量，降低成本，减少装配，减轻重量。复合材料的用量已成为先进飞行器的重要标志。相应地，复合材料必然要在“工程材料学”课程中占重要地位。钛合金的开发和应用使得飞行器具有更好的耐热能力，提高了发动机、蒙皮等结构的性能，有效解决了防热问题。“工程材料学”课程的教学内容应该及时反映材料科学在提高飞行器性能方面的新应用与新进展。与此同时，其他相关学科也取得了长足的发展，使得主机专业教学内容大幅度增加，“工程材料学”课程的教学内容和学时之间的矛盾愈加突出。

二、认真分析专业教学对“工程材料学”课程的不同要求

“工程材料学”课程是一门重要的学科基础课，是基础课与专业课间的桥梁和纽带，在航空航天主机类专业培养学生实践动手和创新创造能力，提高学生综合素质等方面具有重要作用。在多年的教学实践中，该课程对主机类各专业采用同一标准教学。虽然主机类各专业人才培养有其共性要求，但随着航空航天事业的发展，专业分工越来越细，差异化特征也越来越明显，因此“工程材料学”课程应该充分考虑不同专业的具体需求，结合各专业的课程体系安排教学。飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程和机械工程等主机类专业根据航空领域中的分工培养学生，毕业学生的工作要求有所不同，对知识结构的要求也不一样。就材料方面知识而言，不同专业学生也会有所区别，应按照专业特点纵向划分对“工程材料学”课程的要求。不同专业主要服务对象的材料特点是确定课程要求的主要依据。飞行器设计与工程专业要全面统筹飞行器产品及各部件的设计和制造，主要从事飞行器总体设计、结构设计、飞机外形设计、飞机性能计算与分析、结构受力与分析、飞机故障诊断及维修等工作，要求了解材料科学与工程的发展对现代飞行器设计技术的影响，因此要较全面地掌握主要航空材料的性能、制造等方面的知识，了解轻质高强材料的发展动态和发展趋势。飞行器动力工程专业要求学生学习飞行器动力装置或飞行器动力装置控制系统等方面的知识，主要培养能从事飞行器动力装置及其他热动力机械的设计、研究、生产、实验、运行维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。飞行器动力的重要部件对抗氧化性能和抗热腐蚀性能要求较高，要求材料和结构具有在高温下长期工作的组织结构稳定性。因此，材料在高温下的行为、性能和分析、选择方法应该是该专业“工程材料学”课程的重点。飞行器制造工程和机械工程等专业要针对现代飞行器工作条件严酷、构造复杂的特点，采用先进制造技术，实现设计要求，并为飞行器维护提供便利。该专业要求学生理解飞行器各部件的选材要求，掌握材料的制造工艺。飞行器零部件形状复杂，所用材料品种繁多，加工方法多样，工艺要求精细。很多新材料首先在航空航天领域得到应用，其制造技术具有新颖性的特征，设计、材料与制造工艺互相融合、相互促进的特点非常明显，这就要求学生在“工程材料学”课程中把材料基础打好，适应工艺和材料不断发展的要求。虽然各专业对“工程材料学”课程的要求有所不同，但课程基础一致。该课程名称为“工程材料学”，即明确其重点在于将材料科学与技术的成果运用于航空航天工程，把材料基本知识转化为生产力。“工程材料学”是相关专业材料学科的基本课程，学生要通过该课程了解金属材料、无机非金属材料、高分子材料等微观和宏观基础知识，学习材料研究、分析的基本方法，掌握材料结构与性能等基础理论，研究主要材料的制备、加工成型等技术，为更好地学习专业课程创造条件，为将来从事技术开发、工艺和设备设计等打下基础。由此可见，在明确了各专业对该课程的个性化要求的基础上，更要明确共性要求。“工程材料学”课程要培养学生材料方面的科学概念，提升材料方面的科学素质，扎实的材料科学与技术知识基础是学生学习专业课程、提高综合素质、培养创新能力的必备条件，是进一步发展的基础。因此，“工程材料学”课程采用“公共知识+方向知识”的模式比较合适，即把教学内容划分为每个专业均要求了解的材料领域知识和根据各个专业特色需要重点介绍的知识两部分，既满足了宽口径、厚基础的教学需要，又注重了后续专业课程学习和能力培养的要求，促进了基础理论和专业应用的融合渗透，较好地满足了材料、设计、制造、维护一体化发展的需要，增强了跨学科、跨专业认识问题、思考问题和研讨问题的能力。

三、多管齐下建设丰富的教学环境

作为一门学科基础课程，“工程材料学”课程要根据学校人才培养创新目标和相关专业的人才培养标准、方案，结合卓越工程师教育培养的要求，注重与专业课程体系的融合，注重与工程实践教育的结合，注重对学生创新意识、创业能力及综合运用知识能力的培养。在充分调研与分析专业人才培养对课程教学要求的基础上，要对课程的教学大纲和内容进行修订，与相关教学环节有效整合，拓展教学活动的空间，营造良好的学习环境和氛围，加强与后续课程及实践活动的联系，解决学科基础课的教学与专业人才培养需求的脱节或不衔接等问题。“工程材料学”在第四学期开设，是一门承前启后的课程。在前期开设的课程中，“大学物理”和“航空航天概论”是两门直接相关的课程。“大学物理”提供了学习“工程材料学”的科学基础，认真分析“大学物理”知识点在“工程材料学”中的应用，有助于学生更好地理解相关概念。“航空航天概论”以航空航天领域的发展为主线，介绍飞行器的组成及工作原理。如果在“工程材料学”课程讲授之初让学生重新回到机库，从材料发展的角度再次审视航空航天的进步，结合材料学的概念研究飞行器的组成及工作原理，会使得学生对该课程有比较全面的认识。在相关专业的后续课程中，有好多课程与“工程材料学”密切相关，如“飞行器总体设计”、“发动机原理”、“先进制造技术”等，如果在“工程材料学”中对有关知识点作简单介绍，可以使学生更好地综合分析相关概念，加深理解。在主机类专业培养方案中，“工程训练”是集中式的工程能力培养环节，其教学内容与“工程材料学”密切相关。“工程训练”教学内容以机械制造工艺和方法为主，包括热处理、铸造、锻造、焊接、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工、钳工、数控加工、特种加工、塑性成型等，每一种制造工艺和方法都与工程材料密切相关。在以前的教学工作中，材料是加工对象，对材料的性能等的介绍很简单，学生的认识较浅。如果在“工程训练”教学过程中，针对不同的加工工艺和方法对材料作较深入的介绍，从应用的角度分析不同材料加工工艺和方法的适应性，可以促进学生把材料理论知识的学习和工程实际联系起来。通过让学生分析研究实际材料在加工过程中的表现来认识材料的性能，通过感性认识来体会材料变化的规律，把深奥的材料科学理论知识和生动形象的加工过程结合起来。这样不仅强化了工程训练效果，还能让学生把材料的知识学活，留下更深刻的影响，更好地发挥学生的潜力。航空航天主机类专业的课程设计是重要的综合学习环节。课程设计任务一般是完成一项涉及本专业一门或多门主要课程内容的综合性、应用性的设计工作，通过一系列设计图纸、技术方案等文件体现工作成果。很多主机类专业的课程设计涉及材料的选用、处理等方面的问题。按照教学计划，“工程材料学”先行开设。因此，在相关课程设计中，有目的地提出材料问题，引导学生在更广的范围里选材，在更加深入的层面上分析材料性能，可以更好地调动学生自主探究材料科学的积极性，帮助学生把材料知识转化为初步的工作能力，克服课程知识的碎片化倾向。

四、结语

航空航天是现代科学技术的集大成者，该领域发展很大程度上取决于材料科学技术的进步。材料学是航空航天工程技术人员知识结构的重要组成部分。“工程材料学”要按照现代大工程观的要求组织教学，才能实现教学目标，提高培养质量。航空航天领域和材料科学技术发展，极大地丰富了“工程材料学”的教学内容。要根据学科领域的发展需要选择教学内容，按照理论实践结合、突出工程应用的要求构建知识体系。在教学工作中，应根据不同专业的培养要求，深入研究材料学的基本要求和各专业的发展方向，形成“公共知识+方向知识”的“工程材料学”课程结构，提高教学效率。统筹考虑专业教学与其他课程的联系，以及课程设计、工程训练、毕业设计等教学环节，以“工程材料学”课程为中心，注重课程的纵向推进和知识的横向联系，不断加深对材料学的理解和掌握，培养多角度研究分析、跨专业交流合作、多学科解决问题的能力。

作者:汪涛 周克印 单位:南京航空航天大学材料科学与技术学院

参考文献：

[1]朱张校,姚可夫.工程材料[M].北京:清华大学出版社,2011.

[2]周风云.工程材料及应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.

[3]王少刚,郑勇,汪涛.工程材料与成形技术基础[M].国防科技出版社,2016.

篇12

1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，拉开了中国人探索宇宙奥秘、和平利用太空、造福人类的序幕。经过几代航天人的接续奋斗，我国航天事业创造了以“两弹一星”、载人航天、月球探y为代表的辉煌成就，走出了一条自力更生、自主创新的发展道路，积淀了深厚博大的航天精神。

2016年10月12日，国家国防科技工业局党组在《人民日报》刊文称，中国将力争在2020年左右实现重点突破，加速迈向航天强国；2030年左右实现整体跃升，跻身航天强国之列；2050年之前实现超越引领，全面建成航天强国。

工业和信息化部副部长、国家国防科技工业局局长、国家航天局局长许达哲说：“‘十三五’是中国航天发展的战略机遇期，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。”从航天大国到航天强国，我们还有多少路要走？

我国距离航天强国还有多远？

航天强国有哪些具体指标？中国航天科技集团董事长雷凡培曾在接受采访时表示，航天强国的指标包括100项产品技术指标和27项经济指标。

现在，我国能达到国际先进水平的指标有三分之一。产品技术指标中，载人航天工程、月球探测等一些主要指标上，已达到国际先进水平；经济指标中，有一半的经济规模指标已达到，但人均指标仍有差距。从目前来看，“十三五”乃至未来的一段时间，我国将从重大项目、工程落地和应用层面进行布局。

在重大项目上，围绕国家重大战略需求，我国将选择重点领域，启动实施天地一体化信息网络、深空探测及空间飞行器在轨服务与维护系统、重型运载火箭等一批新的重大科技项目和重大工程。

例如，载人航天工程建成长期有人照料的空间站，开展较大规模的空间应用；探月工程实现“三步走”战略目标，嫦娥五号实现特定区域软着陆及采样返回，嫦娥四号实现人类探测器首次月球背面软着陆；高分辨率对地观测系统全面建成，为形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的综合对地观测体系提供支撑；第二代北斗卫星导航系统覆盖全球，形成高质量定位、导航和授时的全球服务能力。

另一方面，加强空间科学研究，提高人类科学认知水平。充分发挥空间科学在创新、发现和技术牵引方面的重要作用，持续推进载人航天、月球探测以及空间科学先导专项等工程的科学探索，开展空间天文、空间物理、微重力、空间环境、空间生命等空间科学研究，建立可持续发展的空间科学计划，加强空间科学探索研究，在空间科学前沿领域取得重大发现和突破。

而在应用层面，商业航天发展和产业化应用是重要方向。我国将围绕国民经济建设和社会发展重大需求，完善卫星应用体系，拓展卫星应用领域，强化卫星在资源开发与环境保护、防灾减灾与应急反应、社会管理与公共服务、大众信息消费与服务等方面的综合应用。

此外，我国还将进行航天体系的体制改革。例如，推进航天科研院所分类改革和混合所有制企业改革，科学划分航天科研院所类别，坚持生产经营类院所企业化转制，推动建立现代企业制度。

构建航天新业态

雷凡培曾表示，从欧美航天产业发展历程来看，航天产业的直接投入产出比约为1：2，而相关产业的辐射则高达1：7至1：14。我国航天产业的直接投入产出比较欧美略低，相关产业的辐射可以达到1：7至1：10的区间范围。在航天的商业应用上仍有提升空间。

这样的辐射力正在吸引着地方布局商业航天产业。

2016年9月，我国首个国家级商业航天产业基地落户武汉。该基地将以发展商业航天为主导，以新一代航天发射及应用为核心，通过科技创新、商业模式创新和管理创新，打造航天运载火箭及发射服务、卫星平台及载荷、空间信息应用服务、航天地面设备及制造等四大主导产业。

复旦大学航空航天系教授孙刚认为，地方这样的探索尝试，是希望能够在航天商业发展上做出一些产品。但要想达到盈利目的，时间还比较长。

在他看来，国外之所以能出现像SpaceX公司的“猎鹰-9”完成世界首次海上回收火箭这样的实践项目，是因为技术基础较牢靠。“我们能做出一些产品，但后续的产品延保需要大量的技术保障。”

北京航空航天大学通用航空产业研究中心主任高远洋表示，从我国国情来看，吸引社会资本和减低民营企业进入航天领域门槛，也是难点和重点。因为航天航空领域往往自成体系，传统做法是进行体制内配套。未来，可以考虑在准入标准上，进行一些体制机制突破。

这也是今后的一个探索方向。例如，我国将探索推广政府与社会资本合作（PPP）等模式，鼓励和引导社会力量参与国家民用空间基础设施、卫星地面应用系统等建设运营，以及空间信息产品服务，培育“互联网+卫星应用”新业态，建立完善政府购买服务的模式，促进商业航天健康发展。空间站、探测器登月返回等国家重大航天工程将持续实施，服务经济社会发展的北斗导航、高分、海洋等众多卫星项目产生良好而广泛的经济和社会效益……当前和今后一个时期，作为产业链较全的航天大国，中国航天正迎来一个难得的发展机遇。如果能够抓住这个机遇并利用好，将加速实现我国从航天大国向航天强国的历史性跨越，包括具备全面的宇宙空间探索能力，建成完善的国家空间基础设施和航天装备体系，具备引领航天技术发展的自主创新能力，具备实力雄厚的航天国际竞争力和话语权等。

在机遇面前，一方面需要航天大型企业和研究机构不断创新，继续引领整个行业和领域发展：另一方面，也可以看到，一些新的研发机构和民营企业也对民用航天领域充满热情，并具备了跨入门槛的实力。如2015年发射的第一颗新一代北斗导航卫星，由中科院和上海市合作共建的上海微小卫星工程中心研制，采用了不同以往的卫星新平台和新技术，在性价比上比较有优势。如果能够让这些新生力量获得更多参与、成长的机会，整合到航天产业的生态链中，与大型航天企业一起合力构建起更为开放的民用航天创新生态，将为中国航天带来更广阔的创新空间。

此外，国家层面将加快推进航天法立法工作，研究制定民用航天管理条例、空间数据与应用管理条例、宇航产品与技术出口管理条例等行政法规，健全民用航天发射许可、空间物体登记等制度。研究制定国家航天政策，建立完善商业航天、国际合作、知识产权等配套政策，形成社会各类主体公平有序参与航天发展的军民融合开放局面，保障航天事业规范有序发展。

篇13

中国神舟七号载人飞船计划今年10月择机发射。神舟七号飞船总设计师张柏楠说，和“神六”相比，“神七”最大的变化有三:一是执行航天员出舱活动；二是飞船满载，三名航天员最长飞行五天；三是飞行期间要进行一些卫星通讯的新技术试验。

轨道舱里将新添气闸舱

神舟七号作为我国载人航天工程二期首次飞行，航天员空间出舱活动将成为最大突破。专家们制定了有害气体控制等30多项出舱期间的应急预案，保证航天员安全。

(“神七”航天员热门人选翟志刚)

为了让航天员顺利进入太空，“神七”轨道舱设计了一个“夹层”——“气闸舱”。神舟七号飞船总指挥尚志介绍说，太空中是真空状态下，要出舱首先要把轨道舱里的压力泄放掉，这样内外压力平衡，舱门才能打开，航天员才能出得去。航天员从太空返回航天器后先要“升压”，其原理类似潜水员进出正在深海中的潜艇。因此，航天器上必须有一个设施具有“泄压”功能和恢复功能。气闸舱将由两道门组成：航天员穿好舱外航天服把第一道门关上，后把第二道门打开，这样便能够保证原来的舱里的氧气和压力。而回来的时候也一样，航天员必须分别经过这两道门。

气闸舱位于返回舱的上方，与轨道舱连接。航天员进入“夹层”后，就会通知下面的航天员将“夹层”的门给严密地封闭上。换上太空行走的航天服后，放掉“夹层”里的气体，打开舱门后，航天员就可以到轨道外面，进行“太空行走”了。

舱外航天服俨然小卫星

目前中国自主研制的舱外航天服已经完成。我国曾向俄罗斯购买了全套的舱外航天服，“神七”航天员将身着哪套“太空行走”，还要进一步对比性能再确定。

舱外航天服俨然是个小卫星。它的外层防护材料具备防辐射、防紫外线、抗骤冷、骤热等功能。因为出舱的航天员可能会遇到向着太阳的一面是200多摄氏度高温、背着太阳的一面是零下摄氏度的低温。这种骤冷、骤热的变化必须要使用特殊的材料及防护层。我国自主设计的舱外航天服能使宇航员免受太空微流星体撞伤，并能过滤一定程度的辐射。航天服里有风扇或水冷式的布料去除过量的热。

航天服上有个纤维罩，包含了免提装置的通讯用的麦克风及喇叭，配合航天服中的传输器及接收器，可以使宇航员与地面控制中心及其他的宇航员通话。舱外航天服还能产生助力，使宇航员在太空穿梭机外能自由行走。

航天员会呼出二氧化碳。在航天服这个密封的空间中，如不除去二氧化碳，那它的浓度会上升至危险程度，令宇航员死亡。空气首先会进入一个装有木炭的盒子除去臭气，接着便会进入过滤二氧化碳的部分，随后，经过一个风扇，在纯化器中除去水蒸气后再回到水冷系统。空气的气温维持在12.8摄氏度，航天服上的转换装置可提供长达7小时的氧气供应及二氧化碳的去除。

二号F运载火箭安全指标最高

承载“神七”发射任务的是二号F运载火箭。二号F是以“”二号E型即“长2捆”火箭为基础，按照载人航天工程技术指标重新研制的。火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成，总高度约59米，总重约480吨，可将8吨重的有效载荷送入近地轨道。

“”二号F运载火箭有箭体结构、控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统。故障检测处理系统和逃逸系统是为确保航天员的安全而增加的，其作用是在飞船入轨前，监测运载火箭状态，若发生重大故障，使载有航天员的飞船安全地脱离危险区。

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基于问题的学习是一种以学生为中心的主动型教学模式和课程体系设置方法，其最初是由加拿大的麦克马斯特大学（McMasterUniversity）医学院于20世纪60年代在医学课程教改中逐步形成并提炼出来的。在PBL中，教师根据课程要求和学生的知识基础预先定义一个不完整的或劣构的问题，然后让学生进行研究，理论联系实际，运用已掌握的知识和技能提出解决问题的可行方案，让学生亲身参与问题求解的每一个步骤和知识构建的过程，从而将其先前获得的知识和经验很好地整合起来，使已有知识结构得到完善的同时达到对新知识的理解与掌。

1.目标和基于问题的学习法的特点。

基于问题的学习方法的主要目标不仅仅是让学生获得知识，并且要运用知识。PBL重视模型和问题的解决。它试图模拟现实生活中的工程研究和开发过程。Barrows这样描述PBL的主要特点：（1）学习是以学生为中心的，即学生选择怎样去学习和他们想要学习的内容。（2）学习在小团体中展开并且提倡协作学习。（3）老师是促进者、引导者或教练。（4）问题形成组织重点并刺激学习。（5）问题是拓展真正的问题解决能力的工具。（6）新的信息是通过自学获得的。

2.PBL工程教育案例———麻省理工学院航空航天工程系。

几年前，在麻省理工学院的航空航天系成立了一个由教师和科研人员组成的新战略计划小组，专门负责课程改革。为了强调教育以学生为中心，讨论小组花费了一定的时间和精力通过对项目和学习成果进行验收，设计了新的教学方法，建造与之配套的实验室。尽管基于问题的学习是关键，但它不是课程组织的原则。新的航空航天工程课程以现实生活中产品完整的生命周期工程为背景，即构思、设计、实施和执行（CDIO），结合设计建造经验，贯穿于整个项目中。接下来就是从简单的项目到高度复杂的系统设计建立过程，以及从中取得的经验教训。第一年，在《航空航天设计导论》课上，学生们设计、构思并且试飞的由无线电控制浮空飞行器（LTA）。第二年，在《联立工程学》课上，学生们设计、搭建并且试飞了无线电控制的电推力飞行器。在一些比较深入的课程例如《空气动力学》课上，从工厂或者政府以往项目中提出航空工业中很常见一个实际的问题，像是以洛克希德•马丁战术飞机系统为模板提供项目设计方案。高级课程完全利用基于问题的学习方法，如：《实验项目实验室空间系统工程》、《CDIO高等课程》。在这些PBL体验中，学生发现自己感兴趣的问题，通过做实验找到解决方法，并用多学科方法设计出复杂系统。麻省理工学院航空航天系“复杂系统学习实验室”的主任提出了一个对于基于问题的学习方法的分类框架。它将问题分为四个等级，给出了解决基础科学及先进工程课题的系统方法。一级：问题集。问题集是指在大多数工程课程中发现的传统问题。它们往往具有一定的结构与较成熟的解决方案（至少问题的设计者知道）。所有学生解决同样的问题，有时独自解决，有时以小组形式解决。问题需要在相对较短的时间内解决。二级：小型实验。小型实验是指在结构化问题下的实验课。例如测量或观察某种工程现象或数据。这些问题在一或两个学期内解决，可以“重复地进行”，也就是说，每个学生团队解决与其他团队同样的问题。在麻省理工学院有许多例子，如《联立工程学》课上的桁架实验室，《空气动力学》课上对在风洞中的流速计的校准，《航空航天设计导论》课上对空气动力减速器的各种测试。三级：大型实验。比起前几个阶段，这个阶段的问题需要更长的时间去解决，可能会耗费几周或整个学期。到了这个阶段问题明显复杂了很多，需要更多的规划和教员支持。在麻省理工学院有许多如是例子：《实验项目实验室》课上的风洞试验、飞行器模型项目，《空气动力学》课上的机械项目，《航空航天教育导论》课上的轻于空气的飞艇，《联立工程学》课上的电动飞行器设计等。四级：顶级CDIO实验。这个阶段在系统中整合了核心工程的顶级实验。麻省理工学院的航空航天工程项目用构思-设计-实施-操作（CDIO）的方法来设法更接近于实际工程。在顶级实验中，工程的四个阶段都将涉及。顶级实验室的项目均为研究的重点，需要更多的资金，工程的复杂度和依赖经验的程度也很高。例如麻省理工学院的自主卫星光学阵列项目和磁控编队飞行器。四级的项目需要学生、老师和研究员花费三个学期去完成。可以看出三级和四级问题的解决过程是由学生主导的、不受约束的、复杂的、多方面的且具有很高的主动性过程，符合之前所说的PBL标准。然而一级和二级中的项目体验过程更结构化，在这个过程中学生体验到关于问题构想的有用指导，使用工具进行研究发现。基于问题的学习方法和设计-制造经验贯穿了整个麻省理工学院航空航天工程系的本科生阶段。使用四个等级的框架来层次化PBL体验过程确保了从高度结构化问题到无约束和复杂问题情况的合理推广。

3.基于问题的学习方法的评估。

基于问题的学习方法的评估是多模式和长期性的。这些方法包括实验室期刊、技术简报、设计审查、技术报告、团队协作评估、设计作品、互评和自评。教师的角色主要是顾问和指导员，以及在学习过程中为学生提供大量反馈信息。在《航空航天设计导论》课上，学生们设计、制造并试飞由无线电控制的浮空飞行器，设计审查作品和最后的评估工作都是由飞行器竞赛的方式进行。在《综合工程》课的飞行器设计项目中，二年级学生分析在问题集中与气动性能、稳定性和推进装置有关的问题，并动手组装和试飞无线电控制的电推力飞行器。与第一年的课程相似，评估手段包括问题集、设计审查以及最后的一场比赛。除了评估认知能力的培养效果，情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。这些情感变化可以通过观察、访谈、作品、期刊和其他形式的自评进行评估。

二、小卫星平台与基于PBL的航天工程教育创新结合途径

在全球化大背景下，除去意识形态的差别，世界人才的标准正趋于统一。根据著名的CDIO（Con-ceive-Design-Implement-Operate，即：构想-设计-实现-运作）工程教育模型，工程教育包括以下几大培养目标：掌握深厚的基础知识和应用技术；善于构思、设计、实现和运作新产品或系统的能力；承担和实施复杂系统工程的能力；适应现代团队协作开发模式及其开发环境。这些目标是直接参照工业界的需求而制定的，它实际上定义了现代工程技术人员的素质构成。

1.小卫星作为航天工程教育的意义。

小卫星为空间发展提供了的一条新途径，这是与以往基于传统空间开发模式的“政府导向的大型项目”完全不同的。此外，NASA已经开展了很多项目为大学提供发射机会，让他们逐渐学会如何开发、运营卫星。超小型卫星计划是其中一个著名的案例，选定十所大学并给予他们项目资金，最终的成品将搭载航天飞机发射上天。凭借多年的项目经验，一些大学已经能够制造卫星，甚至出售卫星给其他大学或国家。小卫星为大型卫星上已经实现的一些任务提供了一条新的实现途径。一定数目的小卫星协作是一个非常重要的概念，通常被称为“星座”或“编队飞行”。这种多卫星体系的优点是容错量大、重构能力强、系统的可扩展性好。

2.基于小卫星平台的航天工程教育项目。

小卫星的操作训练为大学生的太空教育提供了一个特别的机会，让他们能够体验从任务创建、卫星设计、制造、测试、发射、运行，直到结果的分析的整个太空项目周期。同时他们还能从这些项目中学到项目管理和团队协作等重要技能。小卫星项目不仅对教育有益，而且有望成为太空技术发展与商业运营中的一名新成员。

（1）日本卫星设计大赛。

上世纪90年代初期，日本的大学小卫星研究项目远远落后于美国和欧洲各国。然而，在意识到了小卫星在教育和技术发展上的重要性后，日本国内开始大力推动高校小卫星设计-制造计划。第一个里程碑是“卫星设计大赛”。1992年三个学术社团共同成立了大赛组委会，他们分别是JSME、JSASS与IEICE。经过一年时间的准备，于1993年举办了第一届比赛。这项比赛的目的是为更多的大学生提供参与太空项目的机会，同时鼓励一流大学开始进行实体卫星的制造项目。评审项目分成两大类，创意类评审该项目的创意与想法，设计类评审卫星设计的可实现性。提交的项目首先会进行初步的评审，合格的项目才能入围最终的决赛。届时，将进行卫星模型的展示和评审。优秀的作品将获得“设计奖”、“创意奖”以及三大学术社团颁发的奖项。大赛每年都会收到20到30个创意独特的项目。

（2）大学空间系统研讨会（USSS）以及CanSat项目。

USSS始于1998年，每年11月由JUSTSAP小卫星工作组在夏威夷举办。研讨会的形式十分独特，出席会议的日本和美国的大学首先提出自己卫星项目的构想，以及各大学自身的科研实力，然后将具有相同兴趣、能力或科研实力的大学进行组队。各组展开讨论，在一天半的研讨会后，各组需要向其他组展示他们的项目设计书。这些项目要在USSS结束后的一年内实施，他们的成果将在下一年的USSS上展示。其中最成功的项目就是CanSa（t罐装卫星）项目了。CanSat项目是1998年由特维格教授提出的。在最初的计划中，每所大学都要制造一个350mL饮料罐大小的微型卫星，卫星将被发射到轨道上，在下一年的USSS上进行控制操作。

（3）立方体卫星。

立方体卫星项目由特维格教授在1999年的USSS大会上提出。立方体卫星为重1kg，长宽高均为10cm的微型卫星。每所大学制作的立方体卫星都被放在一个名为“P-POD”的盒形载体内，它由俄罗斯的“第聂伯”火箭装载发射升空。为了减少立方体卫星和P-POD之间的机械和电气接口，P-POD释放机制设置得非常简单：当P-POD的门打开，里面的立方体卫星就被P-POD末端的弹簧弹出。东京大学和东京工业大学已经开始了立方体卫星项目，并大致完成了设计和EM级别的模型制造。这些大学的学生已经在立方体卫星项目中获得了微型卫星开发的基本专业知识。但他们现在需要面临新的挑战：如何使用现成的廉价的部件设计可靠的空间系统，如何进行空间环境试验（如真空热或辐射试验）并获得试验结果，以及如何处理更大的风险，更多的人力资源、时间和成本。目前计划于2002年底发射第一个立方体卫星。

（4）欧洲大学生月球轨道航天器。

欧洲大学生月球轨道航天器ESMO是欧空局教育卫星计划的第四项任务，它是基于“欧洲大学生太空探索与技术倡议”计划中的“SSETI-Express”卫星。ESMO项目是为了吸引和培养下一代的月球与其他行星的工程师和科学家。航天器有效载荷包括：船载液压双组元推进系统，用船从地球同步轨道通过“日地系统中的拉格朗日点L1”转移到绕月运行轨道的过程，历时3个月；表面光学成像的窄角相机和一个用于测绘全球引力场的子卫星，将在历时超过6个月的时间里执行测量任务；可供选择的载荷还包括一个生物实验和一个微波辐射计。ESMO项目是未来欧洲的科学和勘探计划的一个强大的动手教育和公共宣传工具。它是一个面向大学生的项目，训练和培养了下一代的月球任务的工程师和科学家。

三、建立基于PBL的航天工程教育实验平台和培养范式

我国在“十二五”规划中提出了“创新驱动，实施科教兴国战略和人才强国战略”，要“围绕提高科技创新能力、建设创新型国家，以高层次创新型科技人才为重点，造就一批世界水平的科学家、科技领军人才、工程师和高水平创新团队。实施PBL教学是一项系统工程，由于受国情、传统教育教学模式和人才培养机制的约束，在中国工科大学中实施PBL教学存在问题案例少、实施成本高、评价方式单一和师生角色僵化等问题，因此，需要根据我国工程教育的现状和国情对PBL教学进行本地化处理，不能生搬硬套，具体来讲有以下几个方面需要注意。

1.树立以学生为中心的教学理念。

树立以学生为中心的教学理念是实施PBL教学的前提条件，PBL强调以学生为中心，作为PBL教学的实施者，教师必须要深刻认识到这一点。

2.根据具体航天任务设计问题。

丰富的问题案例是PBL教学成功的关键。每门专业课的设置都是基于学生已具备一定的先修课程基础为前提，但个体的差异不容忽视，教师或教师团队在进行某课程PBL问题设计的时候要充分了解学生的知识基础，结合具体的实施条件进行问题案例的设计。为了保持热情，学生们可以一种竞赛的形式开始项目，学生们互相分享自己的认识，用自己的双手选择出最吸引人并且最有意义的项目。

3.提高卫星实验平台的开放性与多样性。

除了教育实践空间项目对航空航天教育带来的价值之外，学生建造空间项目长期承诺创新型大学的任务是可直接有利于空间行业本身。目前，各大学中设立的大学或研究生开放实验室及其配套的开放创新基金都是一些很好的尝试，取得了很好的效果，但其范围需要扩大，让大学生能够进入一些比较前沿的和良好国际合作背景的研究型实验室，使其很早就能受到良好的学术熏陶，以促进其产生向更高层次发展的内部动机和欲望。

4.加强学习能力的培养。

发展学生的学习能力，使其成为高效、独立的终生学习者是PBL的重要目标之一。通过参加PBL学习，让学生明白学习不完全是个人的事情，在PBL小组中每个学生都担当一定的角色，并承担相应的责任，在小组讨论中无私贡献自己的学习成果，并吸取其他成员的学习成果，达到共同进步。

5.建立合理多样化的评估体系。

在实施PBL的过程中，可以采用学生自我评价、同学互评及教师评价相结合的办法，注重学生的过程表现，而不是结果。创新人才的多样性和创新思维的多样性决定了我们不能用一刀切的方法来评价学生，而是要采取灵活多样的评估体系，建立激发创新的长效机制。除了评估认知能力的发展和成就，情感变化也要被评估。评估学生们在问题处理过程中的信心、参与到解决具有挑战性问题中的意愿和控制问题解决进展的感觉也很重要。

四、结论