发布时间:2023-09-20 09:47:42
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篇航空航天技术特征,期待它们能激发您的灵感。
关键词:航空航天材料;专业英语;教学;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)40-0092-02
航空航天材料是指飞行器及其动力装置、附件、仪表所用的各类材料,是航空航天工程技术发展的决定性因素之一,也是材料科学中富有开拓性的一个分支。飞行器及其装置的设计,不断地向材料工程提出新的课题,推动了航空航天材料科学的进步。各种先进材料的出现也为飞行器及其装置的设计提供更多的可设计性,极大地促进了航空航天技术的发展。因此,先进航空航天材料的开发、研究与应用反映了一个国家的工业水平与航空航天技术,关系到一个国家的综合实力与国际影响力。因此,各国都把先进材料的研究和开发放在重要地位。尽管我国近年来在航空航天材料的研发方面取得了巨大进展,但仍然与发达国家存在较大的差距。因此,需要不断学习和引进国外的先进技术和经验。而国外相关资料都是英文出版,这就需要航空航天材料方向的学生具有较高的材料科学与工程专业英语的听、说、读、写能力,以完成获取专业所需信息等任务。
材料科学与工程专业英语是一门语言应用与材料专业知识紧密结合的课程。它不但涉及英语科技文体的语法特征和材料专业技术文献的语言特点,而且涉及一定的专业技术内容及科技信息交流。课程目标是培养学生具有较强的专业文献的阅读能力,进一步提高学生的听、说、写、译能力,使学生能够熟练应用英语交流、获取知识。同时促进学生掌握良好的语言学习方法,提高文化素养,以适应社会发展和航空航天技术进步的需要。课程的教学目标是:掌握一定量的与材料科学与工程专业有关的常用单词和常用词组,并掌握一定的构词法知识,具有识别生词的能力,能顺利阅读专业相关的英文原版教科书、参考书及专业论文。但现行的教学模式在教学管理与培养方式中存在许多问题亟待解决,目前也没有针对航空航天方向的材料科学与工程专业英语教材。因此,迫切需要完善教学内容,优化教学方式,改编教材,以全面提高材料科学与工程专业英语的教学质量。
一、改编现有专业教材,扩展学生专业视野
浏览现有大部分的《材料科学与工程专业英语》教材可发现,内容基本是《材料科学概论》或《材料科学基础》的英文版本的改编,实际是英文版的专业教材,不具专业英语教材特点。而且教材内容的更新速度慢,与国际上材料科学的快速发展不相适应,学生阅读起来单调、枯燥。因此,在现有教材的基础上,急需编写新版实用性教材。新版教材需兼顾英语的语法特点和材料专业技术知识,既强调专业基础理论知识又涵盖国际研究前沿趋势。
从提高学生的听、说、读、写及翻译的综合能力着手,按照从难到易的教材内容顺序,突出航空航天行业背景及新技术特点,完成《材料科学与工程专业外语》教材的设计与撰写。从教材章节编排上,按照先介绍语言知识后介绍材料专业的顺序布局。可以在开始的章节介绍科技英语的构词、语法的特点以及专业学术文章的撰写规则。随后的几个章节,简单介绍材料的基础理论知识,学生可以结合以前学习的材料专业知识进行这部分的学习。目的是给学生介绍英文专业词汇,让学生逐渐熟悉专业英语的阅读。随后,在材料学的专业知识内容上,结合专业基础课程,着重介绍和航空航天技术紧密相关的材料研究内容,例如飞机结构复合材料、高温材料、隐身材料、非晶材料、太阳能材料等。同时,为了进一步提高学生阅读和理解专业文献资料的能力,提高学生从专业文献中获取重要信息和跟踪学术研究前沿的能力,教材还可以向学生介绍利用互联网站和相关的学术期刊网站获取最新专业文献的方法。并且,从材料专业高质量的国际期刊上精心选取一些难度适中的综述性和研究型的论文作为课堂教学内容。由于这些论文内容新颖且紧密跟踪本领域的研究前沿,学生也易于接受。这样,既提高了教学效果,也使学生对专业英语的重要性有了更深地认识和理解。
二、丰富课堂教学内容,夯实学生基本功
调研各高校材料专业的本科生教学计划,发现专业英语课程设置在第七至第八学期,大四学生对英语学习逐渐变得陌生,如果直接面对专业英语的学习,势必会造成学生学习的困难。因此,教师除了教授教材的内容外,可以适当拓展相关内容的英语学习,提高学生的学习兴趣。
从知识结构设置上,可以根据学生毕业后学习、就业及工作的实际需要,突出对学生专业英语实际应用能力的培养和训练。为了突出实际应用能力培养及常用交流,可按照先读后写,先听后说的思路,来对学生进行专业英语实际应用能力的训练。通过由学习模仿到实际应用的教学模式,重点培养撰写英文摘要、写推荐信、求职信、会议常用发言以及模拟求职对话等能力。除此而外,还可以就学生即将面临的毕业设计论文撰写,展开介绍和讲评。“学以致用”,而实际应用是学生学习的动力。学生一旦体会到能从专业外语的学习中获益,便会提高学习的积极性,促进专业英语的教学。
为了增加教学内容的趣味性,在实际教学过程中增加一些与课文内容相关的最新外文视频。材料科学与工程是一个大专业,其中又有金属材料、高分子材料及陶瓷材料等二级专业,因此除了完成教材的教学内容外,还应针对不同专业分门别类地介绍材料的最新的实际应用。介绍时,可以从互联网上搜索最新的文字资料,也可以搜索最新的视频资料,其中视频资料更生动,因此受到学生们的欢迎。比如在讲解金属材料和复合材料时,可以给学生播放波音、空客等制造飞机发动机及机身结构的最新技术视频。还可以通过播放如太阳能电池、风力发电技术及3D打印技术等视频,加深学生对陶瓷材料、功能材料及复合材料在新能源及新技术领域的应用认识。因此,通过利用多媒体技术的视频资料,不但可以提高学生的英语听力,扩充学生的词汇量,还可以使学生在轻松的学习氛围中了解相关技术的应用前沿,深化在学生对航空航天材料科学与工程的认识。
三、改革课堂教学方法,提高课堂教学质量
材料专业英语是一种正规的书面体,专业词汇多词形复杂、句子长,且与专业知识结合紧密,相对于基础英语来说,缺少文学作品中的韵律、节奏感,读起来抽象、枯燥,造成教师讲授、学生学习的兴趣不高。如果采用传统的专业课程的讲课为主的教学方法,势必不能有良好的教学效果。因此,应该结合英语课堂教学和专业课的教学特点,采取多元化的教学方法,对学生进行课堂教学。
可以采取英语课堂的教学,让学生随堂朗读教材内容,学生在读的过程中,既熟悉了教材内容,又对英语的“说”有提高。随后,对学生进行分组,讨论分析教材内容,或者也可以提出一个小话题,学生可进行问题的分析并提出解决方案。这样,既提高了学生的英语口语技能,也加强了学生分析专业问题的能力。课后布置适量的课后翻译作业,可以是对教材内容的翻译也可以是对课堂增补内容的翻译,通过英汉互译的环节,巩固课堂教学内容。在课程结束前,还可以穿插学生就自己的毕业设计方向,做一个简短的英文讲座,既可以对课堂教学效果进行测试,也可以提高同学们的口头表达能力,增加同学们英语交流的信心。
在进行课堂教学的时候,如前所述,可以围绕课堂教学时的内容,充分利用互联网技术,为学生补充国际上航空航天材料的最新研究成果和先进的应用实例,可以是文字资料也可以是视频文件的学习。进行文字资料的学习时,可以采用先朗读后分析、翻译的方法,逐步分解。进行视频资料的学习时,教师应提前将语音资料转换成文本资料,课堂上可以进行边视听边进行讲解,让学生在愉快的氛围中进行学习,进而达到良好的课堂效果。
四、结语
我国航空航天技术的发展对航空航天材料的研究提出更高要求。航空航天材料的研究人员必须及时关注国际发展,密切和国外学术交流,才能保障材料领域的不断进步,这就对科技人员的专业英语要求也不断提高。因此,通过对航空航天材料专业英语教材、课堂教学内容与方法的改革与优化,来全面培养学生的读、听、说、写、译的综合能力,增强学生的国际竞争力,为航空航天材料技术领域输送优秀人才。
参考文献:
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【关键词】:航空航天;主题教育;学风建设;辩证关系
航空航天产业是关乎国防安全和大国地位的重要战略性产业。随着我国经济实力和综合国力的不断提升,航空航天事业取得了丰硕成果。代表航空先进技术的C9飞机的立项研制,载人航天技术的关键性突破,无不令国人欢欣鼓舞。对学生开展航空航天主题教育,将进一步激发学生的爱国爱党热情,培养航空航天情结。学习是学生的天职,加强和改进学风建设是高校教育的长线工作。如何将航空航天主题教育和学风建设有机结合起来,把握二者的辩证关系,是航空类院校学生工作者思考的关键性问题。
一、航空航天主题教育的内涵
高校大学生主题教育活动是“推进校园文化建设的强大动力【1】”。对于航空类高校来说,航空航天主题教育是特色教育活动。航空航天主题教育是以航空航天为教育为主要内容,以弘扬航空航天精神为导向,采取集中观看、主题座谈、主题征文、知识竞赛、科普教育等形式对大学生开展的主题性教育活动。它是情境教育中的一种方式,航空类院校学生活动中较为常见。旨在使大学生在以航空航天为主要内容的情境中,接受教育,荡涤心灵,建立以情境为导向的感性认识,以此内化为成长成才的内在动力,达到引领积极向上的自我教育的目的。航空航天主题教育具有主题性、内化性和实效性等鲜明特征。
二、学生学风建设的内涵
学生学风,从广义上讲就是大学生在治学精神、治学态度和治学方法等方面的风格,也是大学生的知、情、意、行在学习问题上的综合表现。学风建设就是从教、学、管三方面入手,以提升教师教学水平、激发学生的学习主动性和加强学生日常管理等为切入点,在外在教育和内在激励两方面双管齐下,加强和改进学风的系列举措。学生的天职是学习,学风建设旨在改变的是学生的学习状态,激发的是成才意识。学风建设同样具有主题性、内化性和实效性等鲜明特征,这与航空航天主题教育基本相同。
三、航空航天主题教育与学风建设的辩证关系
航空航天主题教育和学风建设,两者不是独立的,而是互相作用、互相补充的。作为一种主题活动方式,航空航天主题教育为学风建设营造有利氛围,发挥情境育人的内化作用。另一方面,航空航天主题也能从更大程度上激发学生爱校爱专业的热情,从而为学风建设提供原始动力源泉。作为航空类高校的一项重点工作,学风建设将为航空航天主题教育提供必要的思想保障。对于航空类院校的学生来讲,只要认识到了学习的重要性,以积极地态度参与到学习当中,必然有利于航空航天主题教育活动的有效开展。
1.航空航天主题教育为学风建设提供环境条件
航空航天主题教育作为情境教育的一种方式,必然通过营造良好的环境氛围来内化人的心灵,达到认同教育效果的最终目的。比如开展集中观看神舟九号发射等活动,基于发射活动本身再加上活动氛围的营造,势必将激发学生的爱国热情,并形成持久的激励作用。从中可以看出,氛围营造的作用是无穷的。学生深感航空航天事业的迅猛发展直接来源于祖国科技的强大,对学习、对理想、对成才的追求也就更加地强烈,这就是情境育人的作用所在。作为校园文化的一部分,航空航天主题教育必然为学风建设提供必要的环境条件。通过主题教育活动,逐步引导学生把“个人理想融入到建设社会主义现代化共同理想【2】”中, 以此强化理想信念教育,对学生建设具有重要的推动作用。
2.航空航天主题教育为学风建设激发兴趣动力
对专业的认同是提升学风兴趣的关键所在。对于航空院校的学生来讲,有些学生所录取的专业并非是第一志愿专业,有的甚至是参考专业。其中一部分学生为调剂录取。这些学生的专业认同感是不强的,或多或少的对专业认识不清,就业方向不明确。上述缘由使这些学生或多或少失去了学习的兴趣和动力,更谈不上具有成长成才意识。主题教育必须与群体特征相互适应【3】,对航空类院校的学生开展航空航天主题教育,将更有效地激发学生爱校爱专业的热情,从而激发出原始的学习动力,增强学习的针对性和实效性。航空类高校可根据学生工作现状,适时组建航空航天科普宣传团队和未来飞行器设计团队。前一团队是面向中小学生源基地,组织学生团队到学校开展航空航天科普教育,发挥学生的专业优势,增强学习专业的信心和动力。后一团队是组队参加校级或省部级以上的未来飞行器设计大赛,培养学生的专业实践能力。类似于上述活动的开展势必使学生增强对专业的正确认识,以切身行动投入到活动中,学习的动力更足了。
3.学风建设为航空航天主题教育奠定思想保障
对于初到大学的学生而言,刚刚完成由高中到大学的转变,身虽已到大学,但心却还在高中,思想的转变需要一段时间的适应。生活上的不适应,学习方式上的差别,是刚入学的新生所面临的首要问题。在这当中,也定会产生一定的心理落差。因此,对于刚入学学生的学风建设来讲,首先应解决思想认识上的问题。采取切实可行的方法和举措,让学生主动去接触新生事物,去学会适应新的环境和学习方式,应该说是学风建设的首要任务。思想问题解决了,态度端正了,学习也就主动了。其实对于学风建设整个工作,思想认识应该是根本问题。误区的纠正为自主学习清除了不利障碍,也为学生培养综合素养及航空航天情结提供了思想准备。打消了思想顾虑,学生也就愿意去思考自己的专业以及与专业相关的问题也更愿意投入到航空航天主题教育活动中去。
4.学风建设为航空航天主题教育提供方法指导
学风建设的基本方法对于航空航天主题教育活动的开展具有重要的借鉴意义。从一般意义上讲,学风建设的基本方法和策略有主题教育、结对对接、兴趣引领、动力激发等。如此的策略和方法也同样适用于主题教育,为之提供方法上的指导。主题教育是航空航天教育的常用方式,结对对接可以用在开展学生科研实习活动中,兴趣引领和动力激发是学风建设和航空航天教育的通用策略。
四、结论
学风建设是高校学生工作的永恒主题,在实际的工作中,我们必须正确处理好学风建设与航空航天主题教育的辩证关系,发挥彼此的促进作用,为做好人才培养工作提供必要条件。在理顺好两者的辩证关系后,如何利用这种辩证关系并实现两者有效嫁接是个关键性问题。
参考文献:
1.王贵锋、徐忠杰、胡国庆. 《大学生主题教育活动及其品牌化研究》.《职教探索》,2012.11.
2.白义香.《大学生主题教育活动模式的探讨》.《湘潮》,2007.9.
3.周彩根、刘锁娣.《建设主题教育体系 创新和延伸大学生思想政治工作》.《常州学院学报,2011.6.
关键词:航空英语;构词特点;发展趋势
引言:近年来,各国航空航天技术发展较为迅速。我国在此方面也已经取得了举世瞩目的成绩,我国是美国、俄罗斯之后的第三个自主研发载人航天工程的国家。在我国航空航天技术不断发展的过程中,新的技术不断涌现出来,进而大量的新概念与新词汇出现在人们的视野中。因此,了解航空英语词语的构成,不仅有助于研究现代航空英语的构词特点与发展趋势,还能够促进航空英语教学,对掌握现代航空技术具有重要的意义。在分析航空英语构词特点的过程中,从语言学角度出发,属于ESP(Engliish for specific purpose)的重要领域。
一、航空英语词源分析
与其他的科技词汇相类似,航空英语与航空科学知识具有密不可分的关系。在英语发展中,这两者的关系显得越来越密切。依据词源学的角度来看,航空英语词汇主要有两个来源。一种来源是英语自身的词汇。在工业革命以来,英美两国在科学技术方面处于世界的领先水平。直至莱特兄弟举行了人类历史的第一次飞行。因此,较多的航空英语词汇都来自英语本身。例如,embark(上飞机,登机)、checkout(检查,检验)以及checking station(检查站点,检查点)等[1]。另一方面就是很多英语词汇具有不同的构词风格。在过去,英语中大量的科技词汇来源于希腊语与拉丁语。导致在航空英语中存在较多这种类型的词汇。直至现代与近代一些工业化较早的国家其科学技术也已经走向了世界的前列。因此,一些较为先进的科技词汇从工业化较早的国家语言中引入到英语中。这些语言包括了法语、汉语、德语以及俄语等。有的外来词会直接进入英语,有的是间接的传播到英语中来,或者是吸收为英语。一些外来词语被吸收为英语,进而转化为航空领域的使用语言。
二、航空英语构词特点
(一)缩合词(biend or portmanteaus)。缩合词又被称为拼合词。该类词汇通常由两个或者多个单词的部分混合构成一个新的词汇。从构词的角度分析就可以看出,这类词汇包括了“词首与词首”、“词首与单词”以及“词首与词尾”的缩合。这些说和词与在航空英语与航空技术中都具有其特殊的含义。例如,COMINT通信与情报(communications intelligence)等等。
(二)合成词(compounds)。通常情况下,合成词普遍都是由2个或者是2个以上的单词构成的词。合成词通常被分为2种,即所谓的并列合成词与主从合成词。并列合成词通常都是指词根或者词干之间具有并列关系的词语。例如,cockpit(驾驶舱)、life-and-death(生死攸关的)等等。而主从合成词则是指合成词中不同词根或者词干之间具有主从关系。例如,crosswind(侧风)、cloud-base(云底)等等。无论是具有并列关系的还是主从关系的词语构成合成词,词语之间仍然具有语义关系。
(三)缩写词(abbreviatins)。缩写词其实就是有每一个英语单词的首字母合并组成的缩减新词。该类词汇在结构形式上被称为abbreviatins。这类词汇大多都是由大写字母表示的,航空客机英语缩写死的雨一特征在此方面主要包括了机构的名称、技术设备的名称以及系统技术的名称等。例如,CAB民航委员会(Civil Aeronautices Board)、SPOT卫星定位和跟踪(satellite
positioning and tracking)以及GPS全球定位系统(global posi
tioning system)等等。航空客机的缩写词与在语音特征方面包括了initialisms与acronyms两种,这两种词汇的在使用方面也各不相同。
三、现代航空英语构词的发展趋势
在分析航空科技词汇的过程中,该领域的词汇构成趋势具有这么几项特点。首先,大量的缩合词汇。缩合词汇是对科技词汇系统的综合概括,该类词汇涵盖了大量的组织机构与行业的术语。例如,NTIS(国家技术情报处)、OBC(机上检查)等等。其次,大量的普通词汇被赋予了全新的科技含义。这类词汇极容易产生陌生感。虽然词语看起来不难,但是由于受懂啊专业的限制,难以命名。例如,stream landing(鱼贯着陆)、boxer(轰炸机)等等。再次,大量的合成词汇。合成词会通常具有多种合成方式。但是合成的词汇意义比较固定,常常表达一种较为专业的意义。例如,cargo-floor(货舱地板)、brownout(减少灯光)等。最后就是大量的词缀与词根构成派生词。这次额词汇多数都是较为常见的词缀与词根。这种构词方式不仅会改变词汇原有的含义,还会改变原有词汇的性质[2]。因此,如此看来,航空英语词会构成居有其特殊性,在航空英语使用的过程中规,具有较强的专业性。
总而言之,了解词汇的结构不仅能够对词义有更进一步的了解,还能够加深对词汇的记忆。通过对航空英语词汇构词的分析,找出其相似之处,进而可以牢记词汇的意义。
参考文献:
关键词:科技贷款;技术创新;面板回归;电子及通讯设备业;航空航天器业:DEA
DOI:10.16315/j.stm.2016.03.005
中图分类号:F832;F124.3 文献标志码:A
金融支持是进行科技创新的必要前提条件。相对其他企业,科技型企业对外部金融更具有依赖性…,其发展更容易遇到资金制约的障碍,必须寻找外源资金来支持研发创新活动。在创新成果转化为现实生产力的过程中,有效的科技金融体系能够为科技型企业所进行的研发及产业化提供充足的资本,并起到成本补偿的作用。科技金融还能够帮助科技型企业规避和分担风险。在前期,通过对相关企业的信息进行收集与处理后会选择其中具有市场前景的项目或者发展潜力的企业进行授信,在后期的进展监控和风险控制还能够分阶段提供有效的融资。
科技型企业会选择不同的渠道和方式来解决资金短缺的问题。Myers提出了新优序融资理论,他认为企业在新项目进行融资时首选的是内部融资,然后是债务融资,最后才是股票融资。而且企业在不同的成长阶段所选择的融资方式存在着不同。Bettignies等发现创业期的高新技术企业往往选择股权融资和债务融资。另外,King等指出金融市场可以帮助企业通过发放有价证券来分散风险,并且促进对创新活动的投资。然而,由于我国的金融体系不成熟,银行仍处于主导地位,故以银行为代表的金融机构是科技金融的投融资主体之一。
科技贷款作为我国科技型企业最重要的外部融资渠道之一,为企业的研发创新注入了竞争的活力,提高了资本的利用效率,也在一定程度上降低了成本和风险。在过去仅靠国家经费补助研发投入,科研机构或科技型企业缺乏研发积极性,难以在技术创新上有很大的进展。而有偿占用科技贷款所带来的还款压力能缩短科研成果开发的周期。同时,金融机构会筛选评估科研项目,分析收益和风险,将有限的科技贷款投入到更有效益的科研项目中,提高投入产出比。Legrand等通过模型证实银行等金融机构对企业的支持力度对企业的创新项目具有正向影响并存在肯德尔相关性。朱欢通过实证研究认为我国银行贷款对企业技术创新的正向作用远大于股票市场的融资效果。王科等认为高风险和中小型创新企业的低信用等级使得科技贷款难以发挥有效作用。顾焕章等基于当前我国间接金融占主导地位的金融体制,认为应充分发挥信贷资金对科技型企业的积极作用。
总体上,对于科技金融与技术创新的研究比较多,但是较少把科技贷款作为主要研究变量。考虑到我国目前的金融体系依然以银行为主导,科技贷款在高技术行业的融资中处于重要位置,因此本文单独研究科技贷款对其技术创新的贡献。另外,相关的研究中大多从整个经济体系或部门的角度出发研究科技贷款对技术创新的作用,而未考虑到不同的产业之间的差异。比较我国高新技术产业中航空航天业和电子及通讯设备业的市场结构,发现前者国有企业较多,市场缺乏竞争,而后者中小型民营企业占绝大多数,竞争较激烈。因此,本文选取航空航天业和电子及通讯设备业这2个行业作为研究对象,分别建立面板数据模型,比较2个行业科技贷款贡献的弹性系数,并通过数据包络法对两个行业的科技贷款利用效率进行比较,最后综合分析2个行业的差异,研究框架,如图1所示。
1科技贷款绩效的行业异质性机理
科技贷款对科技型企业的创新活动存在影响,但是对不同行业的科技型企业的影响程度有待探讨。Feldman等认为竞争性市场结构比垄断性市场结构对创新有着更大的影响。而Ayyagari等把来自47个发展中国家的19000多家企业作为研究样本,发现外部融资对企业科技创新活动的影响与企业性质相关,最终发现外部融资能够促进私有企业的创新活动,但是对国有企业的创新活动存在阻碍作用。因此考虑到不同行业中企业类型和市场结构的差异,比较科技贷款在不同行业中的绩效十分必要。
相对于垄断性市场结构,处于竞争性市场结构中的科技企业面临更大的竞争压力。一些中小型的科技企业,内部缺乏研发资金,外部融资渠道有限,获得科技贷款又十分不易。为了在激烈的竞争中立足,这些企业必须提高资源的利用效率,将科技贷款用在最能创造效益的部分。而处在垄断性市场结构中的企业,往往是一些具有实力的大企业,如国有企业,且资信较好。相对来说,这些大型的企业获得科技贷款较容易,并且融资渠道较多,面临的资金压力和竞争压力均较少。因此,在科技贷款的利用效益方面,垄断性市场结构的行业可能低于竞争性市场结构的行业。
我国航天航空器业在总体上正处于发展创新的前期或中期,政府是技术发展的主要动力,而非市场。由于航空航天器业的特殊性,大部分研究所和生产经营单位都是国有性质并由国家出资支持,因此科技贷款在研发经费中占比较低,激励作用不明显。且垄断的市场环境也使得航空航天器业的资源配置效率低下和生产经营低效率,意味着科技贷款的研发绩效可能是不显著的。而电子及通讯设备业这个行业中市场竞争度较高,中小型民营企业占绝大多数。在激烈的市场竞争中,这些科技企业必须通过技术创新得以立足。同时,电子通讯企业运营力随着企业对技术创新战略的研发投资程度以及技术能力水平与程度的重视而提升,在市场和金融机构的双重压力下,企业有动力提高科技贷款的利用效率,促进技术创新和技术的成果化。因此,科技贷款对于这两个行业的科技创新的贡献程度可能是有所差别的。
因此结合上文的机理分析和相关研究成果,本文提出如下假设。
H1:科技贷款对电子及通讯设备业技术创新的贡献大于航空航天器业。
H2:科技贷款在电子及通讯设备业研发活动中的利用效率大于航空航天业。
2研究方法与数据
2.1研究方法
在面板数据回归模型中,基于柯布一道格拉斯生产函数构建模型,参考俞立平的研究,建立如下方程:
其中:α、β、γ、η表示回归系数,ν表示随机误差项,各变量下标£,t分别表示行业和年份。为了减少异方差并增加实证结果的解释性,对所有变量取对数进行处理。因变量为技术创新产出,用新产品销售收入(NS)来表示,能体现创新产出最终价值形态与市场绩效;科技贷款为核心解释变量,用金融机构贷款(FI)来表示;控制变量有研发人员全时当量(RD),政府资金(GOV)和企业自有资金(CO)。研发人员全时当量衡量了创新活动中科技人力资本的投入。而企业研发经费中政府资金及自有资金具有风险、成本较低等特点,对技术创新同样具有重要影响。
在数据包络法模型中,新产品销售收入作为产出变量,研发人员全时当量、研发经费中科技贷款、政府资金和企业自有资金4个变量作为投入变量,即进行以NS为产出变量,RD、FI、GOV和CO为投入变量的效率分析。
2.2描述性统计
本文所有数据均为面板数据,来自于1998―2014年中国高技术产业统计年鉴。由于电子及通讯设备业和航空航天器业科技贷款的省际历年数据不全,因此选取了其中数据较为全面的8个省市,分别为北京、辽宁、上海、江苏、江西、四川、贵州和陕西。最后分别得到2个行业的17年8个省市的面板数据,数据描述性统计,如表1所示。
3实证结果
3.1面板数据的平稳性检
面板数据不仅包括截面数据,也包括时间序列。因此需要检验数据的平稳性以避免伪回归问题。通过单位根检验,结果如表2所示。可以看到在电子及通讯设备业中所有的变量是0阶平稳的,而航空航天业中的变量经过一阶差分后均是平稳的。
3.2面板数据回归分析
根据单位根检验的结果,电子及通讯设备业面板数据是平稳时间序列,而航空航天业面板数据是非平稳时间序列,因此将对航空航天业面板数据进行协整检验。在KAO检验中,t检验值为-3.691,相伴概率为0.000,因此航空航天业面板数据各个变量之间存在协整关系。那么,这2个面板数据均能进行面板回归。
为了选择面板回归分析的模型,先采取随机效应模型进行估计,通过Hausman检验选择适合的回归模型。在电子及通讯设备业面板模型中,Haus-man检验得到的P值为0.0032,在1%的显著性水平下拒绝随机效应模型的原假设,而在航空航天业面板模型中,Hausman检验得到的P值为0.258,接受随机效应模型的原假设,相关数据结果,如表3所示。
从表3可以看到,在电子及通讯设备业的模型中,FI的弹性系数为0.056,在5%的水平下通过显著性检验,而在航空航天器业中,FI的弹性系数为0.049,在10%的水平下通过了显著性检验。可见科技贷款对电子及通讯设备业创新产出的贡献更大,从而验证假设H1。
与市场集中度很高的航空航天器业相比,电子及通讯设备业更具有竞争性和不确定性。这个行业很明显的特征是高收益与高风险同在。在激烈的市场竞争中,这些中小科技型企业本以创新起家,技术创新是发展的立足之本。然而这些企业融资渠道狭窄,除了自有资金外,所能获得的政府资金极为有限,创业风险投资尚处于初创阶段,金融机构的科技贷款在此时显得尤为重要。同时,由于电子及通讯设备业的企业大部分是民营企业,规模小且信用等级低,获得科技贷款的难度较高。因此,其经营管理者们更会把“好钢用在刀刃上”,用在最能够创造经济效益的地方,即开发新技术新产品上,从而使得科技贷款对电子通讯高技术企业的技术创新的贡献较为显著。
而航天产业作为一个十分重要的国防产业部门,最主要的特点是它的外部经济性,其效益主要是体现在为社会提供安全保障。所以,航天技术通常被视为国家重点科技发展项目,国家财政保证其所需的资金和相配套的各种投入。与政府投入的研发资金相比,科技贷款显得杯水车薪,如图2所示。
在航空航天业所进行的科技活动中政府资金的投入一直大于科技贷款的投入,在后期显得尤为明显。航天航空是一项规模大且复杂的系统性工程,研发难度高,对安全性和可靠性的要求极高,这些特性导致研发项目所需的成本往往极高。由于国家财政的支持,航空航天器业拥有充足的资金来源供其技术创新活动,故金融机构的科技贷款并不能得到最有效的利用。另外,注意到航空航天器业中国有企业占了绝大多数,这意味着国有企业特殊的用人机制与文化将降低研发的效率,较低的资本利用率使得科技贷款对创新的贡献降低。
3.3投入要素的利用效率分析
基于投入最小的SBM-BCC模型,分析在不同行业的模型中科技贷款的利用效率。在模型中,将历年所有数据放在同一截面中进行分析,结果如图3和图4所示。
通过分析图3和图4,可以看到除了2006年和2007年,电子及通讯设备业企业的科技贷款利用率均高于航空航天器业企业,从而验证了假设H2。
从整体上看,1997―2013年的17年间,有10年电子及通讯设备业企业的科技贷款利用率达到100%,但是呈现十分明显的波动变化,最低甚至达到10%的水平。结合科技贷款数额的历年变化,当所获科技贷款较少时,能够得到充分利用,利用效率较高,当科技贷款大量增加时,利用效率明显下降。尤其在2006年,表现的最为显著,科技贷款的利用效率直降至10%。由此可见,虽然整体上来看电子及通讯设备业企业对科技贷款的利用效率较高,但是仅限于所获科技贷款较少且变化平稳的情况下。科技贷款大幅且突然增加时,增加的科技贷款无法得到有效配置,资源被闲置,反而使得科技贷款的总体利用效率下降。这种情况可能与其行业特点有关:一方面,由于电子及通讯设备业中占大多数的中小型科技型企业具有高风险的特征,随时可能被市场机制淘汰,因此整个行业在资源配置和利用上存在着不稳定的情况,另一方面也体现了电子及通讯业企业在申请科技贷款所处的困境。长期较小的科技贷款份额使得这些企业形成了较为固化的利用模式,从而在科技贷款突然增加时不能及时更新资金的配置计划,未能使得资金得到最为充分的利用。
而航空航天器业企业的科技贷款利用率只有3年为100%,最低至31.9%,整体的趋势也是呈上下波动,波动幅度也较大。从整体而言,与电子及通讯设备业相比,航空航天器业的科技贷款利用效率偏低。并且,同样存在着科技贷款增加而利用效率下降的问题,而且这种情况更为严重。从图4可以看到,利用效率与科技贷款之间的变化趋势基本呈现完全相反的态势。并且从长期来看,科技贷款的低效率并没有得到任何改善。可见,在充足的政府资金和企业自有资金的支持下,科技贷款存在严重的冗余情况,而且在航空航天器业中存在大量的国有企业,生产计划和安排相对僵化,科技贷款的配置也较为滞后。
总的来说,根据以上科技贷款利用率的分析,再结合上文面板模型中对2个行业的科技贷款对科技创新的弹性分析,金融机构应该合理安排科技贷款的配置,适当增加投入到电子及通讯设备业的科技贷款的比例,使科技贷款在促进技术创新方面得到更为充分的利用。
4结论
第一,电子及通讯设备业中科技贷款的创新绩效高于航空航天器业。在电子及通讯设备业中,科技贷款对技术创新的弹性系数显著,且为正效应,而在航空航天器业中,科技贷款的弹性系数较小,这说明科技贷款对电子及通讯设备业技术创新的贡献较大。
比较2个行业的科技贷款利用效率,在电子及通讯设备业中,科技贷款利用效率较高,均值达到83.5%,意味着科技贷款长期内在该行业中得到较为合理的配置,利用效率较高,有效地促进研发成果的增加。而航空航天器业的科技贷款利用效率在较低的水平,均值为69.6%,这说明在航空航天企业,科技贷款在其研发活动中可能被闲置或者流向效益较低的项目,没有得到最有效的利用。
第二,无论电子及通讯设备业,还是航空航天器业,科技贷款的利用效率波动均较大。在电子及通讯设备业,科技贷款的利用效率虽然在较高的水平,但是不能保持长期稳定,这与该行业企业经营不稳定与融资困境有关。航空航天器业科技贷款的利用率也存在较大的波动,然而这种波动与所获科技贷款数额的变化完全相反,存在严重的科技贷款冗余现象。
【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。
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[关键词] 高技术产品;国际分工;贸易模式
[中图分类号] F752 [文献标识码] A [文章编号]
一、引言
我国自实施“科技兴贸”战略以来,相继制定了一系列鼓励高新技术产业发展的贸易政策和产业政策,这些政策极大地促进了我国高技术产品国际贸易的开展。我国科技部《中国高技术产业数据(2012)》显示,2011年中国高技术产品进出口总额突破万亿美元,贸易顺差达856亿美元;中国香港、美国和欧盟是我国高技术产品的前三大出口市场,共占据61.4%的出口份额,而香港地区多为转口贸易,最终消费地则主要以美国和欧盟为主;我国高技术产品的进口主要来自于亚洲的韩国、中国台湾和日本,三者之和占据我国高技术产品进口市场45.1%的份额,而欧盟和美国则位居其后。
金融危机爆发后,美国推出创新战略,提出“再工业化”之路和清洁能源计划,重振美国经济;我国一直将高技术产业列为重点发展和扶持的产业之一,金融危机后我国制定了《电子信息产业调整和振兴规划》,并将加快培育和发展战略性新兴产业作为应对金融危机的重要举措。鉴于美国在全球高技术领域的重要地位,以及我国与美国经贸关系的相对重要性,分析我国与美国高技术产品贸易,具有重要意义。
二、数据来源与分析指标
(一)数据来源
我国科技部和商务部参照美国先进技术产品(Advanced Technology Product, ATP)进出口目录,确定了中国高技术产品进出口统计目录。该目录包括生物技术、生命科学技术、光电技术、计算机与通信技术、电子技术、计算机集成制造技术、材料技术、航空航天技术和其他技术共九大技术领域,突出了高、精、尖的技术特点。按照国际可比性原则,本文依据海关合作理事会《商品名称及编码协调制度(HS)》,选取六位数《HS2002》版本的上述九大领域高技术产品年度进出口统计数据作为研究对象,样本区间为2002-2011年,数据来源于联合国商品贸易数据库(UN COMTRADE),其中报告国选择中国,伙伴国选择美国,贸易流向包括进口和出口。
(二)分析指标
1.GL指数
Grubel和Lloyd(1975)年提出GL指数,作为衡量产业内贸易(Intra-Industry Trade, IIT)水平的重要指标:
其中Xi与Mi分别表示i产业的出口额和进口额,GLi∈[0,1],0表示完全产业间贸易,1表示完全产业内贸易。若i产业中包含n种产品,则以每种产品的进出口额占i产业进出口总额的比重为权数计算的i产业内贸易指数:
当产品分类不够精细时计算出的GL指数,容易产生产业汇总偏误,虚高产业内贸易水平,影响实证研究的解释力,因此学者建议至少采用SITC三位数层次或HS四位数层次的贸易数据,衡量产业内贸易水平;由于UN COMTRADE数据库中对于商品成交数量单位的统计,HS统计数据要比SITC统计数据记录得详细,例如对于不同的商品采用升、千克、件数等具体单位,计算进出口单位价值时相对科学。所以,本文选取HS六位数编码统计数据作为研究样本。
2.贸易特化系数
GL指数只是衡量了产业内贸易的水平,不区分国际贸易流向,因此可以借助贸易特化系数(Trade Specialization Coefficient, TSC)加以补充。i产业的TSC表示为:
一般而言,TSCi∈[-1,1]。TSC越接近于1,说明该产业出口额远超过进口额,该产业的国际竞争力就越强;反之,若TSC越接近于-1,则说明该产业出口额远小于进口额,该产业在国际市场上的竞争力就越弱。
3.FF份额指数
Fontagné和Freudenberg(1997)将贸易类型划分为产业间贸易、水平产业内贸易和垂直产业内贸易,进而可以计算不同类型贸易所占的份额。
一般而言,各国出口统计以FOB价格计值,进口以CIF价格计值,考虑到运费、保险和利润等因素,在FOB价格基础上加成25%是合理的,即质量相当的同种产品的出口单价和进口单价之比( )应位于合理的区间内,此时双方开展的贸易类型为水平型贸易;若 超出该区间,则双方进行的贸易为垂直型贸易。表1体现了这种思路。
4. FF份额指数扩展
尽管FF份额指数能够显示出产业间贸易、水平产业内贸易和垂直产业内贸易的份额,但不能衡量出贸易国出口产品的价格水平和竞争力水平,从而无法判断在垂直产业内分工中所处的位置。鉴于中美高技术产品产业内贸易以垂直型为主,因此可以在FF份额指数的基础上,进一步将垂直产业内贸易划分为两种类型:低端垂直产业内贸易(VIITL)和高端垂直产业内贸易(VIITH)。若 1.25,则贸易类型为VIITH。从事VIITL的国家以生产和出口低质低价产品为主,在高技术产业链国际分工中处于加工制造环节;而从事VIITH的国家则以生产和出口优质高价产品为主,在高技术产业链分工中处于研发设计和品牌营销环节。
三、中美高技术产品分工与贸易模式分析
(一)产业内贸易水平
九大技术领域中,生物技术和其他技术的产业内贸易水平偏低,样本区间内GL指数均低于0.1,年度均值分别为0.06和0.04,标准差分别为0.01和0.03;生命科学技术和材料技术的产业内贸易水平相对较高,年度均值分别为0.35和0.44,标准差分别为0.02和0.22,材料技术的产业内贸易水平波动相对较大,2011年和2012年产业内贸易水平较高,分别为0.75和0.81;计算机与通信技术产业内贸易水平呈下降趋势,由2012年的0.29逐渐降至2011年的0.05,转变为以产业间贸易模式为主;光电技术和电子技术的产业内贸易水平基本稳定;航空航天技术的产业内贸易水平近年来略有增长。
(二)产品竞争力
九大技术领域中,计算机与通信技术、其他技术产品TSC历年均为正,均值分别为0.88和0.66,说明我国该两类产品具有较强的竞争力和比较优势;电子技术、计算机集成制造技术、材料技术和航空航天技术四类产品历年TSC均为负值,说明我国这四类产品在国际竞争中处于比较劣势;光电技术产品由负值逐渐转变为正值,说明我国此类产品正逐渐建立起比较优势;生物技术产品逐渐由正值转变为负值,说明该类产品的国际竞争力恶化;生命科学技术产品整体而言呈处于比较劣势。
从全部高技术领域产品来看,对美贸易中,我国具有弱比较优势,这似乎与上述按领域分析的结果相矛盾,因而需要做进一步分析。通过计算每个技术领域产品进出口额占所有高技术领域产品的进出口额的比重,可以得到我国高技术产品对美贸易的结构。
由表4可以看出,我国九大技术领域中,计算机与通信技术产品的进出口额占据绝对优势,历年平均比重达67%,其次是电子技术产品和航空航天技术产品, 历年平均比重分别为12%和8%,由此不难解释我国对美贸易高技术领域产品的弱比较优势。
(三)贸易模式
采用FF方法计算的同一产业的产业间贸易份额、水平产业内贸易份额和垂直产业内贸易份额三者之和等于1,因此,可以采用三角形图直观地分析上述贸易类型,离顶点越近,说明该类型贸易份额越多;离顶点越远,则该种类型贸易份额越少。
图1显示出各标志点离水平产业内贸易顶点较远,说明整体而言,我国高技术产品水平产业内贸易比重过低。生物技术、其他技术以产业间贸易为主,这与GL指数相符;材料技术产品以产业内贸易为主,2002年,材料技术产品以垂直产业内贸易为主,而2011年水平产业内贸易则占据近40%的份额;电子技术产品2002年三种贸易类型均占据一定比例,到2011年则发展为以垂直产业内贸易为主,兼有少量产业间贸易;航空航天技术、计算机与通信技术、计算机集成制造技术和光电技术产品以产业间贸易和垂直产业内贸易为主,产业间贸易份额要大于垂直产业内贸易份额;生命科学技术产品产业间贸易和垂直产业内贸易均有,但垂直产业内贸易份额要明显大于产业间贸易份额。
(四)产业分工
由于生命科学技术、电子技术和材料技术产品垂直产业内贸易份额较高,因此,进一步计算这三类产品VIITL和VIITH在垂直产业内贸易中所占比重,从而可以判断出,我们在产业链分工中所处的位置。
由表5可见,各年份我国生命科学技术、电子技术产品VIITL的比重明显高于VIITH的比重,说明这两类产品出口单位价格明显低于进口价格,在中美产业分工中处于产业链低端,对美贸易中,以出口低价格低技术含量、进口高价格高技术含量的产品为主;材料技术产品起初处于产业链高端,然而,近年竞争优势逐渐丧失,2011年对美贸易中,主要出口低端产品。
四、结论与建议
依据样本数据计算,2002年中美高技术产品进出口总额243亿美元,顺差41亿美元;2011年进出口总额则增为1150亿美元,顺差扩大至591亿美元。虽然整体而言,我国对美高技术产品贸易呈现顺差,但是我国高技术产品竞争力不均衡,只是在计算机与通信技术和其他技术领域建立了比较优势,对美贸易以产业间贸易模式为主,互补性较强;光电产品领域正逐渐建立起比较优势;而其他6个领域均处于比较劣势,此外,我国高技术产品对美贸易顺差与美国对华技术出口管制有很大关系。
中美高技术产品贸易模式以产业间贸易和垂直产业内贸易为主,而垂直产业内贸易份额较多的生命科学技术、电子技术和材料技术产品分工中,我国处于产业链低端,以加工制造为主,缺乏核心技术和自主创新产品,缺乏国际知名品牌,出口产品附加值很低,国际竞争力不足。因此,建议采取如下对策:
(一)多角度入手解决中美高技术产品贸易失衡问题
在我国具有比较优势的高技术产业领域,如计算机与通信技术领域,鼓励企业积极参与国际分工和和国际市场竞争,扩大对美直接投资数额,实施“走出去”战略,进行国际化经营,有助于减轻对美贸易顺差压力,减少贸易摩擦;改善对美高技术产品贸易结构,适度降低加工贸易所占比重,促进加工贸易转型升级,使其由简单的组装加工向研发设计、营销物流等高端环节延伸;重视进口对于外贸协调发展的平衡作用,在技术管制相对宽松的领域,可以根据产业发展的需要,扩大产品的进口规模,在技术管制相对严格的领域,只要技术条件允许,可考虑进口其中间产品,在国内加工成成品销售,有助于减少贸易顺差;加强与美国在知识产权领域的沟通与协商,敦促其放宽对华技术出口限制,为双边高技术产品贸易营造良好的氛围,有助于扭转高技术产品贸易失衡的局面。
(二)鼓励我国高技术企业向产业链上游攀升,提高在国际分工中的地位
建立有利于企业技术创新的微观激励机制,加大对高技术企业的扶持力度,增加对高技术领域的研发投入。引领企业加快转变外贸发展方式,注重产品质量和经营效益的稳步提高,使企业从依赖低成本竞争向依靠综合实力竞争转变,从规模扩张向集约化生产转变,不断提高自主创新能力,提高产品的附加值,提高拥有自主知识产权的高技术产品的贸易比重,这既是我国开展高新技术产品贸易的关键所在,又是增强我国高技术产品国际竞争力的根本途径。此外,积极探索技术引进新模式,提高技术引进的有效性,打破技术引进中的不良循环,不断提高外资项目的技术含量和层次,制定优惠政策引进我国真正需要的高技术项目。鼓励美国高技术企业来我国直接投资,设立研发中心,不但可以绕过美国设置的高技术产品出口壁垒,而且能够在技术引进的基础上加快消化吸收与开拓创新进程,提高国内技术创新的起点和水平,在产业链国际分工中争取到有利地位。
(三)政府应为高新技术产业营造良好的制度环境
首先,加快推进产业结构调整,使高技术产业成为我国产业结构优化和升级的重要推动因素。其次,加快研究和制定符合WTO规则的产业和贸易政策体系,并根据我国高技术产业的不同发展阶段和技术特征,实施有差别的政策,着力培育和发展技术先进、竞争力强的现代产业体系。与美国相比,我国生物技术、计算机集成制造技术、航空航天技术等关键领域明显处于比较劣势,在今后的政策中应予以倾斜。第三,落实科技兴贸规划,建立和健全国内高技术产业发展的税收和投融资政策,适当加大对部分高技术领域产品的出口退税力度,强化对高技术企业尤其是小微企业的信贷支持和风险资本投入,发挥出口信用保险对高技术产品贸易的支持作用等,解决高技术企业的融资困境问题。第四是加强与国外政府、企业间的交流与合作,坚持以人为本,完善高技术产业人才的培养、培训和激励机制。
[参考文献]
关键词 歼击机;操纵面;故障;诊断;排除
中图分类号V2 文献标识码A 文章编号 1674—6708(2012)76—0139—02
随着科技的发展和经济实力的增强,我国的航空航天技术也得到了有益的发展,随着计算机技术以及控制科学在航空航天领域上的使用,相关系统规模逐渐加大,分析以及有关系统的复杂程度也逐渐增加,系统中所产生的细小故障如果不能得到有效的检测和及时的排除,那么则可能在系统的运行过程中导致整个控制系统的崩溃和实效,甚至带来灾难性的后果。有数据表明,20%的战斗机飞行损失是由于系统的故障所导致的,而一般的战斗机结构上的损坏和功能丧失是形成事故的最为基本的原因,由此要提高系统的安全性以及可靠性,防止故障的产生,是航空航天领域需要研究的重要内容和课题。
1 歼击机操纵面故障概述
歼击机操纵面故障指的是在歼击机的舵面所引发的缺损或卡死现象,由于舵面的故障而导致歼击机未按照正常的运行状态进行实际的运行和操作。当前,歼击机无法有效防范操纵面故障,在很大程度上导致了灾难事故的产生,由此成为了航空领域中的研究热点。
就目前而言,歼击机的操纵面故障有两种诊断方式,一种基于模型的诊断方法,而另一种则是不依赖于模型的诊断方式。基于模型的诊断方法由于在一定程度上存在建模误差以及空间环境的急剧变化等多种原因,由此导致了歼击机故障诊断的精度不够,产生误报现象;不依赖于模型的诊断方法并不需要建立模型,由此也避免了由于模型的误差而带来的问题,诊断的精度与基于模型的诊断方法相比较高,实用性较好,神经网络故障的诊断方式是不依赖于模型诊断方式中应用最为广泛的,然而神经网络方式无法判断冗余知识以及有用知识,不能简化信息空间维数,由此在输入较大的信息维数时将导致网络结构复杂,同时也需要花费较长的时间。
2 灰色关联度分析方法
2.1 简述
灰色关联度的分析方式是一种基于模型的故障诊断方法。以灰色系统理论为基础所提出的分析方式,也就是根据事物以及各要素之间的相似程度或者相异的程度,实现对事物或者各影响要素之间的关联程度进行分析和衡量,灰色关联度是灰色系统分析以及处理随机量的一种方式,明确了不同研究对象的关联程度,实际哈桑也是实现了从数据到数据之间的映射的方式。若是使用特征参数曲线表现出来,那么曲线空间位置的相似性和形状的相似性也就是对象关联程度的度量。
2.2 构造故障识别标准模式
实用性故障识别系统的构建是以完善的样本空间为基础的,完善的样本空间便于典型故障特征向量的提取,由此提高了故障识别的准确率和效率。通过完整的样本空间可尽量得出典型故障以及其征兆向量,并提供了量化数值;尽量完善的设置了样本体系,建立了适度置评征兆向量以及故障向量是否存在以及其存在的程度。
通过以上分析了解到,以灰度系统理论为基础所构建的故障识别模型包括系统准确运行以及在故障情形下的歼击机数据,为了提供更多的故障样本,应尽量对多种故障的类型和现场所观测的数据进行搜集,并且收集有代表性的故障数据,为故障识别标准模型的构建奠定良好的基础。
3 基于粗糙神经网络歼击机操纵面故障诊断
3.1 粗集神经网络故障诊断系统结构
从歼击机故障诊断方式的类型而言,基于神经网络的诊断方式是不依赖于模型的诊断方式,同时也是使用较为广泛的诊断方式之一。一般情形下,粗糙神经网络歼击机操纵面故障诊断系统的结构如图1所示。
如图1所示,基于粗糙神经网络歼击机操纵面故障诊断系统通过三个部分构成,第一部分是通过粗集的方式实现数据输入以及处理,同时提取出数据中的模式特征;而第二部分是一般的多层前馈神经网络,实现了多种模式的分类,最后,是多个神经网络的辨识,是基于分类结构实现对故障程度进行辨识。
3.2 粗集神经网络的训练步骤
基于粗集神经网络的歼击机操纵面故障诊断可依据几个步骤进行训练:
1)对样本集进行划分,一部分用于实现网络的训练,而另一部分则用于测试;
2)提取出训练集的故障特征,该提取方式是基于粗集特征的,最终求取的决策表属性约简;3)通过计算,得出一个或者几个属性约简对照表进行简化,将不属于约简中的属性删掉,而后再删除决策表中的相同行;4)以训练集为基础,在简化程序过后,建立神经网络;5)训练简化后的神经网络,同时通过测试集实现了对网络性能的测试;6)重复多个步骤,直到网络性能无法得到再度提高为止。
3.3 以粗集方法为基础提取特征
以粗集方法为基础进行特征的提取是从原本的N个特征中寻找出M个特征,保证所寻找出来的M个特征对对象的分类能力与原有的N个特征一致。特征的提取能加快学习的速度,减少分类所造成的影响,提高分类的质量,简化甚至解决复杂问题。在粗集中的提取特征也可转化为求取约简的过程。实际上也就是在N 个条件属性中提取出M 个条件属性,同时,所提取出来的这M个条件属性与原本的N个条件属性特征一致。粗集中的条件属性对应的是神经网络诊断系统当中的分类特征。
在训练好了网络之后,则可使用粗集发方式对所需要分析的数据集提取特征。而后将故障特征输入到神经网络的分类器以及神经网络的辨识器当中,实现了故障的基本定位以及故障的隔离以及故障的辨识。神经网络的诊断方式能实现分类问题的分割模式空间,由此对歼击机中所产生的不同类型的操纵面故障进行处理,并实现故障的分类。可通过前馈神经网络进行故障分类,实现了从输入到输出的映射,就几何意义上而言,也就是根据稀疏的给定数据以及样本点实现对连续超曲面的恢复,并在给定点处的曲面值应与样本值匹配。
参考文献
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近日,该组织再次宣布,面向全球的第一轮真人秀视频审核选拔工作将于今年7月正式展开,相关的申请受理已经开始。“火星一号”研究所对申请者的要求是,必须年满18岁,要有较强的抗压能力、适应能力和好奇心,且要足智多谋。截至今年2月,已经有450余位中国人报名参加了“火星移民计划”。一些天文学家对该项目的可行性持怀疑态度。
火星适合人类居住吗?
美国国家航空航天局3月12日表示,科学家在“好奇号”火星探测器获取的火星岩样中发现了水、碳及氧气。科学家们认为火星上曾存在着可居住环境,且或曾有淡水湖。
据英国《每日电讯报》3月12日报道,NASA火星探测项目首席科学家迈克·迈尔表示:“这一项目最基本的问题就是火星是否曾经适合人类居住。就我们所知,答案是肯定的。”
据报道,美国科学家在“好奇号”所获取的岩石样品中发现了粘土矿物、硫酸盐矿物和其它化学物质。根据对这些化学物质的分析,研究者们认为岩石中水的PH值相对呈中性。科学家们表示,这项发现在证明火星曾存在可居住环境方面又迈出了一大步。
来自加州理工学院的“好奇号”项目科学家格勒青格表示:“我们已经发现一个可以居住的环境,这是一个非常良性的支持生命的环境,如果当时有水,而且你曾经在那里,那么你就可能会饮用这些水。”
法国空间科学家Sotin教授2006年在第36届世界空间大会上介绍火星探测的成果时说,火星与地球有很多共同之处,是太阳系内最有可能存在生命的行星,也是未来载人探测甚至人类移民的首选目标。
火星形成初期10亿年的环境和地球初期环境很相似。近年来的探测结果表明,火星表面曾经有水存在。科学家们也在火星大气中发现了氢元素和甲烷。“虽然甲烷的存在并不代表生命存在,但众所周知,生命正是在甲烷的产生过程中诞生的。”Sotin教授说。
同时,探测数据证明,火星形成初期10亿年时,其磁场、火山、水、温度、大气等情况与地球形成初期的情况非常相似。Sotin教授说:“也正是在地球诞生10亿年后,生命出现了。”因此,他认为,研究火星对于人类了解地球初期演化历史有至关重要的作用。
尽管如此,Sotin教授仍然认为火星并不适于人类居住。“火星表面剧烈、频繁的尘暴,强紫外线辐射等条件,对于人类来说实在是太恶劣了。”
火星表面的地心引力仅为地球的38%,有人认为这种环境可能会对人类骨质密度、肌肉强度和血液循环等产生重大影响。
“大地营造”,使火星解冻
早在2000年举行的一次有关火星适合人类居住的物理和生物特征的研讨会上,一些科学家就表示,如果火星上的大气能够充满超温室气体,那么在未来100年之内它将成为适合人类居住的星球。
这些科学家表示,将火星变得适合人类居住的第一步就是通过名为“大地营造”的过程提高火星地表的温度。在这一过程中,温室气体可以在火星表面形成一个象毛毯一样温暖的“气罩”,这些气体可以将火星上大量的冰冻固态二氧化碳融化,而气化的二氧化碳本身就是一种很好的温室气体。这样生成的二气化碳将进一步提高火星表面的温度。上述科学家之一、来自美国航空航天局阿姆斯研究中心的克里斯一麦凯表示,火星表面的温度只需提高几度就可以满足地球上最原始的微生物的生存需要,这些微生物包括在南极洲发现的青苔及海藻类生物。麦凯预计火星表面将在未来1 00年之内解冻,整个火星星体解冻的时间可能需要大约700年。
据称,使火星变得适合人类居住的最重要的里程碑就是在火星上种植树木,这样在以后的数万年间,大量的树木就可以为火星大气提供足够的氧气,供人类呼吸。
2018年发射火星车
3月14日,俄罗斯航天署和欧洲航天局签署了“Exo Mars”(火星宇宙生物学)联合探测协议。在协议框架内,俄罗斯与欧盟将成为完全平等的合作伙伴,共同完成人类第一次大型跨星际飞行活动。2016年将发射一颗跟踪气体轨道探测器,2018年将发射火星车。根据协议,俄罗斯将承担利用《质子-M》号火箭从拜克努尔发射场发射探测设备以及研制火星车的任务。在签署该协议之前,跟踪气体轨道探测器的各种科学仪器就开始研发,俄罗斯航天署给俄罗斯科学院空间实验研究所拨专款用于研制高分辨率中子探测器和大气化学光谱仪。
【关键词】遥感技术;地质灾害调查;监测
前言
遥感(RemoteSensing)作为一门综合性的技术,已经使人们从传统近景摄影测量到大范围的空间信息采集成为现实。随着传感器技术、航空航天和通讯技术的发展,现代遥感技术已经在地质灾害调查与监测领域,进入动态、快速、准确、多途径获取信息的新阶段,并在一定程度上能大大提高地质灾害调查和监测的效率和精度。
1 我国地质灾害遥感调查与监测的成长历程
遥感技术在国外发展比较早,对于我国而言,遥感技术的使用起步相对较晚,但是发展速度尤其是在地质灾害调查中的使用发展很快。上世纪八十年代初,湖南省率先利用遥感技术在洞庭湖地区开展了水利工程的地质环境及地质灾害调查及监测工作。此后,国土管理总局(国土资源部前身)先后在红水河龙滩电站、长江三峡库区开展了大规模的区域性滑坡、泥石流遥感调查与监测;上个世纪九十年代起,青藏铁路、京九铁路在前期规划评估中和后期施工中地质灾害遥感调查技术也发挥了不可小视的作用。世纪末期在全国范围内开展的“省级国土资源遥感综合调查”工作中,各省都设立了专门的“地质灾害遥感综合调查”课题,主要是识别地质灾害微地貌类型及活动性,评价地质灾害对大型工程施工及运行的影响等。特别是近年在杭州湾跨海大桥和京沪、武广和郑西高铁重大工程论证中,都开展了工程地质遥感调查工作。
近些年来随着科技的不断发展,遥感技术也得到了长足的进步。三十年的学习实践,总结了一套较为合理有效的滑坡、泥石流等地质灾害遥感调查方法,已基本完成了示范性实验阶段,正走向全面推广的实用性阶段。遥感技术应用地质灾害调查,已取得了许多成功的经验。充分利用航空航天遥感、差分干涉雷达和全球定位系统技术及其集成技术进行地质灾害监测,是未来遥感对地观测技术体系在地质灾害调查和监测发展方向。
2 地质灾害遥感调查与监测的应用
2.1 在突发性地质灾害调查与监测领域
地质灾害的发生主要受制于地层岩性、构造展布、植被覆盖、地形地貌以及大气降水强度等要素。一般情况下,岩性脆弱、构造发育、植被稀疏、地形陡峻的地段,在强降水过程中容易发生地质灾害。遥感技术有宏观性强、时效性好、信息量丰富等特点,不仅能有效地监测预报天气状况进行地质灾害预警,研究查明不同地质地貌背景下地质灾害隐患区段,同时对突发性地质灾害也能进行实时或准实时的灾情调查、动态监测和损失评估。因此,作为地质灾害综合预防和治理的一条有效途径,就是开展地质灾害监测和预报,为国土资源决策和规划、防灾减灾救灾、灾后重建提供可靠依据;对危害性严重的地质灾害点加强监测预报,避免重大地质灾害事件的发生。遥感技术无疑会在这一工作中发挥重要作用。 二零一零年六月二十一日,江西持续暴雨,导致省内第二大河抚河的唱凯堤决口。唱凯堤决口后,前方抢先指挥部立即利用卫星遥感技术,获得了准确的洪水分布情况(下图为抚河流域暴雨前后的卫星遥感影像)。正是遥感科学技术的保证,使得抚河地区彩色遥感摄影工作开展迅速而高效,一手的信息资料,为洪涝灾区损失调查与监测提供了坚实的基础保证。
2.2 土地沙漠化遥感调查与监测
二OO七年国土资源部的《中国国土资源公报》显示,全国耕地十八点二六亿亩,全国耕地净减少六十一点零一万亩,耕地减少速度趋缓,确保十八亿亩耕地红线的形势依然严峻。土地是人类赖以生存的根本。但由于对土地资源的过度开发利用,天然植被减少以及自然因素的作用,土地荒漠化现象不断加剧。目前,我国荒漠化土地面积约为260万km2,荒漠化面积已经占到国土面积的27%,而且每年还在以约2400km2的速度扩大。进行土地荒漠化的动态调查和监测,已经成为当前一项紧迫的任务。遥感技术具有信息量大、观测范围广、精度高和速度快的特点,其实效性和动态性更是传统的资源环境调查和监测所难以比拟的。随着我国遥感技术的发展和广泛应用,在中国新疆等地荒漠化的形成机制、发展过程、分布规律和演变趋势等研究工作中,遥感技术发挥了不可替代的作用(下图为新疆塔克拉玛干沙漠和东北大兴安岭地区卫星照片)。据遥感图像的形状特性、大小特征、色调特征、阴影特征、纹理特征、位置布局特征和活动特征判读卫片的不同植被状况。
我国自上世纪八十年代到九十年代初开展的地表覆盖动态区域分布规律的研究,由于地表覆盖度在很大程度上取决于地表的植被状态,利用反映植被覆盖度和生长状况差异的关系,即植被指数(NDVI),很容易反映出当地的植被覆盖情况。
2.3 在地震研究中的应用
自上世纪七八十年代以来,遥感技术在地震、区域构造稳定性及工程地震、现代构造应力场及地震形成机制方面有了一定的发展。地震是地壳内部应力积累和突然释放,地壳破裂活动的一种表现形式。地质灾害通常是地壳内部应力聚散时影响地壳表层的反映。地震的发生往往导致滑坡、泥石流、崩塌等次生地质灾害发生。查明区域活动性构造的分布,常常是区域地质灾调查工作中的首要内容。使用遥感技术监测地震灾情,可以快速及时了解地震灾情,及时监控次生地质灾害,为抢险救援行动提供指导。采用多平台、高分辨率遥感数据进行地震后灾情及次生地质灾害的快速调查,可以及时为抗震救灾与灾后重建工作提供十分重要的基础数据。2008年5月12日四川省汶川地区发生8级大地震,中国国土资源航空物探遥感中心迅速成立了震情遥感调查现场组和后方组。现场组采用高空遥感飞机沿都江堰 ― 漩口镇 ― 映秀镇 ― 缅镇 ― 汶川县 ― 茂县进行了航空遥感飞行,获取了这些地区的高分辨率航空遥感图像数据。
经初步解译发现,由地震引发的崩塌、滑坡及泥石流等次生地质灾害十分严重,全区坡面泥石流21处,估算总面积为8323488 m2,约占本区全部面积的 36%;崩滑14处,总面积约 2290081 m2,约占本区全部面积的10%;滑坡13处,估算总面积为 2439352 m2,约占全部面积的 11%。这些调查数据为后来的抗震救灾工作的开展奠定了坚实的基础。
3 遥感技术在地质灾害调查与监测中的发展趋势
在我国,随着科技的飞速发展,尤其是近年来航空航天技术、数据通信技术的迅猛发展,现代遥感技术已经进入一个动态、快速、准确、和多手段提供对地观测数据的新手段。新型传感器的不断出现,且能够在航空航天遥感平台上获得不同空间分辨率、空间分辨率和光谱分辨率,这种多学科的技术融合并与全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、惯性导航系统(INS)融合形成新的传感器。正是这一批新型传感器的诞生和遥感技术处理理论和技术的不断发展,可以迅速获取地质灾害发生区的航空影像资料,制作正射影像图和三维仿真影像,为地质灾害的监测和灾情评估工作提供基础资料。自 21世纪初起,采用了“数字滑坡技术”和高分辨率遥感数据,利用3S(RS、GIS、GPS)技术,快速获取基础资料,并结合地质、地形、钻探、物探等地面、地下调查资料,形成滑坡等地质灾害的三维空间表达,并依此为基础进行地质灾害的相关分析,将成为今后一段时间内地质灾害遥感技术的重要研究内容。随着可持续发展战略的实施,人与环境的协调发展成为当代中国经济和社会建设的主旋律。对地质灾害发育区进行地质灾害经济危险性评估,也将成为地质灾害发育环境遥感调查的重点。
4 结语
综上所述,作为一门新兴的高科技手段,用遥感技术来开展地质灾害调查已取得相当的收效,而且具有很大的发展空间。随着遥感技术理论体系的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术必将成为地质灾害宏观调查、动态监测、灾情评估和治理中不可缺少的手段之一。遥感技术所具有大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性的特点,随着我国北斗导航系统的逐步完善,也必将使遥感技术贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估和治理的全过程。
参考文献:
[1]朱述龙,张占睦.遥感图像获取与分析科学出版社,2000.
数控技术是一种将计算机技术、通信技术、光机电技术以及传感监测技术等融为一体的通过数字命令信息指令对机械进行二次加工并控制的自动化技术,该技术由数字化信息设备以及控制运行设备组成,技术含量极高,在用于机械制造领域中能够大大提升生产效率,保证产品质量和精确度。数控技术的特征有以下三点:首先,数控技术可有效提高制造业的产品质量以及精确度,从而提高生产效率。例如,在机床夹具制造过程中利用数控技术,在同一时间内对多个夹具进行统一规格的加工,简化操作程序,缩短制造时间,从而提高了生产聊率,统一规格的加工操作,让机床夹具更符合标准,精确度更高。其次,提供简化工艺流程,减少投入。利用数控技术能够大大简化工艺数量和程序,以自动化的方式代替更多繁琐复杂的工艺,使生产更便利;第三,功能强大。数控技术不仅能提高生产效率,统一规格,提高精确度,还能改变生产参数,使其适用于更多规格不同、批次不同产品的要求。数控技术只需要通过电脑调整生产参数、规格就可以实现以上要求。
2数控技术在机械制造中的实际应用
2.1机床设备上的数控技术
机床设备是机械制造过程中的基础设备,绝大部分的操作程序都是在机床上面实现完成的。数控技术引入机床设备中将计算机技术以及互联网通信技术融合进机床设备中,控制生产过程中的每道工序的参数、时间、以及规格,做到统一规范化的操作,让机床设备在工作时更加稳定、安全和高效,同时完善机床的各类零部件开关控制,使操作开关系统、冷却泵系统等调节得更加精准、细致。
2.2工业生产中的数控技术
工业生产过程中的数控技术应用最为频繁,尤其是食品加工、药品加工以及印刷造纸等工业领域。数控技术的使用不仅可以有效降低工业生产中的材料损耗,提高工作环境的利用率,降低工业投入成本,将工业化生产由传统的、人工化、滞后化带入一个智能化、高效化的全新时代。比如某牛奶加工厂,从牛奶的提取、检测、加工、包装等一系列的过程中,采用数控技术,全程利用计算机控制牛奶加工生产的各个流程和环节,既保证了效率和质量,还能全程监控牛奶的生产加工包装过程,一旦发现不利因素,可及时采取应对措施解决问题,保证奶制品的安全可靠。
2.3航天器材上的数控技术
航空航天技术一直以来是属于高精密型的、技术含量超高的技术,而它所采用到的材料和零件都是经过特制而成的。以往没有出现数控技术之前,对于航天器材的制造尚处于较为粗浅的阶段,往往不能满足航空航天的高要求和高标准。当数控技术引入航天宇航工业中后,以精密的计算机技术以及超强的网络通信技术为支撑,力求将航天器材制作的更符合要求、更完美的程度,尤其是对航天器材的小部件的制作更是精益求精,坚持节约,反对能源浪费。
2.4汽车领域的数控技术
随着人们生活水平的不断提高,对生活质量的要求越来越高,汽车作为出行代步工具和显示人们财富地位的象征已经成为许多人拥有的物品之一,汽车需求量与日俱增,而由此引发的汽车行业的竞争愈演愈烈。汽车生产领域引入数控技术,可以有效提升构成汽车各个零部件的生产速率,加快汽车零部件的组装和后期测试的效率,加大汽车成品的生产量,提高汽车成品的质量,最终提高汽车从生产都投入销售过程中的经济效益。现阶段的汽车生产车间中,全部采用的是现代化、高科技的数控机床设备,生产流水线作业高效化、智能化,让汽车从零件的生产、组装到后期的试运行全程控制中,实现了高产能和高质量的要求。
2.5煤矿机械领域中的数控技术
众所周知,煤炭是人们生产和生活中必不可少的能源之一,而煤炭的开采以及运输属于一项高危险生产活动,必须要求参与者拥有较强的专业技术和高度工作警惕。采煤过程中最常使用到的就是采煤机,尤其采煤工作面的环境极为恶劣,地形地质条件复杂,通常意义上的采煤机只能完成小部分工作面的采煤工作量,无法对一整个矿料进行单独开采和整合,在这种恶劣的情况下难以正常工作并保证工作效率,倘若引入数控技术,即在采煤机添加了数控气割,利用焊接技术将采煤机功能扩展,解决传统采煤机程序单一、功能不全的缺陷,使其能在不同的采煤工作面正常快速的工作,不仅有效提升了采煤工作效率,缩短了煤炭采矿时间,还大大降低了采煤矿工的危险,值得在煤矿机械领域广泛推广。
3结论
关键词:中职;物理教学;五结合
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)12-0114-02
中职教育培养生产、建设、管理、服务一线有一定理论知识水平和较强工作能力的“专才”,目的是让学生掌握某一种谋生手段,确保“上岗”兼顾“转业”。理论知识是必需的,但不一定要求系统、完整,重点应在技术应用和能力培养,突出岗位能力的开发。中职教育要以行业为依据,以就业为导向,以技术应用能力为主线,使学员上岗快,在岗位上最大限度地发挥作用。
物理是中职校的基础课,由于安排课时较少,要使学生掌握教材所有内容是较为困难的。要在有限时间里,让学生掌握教材里的真正实用的知识内容,符合学以致用的原则,为学习专业课、专业技能训练课打下坚实的基础,培养中等技术人才以服务社会,笔者的见解是要结合实际开展物理教学。
结合学校实际
中职学校多是由普通中学转制,或由职业中学、各级成人专业学校、技工学校、其他类型的职业培训学校等转变或合并而成立的。学校的基础设施、设备缺乏,实验、实训、实习室仪器陈旧,设备落后,先进设备和仪器很少或没有,实习场地少,实训条件不足,从而影响“操作技能”和“实际应用”教学。因此,更要充分利用现有的设备、仪器,最大限度地利用现有器材,进行实验和开发新实验,亲自动手修复损坏的设备、仪器,拼装残缺的设备、仪器,制作模型、教具、设备、仪器,借助计算机和多媒体教学,把难理解的内容或不易观察到的事物直观地展现出来,化抽象为具体。必要时,向兄弟学校借用仪器设备,或到实习基地、工厂及生产企业实习。
学校力量薄弱,知名度不高,招收的学生基础不牢固,学习目标不明确,主动性差,教学难度大,影响教学质量。因此,物理教学要选择和研究中职物理教材,对纯理论和脱离实际应用的内容要进行压缩或删减以优化教学内容。改变用普通学校的教学方法来培养中职人才的观念,强化学生主体地位,改革教学方法,运用各种教学手段,开展多种形式的教学,利用图片、动画、音频、视频等展示物理现象、知识,实施理实一体化教学,加强直观、实验、实习教学。照顾多数基础薄弱的学生,循序渐进地开展教学,千方百计地调动和提高学生主动学习的积极性。
结合专业实际
中职学校开设有数控技术应用、机电技术应用、制冷与空调技术应用、电子电器应用与维修、计算机软件应用、计算机硬件应用维修、农村电气技术、农业机械应用与维修、汽车运用与维修,以及财务会计等专业。学习这些专业都要应用物理知识,但不是应用所有的物理知识。因此,物理教学要结合各专业的实际,以“必需,够用,实用”为原则,内容应有取舍、侧重或增加,部分课程内容可变为选修或自学。如数控技术、农业机械使用与维修、汽车运用与维修专业,应以力学和运动学为重点。制冷与空调技术、电子电器应用与维修、农村电气技术专业,应以电磁学和电路为重点。计算机软件、计算机硬件专业,应以光学、电磁学和简单电路为重点。可增加新的如核能、合成材料、航空航天技术和环境保护等,以适应变化发展。
把物理学内容分成模块,进行模块教学,要紧贴实际需要,简化理论推导,不问过程,只知结论,注重实效,有针对性,使学生掌握专业科目必需的知识和解决问题的能力。加大实验、实习比例,实验、实习内容要突出实用,现实的条件和发展的要求均为考虑的方面,多手段、多层次、多方位、多形式培养学生的实验、实习能力和实际技能。理论探究、制作探究、操作探究、专题研讨探究相结合,让学生从科学探究中得到感悟和体验,既学好物理知识,又能进行实际操作,为今后学习专业课打下良好基础。
结合生活实际
物理源于生活、自然,物理学是以实验为基础的自然科学,研究物质的基本结构、相互作用、运动规律,是对自然规律的探索和总结。经典物理带动两次工业革命,近代物理推动了信息、生物、新材料、新能源、航空航天技术等的迅速发展,造福人类。如电动车、摩托车、汽车、火车、轮船、飞机成为代步工具,起重机、抽水机、播种机、收割机、生产机械减轻劳动强度,电灯、电话、手机、电视、电脑、空调机提高生活质量,人造卫星在通信、探测天气变化并预报天气方面给人类提供巨大帮助,为防、避、减、抗灾做准备。
因此,物理教学要结合生活实际,与时俱进,加入新鲜、有时代特征、使学生感兴趣、贴近生活并实用的内容。如带电粒子在电磁场的运动规律应用有电子显微镜、电视显像管、磁控管;光电技术应用有光控、声控路灯;原子核应用有核能发电、骨伤的病人拍照X光片、用放射线治疗患肿瘤的病人;激光技术应用有激光制造刻录、医疗激光刀和国防激光武器;电磁感应应用有发电机;电磁波应用有电报、广播、电视、通信等。要让学生真切体会到物理就在自己的身边和日常生活中。
以学习电路为例。(1)认识组成电路的元器件,包括电源、导线、控制、保护装置、用电设备和电器。(2)电路的结构和组成(观察实物连接观看实物连接图观看符号连接图电路原理图)。(3)电路的工作原理,认清电路的通或断。(4)动手设计和连接电路。(5)查找电路故障的部位。(6)亲自动手排除故障,恢复电路正常。引导学生将电路向日常生活和生产进行扩充和延伸,如家庭照明电路、电饭锅电路、摩托车电路、汽车电路、办公设备电路、机床控制电路、各种生活和生产设备电路等。
学习日光灯,传统镇流器和电子镇流器都介绍,学习电磁波和阐述质点的位置,联系全球卫星定位系统北斗星和GPS,讲解位移、路程,联系学生家庭至学校的交通路线。学习电磁场、声音、频率时介绍数码产品MP3、MP4。作业应引导学生关注周围生活,如家庭炊具、通信、交通工具、公路桥梁、游乐场、车站、码头、楼房建筑的物理等。
使用一次性杯、玻璃杯瓶、钢笔、可乐瓶、易拉罐、饮料吸管、胶带、纸等生活中的常见物品来做物理实验,理论联系实际,激发学生学习、探究物理知识的兴趣。
利用传统媒体和计算机多媒体及辅助教学软件,恰当地采用文字、挂图、照片、图表、模型、电影、幻灯片、投影片、录像带、视听光盘以及多媒体软件等,创设形象生动的物理情境,充实物理教学的内容,激发学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握。
结合学生实际
大多中职学生是没能升入普通高中的初中毕业生,基础知识薄弱,主动学习的动力不足且学习方法欠缺,对于学习理论知识尤其感到惧怕。若使用旧的教学手段,学生学完物理课程后,感到什么也没学到,理论不通,实践不行,技能不强,技艺不精。因此,教学中要结合学生实际,用鼓励的言语与学生交流,表扬学生,消除厌学情绪。教师只有站在学生的立场去看待问题,知道学生是怎样理解物理问题的,才能有针对性地指导学生学习,使每个学生都有收获。
中职生富于幻想,注意力不能集中,因此,教学中要简化理论,突出实用,增加趣味性内容,能定性的就用定性教学,多向学生提问题,提问题也要结合学生的实际,让大部分学生都能回答,回答问题不能局限在几个人,应使每一个学生都有机会回答问题。笔者的做法是用日期与学生座位号码相关联的方法,如今天是28日,座位号28的学生第一个回答问题,接着是座位号尾数8的学生,再下面是尾数9的学生,以此类推至全体学生都回答完毕。这样就能牢牢地吸引学生,始终使学生的注意力高度集中,掌握知识,完成教与学任务。
中职学校生源参差不齐,用分层教学,可取得一定的效果,但有缺陷。如按学生成绩分低、中、高三个层次,或让学生选择层次,都会造成师生间的隔阂,束缚学生的求知欲,挫伤学习积极性。因此,宜采用中间教学法,既顾及水平较差的学生,又能促使基础较好的学生更加努力学习,对下有拉动,对上有推动,各层次都有收获和进步。课后作业最好分两类,一类为必做题,规定全体完成,第二类为选做题,让学生自由选择,这样能调动所有学生主动参与学习的积极性。
实训是培养实践能力的主要手段,物理实验、实习是实训的第一阶段,要加强管理,正确引导,让学生掌握思考、研究、分析、处理问题的方法,中职生有强烈的好奇心和好胜心,他们把实验做得生动、有趣,同时,也满足了自己的好奇心。让学生亲自动手做实验和处理问题,可满足学生好胜心。如学习了电路知识后,让学生亲手检查、修理学校或家里的用电设备和电器。学弹力、杠杆后,让学生自制弹簧秤和杆秤。不但可提高动手能力,且可加深对理论知识的理解,掌握得更牢固,主动学习的意识会更强。
结合就业实际
发展学生个性,结合就业实际,以学生今后工作、就业为先,以企业对人才的要求为纲,培养学生各方面的能力,使学生成为具有高度的觉悟,强烈的敬业精神,良好的职业道德,能熟练进行各种生产、劳动操作,能熟练运用新工艺和新技术,独立解决生产技术难题,有较强的创新意识和发展后劲的劳动者。如要求所有专业的学生都要学习照明电路,会安装、能检查、懂维修。考虑到职业流动、转换岗位的需要,教学内容适当扩充延伸,基础知识学习和普适性能力的培养要同步,结合就业和发展需求,增加新的如信息技术、核能技术、生物技术、合成材料技术、数控技术、航空航天技术以及环境保护等方面的知识,使学生知识不断丰富,综合能力不断提高,为中职学生的可持续发展打下良好基础。
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高新技术在国外一般称之为高技术(HighTechnology),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)
[关键词] 国际太空竞赛 世界经济 影响
中图分类号:D815 文献标识码:A 文章编号:1007-1369(2010)2-0013-10
国际太空竞赛始于美、苏两国。第一轮的国际太空竞赛是以美国和苏联为主角的,主要目的 是为了争霸世界,随着苏联解体、冷战结束而终结。但是,国际太空并未因此而平静多久, 在20世纪末至21世纪初,新一轮国际太空竞赛再次上演,并有愈演愈烈之势。新一轮太空 竞赛与美苏时期的太空竞赛有 着质的不同,它不是美苏争霸的太空竞赛,主角也不再只是美 、苏两个国家,欧洲、日本、中国、印度等国家也开始参与其中,与冷战后正在形成的多极 化世界格局相应的新的国际太空竞赛格局也正在形成。虽然这两轮国际太空竞赛的主要参与 国,都不是从经济角度而主要是从政治、军事、战略角度出发而进行太空竞赛、发展太空事 业,但是国际太空竞赛客观上却极大地推动了科学技术和生产力的发展,对世界经济产生了巨大的影响。
当今国际太空竞赛形势
太空竞赛始于20世纪50年代。当时,美苏两个超级大国出于争霸与谋取战略优势的需要,在 各个领域都展开了激烈的角逐。作为一个国家最高科技水平和综合国力体现的太空项目,也 自然成为美苏两国交锋与对抗的重要阵地。竞赛以苏联1957年10月4日成功把世界第一颗绕 地球运行的人造卫星“斯普特尼克一号”(Sputnik-1)送入轨道,和四个月之后,美国也 成功发射了它的第一颗人造卫星“探索者一号”(Explorer-1)为标志拉开序幕,到1975年 7 月17日阿波罗与联盟号对接,美国航天员托•斯塔福德和苏联航天员阿•列昂诺夫在太空中 握手,昭示着长达近20年的美苏太空竞赛暂时“休战”,但其后两国在空间站建设和航天飞 机领域的竞争仍在继续,直到1989年苏联解体,这场旷日持久的竞赛才算真正结束。近30多 年的竞赛,美苏两国都耗费了大量的人力、物力和财力,总体看,两国可谓势均力敌,但还 是美国人笑到了最后。客观地看,美苏两国的太空竞赛,虽然构成了冷战的一部分,具有强 烈的政治色彩,但却也实实在在地推动了人类航天事业的发展,为人类探索太空做出了巨大 贡献。人造卫星、月球探测器、太空飞船、空间站和航天飞机等航天科技产品以及人类翱翔 宇宙甚至留在月球上人类的脚印,都是人类探索太空的成绩的活标本。
冷战结束后,特别是进入21世纪以来,世界主要国家对太空的重视程度越来越高,无论是航 天大国还是新兴崛起国家,都投入巨资开发航天技术,甚至“将发展航天技术视为提升综合 国力和国际地位的战略性举措”[注:廖春发.2006年世界航天进展综述.中华人民共和国国家航天局网站.省略sa.省略/n1081/n7619/n7875/40410.html]。因此,被称为新一轮国际太空竞赛拉开帷幕。参与国家 之多,竞争之激烈,形势之复杂都与美苏两国的竞赛时代有着本质的区别。
首先,美国不断加大投入,继续领跑世界航天。冷战后,失去了竞争对手的美国,在航天领 域可谓一枝独秀,占据着霸主的地位,特别是其在航天飞机领域取得的成就无人匹敌。但是 ,2003年2月“哥伦比亚号”航天飞机(STS Columbia OV-102)惨剧,直接推动了美国当 局反省其航天发展战略,并进行了重大调整。布什总统2004年1月提出重返月球、登陆火星 的太空探索新构想,美国航空航天局(NASA)将国际太空的探索重心从近地球轨道转向月球 及火星以远的宇宙。计划在2010年底前让航天飞机退役,开发新火箭和太空飞船,在2020年 代早期送宇航员重返月球,并在月球建立飞船发射场,为人类登陆火星做准备。为此,近几 年美国政府不断加大航天投资力度。这些投入使美国继续在太空探索领域保持领先的地位,并为其未来进一步探索太空并继 续领跑太空开发奠定了基础。
其次,俄罗斯重整旗鼓,复兴太空强国地位。苏联解体后,俄罗斯继承了前苏联约90%的航 天工业,在改革过程中,俄航天部门出现了比其他经济部门更复杂的情况。由于防务定货锐 减,俄罗斯航天计划经费大幅度下降,折合成美元一度低于巴西。从1990年到1994年,俄罗 斯航天企业总人数减少35%,专家流失50%。 [注:苏联解体 俄罗斯接手的是怎样的航天工业?.凤凰网.]可以预见 ,随着俄罗斯新的航天复兴战略的启动,凭借其在这一领域的良好基础,航天大国地位将会 得到进一步的巩固和稳定,但要想回到当初与美国比肩的地位将会很难。
欧洲另辟蹊径,欲与美国抗衡。尽管欧洲是美国的盟友,但在未来世界格局问题上却有着与 美国不同的看法。而“为了在未来多极世界格局中扮演重要角色,为了取得能与美国相抗衡 的战略上的独立自主性和在世界科技与经济领域中更强的竞争力,欧盟已选择航天领域作为 实现上述战略目标的突破口” [注:廖春发.新一轮国际太空竞争态势分析.中国学术引擎网.]这对于美国这样一个因怕航天技术外泄而一向在对外开展航天合作上持保守 态度的国家来说,此举也从一个侧面反映出中国在国际航天领域开始受到极大的重视。
日本加快冲刺,太空计划野心勃勃。日本的航天工业起步较早,特别是在探月工程上。20世 纪80年代日本就开始了探月计划,是继美苏之后第三个探测月球的国家,只是所有计划均以 失败而告终。加之日本航天事业长期受到体制羁绊,航天器也频频出现各种问题,航天投入 逐年减少,航天大国地位面临挑战。但是,在中国航天成就的刺激下,近几年加大了对航天 领域的重视和投入,取得了不少成绩。2007年抢在中国发射“嫦娥”前成功发射了“月亮女 神”月球探测器,日本“月球探测计划”负责人泷泽吉贞曾说,日本已经推出了2025年宇宙 开发计划。其中,日本计划2017年之前要将机器人送上月球。2025年,日本将着手建立以月 球表面为据点的月球空间活动站,可以容纳2到3名宇航员每次停留半年,以充分开发并利用 月球资源。 [注:日本、印度誓与中国争锋航天事业.中国广播网.省略/2008zt/sz qh/yw/200809/t20080925_505108942.html]2008年出台了《宇宙基本法》与《宇宙基本计划》,其后又组装完毕了国际太 空站首个日本实验舱――“希望号”;首个太空货运飞船――转移飞行器(HTV)发射成功 等等 ,向世界证明了日本也是国际太空竞赛领域中的一个具有实力的竞争者。但值得关注的是日 本《宇宙基本法》打破了日本在这一领域近40年的立法限制,明确允许日本以自卫为目的、 军事利用太空,这在国际上是罕见的,反映出日本在争夺太空领域的野心。
印度不甘示弱,抢占航天高地。为谋求世界一流大国地位,航天领域也是印度重点抢占的高 地之一。为此,印度历届政府都非常重视发展航天和核技术。特别是近年来,印度加大了自 主研发力度,同时与俄、美、欧等国均也建立了良好航天领域合作关系,经济的快速发展 又给航天计划所需经费奠定了良好基础,经费预算逐年提高,已经超过了航天大国俄罗斯。 在此情形下,印度已在通信、遥感和侦察卫星及其运载火箭方面都取得了令世人瞩目的成就 。2008年10月22日,印度空间研究组织在南部的斯里赫里戈达岛的萨蒂什•达万航天中心用 一枚极地卫星运载火箭将印度首个月球探测器“月船1号”发射升空,使其成为世界第五个 掌握探月技术的国家。印度的航天大国步伐又向前迈进了重要一步。
除了以上几个航天大国和新兴航天国家外,还有一些国家也在以极大的热情探索航天技术, 如伊朗、南非、韩国等,并在一些相关领域不同程度地取得了进展,成为新一轮太空竞赛的 积极参与者。
应该说,新一轮的太空竞赛是在新的国际政治环境下展开的,具有十分明显的时代特征。首 先是在相互竞争的前提下呈现出合作的一面,这与第一轮太空竞赛时美苏两国的针锋相对和 剑拔弩张有着明显的不同。其次是军事色彩并未因国际形势的总体缓和而减弱,其中一些国 家开发航天技术的首要目的就是要将其打造成军事天基平台,以期在未来信息化战争中占据 优势地位。第三是参与国家众多将使竞赛变得更加激烈和复杂,如何控制这一领域的发展使 其不至于威胁未来人类生存与发展,已成为国际社会必须面对和认真思考的问题。随着科技 进步和对太空认识的不断深化,相信会有更多国家加入到太空竞争的行列之中,这也将进一 步推动冷战后国际太空竞赛格局的多极化发展和世界航天事业的发展。而多年来的国际太空 竞赛已对世界经济产生了重大影响。
国际太空竞赛对世界经济的影响
国际太空竞赛是以国家军事实力、经济实力、科技实力为依托,以高资本投入为基础,高新 尖端技术及其专有人才为支撑的国际空间开发之争。由于属于高科技领域,其本身可产生巨 大的直接经济效益。例如,全球仅商业卫星产业每年就创造超过800亿美元的收益。美国将 空间技术转化为产业,创造了2万亿美元的巨额利润,法国每年在航天产业方面的收入将近2 00亿欧元,俄罗斯航天发射年收入近9亿美元。 [注:马樱健.中国新一代运载火箭“五号”预计2015年亮相.中国网.]因而,以2008年为例,该年全球620亿美元的航天投入将带动4960亿―8680 亿美元关联投资,合计共约占当年全球资本形成总额的4.8%―8.0%,创造GDP总额约1 000―亿1800亿美元,对全球经济增长的贡献率约为0.2%―0.35%。
2.产业带动效应
近年来,随着各国对航天活动及空间技术的不断投入,以研制与生产外层空间飞行器、空间 设备、武器系统以及地面保障设备为主的军民结合型高科技产业――航天产业迅速成长壮大 ,产值不断攀升。据有关机构统计,2003年全球航空航天产业总产值为1480亿美元 ,到2007年已达2100亿美元。
另一方面,航天产业具有较高的关联度,提供航天产业的原材料、零部件生产的新材料新能 源产业、采矿冶金业、电子设备及仪器仪表制造业,为生产提供配套的金融、信息、运 输等现代生产型服务业,航天产业链几乎无所不包。
航天产业的迅速发展能有效带动其关联产业成长壮大。航天技术、有效载荷技术、信息处理 技术等需要机械、电子、材料、能源、通讯、信息等产业发展的支持,通过技术发展的“需 求效应”,对上述行业形成强烈有效的激励和带动作用。而从产业配套的角度,航天制造业 可以直接拉动元器件及分系统、原材料等相关配套产业的发展。其次,航天技术及其产业化 发展将不断促进卫星遥感、卫星通信、导航定位、数字地球等相关产业以及信息产业发展。 而卫星导航定位(GPS)、地理信息系统(GIS)、卫星遥感(RS)和卫星通信之间的融合( 3S+C),网络GPS个性化移动信息等,多种组合和形态,将为卫星应用打开一个个崭新的领 域。
在美国,为航天产品提供配套的公司有1000多家,涉及信息服务业、制造业、房地 产与租 赁业等14个产业,航天产业的迅速发展对其关联产业产生明显的拉动作用。[注:陈杰. 美国商业航天产业对国民经济的影响分析.中国航天,2007(7)]
此外,作为一种朝阳产业,航天科技有着巨大的磁石效应,可以吸纳大量的资金而推动金融 市场的繁荣,并进而用所筹措基金推动航天及相关产业的发展。例如,2010年1月18日,首 只专注于航天产业发展的股权投资基金――航天产业基金在北京创立,与此同时,负责 航天 产业基金管理和运作的合伙人之一――北京航天产业投资基金管理有限公司也在当日宣告成 立。该基金首期募集资金30.3亿元人民币,投向集中在航天产品、航天技术应用产业、航 天 服务业及其相关领域,重点推动人造地球卫星、运载火箭、卫星运营及卫星应用、航天电子 、新材料新能源、太空生物及太空育种、重大装备制造等产业,快速实现产业化发展,从而 加快中 国航天产业的市场化、规模化进程。航天产业基金合伙人会议主席吴艳华在接受采访时表示 ,航天产业基金募集资金规模计划达到200亿元,预计将拉动上千亿产业链的发展,将促进 中国航天产业的发展,助推中国经济实现新腾飞。[注: 黄希.首只航天产业基金创立 将拉动上千亿航天产业链.中国航天新闻网.]
3.科技进步效应
国际太空竞赛是建立在现代航天及空间技术前沿不断突破、不断创新的基础之上的,从某种 程度来说,国际太空竞赛实际上是尖端科技竞赛。其对科技进步的贡献包括两个层面:
首先,带动基础科学领域的技术进步。航天技术的兴起和发展,促进了应用数学、微重力科 学、微电子学、信息学、材料学等许多基础科学的发展;太空平台的应用,则使人类突破了 地球表面的障碍,直接进入空间或通过各种空间探测器获取资料、信息,为人类对宇宙空间 自然现象及其规律的认识与研究提供了前所未有的条件,对空间科学的发展起到了重要的支 撑作用。此外,在航天产业链延伸过程中,通过与各产业尤其是当代电子、信息、生物、能 源和材料等高技术产业的相互交叉、融合和集成,不断衍生新型技术与知识产业,并促进了 一些新的学科分支的繁衍,如卫星气象学、卫星海洋学、卫星测绘学等。
其次,推动应用科学领域原始创新。航天发展过程中,大量独有的设计、生产、试验等核心 技术与能力,通过成果转移的方式,广泛而迅速地在其他技术领域获得推广和拓展应用,直 接带动相关产业技术进步和产业升级。从国际国内经验来看,航天及空间技术因其极大的先 导性和高度综合性,推动了计算机、光电子、精密制造、自动控制、新材料和新能源等众多 高技术产业的发展。如美国宇航局发起的“阿波罗登月计划”,先后获得3000多项 专利,带动了20世纪60―70年代美国和全世界计算机、通信、测控、火箭、激光、材料和医 疗等高技 术的发展。美国有3万多种民用产品系航天飞机的衍生技术和产品,如GPS、“太空食品”、 卫星电视等。中国近年来的1100多种新材料中,八成是在空间技术的牵引下研制完 成的,有1800多项空间技术成果已应用到国民经济各个部门。
第三,带动传统产业技术升级。通过发展航天应用产业,不断促进传统产业的结构调整、升 级改造,使其能够充分利用现代信息技术成果,大幅提升产品的技术含量和附加值,极大地 提高生产效率和社会经济效益。如美国“阿波罗登月”计划的专利现在大多都转为民用,并 带动传统产业产品的技术升级,如人们穿的旅游鞋、生产网球拍的材料,以及冬天御寒穿的 羽绒服等,都应用了当时的先进技术专利。再如航天技术已经广泛使用在了冶金、炼钢 、纺织、汽车、船舶、电子信息、金属加工、工程机械等多个行业。其中,航天油在高 温环境下的“超高黏温性能技术”,已成功应用到车用油中,使车辆能在-40℃低温和5 0℃高温环境中正常启动,并发挥稳定的性能。航天专用油的酰胺一步法生产技术,则 被用于车用轮毂脂研制中,目前已通过8万千米行车检验,大大高于一般脂3万千米的标 准。
关键词:地球空间;宇宙探索;本科通识教育
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)43-0228-03
从古至今,人类就对我们头顶的天空充满了无限的好奇。浩瀚无垠的宇宙一直吸引着人类的注意力,成为他们飞向太空的梦想。对地球空间乃至宇宙的探索从千百年前古人观察星空那刻开始,就成为了人类历史上深受瞩目并且持续时间最长的一项科学活动。如何从科学的角度去了解宇宙,成为了无数学者孜孜以求的话题。人类的活动的足迹及其研究的领域,经历了从陆地到海洋,从海洋到大气层,从大气层到宇宙空间的扩展过程。人类活动范围的每一次飞跃,都大大增强了其对于认识自然和改造自然的能力,促进了时代生产力的发展和社会的进步。当人类的活动领域从地面扩大到空间后,我们开始利用和开发空间蕴藏的极其丰富的资源,并使人类能从全宇宙的观点来解决社会发展问题。人类对宇宙的认识经历了一个漫长的时期。最初,人类对宇宙的认识是基于有限的观测与想象。到了近代,自从1957年10月原苏联向太空发射了人类历史上的第一颗人造卫星,对宇宙的探测就跨入了一个新时代。人类在向外层空间的探索过程中,中国既是最古老的航天国家,也是本世纪航空航天事业发展最快的国家之一。经过多年的努力和探索,如今我国已经处于空间探测发展的前端。随着“神舟”与天宫的对接成功、“嫦娥”的上天、北斗导航卫星的完善,标志着我国已步入航天大国的时代前列。积极参与太空探索对我国政治、思想、社会、文化等方面的意义十分重大,将促进生产力的变革、人与自然的协调发展以及社会文化的进步。“神舟”、“嫦娥”等多个重大空间研究项目的进展,可以促使我们去了解宇宙演化及其中的各种物理现象和过程,探寻人类和地球生物在宇宙中的地位及意义,发展各种太空技术并将其运用到各个领域,探索和占有各种太空资源,利用太空的极端环境进行各种科学和技术试验,以及显示我国综合国力的先进和强大。随着宇宙探索和空间科学成为热点,特别是近数十年来我国航空航天科技的蓬勃发展,促使国内很多以理工学科为主的高等院校,甚至许多综合性大学,都开设了针对各个专业学科的关于空间学科的专业课和通识教育型的基础课,用以向高等院校学生传授空间学科的各项知识。其中尤以开设范围较广,也是深受各学科学生欢迎的宇宙探索类公共选修课,因其对空间学科知识面覆盖较全,学科前沿性良好,教师自主选择较大,通常可采用大量的图片、动画、影音资料等多媒体手段,往往能达到很好的教学效果。对国内各个知名大学的宇宙探索类公共选修课的教学计划、教学日历、课程简介以及教学课件等教学安排进行调查之后,发现其大多数的课程范围均包括以下几个方面:地球空间、日地空间环境、日球空间、银河系等的基本结构、特性和人类对其探测的新进展;恒星的分类及其演化;黑洞的特性及其发现与观测;宇宙的起源与演化;人类深空探测和寻找地外文明的方法和技术,以及它们的原理、分类和发展历程;太空存在的各种资源以及未来的太空产业、灾害性空间天气的类型及预防。但是在大多数的课程安排和教授过程中,过分强调了空间学科点前沿性和学生关注度,对于在中学或大学其他课程中已有所涉及的地球空间的有关知识点,往往学时分配较少,不受到关注与重视,学生学习兴趣不高。
学科知识点的选取:
在很多大学的本科教育中,宇宙探测类通识课一般是针对空间科学及其发展的导论性课程。空间科学作为地球科学的重要分支,主要研究发生在日地空间、行星际空间及至整个宇宙空间的物理、天文、化学及生命等自然现象及其规律的科学。作为宇宙的一部分,地球空间一般认为是靠近行星地球的、受太阳辐射变化直接影响的空间区域,具体指地球大气中层顶以上的区域,其外边界是太阳风与地磁场相互作用形成的。地球空间是对外层空间探索的基础,人类对于宇宙的认识与探测首先就建立在对地球空间的逐步了解中。目前人类对于宇宙的探索工作重点在于三个方面:卫星的发射与应用、载人航天、深空探测。因此,在教授有关宇宙探测的课程时,地球空间的基本特征与特性、目前已经进行的探测方法及探测结果、地球空间中的一些主要现象和变化,应该成为首先讲授的基础与重点。本文将根据对各大院校该类课程教学过程的总结,以及自身的讲授经验和认识体会,分析地球空间知识点在该课程中的教学应用,以期提高此类课程的教学质量。下面是笔者认为需重点纳入教学范围的几个知识点。
1.地球空间探测方法。要想对地球空间进行了解,掌握它的整个的结构和基本变化,首先我们要对地球空间进行观测。地球空间探测是人类航空航天事业的起点,是人类飞向外层空间的技术基础,也是整个空间科学的源头和重点。因此地球空间探测手段、卫星应用、航天器的发展、人类空间探测历史等,都应作为此知识点的重点进行。
2.电离层/磁层与电磁波传播。地球空间并不是一个很安宁的地球空间,它是受太阳风和地球磁场双重作用而形成的。这一知识点主要是研究电离层与磁层中发生的物理现象、动力学和电动力学过程,因此对于地球物理、信息工程乃至通信、测量等专业的学生是非常必要的。在教学中,应重点探讨日地系统中太阳活动、地磁活动和人类活动对电离层和磁层环境的影响,无线电波在各种介质中的传播过程与理论研究以及电离层/磁层对无线电波传播在各种工程系统中尤其在移动通信中的影响研究。
3.大气层光学现象。大气层光学现象是指大气中发生的各种光学现象,来自太阳、月亮和其他光源的光线通过大气层时,发生选择性吸收、散射、反射和折射、衍射等以及其各种物理化学作用,改变原来的路径和颜色,呈现出的各种色彩缤纷的光学现象。它所反映出来的规律和物理机制,在大气物理学、环境科学、天文、航空遥感等许多专业方向上有着重要地位。
4.高层中性大气。这一知识点主要研究中高层大气动力学,中高层大气中的风、波和相关的暂态过程,以及中高层大气的光学和无线电探测技术。如果是理工科的选课学生为主的大学公选课,建议加入此知识点。
5.对流层。严格意义上来说,由于其主要影响源为地面,对流层大气不属于地球空间的研究范围。然而作为人类的生存的大气空间层,对流层变化与我们的生活息息相关,同时也有很多的空间探测方法的研究目标就是对流层大气。因此作为通识课,这一知识点也应考虑加入,而非忽略,教学重点应放在对流层与气象学以及对流层与其他大气耦合机制上。
地球空间是和航天技术紧密结合的现代科学技术研究领域,地球外大气层的世界,逐渐被一一发现,但是未知的东西仍然很多。对其热点问题和研究前沿进行探讨,可以丰富并拓展学生们对于宇宙探索的认知。在高校开设宇宙探索类本科通识课程时,针对不同学科背景与专业方向的选课学生,该类课程中有关地球空间部分的教学方案也可进行科学的选择和适度的调整,以使学生有效接受并消化大量信息,切实掌握有关的知识点,各专业课程之间形成互补,最大程度发挥宇宙探索类通识课的作用。
参考文献:
[1]焦维新.空间探测[M].北京:北京大学出版社,2002.
[2]潘艳平.“宇宙探索概论”课程中开展素质教育的探讨[J].中国电力教育,2009,(145):89-90.
[3]焦维新,傅绥燕.太空探索[M].北京:北京大学出版社,2003.