航天科技論文范文
時間:2023-03-16 20:48:09
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篇1
英文名稱:Journal of Telemetry;Tracking and Command
主管單位:
主辦單位:中國航天科技集團公司第七O四研究所
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:
國內(nèi)刊號:11-1780/TP
郵發(fā)代號:
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1976
期刊收錄:
核心期刊:
期刊榮譽:
聯(lián)系方式
篇2
英文名稱:Chinese Space Science and Technology
主管單位:中國航天科技集團公司
主辦單位:中國空間技術(shù)研究院
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1000-758X
國內(nèi)刊號:11-1859/V
郵發(fā)代號:
發(fā)行范圍:國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間:1981
期刊收錄:
CBST 科學技術(shù)文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
中科雙百期刊
第二屆全國優(yōu)秀科技期刊
聯(lián)系方式
期刊簡介
篇3
關(guān)鍵詞:再入段;UKF;聯(lián)邦濾波;組合導航;可重復使用運載器
中圖分類號:V249.32;TP391.9 文獻標志碼:A
Reentry integrated navigation of reusable launch vehicle based on federated UKF algorithm
REN Fang,LUO Jianjun
(School of Astronautics,Northwestern Polytechnical Univ.,Xi’an 710072,China)
Abstract:With the reentry problem in astronautic technology field,the Unscented Kalman Filter(UKF) algorithm is designed based on federated filter according to the nonlinear characteristic of the state equations in navigation system. And it is applied in the integrated navigation system of Reusable Launch Vehicle(RLV). The integrated navigation system of RLV which includes inertial navigation,satellite navigation and celestial navigation is simulated and compared with the system based on traditional federated filtering algorithm. The result demonstrates that the integrated navigation method and the UKF algorithm based on federated filtering can improve the navigation precision,robustness and reliability.
Key words:reentry;unscented Kalman filter;federated filtering;integrated navigation;reusable launch vehicle
0 引 言
可重復使用運載器(Reusable Launch Vehicle,RLV)是指可以重復使用的、能迅速穿越大氣層、自由往返于地球與太空之間的多用途航天器.RLV是降低航天運輸費用的有效手段,是未來航天領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢,而導航系統(tǒng)是RLV的關(guān)鍵技術(shù)之一.與航天飛機相比,RLV更重視導航系統(tǒng)的自主性、自適應(yīng)性、魯棒性和智能化.[1] 再入問題一直是航天領(lǐng)域科技發(fā)展的重點與難點.本文參考國外RLV再入段導航系統(tǒng)現(xiàn)狀,給出再入段組合導航方案,并推導再入段非線性狀態(tài)方程,對再入段組合導航方案進行研究.
UKF(Unscented Kalman Filter)是JULIER等[2,3]提出的1種新的狀態(tài)估計方法.對于線性系統(tǒng),UKF的濾波性能與卡爾曼濾波相當;但對于非線性系統(tǒng),其性能則明顯優(yōu)于推廣卡爾曼濾波.[4]本文對RLV再入段組合導航設(shè)計基于UKF的聯(lián)邦濾波算法,仿真試驗表明這種方法的可行性.
1 組合導航方案設(shè)計
RLV再入段飛行的特點是速度快、攻角大、氣動力干擾大,飛行過程中存在黑障現(xiàn)象.X-33的再入段就采用GPS/INS組合導航.
GPS/INS組合可以得到較穩(wěn)定的位置、速度信息,適中的姿態(tài)精度信息,但在黑障區(qū)GPS導航失效.天文導航是完全自主的導航方法,基本原理是通過姿態(tài)敏感器測量航天器與天體的幾何關(guān)系,確定航天器的軌道位置,有良好的自主性.[5]慣性/天文組合導航可以在黑障區(qū)完成導航任務(wù)[1],經(jīng)過黑障區(qū)后重新捕獲GPS信號,對慣性導航進行校正.因此,慣性/衛(wèi)星/天文組合導航是可行的導航方案.
2 基于聯(lián)邦濾波的UKF算法
傳統(tǒng)的導航濾波器采用擴展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter,EKF)算法,但對非線性系統(tǒng)EKF不能滿足局部線性化假設(shè)會導致濾波器性能不穩(wěn)定.UKF是1種解決非線性問題的新方法,基本思想仍然采用與EKF類似的1套遞推公式,通過狀態(tài)與誤差協(xié)方差的遞推以及利用量測時刻的信息進行更新來估計狀態(tài)的均值和方差.與EKF不同的是,UKF利用一系列近似高斯分布的采樣點,通過UT變換進行狀態(tài)與誤差協(xié)方差的遞推和更新,不需要計算狀態(tài)方程和測量方程的Jacobian矩陣,不存在線性化誤差,濾波精度優(yōu)于EKF.因此,針對RLV再入段的狀態(tài)方程非線性特點,用UKF可以獲得更好的濾波精度.
聯(lián)邦濾波由若干子濾波器和1個主濾波器組成.子濾波器根據(jù)各自的觀測模型和測量數(shù)據(jù)進行測量更新,輸出局部估計結(jié)果;主濾波器處理和融合所有的局部輸出,給出全局狀態(tài)估計,融合后的結(jié)果反饋到各子濾波器中,作為下一周期的初值.聯(lián)邦濾波提高系統(tǒng)的容錯能力,但傳統(tǒng)聯(lián)邦濾波中各子濾波器一般用EKF實現(xiàn),對于非線性系統(tǒng),濾波精度和穩(wěn)定性會受影響.本文將UKF方法應(yīng)用到聯(lián)邦濾波中,極大提高濾波器的性能.聯(lián)邦濾波的算法流程如下:(1)確定各子濾波器和主濾波器的初始信息(狀態(tài)初值及其協(xié)方差陣、系統(tǒng)噪聲協(xié)方差陣、量測噪聲協(xié)方差陣).(2)信息分配:選擇βm=0,βi=1/N的有重置結(jié)構(gòu),見圖1.
由表1和2可以看出,UKF的濾波精度高于EKF.在黑障前UKF雖優(yōu)于EKF,但優(yōu)勢不明顯;在發(fā)生黑障后,UKF相對EKF的優(yōu)勢明顯,特別是可以有效減小位置估計誤差.因此,在黑障發(fā)生前使用EKF和UKF均可,但在黑障發(fā)生后使用UKF算法較好.
5 結(jié) 論
研究可重復使用飛行器再入段組合導航,設(shè)計慣性/衛(wèi)星/天文組合導航方案和基于UKF的聯(lián)邦濾波算法.結(jié)果表明該方案位置精度約為10 m,速度精度為0.05 m/s,姿態(tài)精度為0.05°.聯(lián)邦濾波保證了導航系統(tǒng)的高精度和穩(wěn)定性.將UKF算法應(yīng)用到聯(lián)邦濾波中,比傳統(tǒng)的EKF方法能獲得更高的精度和更好的魯棒性.
參考文獻:
[1]李瑾,楊博. 可重復使用運載器再入段導航關(guān)鍵技術(shù)研究[EB/OL]. 中國科技論文在線,[2007-03-13]. http:///paper.php?serial_number=200703-176.
[2]JULIER S J,UHLMANN J K,DURRANT-WHYTE H F. A new approach for filtering nonlinear systems[C]// Proc American Contr Conf,Seattle,USA,1995:1 628-1 632.
[3]JULIER S J,UHLMANN J K. Unscented filtering and nonlinear estimation[J]. Proc IEEE,2004,92(3):401-422.
[4]張 瑜,房建成. 基于Unscented卡爾曼濾波器的衛(wèi)星自主天文導航研究[J]. 宇航學報,2003,24(6):646-650.
[5]劉 勇,徐世杰. 基于聯(lián)邦UKF算法的月球探測器自組合導航[J]. 宇航學報,2006,27(3):518-521.
篇4
十年磨一劍。孩子們,三年來,你們的辛勤付出就要到收獲的時候啦。相信你們一定會捷報頻傳!
親愛的家長你們好!這期作文我們把目光聚焦中考大作文之前的情境寫作上。在本期的"作文神預測"活動中,家長@可樂貝貝2014另辟蹊徑,認為小作文將會考察對傳統(tǒng)文化的題解,比如讓學生點評某個歷史人物,或是近年來比較火熱的實用類文本寫作,例如寫一封200字左右的的演講稿。同時@可樂貝貝2014也對大作了認真的預測,認為題目一還是繼續(xù)去年中考的出題套路,依舊是對北京特有文化類題材進行考察,題目二則是立足于想象類寫作,比如說穿越,可穿越回古代,也可穿越至未來。
首先我們來了解下近年來中考的命題趨勢,2014年第一次出現(xiàn)了分值為10分情境寫作,要求給學校教職人員在感恩專欄寫一段話,直白些就是寫常見的感謝信,整體寫作側(cè)重抒情,難度小。2015年中考改革后,情境寫作揭開了神秘面紗,最終成型,分值沒有變化,形式上與大作文一樣分為題目一和題目二,分別給出兩段背景材料和寫作要求,考生審題后自選其一進行創(chuàng)作。2015年考察了的推薦名著和博物館收獲分享,2016則是要求考生推薦北京特色美食,或是結(jié)合名著與連環(huán)畫,談?wù)剬θ宋锏挠∠蠛透惺埽瑔螐闹锌歼@兩年的四個選材來看,我們很容易得出片段寫作主要是考察的接近北京考生現(xiàn)實生活實用類文本寫作,另一類是考察語文課外閱讀的評價賞析。不難看出,從表達方式上看,片段寫作分為了記敘抒情類和應(yīng)用說明類。家長@可樂貝貝2014的預測完全符合這兩個命題趨勢,同時為實用類文本寫作鎖定了傳統(tǒng)文化主題。這是值得我們參考和借鑒的。
此外,我們還應(yīng)該注意到的是,北京17大區(qū)近來的一模和剛出爐的二模也可以為我拓展預測思路,經(jīng)過對比分析,我們從各大區(qū)中發(fā)現(xiàn)了一些比較新穎的情境命題,例如布展設(shè)計圖解說、寫事件報導、開場白、競選詞,串場詞和活動設(shè)計等,這些均屬于實用類文本的寫作。但是部分城區(qū)的考題還出現(xiàn)熱點事件評價類情境寫作。給出一些社會上存在爭議的熱點事件,讓考生在正確價值觀的引導下結(jié)合生活實際進行分析。文體偏向議論文,屬于感悟議論類。寫此類情境寫作題時需要注意幾點:第一,寫作立足點要積極向上,不可以想當然隨心所欲。第二,在結(jié)合材料分析的基礎(chǔ)上,盡量結(jié)合生活實際,做到觀點落地。第三,談自身的感受和啟發(fā)時,要按照由淺入深的邏輯順序。綜合比較,此類議論式的片段寫作題型較新,難度稍大。在最后沖刺階段,考生們應(yīng)該留心收集一些時事熱點,如民族復興和航天科技等??忌鷤兛梢钥偨Y(jié)一個自己的寫作思路,結(jié)合一兩個熱點事件做下具體的寫作練習。不能做一個“一心只讀圣賢書,兩耳不聞窗外事”的學生,要讓語文學習回歸閱讀,回歸生活!
篇5
一、將學科前沿引進“先進制造技術(shù)”的必要性
先進制造技術(shù)由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來,保持了過去制造技術(shù)中的有效要素,是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段。先進制造技術(shù)的應(yīng)用使工廠生產(chǎn)發(fā)生巨大的變化,產(chǎn)生一系列新的職業(yè)及崗位[1]。我國高等院校的機械專業(yè)正是為生產(chǎn)第一線培養(yǎng)和輸送人才,這些人才作為制造部門的建設(shè)者和管理者應(yīng)該緊跟新技術(shù)、新發(fā)明、新產(chǎn)品,全面了解制造業(yè),為此高校開設(shè)了“先進制造技術(shù)”這門課程[2]。先進制造技術(shù)是一種動態(tài)技術(shù),不斷吸收各種最新的技術(shù)成果,那么“先進制造技術(shù)”課程也應(yīng)該是一門動態(tài)的課程,隨著新科技、新理念的出現(xiàn)而不斷更新、充實和發(fā)展。而新技術(shù)、新理念、新產(chǎn)品、新發(fā)明等都和學科前沿緊密相關(guān),所以將學科前沿引進“先進制造技術(shù)”的本科課堂教學就非常的必要。
二、教師以研促教、教研結(jié)合、終身學習
近些年來,國家在科學研究上投入大量的財力、物力和人力,設(shè)置不同級別和類型的基金項目,鼓勵教師積極申報課題及進行成果轉(zhuǎn)化。所以越來越多的高校教師積極投身科學的海洋,不斷有新發(fā)明、新產(chǎn)品以及高水平的論文走在科學的前沿。教師在授課的過程中將自己的研究成果以及研究方向的科學前沿和教材有關(guān)章節(jié)的內(nèi)容有機結(jié)合,對于學生而言能激發(fā)興趣、開闊視野,提高課堂學習效果;對于教學而言教研結(jié)合,打破傳統(tǒng)的教學模式,深挖教材,增加教學的深度和廣度;對于教師而言提出更高的要求,要緊跟學科發(fā)展,不斷提高自身科研水平,以研促教,樹立終身學習的理念,同時將自己的科學研究成果展示給自己的學生是對自己的肯定,也是非常興奮和自豪的[3]。
三、學生激發(fā)興趣、開闊視野、積極向上
篇6
中國科學院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心高揚研究員用這樣一個關(guān)于古羅馬諺語的典故闡述了他自己的研究工作。他還展示了一幅人類未來的太空飛行圖景:人類居于木星系統(tǒng),欲前往水星探險,他們駕駛等離子推進飛船,一路經(jīng)過地球、金星、小行星,最終到達水星。(見右圖)
人生路:拉開太空探索新征程
20世紀中葉,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星在蘇聯(lián)發(fā)射升空,人類邁出了太空征程的第一步,此后美國“阿波羅號”、中國神舟五號等各國載人飛船、地球衛(wèi)星以及深空探測器相繼發(fā)射升空。浩瀚宇宙里總有一幅壯錦吸引人類不停地去探索。受人類航天事業(yè)發(fā)展所鼓舞,從最初對航天懵懵懂懂的愛好,到成為深度探索通向太空道路的研究員,靠著探尋宇宙空間奧妙執(zhí)著的熱愛和堅持,高揚的太空探索人生之路就這樣展開。
高揚,1997年7月畢業(yè)于北京航空航天大學自動控制系,獲學士學位;2000年7月獲中國科學院中國遙感衛(wèi)星地面站(現(xiàn)為中國科學院對地觀測與數(shù)字地球科學中心)碩士學位。千禧之年,懷抱著對世界航天知識強烈的求知欲,年輕的高揚隨著國內(nèi)涌起的留跨出了國門,在美國密蘇里大學機械與宇航工程系全額獎學金的資助下攻讀博士學位,并在畢業(yè)后留校1年從事博士后研究。在國外深造的五年(2000-2005)時間里,他有機會廣泛而深入地接觸國際前沿航天技術(shù)知識,為之后回國繼續(xù)從事相關(guān)領(lǐng)域研究奠定了基礎(chǔ)。
2005年,高揚踏上了回國征程,成為中國科學院光電研究院/中國科學院空間科學與應(yīng)用總體部(掛靠光電研究院)副研究員。2006年起,他在中國科學院研究生院(現(xiàn)為中國科學院大學)兼職授課。2011年,高揚受聘為中國科學院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心(原中國科學院空間科學與應(yīng)用總體部)研究員,同年起被聘為宇航動力學國家重點實驗室兼職研究員、中國載人航天工程應(yīng)用系統(tǒng)主任設(shè)計師。肩負著科研、工程與教學的多重任務(wù),高揚開啟了他太空探索的另一段嶄新征程。
科研路:電推進飛船尋找“行走太空”最佳軌道
回國后,高揚踏上了獨立自主的科研路。他承擔了國家自然科學基金、中國科學院國防創(chuàng)新基金、中國科學院知識創(chuàng)新工程、國家“863”計劃、載人航天工程資助的若干科研項目,開展的研究工作包括深空軌道優(yōu)化設(shè)計、電推進衛(wèi)星平臺的導航、制導與控制、航天器精密定軌、衛(wèi)星編隊軌道控制、空間新型推進方式以及基于光電載荷的軌道姿態(tài)確定等。他的系列研究成果發(fā)表在Journal of Guidance Control and Dynamics、Journal of Spacecraft and Rockets、Acta Astronautica、Acta Mechanica Sinica、力學學報等航天飛行動力學領(lǐng)域國內(nèi)外核心期刊上,他也因此獲得2008年度首屆中國科學院盧嘉錫青年人才獎,入選中國科學院青年創(chuàng)新促進會,并在2009年首屆、2011年第三屆全國深空軌道設(shè)計競賽中獲得冠軍。
高揚的研究工作是從連續(xù)小推力空間最佳飛行軌道的探索開始的,該問題至今仍是極具挑戰(zhàn)的課題,而這又與電推進(或稱等離子推進)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)。電推進與目前傳統(tǒng)的化學推進不同,它利用電能將推進工質(zhì)電離形成等離子體,并產(chǎn)生電磁場加速等離子體使其高速噴射從而獲得推力。電推進的效率高出化學推進一個量級,相比之下可以節(jié)省大量推進工質(zhì),成為各航天大國21世紀重點發(fā)展的航天技術(shù)。早在2001年,高揚在美國深造期間就曾系統(tǒng)地開展了連續(xù)小推力軌道優(yōu)化和電推進任務(wù)設(shè)計的研究工作。2005年高揚回國時,我國在電推進技術(shù)應(yīng)用方面的研究與美國還有較大差距,還沒有電推進航天器的發(fā)展計劃。作為剛畢業(yè)不久的博士,高揚一度難以獲得科研基金支持。但他始終認為,電推進代表了先進的可以長期連續(xù)推進的工作方式,隨著電推進技術(shù)本身的不斷發(fā)展以及空間電源技術(shù)的突破,尤其是大功率太陽能與核能電源甚至有望成為太陽系載人飛行推進技術(shù)的唯一選擇。正是這種觀點一直激勵著他堅持這方面研究。高揚說:“實際上,錢學森先生早在1963年出版《星際航行概論》一書中就預言電推進能夠承載更多有效載荷,并指出電推進產(chǎn)生的連續(xù)低推力軌道的計算比大推力軌道要復雜?!睘榱思o念錢學森先生誕辰一百周年,他受《力學學報》編輯部的邀請,攥寫了綜述論文《電火箭星際航行:技術(shù)進展、軌道設(shè)計與綜合優(yōu)化》(發(fā)表在2011年第43卷第6期),旨在較為全面地介紹電推進技術(shù)應(yīng)用于星際航行的基本內(nèi)容與實現(xiàn)途徑以及應(yīng)用于載人深空飛行的設(shè)想。
電推進技術(shù)應(yīng)用的核心問題之一是空間軌道優(yōu)化設(shè)計。為了推動我國空間軌道設(shè)計的研究工作,高揚與中國力學學會以及國內(nèi)同行一起為全國空間軌道設(shè)計競賽(2012年前為深空軌道設(shè)計競賽)付出了諸多努力。該競賽旨在尋找空間飛行全局最優(yōu)方案,而且可以非常有效地檢驗各種優(yōu)化方法的合理性與實用性。2009年第一屆全國空間軌道設(shè)計競賽由清華大學主辦并負責命題,之后每屆競賽由上屆競賽獲得冠軍的團隊命題。截至今年,在已舉辦的四次競賽中,高揚帶領(lǐng)的團隊獲得兩屆冠軍,因此他也成為了2010年第二屆、2012年第四屆全國空間軌道設(shè)計競賽命題的主要技術(shù)負責人。他說:“希望通過競賽不斷提升我國空間軌道設(shè)計能力,也希望我國這方面的研究工作在國際上可以逐漸摸索出自己的研究思路,并逐步獲得原始創(chuàng)新的研究成果?!?/p>
高揚說:“對于空間軌道(特別是連續(xù)小推力軌道)優(yōu)化設(shè)計問題的研究讓我更為深刻地理解了多方面知識,比如最優(yōu)控制理論、常微分方程數(shù)值解法、動力系統(tǒng)理論、非線性規(guī)劃、同倫延拓、動態(tài)規(guī)劃、微分幾何、組合優(yōu)化等概念。這些知識的積累也讓我逐步具備了觸類旁通的能力,并將研究內(nèi)容逐步拓展到電推進航天器導航、制導與控制、航天器軌道確定技術(shù)、洛侖茲力編隊飛行等?!比欢?,他也坦言:“從2005年回國一路走到現(xiàn)在并非一帆風順,遇到過很多挫折,也曾屢敗屢戰(zhàn),但幸運的是一直沒有放棄,所以現(xiàn)在逐漸開始領(lǐng)悟到通往太空‘羅馬城’的條條大路”。
未來路:奔向太空羅馬城
對于下一步的計劃和安排,高揚表示首先要腳踏實地做好目前正在承擔的本職工作。與此同時,“我希望在空間軌道研究領(lǐng)域繼續(xù)工作,包括系統(tǒng)地建立空間脈沖或連續(xù)推力轉(zhuǎn)移軌道優(yōu)化設(shè)計的通用方法體系,并應(yīng)用于深空飛行軌道、人造地球衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星相對運動控制等具體問題中去。同時,我希望有機會參與我國電推進深空探測的科研項目。”
當談到如何開展研究的話題時,高揚特別強調(diào):“研究工作需要注重理論聯(lián)系實踐,要堅持發(fā)展自己的研究思路,不斷開拓與創(chuàng)新,參考國外文獻,但不盲從;另外,研究工作不能為了滿足各種定量指標而開展,做科研應(yīng)追求淡泊以明志,寧靜以致遠!”
篇7
關(guān)鍵詞 :土地確權(quán) 無人測繪技術(shù) 運用
土地確權(quán)工作包括宅基地使用權(quán)證、土地所有權(quán)證以及集體建設(shè)用地使用權(quán)證的發(fā)放,該工作的開展有利于明確農(nóng)村集體上的產(chǎn)權(quán)問題,減少土地權(quán)屬方面的糾紛,建全土地產(chǎn)權(quán)管理制度。工作對象為集體所有的未用地、農(nóng)用地與建設(shè)用地。
一、無人機測繪技術(shù)的特色和優(yōu)點
(一)特色
測繪通過無人機航空法、傳統(tǒng)載人機航測方式、工程測量外業(yè)實測法三種方式得到數(shù)據(jù)。在三者中,無人機航空測量法成本有著效率最高、操作簡單、成本最低的特點;傳統(tǒng)載人機航測法操作很繁瑣,需要跟機場協(xié)調(diào)、申請執(zhí)行區(qū)域,這些使得成本也比較高;外業(yè)實測法是實地測繪的方法,易受地形、氣候等外界因素的影響,沒法保證質(zhì)量和工期,且需要的測繪人員多,測繪地形圖沒能提供具體的影像地圖,使得測繪的成本過高。綜上,無人機測繪技術(shù)是土地確權(quán)工作中提供基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)最有的方法。
(二)優(yōu)點
1.操作簡單
無人機測繪技術(shù)對于場地的要求低,不用在機場起降,鄉(xiāng)鎮(zhèn)中也能運用;低空作業(yè),受天氣影響小,辦理飛行審批手續(xù)較簡單;技術(shù)靈活,到達指定區(qū)域快速。
2.安全
是非載人飛行,在危險區(qū)域工作時能夠?qū)崿F(xiàn)最低危險性。
3.效率高
可在盆地、水域、林地等復雜區(qū)域工作,不受地形影響,且拍攝時間長、獲取的數(shù)據(jù)確切、全面,可以實現(xiàn)高效工作。
4.準確度高
匯合不少先進的設(shè)備和技術(shù),有導航系統(tǒng)設(shè)備、攝像技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)等,整體的集成技術(shù)成熟,獲取的影像和定位數(shù)據(jù)較為準確。
5.監(jiān)測可視化
在執(zhí)行任務(wù)前會根據(jù)需求對航拍點、飛行路線等自動制定飛行計劃,飛行中有軌跡回放、即時重拍等功能。
二、土地確權(quán)工作的重要性
因為各種因素的存在使土地確權(quán)登記發(fā)證工作處于滯后狀態(tài),較低的發(fā)證率使其沒能將所有權(quán)具體到每個個體,不利于經(jīng)濟的發(fā)展,不符合中央的要求。因此,盡快明晰集體土地財產(chǎn)權(quán),加快土地確權(quán)發(fā)證登記工作的進展很有必要。有以下三個作用:
(一) 維護廣大人民利益、保證社會的發(fā)展
開展土地確權(quán)工作,不僅能夠減少土地權(quán)屬糾紛,還能依法確認人民土地權(quán)利,增強個體以致社會的土地物權(quán)意識,在現(xiàn)代化、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化中有效地保護人民的權(quán)利。
(二) 增強對土地的管理和利用,落實節(jié)約用地制度與耕地保護制度
實際上,土地確權(quán)就是為了確定土地的利用情況,因此會進行建立土地登記表,清查集體土地的用途、位置還有權(quán)屬關(guān)系的工作。這一系列工作的進行有利于確認農(nóng)民與土地、農(nóng)民集體與土地間穩(wěn)定長期的產(chǎn)權(quán)關(guān)系、提高廣大人民節(jié)約用地、保護耕地的積極性,加強改革的基礎(chǔ)以及管理的基礎(chǔ)。
(三) 務(wù)實農(nóng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展根基,促進城鄉(xiāng)發(fā)展統(tǒng)籌規(guī)劃
為了實現(xiàn)土地產(chǎn)權(quán)制度的分配合理、流轉(zhuǎn)順暢、權(quán)益保障、權(quán)能明晰、產(chǎn)權(quán)明確,開展了土地確權(quán)工作,依法保證人民的土地物權(quán),這種制度能促進社會、經(jīng)濟以及城鄉(xiāng)統(tǒng)籌的不斷發(fā)展,是建立城鄉(xiāng)統(tǒng)一化的土地市場的基礎(chǔ)和前提。
三、無人機測繪技術(shù)在土地確權(quán)中的應(yīng)用
無人機測繪技術(shù)廣泛運用于突發(fā)事件監(jiān)控、城市規(guī)劃、土地開發(fā)和管理、測繪、災害防治、生態(tài)保護等領(lǐng)域,涵蓋了航空攝影測量、遙控、遙感、高空拍攝等多種先進的設(shè)備和技術(shù),是集體土地在土地確權(quán)工作中實行調(diào)查的最重要的方法。
土地所有權(quán)確權(quán)工作中,建筑用地類,按一比五百的比例繪制一寸為單位的宗地宗地圖,按一比五百的比例繪制類斑圖;按一比五百的比例繪制農(nóng)村建設(shè)使用電量的現(xiàn)狀圖;土地所有權(quán)確權(quán)工作中的底圖則按一比五千的比例來繪制。這一系列的圖是調(diào)查權(quán)屬和地籍管理,核查確定戶宅基地面積、界定、使用權(quán)權(quán)屬的基礎(chǔ),只有核查確定完以上工作才能進行登記發(fā)證工作。
無人測繪技術(shù)的工作包含拍攝影像、采集數(shù)據(jù)等,獲得精度高的地表三維數(shù)據(jù),作為快速建立協(xié)同作業(yè)的側(cè)視圖像的模型,測繪出集體土地內(nèi)的土地地形圖,可以協(xié)助確權(quán)工作的順利進行。
四、無人機測繪技術(shù)的實施
(一)調(diào)研
進行項目之前,通過無人機航空拍攝得到可作前期對測繪區(qū)的分析和選擇依據(jù)的數(shù)據(jù)。
(二)劃定范圍
通過利用無人機測得的數(shù)據(jù)以及遙感影像、地形圖等確定分析測繪地區(qū)的地貌、地形以及經(jīng)緯度,確定測繪區(qū)域的有關(guān)情況,進而劃定工程項目范圍。通過該方法來劃定范圍可以減少沒有必要的投資花費,使項目成本實現(xiàn)最低化。
(三)制定拍攝計劃
在無人機測繪中,應(yīng)該拍攝所要測繪的區(qū)域,因此有必要提前制定有關(guān)的拍攝計劃。目前,自動化程度高的無人測繪技術(shù)可以實現(xiàn)自動制定飛行航測計劃,供給不少的DOM成果。作為國家的重點重工程,土地確權(quán)工作運用無人機得到地數(shù)據(jù)可以檢測工作的質(zhì)量、進度等。
(四) 實現(xiàn)實時可見測繪過程
執(zhí)行的整個過程中,使用無人機拍攝有著實時可見的特點,一旦有模糊或者不全面的地方出現(xiàn),能夠在拍攝完馬上進行補拍工作。
(五) 處理數(shù)據(jù)
土地使用無人機完成測繪后,無人機能利用采集的數(shù)據(jù)而生成的三維地表模型、三維景觀模型、三維正射影像圖等各種可視的三維數(shù)據(jù)繪制大比例尺的地形圖,并將其作為土地發(fā)證工作中的輔助工具實現(xiàn)核對、計算。
(六) 其他
無人機測繪技術(shù)采集數(shù)據(jù)以后,在生產(chǎn)過程中,應(yīng)該及時糾正數(shù)據(jù)影像中出現(xiàn)的錯誤。通過微分糾正、空中三角測量等得到整一個測區(qū)的 DEM 值,再選擇合適的參考影像,勻色、勻光所有測繪區(qū)域中的影像,使整個測試區(qū)能夠保持色調(diào)一致、顏色均勻。另外,還應(yīng)及時改正圖形內(nèi)的居民、道路、土質(zhì)等信息含有的錯誤,制作、核查全面DOM 、DEM,并整理得到的結(jié)果。
五、控制無人機測繪環(huán)節(jié)
無人機測繪數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性強、精度高,作為基礎(chǔ)調(diào)查底圖,能夠有效選取并糾正地面控制點,提高影像的可解釋性和幾何精度;培訓內(nèi)業(yè)處理數(shù)據(jù)人員、外業(yè)測繪人員等技術(shù)人員;選一個合適的小組作為試點,在開展項目前驗證整個的流程和方式,可有效提高工作的精度。
六、驗證無人測繪的結(jié)果
(一) 實地測量方式
通過土管人員、全外業(yè)調(diào)繪確定地界及權(quán)屬工作流程,按照戶名、地塊統(tǒng)計面積,隨機地從所有的測繪區(qū)域土地塊數(shù)中抽取八塊,由土管人員和技術(shù)人員運用外業(yè)實地測量法,對比無人機和實地測得的面積得到誤差對比分析表。
(二) 對比村委會耕地在冊的面積和無人機測繪得到地結(jié)果
對比可發(fā)現(xiàn),所測得的地塊面積很大程度上是跟在冊面值一致的,只有極少的地方出現(xiàn)較大的誤差,研究發(fā)現(xiàn),出現(xiàn)差值是因為不合理的測量的方式。
七、總結(jié)
農(nóng)村集體土地確權(quán)工作中,運用無人機測繪技術(shù)可以提高工作效率,縮短工作周期,全面、準確地獲取影像和數(shù)據(jù),保證工作的順利進行。
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篇8
一、高中物理教學進行STSE教育的意義
1.STSE教育符合高中物理教學本身的特點
《普通高中物理課程標準》明確指出:“物理的教學內(nèi)容應(yīng)該是日常生活和生產(chǎn)的常見、常用知識,是今后學習文化、科學、技術(shù),適應(yīng)現(xiàn)代化所需要的預備知識?!苯虒W目的也提到:“引導學生學習物理學的初步知識及其實際應(yīng)用,了解物理學知識在科學技術(shù)和社會發(fā)展中的重要作用。”由此可見,物理教學不論內(nèi)容還是目的都蘊涵了STSE教育理念。同時,高中物理教學中的STSE素材也極為豐富,例如交通問題、能源問題、超導體、磁懸浮列車、航天科技、核能與核輻射等,在處理這些有關(guān)物理學科技帶來的社會、環(huán)境問題時,引導學生進行適當思考、討論、應(yīng)用、拓展,有利于學生了解科學、技術(shù)、社會、環(huán)境以及相關(guān)知識,提高學生的科學素養(yǎng)和社會責任感,培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力和解決環(huán)境問題的能力。
2.STSE教育有利于學生的全面發(fā)展
越來越多的人認識到,傳統(tǒng)教育培養(yǎng)的學生以自我為中心,不關(guān)注社會的動態(tài)和發(fā)展。高中物理只注重科學知識的傳授與強化,缺乏引導學生對科學、技術(shù)、社會及環(huán)境問題進行思考,學生的學習過于狹隘,能力局限于解題,目的直指高考分數(shù)。如此培養(yǎng)的學生可能有一定的專業(yè)能力和吃苦耐勞的精神,但會漸漸失去社會責任感,他們可能不會在日常生活中節(jié)能減排,因為與其自身利益聯(lián)系不密切,當參與重大問題決策時,更可能唯利是圖,缺少社會責任感和可持續(xù)發(fā)展的意識。
針對這個問題,本項目強調(diào)在傳授科學知識、鍛煉科學技能的同時,幫助學生樹立社會價值觀和可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保意識,促使學生成長為具有科學素養(yǎng)、主動參與有關(guān)科技決策并有可持續(xù)發(fā)展意識的新型公民。
3.加強STSE教學有利于提高學生的學習興趣
學習物理并不要求人人成為物理學家,但需要人人具備較高的科學素養(yǎng),懂得如何認識科學、理解科學、對待科學,以更好地尊重科學、應(yīng)用科學、發(fā)展科學,更好地分析、適應(yīng)迅猛發(fā)展變化的時代。然而,高中生的學習負擔已經(jīng)很重,他們在升學的重壓下訓練答題技巧,拼盡全力爭取獲得高分。STSE教育會讓高中生不勝重負嗎?他們有時間和能力顧及時事、關(guān)愛公眾、放眼世界嗎?他們能理解和接受嗎?帶著這些問題,筆者曾于研究前期對所任教的2013屆高三某班級(共46位學生)進行過調(diào)查,問題是“學習高中物理的主要目的是什么?”結(jié)果如下(圖1):
此調(diào)查結(jié)果只反映本校學生的情況,不能代表高中生整體,而且欠缺橫向(多校調(diào)查)和縱向(本校歷屆學生調(diào)查)的數(shù)據(jù)對比,因此不能說明太多問題,但也能從中發(fā)現(xiàn)幾個問題:第一,有大約1/3的學生不把應(yīng)試分數(shù)作為學習主要目的;第二,部分學生認識到物理與自然、社會、科技等關(guān)系密切,并把物理學習作為了解自然、社會、科技等的重要途徑。第二點反映了學生對STSE教育理念有一定的認同和期待。
高中物理注重培養(yǎng)學生嚴密的邏輯思維,但教學僅局限于抽象模型的深入研究,忽視問題分析的廣度和綜合度,在社會實際的分析應(yīng)用方面往往不及文綜科目。STSE理念提倡跨學科交叉互補,物理課不僅要幫助學生縱向深度研究模型,教師還應(yīng)在教授物理知識的同時培養(yǎng)學生的動手實踐能力,在講解原理的同時引導學生思考相關(guān)社會問題,拓寬視野。
二、高中物理進行STSE教學的兩種策略
1.選取相關(guān)的科技社會環(huán)境問題逐點拓展STSE教學
如前所述,新課程注重增加有關(guān)科技前沿進展的內(nèi)容。如在《普通高中物理課程標準》必修1“相互作用與運動規(guī)律”主題的活動建議中,設(shè)計了聽講座、看錄像等活動,旨在了解宇航員的生活,了解在人造衛(wèi)星上進行微重力條件下的實驗,嘗試設(shè)計在人造衛(wèi)星或宇宙飛船上進行微重力條件下的實驗等內(nèi)容。又如必修2“能源的開發(fā)與利用”中,談到2003年8月美國東部大停電給社會生活帶來的影響;必修2的“經(jīng)典力學的成就與局限性”,介紹了相對論、光電效應(yīng)、原子光譜和量子論等的基礎(chǔ)內(nèi)容;選修系列中大量有關(guān)現(xiàn)代科研裝置的介紹(如質(zhì)譜儀、回旋加速器)等。這些內(nèi)容有利于學生了解科學家、科學史、現(xiàn)代技術(shù),培養(yǎng)學生的科學研究方法和精神。
與高中物理相關(guān)的社會時事很多,如關(guān)于日本核電站事故、世田谷通信中斷、博帕爾毒氣泄漏、切爾諾貝利核電站事故等高科技事故的反思,教師在教學中聯(lián)系這些社會時事,能使學生更深入了解和體會科技是一把雙刃劍,懂得要更好地應(yīng)用科技、防止危害,強化學生的社會意識、全球意識及未來意識。
總之,在相關(guān)社會環(huán)境問題內(nèi)容的教學中,教師要適時而合理地開展STSE教學,讓學生了解物理對科學、文化、經(jīng)濟和社會發(fā)展所起到的推動作用,不僅提高學生的科學素養(yǎng),增強創(chuàng)新意識和實踐能力,還滲透社會意識、環(huán)境意識、發(fā)展意識,激發(fā)學生的物理學習熱情,以適應(yīng)未來科技進步、社會可持續(xù)發(fā)展的需求。
2.針對基礎(chǔ)知識教學的難點系統(tǒng)運用STSE教學策略
現(xiàn)行的教材中有關(guān)社會環(huán)境問題的內(nèi)容雖然不少,但筆者認為這些并不是STSE教學的全部,STSE教學應(yīng)滲透到基礎(chǔ)知識教學中,針對基礎(chǔ)知識教學的難點運用STSE教學策略,讓滲透的渠道更豐富,同時提高基礎(chǔ)知識教學的效率。
如在運動學部分的教學中,學生對區(qū)別加速度概念及加速與速度存在困難,其實這些概念與社會環(huán)境都有相當緊密的聯(lián)系,因此,筆者在這部分的教學中進行了STSE教學。
針對學生易產(chǎn)生錯誤的地方,找一些生活中的現(xiàn)象和事實,或做一些與一般認識相悖的實驗使學生產(chǎn)生探究興趣。這些實驗可以是教材中原有的(如平行四邊形定則的探究實驗),也可以是教師改進的(如設(shè)計了雙層雙軌運動合成演示實驗來演示運動的合成與分解),還可以是師生共同設(shè)計的(如制作水火箭,進行射程比賽,更清楚地了解拋體運動的規(guī)律)。在建立新概念后,應(yīng)將其反復應(yīng)用于實際研究中,引導學生發(fā)現(xiàn)新概念能更好地解決實際問題,從而加深認識。如在建立了“時間”概念后,可通過“火車時刻表”或者“飛機時刻表”讓學生找出從某地到某地所需的時間和到某地的時刻,學生在解決這個實際問題時會加深對“時間”“時刻”的理解。另外,多讓學生搜集積累有關(guān)的科學史話、科技信息、現(xiàn)代科研成果等資源,引導他們思考物理科學與技術(shù)的關(guān)系,以及物理對社會、生活、環(huán)境的影響。如在學習完必修2第四章后,讓學生以能源的開發(fā)與利用為主題寫一份關(guān)于物理與社會、生活關(guān)系的議論文。
案例:
(1)運動的合成與分解方面有一些常用的演示實驗,為更客觀和清晰地演示合運動情況設(shè)計了本實驗。實驗把電學實驗加入到力學實驗中,采用電動機帶動小車做勻速直線運動,而且電動機采用直流電路(單刀單擲開關(guān))控制,基本避免了人為不穩(wěn)定因素帶來的誤差,增加可控性。讓學生對以下兩種情況獲得直觀清晰的認知:兩個分運動都是勻速直線運動時,合運動也是一條勻速直線運動;兩個分運動分別是勻速直線運動和勻加速直線運動時,合運動是一條曲線運動。
(2)在探究安培力的方向時,讓學生在觀察演示實驗的基礎(chǔ)上,以實物模型的方式,加以記錄和總結(jié),促使學生自主發(fā)現(xiàn)力的方向規(guī)律。
(3)在學習完高一必修部分后,結(jié)合學校的校本課程,讓學生設(shè)計并制作“小型三維模擬地震臺”,要求在一個或多個維度上模擬出地震時的地面震動情況。最好的一組學生運用可調(diào)速的三個馬達帶動一塊塑膠板,利用齒輪和橡皮筋的推拉實現(xiàn)了三個維度上(上下、左右、前后)的震動,制作過程運用到切、磨、鋸、量等技術(shù),通過這次活動,學生的物理學習積極性明顯提高。
三、高中物理課堂開展STSE教學的基本模式
通過在物理教學中開展STSE教學,探索如何引導學生以物理視角觀察分析自然、社會、環(huán)境等問題,筆者總結(jié)了“二三三”模式。
1.基本含義
(1)二指STSE教學內(nèi)容的來源有兩種。一是選取相關(guān)的社會環(huán)境問題逐點拓展,二是基于基礎(chǔ)知識教學的難點系統(tǒng)實施。
(2)三種主要的教學策略。課堂實驗(演示探究或分組探究)、分組討論、課外拓展。
(3)三個突出。學中做、學中思、學中用。
2.流程圖
3.運用原則
(1)客觀性原則
一方面,要根據(jù)需要進行STSE教學,不是每堂課都必須開展。另一方面,在引導學生對社會、環(huán)境問題進行分析時,素材必須真實,從問題發(fā)現(xiàn)到解決都要以客觀事實為依據(jù)。
(2)綜合性原則
STSE教育融合了自然科學、工程技術(shù)科學、社會科學、人文科學以及環(huán)境科學進行教學,因此教學內(nèi)容要重視物理學與其他學科的聯(lián)系和融合,不搞學科本位主義,使學生充分理解科學技術(shù)發(fā)展的整體化、綜合化等特征。
(3)實踐性原則
STSE教育提倡聯(lián)系現(xiàn)實生活。不同于枯燥無味的死記硬背,本模式教學注重開展探究活動,引導學生經(jīng)歷觀察、猜想、設(shè)計、實驗、分析、下結(jié)論等過程,同時還采用分組討論等形式豐富的教學策略,并把教學拓展到課外,充分激發(fā)學生的學習興趣,增加師生之間的對話,培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力。
(4)發(fā)展性原則
STSE教育立足于科學基礎(chǔ)知識,致力于培養(yǎng)學生的科技及可持續(xù)發(fā)展的綜合素質(zhì),因此,運用本模式教學的目的、內(nèi)容和方法都應(yīng)具備發(fā)展性,以培育學生對科技、社會、環(huán)境的關(guān)愛,形成追求社會可持續(xù)發(fā)展的重要品質(zhì)。
篇9
關(guān)鍵詞創(chuàng)業(yè)教育實踐模式教學過程第二課堂創(chuàng)業(yè)大賽
2001年5月,武漢大學在本科教學工作會議上明確提出了“三創(chuàng)教育”(創(chuàng)造、創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)教育)理念,并將“三創(chuàng)教育”作為長期的辦學指導思想。2001年9月,武漢大學與中國人民大學、清華大學等9所高校被確定為開展“創(chuàng)業(yè)教育”的試點高校。經(jīng)過幾年的努力,武漢大學已探索并建立了立體交叉多元型的創(chuàng)業(yè)教育體系。
武漢大學資源與環(huán)境科學學院作為武漢大學的創(chuàng)業(yè)試點單位,在貫徹“三創(chuàng)教育”指導思想的同時,對創(chuàng)業(yè)教育的實踐模式進行積極地探索,經(jīng)過幾年地努力,我們形成了一套確實可行的創(chuàng)業(yè)教育模式:
1在教學過程中融入創(chuàng)業(yè)教育
創(chuàng)業(yè)教育的對象主要是學生。教學過程對于創(chuàng)業(yè)教育是十分重要的,對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)素質(zhì)和能力起著主導作用。因此,教師在教學過程中不僅僅是向?qū)W生傳授知識,更重要的是激發(fā)學生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)精神和能力,敢于張揚個性、勤于探索、勇于創(chuàng)新、善于與人合作等,這些通常是創(chuàng)業(yè)成功者所具備的素質(zhì)。因此,在教學中,我們應(yīng)當注重培養(yǎng)學生的這些素質(zhì)。
實踐教學(包括實驗、實習及畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計)是理工專業(yè)學生重要的教學環(huán)節(jié)。但傳統(tǒng)的教學內(nèi)容和模式,只偏重通過實踐使學生加深對理論課程的理解、認識以及動手能力的提高,而未重視學生個性、創(chuàng)新思維、創(chuàng)業(yè)素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。
1.1實驗教學中,注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)素質(zhì)和能力
在實驗教學中,我們減少了驗證性實驗,增加了設(shè)計性實驗,培養(yǎng)學生的創(chuàng)業(yè)素質(zhì)和能力。在專業(yè)課的實驗教學中,設(shè)計性實驗是讓學生分為若干組,學生自行設(shè)計,拿出方案后經(jīng)小組討論,各組從學生各自的方案中優(yōu)化出最佳方案,在小組之間比較哪種方案設(shè)計得最好。我院還結(jié)合學生實際和專業(yè)特點,推出部分科技含量較高的項目,作為學生綜合性、設(shè)計性教學的內(nèi)容,引導學生思考、討論,這種實驗教育的內(nèi)容和模式既可以引導學生獨立思考發(fā)揮主觀能動性,又可以鼓勵他們勇于探索,敢于創(chuàng)新。在這樣一種學習氛圍中,學生既學到了專業(yè)技能,又提高了綜合素質(zhì),這對于他們今后的創(chuàng)業(yè)是非常有益的。
1.2在教學實習中,尋找創(chuàng)業(yè)切入點
幾年來,我院老師帶領(lǐng)學生到當?shù)馗鞣N體現(xiàn)專業(yè)知識的基地去參觀并現(xiàn)場教學,使學生開闊眼界,增長新的知識。例如我院環(huán)境科學專業(yè)在《環(huán)境工程》的學習過程中,任課老師帶著學生去參觀武漢市污水處理廠,對于污水處理設(shè)備、污水處理方案、污水處理流程以及成本方面做了深入的學習。同學們普遍反映通過這樣的現(xiàn)場學習可以更直接的結(jié)合實際,使他們的頭腦中對污水處理廠有比較清醒的認識。后來,該專業(yè)又在《固體廢棄物處理》的學習中去了武漢市磚廠,對于如何利用廢棄物制造建筑材料有了全面的了解,不少同學表示,這是一個不錯的領(lǐng)域,可以減輕環(huán)境負擔、防止污染物的繼續(xù)擴散和為國家創(chuàng)造效益。經(jīng)過實踐教學后,通過這樣的專業(yè)實踐,可以使同學們了解到本專業(yè)與生產(chǎn)生活的結(jié)合方式、涉及本專業(yè)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和前景、相關(guān)企業(yè)的管理方式、產(chǎn)品的銷售等創(chuàng)業(yè)過程中所必須面臨的實際問題。
另外,開展產(chǎn)、學、研相結(jié)合的教學模式,是我院實踐教學改革的一大特色。地理信息系統(tǒng)專業(yè)將生產(chǎn)任務(wù)、科技開發(fā)項目作為實習內(nèi)容,讓學生利用集中的實踐教學時間去完成。這種教學模式,不僅有利于提高學生運用知識能力、分析問題、解決問題的能力以及三創(chuàng)能力,還培養(yǎng)了學生團結(jié)協(xié)作的精神,而且還收到良好的社會效益和經(jīng)濟效益。2002年學生利用實習完成了中國地圖出版社委托的中國大地圖部分圖幅橫向項目武當山旅游規(guī)劃地圖。2003年,完成深圳市寶安區(qū)發(fā)展地圖集、深圳市龍崗區(qū)資源環(huán)境圖集的生產(chǎn)和研究工作。
在第二課堂中加強創(chuàng)業(yè)教育
第二課堂是指課堂之外的學習和生活、實踐等,主要包括參與社會實踐活動、社會工作、參與社團組織等等。
我院很早就把社會實踐作為學生的必修課,每年暑假組織學生到全國各地已建立的社會實踐基地參加社會實踐活動,與企業(yè)家座談,參觀國營企業(yè)和民營企業(yè),對其發(fā)展和運作進行調(diào)查分析,結(jié)合專業(yè)背景對該企業(yè)的不足之處進行評價。既為許多地方和單位解決了不少生產(chǎn)問題,又使學生“學到了很多課堂上學不到的東西”。
我院曾組成四支社會實踐小分隊分別赴陜西、襄樊、天門、鄖西等地。以赴襄樊社會實踐小分隊為例:該小分隊參觀了航天科技集團第四研究院,通過與其負責人的座談,了解到這個集科研、生產(chǎn)、經(jīng)營于一體的綜合型研究所的基本運作模式,包括企業(yè)內(nèi)部模擬股份制改造、崗位股份與分配股份的實現(xiàn)形式、中俄合作交流情況、資金籌措方式、管理機制等等。通過學習交流,了解了模擬股份制改造的具體做法和進行國際交流合作的基本經(jīng)驗。同時我們也對其實行統(tǒng)一管理為主、以個人獨資或者與投資方合資的形式為輔助的運作模式進行了討論。在學生活動中,通過各種途徑來滲透創(chuàng)業(yè)思想,培養(yǎng)提高創(chuàng)業(yè)素質(zhì)是實行創(chuàng)業(yè)教育的又一重要途徑。學院很早就意識到了這一點,并積極改革管理模式,給“學生社團組織”提出了“自我管理、自我引導、自我服務(wù)”相結(jié)合的思路,通過各級“學生社團組織”(學生會、學生分會、班委會、團總支、各種社團等)來實施。學生自我管理能力越強,管理水平越高,說明學生受到學校教育影響力越大,成才的氛圍越濃。在這種管理模式下,學院的學生工作部門圍繞教育培養(yǎng)目標,構(gòu)建系列活動,引導學生健康發(fā)展,并通過“學生社團組織”有創(chuàng)造性地開展活動來達到創(chuàng)業(yè)教育的目的。
我院的“學生社團組織”先后開展了“俘特拉糖果派送活動”、“環(huán)境日徐東平價廣場宣傳活動”、與湖北電視臺“幸運地球村”欄目合辦節(jié)目的活動、“新點子”大賽活動、“校園歌手大賽”活動等等,每年以一個主題活動為載體,再分出若干子活動,對學生進行教育管理,既創(chuàng)造了學生成才的環(huán)境,又豐富了學生的課余生活。
這樣的活動對于學生今后創(chuàng)業(yè)的重要性是顯而易見的。而且這些活動本身就是創(chuàng)業(yè)教育的一個實踐形式。
3鼓勵、組織學生參與創(chuàng)業(yè)計劃大賽
創(chuàng)業(yè)計劃是學生將自己的創(chuàng)新成果表現(xiàn)出來的一種方式,創(chuàng)業(yè)計劃大賽是以提高創(chuàng)造能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神、增強創(chuàng)業(yè)素質(zhì)為目的的實施創(chuàng)業(yè)教育的有效形式之一。即通過學生自主的創(chuàng)造性地思考和動手來發(fā)現(xiàn)新問題、提出新設(shè)想、創(chuàng)造新事物、開拓新生活。
我校從1999年開始在學生中舉辦了創(chuàng)業(yè)計劃活動。我院學生均表現(xiàn)出很高的積極性,加上學院的支持和相關(guān)專業(yè)教師的指導,我院環(huán)境工程專業(yè)李智勇同學,在剛剛結(jié)束的“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽中,獲得了科技發(fā)明制作類A類(能源化工類)一等獎。通過這次組織參與全國“挑戰(zhàn)杯”大賽并獲得一等獎的經(jīng)歷,使我院同學受到了鼓舞,同時也積累了更多的經(jīng)驗,這些勢必形成一個良性循環(huán),促進我院創(chuàng)業(yè)教育更好地開展。
另外我們還鼓勵學生成立創(chuàng)業(yè)團隊,申請業(yè)余項目。2003年,我院有16項本科教學成果獲得省大學生優(yōu)秀科研成果獎;本科生還積極參與數(shù)學建模大賽和學科競賽。今年申報科研立項45項,較去年申報的人次有大幅度增加。
篇10
1物理學史內(nèi)容的選擇
物理學史有著龐大的內(nèi)容體系,那么哪些內(nèi)容才是高中物理教學所需要的呢?筆者認為以下兩點需要教師進行針對性選擇.
1.1物理對社會進步的影響
物理學的發(fā)展歷程也正是人類社會不斷變革進步的過程.瓦特改進蒸汽機推動著工業(yè)革命的興起,熱力學的研究加速了工業(yè)化社會的到來,電磁理論的蓬勃發(fā)展給人類社會帶來極其深遠的影響,近代物理的發(fā)展特別是原子物理和航天科技等領(lǐng)域的成就推動了社會發(fā)生著更深層次的變革.
高中生通過學習物理學史,能夠看到人類探索自然世界的歷程,同時人類的發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新和變革也最大程度地促進著文明的繁榮和社會的進步.在此基礎(chǔ)上,學生會產(chǎn)生崇敬科學、堅持真理、勇于探究的科學情感,并能由衷地產(chǎn)生對科學理論的敬畏之心和對物理學家的敬仰之情.
1.2物理學家和他們的成就
分析整個人類科技發(fā)展史,很多重大發(fā)現(xiàn)和技術(shù)革新都是誕生于才華橫溢的科學家具有創(chuàng)造性的工作之中.物理學的發(fā)展也不以外,而物理學史不僅記載著物理學家的個人成就,也記載著一個個充分智慧團隊的卓越功績.
例1卡文迪許實驗室就是無數(shù)物理學家心中的“麥加圣地”,在那里產(chǎn)生了近30個的諾貝爾獎獲得者;貝爾實驗室至今總計產(chǎn)生了兩萬六千多項專利,平均每天就有一項專利產(chǎn)生,其中有聲電影、晶體管、激光、可視電話、計算機等等,都是具有劃時代意義的發(fā)明,在那里每年會發(fā)表上以千計的科技論文,造就一大批在各領(lǐng)域都堪稱尖端的科學家.
物理學的發(fā)展和突破既有偶然性,也有必然性.科學家彼此合作,又相互競爭,他們以特殊的協(xié)作方式引領(lǐng)著一個又一個輝煌成就的誕生.讓學生在學習中感悟這一點,也是對學生一種進行情感教育的滲透,對他們科學素養(yǎng)提升有積極的作用.
2物理學史與情感教育的整合
物理學史的內(nèi)容自稱體系,而高中物理的情感教育也有自身獨特的內(nèi)涵,如何將二者整合起來呢?筆者認為以下幾點是教學過程中值得實踐和推廣的.
2.1通過物理學史的介紹來強化學生的興趣和信心
物理知識的探索和發(fā)展是一個充滿理性而又講究嚴謹?shù)倪^程,但是這并不意味著物理學史就是如白開水般清淡無味的流水賬記錄,事實上物理學史上也有很多有趣的事情能夠讓學生為之而興奮.
例2“泊松亮斑”的發(fā)現(xiàn)就是一個具有反轉(zhuǎn)色彩的歷史事件.
光的本性是什么?在人們圍繞“波動說”和“微粒說”爭執(zhí)不休之時,法國學術(shù)界進行了一項學術(shù)競賽,讓兩個學說的支持者各自進行證明.“微粒說”的支持者泊松,是一個數(shù)學家,他以反證法的思路來處理問題,他從“波動說”代表人物菲涅爾的相關(guān)理論出發(fā)得出一個在當時看來很是荒謬的結(jié)論――對應(yīng)一定波長的光,在其傳播方向上放置一圓盤,那么在其陰影的中央會出現(xiàn)一個亮斑,這與光的直線傳播有著明顯的沖突,泊松也理所當然地認為他找到駁斥“波動說的有力證據(jù)”.偏偏按照他的思路,物理學家阿拉果通過實驗看到這個陰影中央的亮斑,泊松的計算和推理反而成為“波動說”的直接證明.這一戲劇化的歷史事件能激起學生無窮的興趣.
例3永動機制作的失敗帶來了意想不到的成果.
正如煉金術(shù)的失敗推進了化學的發(fā)展一樣,對永動機原理的追尋也成就了一大批物理學家,像焦耳、亥姆霍茨就是他們中的佼佼者,他們在探索失敗后,能快速冷靜下來,勇于用科學的目光審視自己的失敗,從而誕生了能量守恒定律等基本物理原理.馮端教授曾經(jīng)說過:我們在緬懷載入史冊的物理學家之時,也要建造一座無名紀念碑,再寫上碑文:“紀念那些為設(shè)計永動機而不懈努力卻又遭受失敗的人”,因為正是這些科學先驅(qū)的付出,他們在探索規(guī)律時做出了各種假設(shè),雖然這些假設(shè)最終都是錯誤的,但是正是前人的嘗試才引導后人改變了思維方式和探索方向,從而引領(lǐng)了物理研究的進步.
物理學史上記載了物理學家探索自然規(guī)律曲折而又讓人興奮的過程,高中物理教學中,學生通過對物理學史的學習,重新回顧相應(yīng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,并從中體驗到探索物理的成功和樂趣.
2.2通過物理學史對學生的科學態(tài)度和科學精神進行培養(yǎng)
物理學史中記載著物理學家不畏艱辛,敢于挑戰(zhàn)權(quán)威的探索過程,這些材料都是對學生進行情感教育的重要素材,有助于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神.
例4從伽利略的生平來認識科學和社會.
伽利略被譽為“現(xiàn)代科學之父”,正是他的論著《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》確立了日心說的地位,摧毀了教會教義的根基,因此這本巨著很快就成為了禁書.但是伽利略不畏強權(quán),依然堅持對真理的追求,繼續(xù)在自由落體運動等方面取得了重大成就,并在1628年繼續(xù)發(fā)表他的著作《關(guān)于兩門新科學的對話與數(shù)學證明對話集》.
例5法拉第和麥克斯韋的學術(shù)傳承.
法拉第是自學成才的典范,年幼時期的他沒有接受過系統(tǒng)化的教育,但是這并不妨礙他用理性、嚴謹而又智慧的思維來研究物理.他不僅發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,更重要的是他還提出了“場”和“力線”等概念,這些概念也是法拉第為了彌補自身數(shù)學能力的缺乏,另辟蹊徑而提出來的.麥克斯韋在研究相關(guān)理論的時候,看出其中的玄機,并致力于用自己的數(shù)學才華來完善相關(guān)理論,最終成就了一番事業(yè).
榜樣效應(yīng)有著無窮的力量,學生在物理學史的學習中重溫先賢敢于質(zhì)疑、堅持真理的事跡,為學生形成正確的科學思維打下堅實的基礎(chǔ).
2.3通過物理學習培養(yǎng)學生克服困難、不屈不撓的科學意志
物理學家在探索真理的過程中會經(jīng)歷很多艱難險阻,他們以頑強的意志堅持下來,不屈不撓地堅持下去,最終取得成功,這對學生來講有著非常重要的啟發(fā)意義.
例6密立根對光電效應(yīng)方程的驗證.
愛因斯坦將普朗克的量子理論運用于光電效應(yīng)的解釋,得出了光電效應(yīng)方程,而其正確性的檢驗是由密立根來完成的.具有戲劇性的事實在于,當初密立根并不贊同愛因斯坦的理論,他后來回憶道:“ 從1907年開始,通過長達十多年的實驗研究,最終的結(jié)果與我的預想截然[JP2]相反,實驗結(jié)果成為了愛因斯坦方程正確性的驗證證據(jù).”
例7愛因斯坦和量子理論.
作為物理發(fā)展史上最卓越的科學家之一,愛因斯坦的最重要成就在于相對論領(lǐng)域,但是他在量子理論方法所投入的精力更多.即使如此,他在晚年也有過這樣的回憶:“我經(jīng)歷了長達50多年的精心思考,卻從未明確光量子是什么.”然而,越是困難、越是具有挑戰(zhàn)的問題,就越能激起人類的好奇心.
物理學的發(fā)展之路充滿曲折,對未知世界的探索不可能是一帆風順,需要研究者具備頑強的意志,甚至還需要他們具備為科學獻身的意識.物理學家永不放棄、勇于奉獻的精神有助于幫助學生形成正確的科學觀和價值觀.
2.4通過物理學史來幫助學生培養(yǎng)唯物主義世界觀,并形成物理美學鑒賞力
物理學的發(fā)展需要學者用物理的視角來認識和理解世界,同時物理學本身特有的美觀也為研究者的探索和發(fā)現(xiàn)指明了道路,這一些都是學生在學習物理學史時必須關(guān)注到的內(nèi)容.
例8感悟物理學特有的美感.
物理學有著這樣的美學特征:簡潔性、和諧性、普適性和統(tǒng)一性.為數(shù)不多的幾項規(guī)律就覆蓋了自然界的一切特征,幾條簡單的公式就完成了對世界的描述,這都體現(xiàn)了客觀世界和諧與統(tǒng)一之美.牛頓運動定律、萬有引力定律、相對論原理等等都以其簡潔性與普適性給人一種特殊的美學享受,啟發(fā)著人們的靈感產(chǎn)生和智慧發(fā)展,從而去創(chuàng)造更加美妙的世界.
例9統(tǒng)一性對物理學發(fā)展的作用.