航天知识问题例1

Shenyang University of Aeronautics and Astronautics， Shenyang， 110136， China

Abstract： Discussed the problem of knowledge structure which Chinese colleges and universities facing problems at the present stage， combining with the aerospace and aerospace general education. By their own personal experience， the author summed up the content， meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. Based on the analysis of various problems related to the “Introduction to aerospace technology” as a liberal textbook， this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.

Key words： quality-oriented education； general education； aeronautics and astronautics

随着高校课程改革的不断深入，通识教育在高等教育中的地位和作用越来越受到重视。与此同时，由于科学技术和经济的飞速发展，航空航天技术开始走进人们的日常生活，并影响着人们的思维和观念。特别是近几年来我国航天事业取得了世界瞩目的辉煌成就，更加引起人们对航空航天技术的关注。为了适应时展的需要，目前国内很多知名高校先后成立航空航天专业，如清华大学、北京大学、浙江大学和西安交通大学等高校。与此同时，一些普通高校，如南京财经大学，也将航空与航天（也有的学校称为航空航天技术概论或航空航天技术博览）作为通识课。笔者结合自己的授课经历和体会，并参考欧美高校开设通识课的教学模式，探究航空与航天通识教育教学内容、目的和方法等。

1 我国专业化教育模式的问题与通识教育

1.1 现阶段我国高校人才培养模式面临的问题

我国现阶段的专业化教育模式是高等教育在特定时期（20世纪80年代）和特定社会背景（生产力亟待恢复）中的选择，这个选择尽管在当时有合理性，并对我国社会发展起到了积极作用，但却不适应今天社会发展的需要。

我国目前的高等教育过分强调专业划分，把学生的学习限制在一个狭窄的知识领域内，不利于学生全面发展。过去大学毕业生就业中的“专业对口”已经不再是一个最优目标了，高等教育的专业化做得越好，学生就越难适应变换了的工作，面临的情况可能就越糟糕。

社会和技术发展日新月异，旧的工作岗位不断消失，新的工作岗位不断出现，高校里专业调整的步伐，无法跟上社会职业更新的速度。应对工作岗位的变化，既要培养学生的专业能力，又要培养学生的“一般”能力。

1.2 通识教育起源和目的

通识教育，国外称“General Education”，也称为“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。

通识教育源于19世纪[6-8]，当时大学的学术分科过于精细、知识被严重割裂，于是提出通识教育，目的是让学生对不同学科的知识有所了解，将不同领域的知识融会贯通。20世纪，通识教育成为欧美大学的必修科目。今天，欧美大学仍在不断完善其通识教育。如哈佛大学的通识教育有着悠久的历史，目前已经经历五次较大的通识教育改革[7-10]。

在我国，通识教育的思想源远古代。《易经》主张“君子多识前言往行”，《中庸》主张做学问应“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”。古人认为博学多识就可达到出神入化，融会贯通。《论衡》认为“博览古今为通人”。所以，通识教育旨在培养“通才”，它的培养目的是提高人的整体素质，强调整合不同领域的专业知识，重视培养人的思维方法及敏锐的洞察力，同时也重视培养人的情志等。

2 航空与航天通识教育的意义

航空与航天课程在我国一直是航空航天专业院校的公共必修课[1，2]，其目的首先是为学生未来从事航空航天及其相关领域工作培养兴趣，更主要的是为学生专业课学习奠定基础，它在很大程度上起到了专业导论的作用。

近年来，我国一些普通高校将航空与航天课程纳入通识教育，其教学目的包括如下几个方面。

2.1 提高大学生的整体文化素质

大学教育的目的是培养全面发展的高素质人才，开展通识教育不仅能增加大学生专业课以外的知识，还可以拓宽学生的眼界。航空与航天课程，不仅可以帮助学生了解有关航空航天的基础知识，同时还能潜移默化地影响学生的世界观、人生观和价值观。

2.2 提升大学生的民族自豪感

中国作为东方的文明古国，向往飞翔的梦想由来已久，嫦娥奔月的美丽传说，万户飞天的勇敢实践，表明了古老的中国人渴望飞向蓝天的美好愿望。通过航空与航天课程的学习，让学生了解中国航天事业的发展和取得的瞩目成绩，学习伟大的航天精神，增强学生的民族自信心。

2.3 鼓励大学生在困难面前勇于攀登

学生通过航空与航天课程的学习，了解航天先驱身上所具有的优秀品质和坚忍不拔的毅力。在航天开拓者的眼里，“只有想不到的事情，没有做不到的事情”，通过这样的教育，激发学生努力奋进，敢于开拓创新。

2.4 启发学生规划未来人生

航空与航天知识可以启发和拓展人们的思维，尤其是航天器的出现，极大地推进了人类对宇宙的探索，人们对宇宙了解得越多，就越能感受到重新思索自身存在的价值的意义。飞过天的宇航员大多存在一个共识：“地球在宇宙中是非常渺小的，生命仅仅是宇宙形成过程中的一个产物。”记得有位美国宇航员说过，“昨天的梦想是今天的现实，今天的梦想是明天的现实。”随着人类对宇宙的认识，很多人开始重新思索这些问题，人类存在的意义何在？人类怎样存在？

3 航空与航天通识教育的教材问题与改革

3.1 教材方面的问题

航空航天技术在非专业大学生眼里，是十分神圣的，因为宇宙的奥秘神秘莫测，很多大学生对航空与航天课程比较感兴趣。作为通识课，目前我国没有一本适合通识教育的教材，大多采用“代用”教材，如《航空航天技术概论》《航空航天技术》等，由此带来很多问题。

（1）专业性很强

翻开《航空航天技术概论》教科书，插图不少，可是大部分是平面图、结构图、流程图和设计图。对于非工科专业的大学生而言，内容过深，尤其是文科学生，没有工程概念，理解起来非常困难。

（2）内容单调乏味

细看“代用”教材的文字内容，大多是定义和概念，枯燥乏味，对非专业学生而言，即便把这些内容熟记于心，又有何意义？另外，由于书本的空间有限，介绍性的内容往往类似于纲要。

（3）课后练习或思考题没有价值

思考题是运用大脑思考后得出答案的题目，而目前的“代用”教材章节后的思考题，不适应时代的发展，以第一章课后思考题为例，“试述直升机的发展史，试述火箭、导弹发展史”，很多学生认为是“百度题”，学生只要灵活运用手中的工具，就可以“百度”到答案，这类题能算是思考题吗？

（4）条理性很强带来的问题

航空与航天是两个明显不同的概念和领域，尽管有联系，但对于非专业的学生而言，不能混为一谈。目前的大部分“代用”教材在内容安排上每章都是以飞行器设计为主线，航空器、航天器和导弹与火箭等内容相互交叉[1，2]。如不管是火箭发动机还是航空发动机，统统纳入同一章节，对于非专业学生，理解起来稍显费力。再如，《飞行器构造》这章内容中，既有航空器的构造，也有航天器的构造，根据整体教学效果分析，这种航空航天结构的相互交叉会导致概念的混淆。

另外，由于中国基础教育多年形成的以学科为主导的教育模式，加之应试教育的长期导向作用，使基础教育在单一学科教育上越来越深入，学科分化加剧，基础教育功利性越来越明显，而在人文、心灵和智慧等通识教育方面却越来越弱化。基础教育已经走向思想单一、思维狭窄、僵化，缺乏思辨性、创造性思维的模式，对中华民族的智慧培养是非常不利的。

综上所述，航空与航天作为通识教育课程，不是必修课的陪衬，更不是专业课的附庸，其重要性并不比专业课低。“君子性非异也，善假于物也”，学好航空与航天课程，掌握其相关知识，有助于学生在以后的生活与工作中更好地开阔思维。

3.2 教材改革的建议

对于航空与航天课程，只有拓宽知识面，全面介绍不同学科研究对象的特点，才能更准确地反映这门课的内涵。为使学生具备开拓新领域的基础，课程内容应具有前瞻性，把本学科领域的最新学术成果、最新技术引入教学内容。在反映学科前沿的同时，拓宽学生的知识面。

航空航天技术涉及领域之广是其他学科无法比拟的。因此，如何保持课程的完整性也值得探讨。作为面向非航空航天专业学生的通识课，该课程内容应集知识性、趣味性于一体，需要教学内容丰富多彩，由风筝飞行延伸到飞机，由早期火箭延伸到各种导弹，由嫦娥奔月延伸到阿波罗飞船，由恐龙灭绝延伸到宇宙探索，让学生在感兴趣的实例中汲取航空、航天和航宇知识。国外有一本航天知识方面的书，名字起得非常好，叫“没有公式的航空航天技术”，值得我们借鉴。

航天知识问题例2

二如何深化航空航天生理学实习

课教学航空航天生理学实习课具有很强的针对性、实践性和操作性。与其他学科比较，有其自身的特点。首先是在这些试验中，学生体验性教学所占比例较大，且会涉及一些异常的环境因素；另外，除了在实习中会采用普通生理学实验设备外，还会使用一些航空航天医学所特有的实验设备，如低压舱、供氧装备等。

1针对性的教学航空航天生理学实习课

主要是通过实验加深学员队航空航天生理学理论的重点、难点理论的理解，更好的掌握理论课内容。本科生的教学方式就是结合大课理论，对每一个实习课逐一进行讲授。而对于参加任职教育的学员来说，他们来自不同兵种，不同的地域，所要保障的对象也不尽相同。所以，针对他们的教学不能照搬本科生的教学方式。应针对他们的工作特点，制定更加深入的、更有针对性的教学计划和教学内容，使学员能够学到与其工作密切相关的理论和实验知识。例如：对于工作点处于南方的航医，《热暴露对动物生理机能的影响》应该重点讲解，和其他班相比在理论和实验上都应该有所偏重，加深他们对热负荷相关知识的理解，提高他们在实际工作中分析处理热负荷对人体带来不利影响的能力。而对于来自高原和保障对象为直升机飞行员的航医来说，缺氧是他们航卫保障的主要内容。所以，就应该重点给他们安排《低气压对小动物机体的影响》以加深他们对缺氧相关知识的理解，提高他们的工作能力。随着航天事业的发展，航卫保障也面临新的挑战。这就需要航医不仅要具备更多的专业知识，还需要具备一定观察、分析和研究问题的能力。所以，在讲授一般实习课的同时，也应该鼓励他们将工作中发现的一些新的问题拿出来和教员一起分析，并制定实验方案予以验证。以提高他们处理研究解决新问题的能力。

2人体体验实习课

人体体验实习课是航空航天实验课教学的重要内容，也是和航医工作非常贴近的一项内容。让进行任职的学员通过人体体验课亲身体验航空不利环境因素（如缺氧）对人体的影响，防护及其对抗措施，加深学员印象，使学员通过实践来理解和运用理论；通过实际操作锻炼来提升能力，使学员达到能解决任职岗位领域实际问题的能力。如加压呼吸训练实习课，传统的学历教育的教学方式是安排部分学生进行人体体验，其余学生进行观察记录。而参加任职教育的航医学员在工作中就需要对飞行员进行训练，所以要求全部学员都要参加体验，熟悉加压呼吸的呼吸方式，掌握加压呼吸的动作要领。其次，参加任职教育的学员来说，他们已经具备一定基础理论知识，有些还具有一定的工作经验，教员就需要在课堂上和学员进行更多的沟通和交流，更加清楚的讲解体验实习的每一个步骤，每一个细节。使学员不留一丝盲点，做到理论与实践的统一。

航天知识问题例3

近年来，我国航天发射任务明显增加，载人航天、深空探测、二代导航、对地高分、新型运载火箭试验、多平台发射等新任务连续不断。航天发射将呈现出零窗口发射、连续多窗口发射、快速密集发射、一箭多星发射、应急快速发射等发射新局面，参试人员兼岗、多任务并行情况普遍。高密度航天发射带来参试人员的不足，也对测试发射人才素质能力提出更高要求。航天发射试验任务涉及部门多，直接参与试验任务的指挥和技术人员众多，往往需要各级指挥机构组织协调并联合决策。航天发射试验是国家政治、军事、经济利益的集中体现，要求万无一失，而决策的问题往往是隐藏很深的技术问题，决策难度大。为了较好地实施靠前决策和联合决策，指挥层次日趋扁平化、管理日趋精细化，应急指挥情况越来越复杂、决策能力需求知识面越来越宽，迫切需要院校培养新型指技复合型人才。航天测试发射专业培训对象主要来自（或即将分配到）总装备部三个航天试验基地、相关研究院所、二炮部队和联合作战相关部队。岗位范围包括操作手岗位、指挥岗位、机关作试参谋岗位及其他与测试发射相关的试验技术岗位。具体岗位涉及测试、发射、指挥、地面设备管理及气象保障和勤务保障任务以及与之相关的组织指挥、总体协调、任务分析、诸元计算、遥外测及其数据处理任务等。航天测试发射专业人才培养包括任职教育和学历教育。任职教育包括现职干部任职教育和生长干部任职教育，学历教育包括本科生教育和研究生教育。不同的培训对象对知识、技能的需求不同，只有掌握不同培训对象的特点，才能在教学过程中科学施教，提高教学水平。

航天测试发射教研训一体化研究

教学理论研究按照航天测试发射任务对不同层次人才知识和技能的需求，探讨并构建了测试发射方向的“多层次、多目标、一体化”人才培养体系。通过定量化培训目标，设计培训方式、培训内容、考核方式等，构建具体课程、专题的详细完整的内容体系，严格课程设计、课堂设计、课件设计、试题库设计，制定考核方式等。修改完善了研究生、本科生的培养方案和课程体系；创建了生长干部任职培训、试验中级指挥干部任职培训、测发总师系统研讨班等教学对象的培养方案与课程体系。航天测试发射人才培养主要服务于部队航天发射试验任务，因此，针对航天发射试验任务现实存在的各种问题开展讨论和分析，提出解决问题的思路和具体技术方法，全面拓展“贴近部队、深入部队、服务部队”的教学研究。针对测试发射领域知识广、测试发射可靠性安全性要求高的特殊性，研究并创新了“网络型、实践型、团队型”教学手段。利用现代网络信息技术构建“网络型”教学平台，通过网络课程弥补传统课堂教学存在的不足。按照学员培训需求和培养目标，积极组织开展实地参观、模拟训练等“实践型”教学，使其通过切身感受，扩展解决问题的思路和方法。通过研究团队教学的特点及优势，创建了“团队型”教学模式。通过集体讨论、集体备课，高度凝练了教学内容；通过集体指导、重点检查，大幅提升了课堂设计水平；通过集体监督与标准化考核，有力督促了年轻教员的成长。教学方法研究在教学中探索了“问题型”专题教学方法，实现了从“收集现实问题——确定教学内容——组建专题教学组和评估专家组——设计教学专题——组织学员研讨——完善教学专题——正式进入课堂”，已建成《航天试验技术》系列专题、《航天发射安全性可靠性》系列专题、《航天试验指挥》系列专题、《航天装备应用》系列专题等。在教学中强化了“案例型”专题教学方法，航天测试发射是一项复杂的大系统工程，在过去的几十年中积累了大量的实践经验与教训，将这些典型实践进行归纳，挑选合适的实践作为案例教学。为此，针对航天测试发射教学，探索了“案例型”教学。案例教学的关键是选择好的案例，在选择案例时应注重启发性、典型性、真实性和故事性。例如在《航天发射故障诊断》、《可靠性工程》、《安全性工程》课程时，通过典型的国内外大量的卫星发射、载人航天、载人探月、星际探测等航天任务实际案例，极大地调动了学员主动思考问题、解决问题的意识，激发了对航天发射事业的热爱。对测试发射重大现实问题创建了“研究型”教学方法。测试发射专业教学中除了通过集体授课解决共性问题，更多是采取课题研究的方式解决个性问题，即采用“研究型”教学方式。通过组织观摩优秀教员的授课、精品课程的建设，组织学习优秀论文，探讨提高教学的思路和方法。通过资助教员开展教学研究课题，针对教学的经验和问题进行总结。对于任职教育学员，按照预先收集的测试发射相关领域的现实问题，学员自愿组合成课题研究小组，导师负责指导学员组针对特定问题进行研究。对于学历教育，采用课程小论文的形式，针对某一个特定问题开展研究，提高其解决问题的综合素质。师资队伍建设研究构建了“首席教授+专业方向带头人+中青年骨干”教研训团队。学科师资队伍由17人构成，拥有多个独具特色的研究方向，为人才培养保证了充足的师资力量。由航天测试发射学科首席教授牵头，以各专业方向责任教授为组长，以高职和中青年骨干为核心，构建多个教研训团队。通过定期召开会议，总结经验，发现问题，共同商讨解决问题的措施和办法，并为学院教学改革出谋划策，从而极大地发挥了教研训团队的集体力量。采取“调研+代职+参与任务+进修+引进+外聘”方式强化师资力量。通过组织和鼓励教员走出校门，进入航天试验部队、航天工业部门代职锻炼、接受培训，了解学员所需，了解产品、了解工程化过程。目前，航天测试发射专业师资队伍的知识结构比较完善，覆盖了从装备的使用操作、工程技术到顶层设计与规划等方面的知识，基本满足了任职教育和学历教育的需求。制定“传帮带+竞争上岗+公平考核”激励制度。教学质量的提升也取决于合理的激励制度。对于经验丰富的高职教员，要发挥“传帮带”的作用，要对搞得好的高职教员实行合理奖励。同时，对于授课教员，采用“竞争上岗”的方式，促进高职教员，鼓励年轻教员，提高整体授课质量。对于教学质量的评估需要做到“公平考核”，由授课质量专家组、学员按照一系列指标打分，结合教员自评，给出综合评定成绩。另一方面，通过净化竞争环境，制定合理的奖惩制度，积极调动教员的积极性，杜绝“等、混、差”的消极思想。教研训一体化平台建设研究为提高测试发射教学质量，需要为教员、研究生学员和总师班学员的科研和技术推演提供一个平台；需要为学历教育和生长干部任职教育学员的指挥、操作和技术学习提供一个平台；需要为轮训班学员学习测试发射新技术提供一个平台；需要为中级指挥学员进行指挥演练提供一个平台；需要为多层次学员联合演练提供一个平台。为此，开展了航天测试发射教研训一体化平台构建研究。通过将已有试验设施设备、科研试验设备、学科建设新购设备、教学科研训练软件系统，按照模块化、功能化、系统化、网络化等原则集成，构建了航天测试发射教研训一体化平台。使得测试发射方向的基础设施设备得到系统改造，教学环境得到进一步完善，科研环境得到极大加强，训练环境得到全面升级。航天测试发射教研训一体化平台主要新建项目包括：航天测试发射指挥模拟训练系统、新一射场测发信息检测分析系统、CZ-3A系列运载火箭多路测试信息采集处理系统、运载火箭遥测数据判读系统、CZ-3B运载火箭控制系统模拟器等。如航天测试发射指挥模拟训练系统用于对运载火箭测试发射操作、组织指挥级技术勤务保障等方面的训练，系统主要包括发射站指挥所分系统，以及运载火箭控制、动力、利用、遥测、外安、勤务等模拟训练分系统。该模拟训练系统为本科生、研究生、生长干部、测试发射中级指挥干部等提供了良好的训练环境。

航天知识问题例4

——《深圳特区报》2010年4月25日

材料二 苏联工程师在登月竞赛失利之后，把精力集中于装配载入太空站。1971年4月19日，成功发射上天的世界上第一个试验性载入空间站——“礼炮1号”……是人類迄今为止规模最大的载人航天工程。它从最初的构想到最后开始实施既是当年美苏竞争的产物，又是当前美俄合作的结果，从侧面为这两个从上个世纪50年代就在太空成为“冤家”的航天大国之间，画出了一个意味深长的句号。70年代，中国卫星打完后，有了底气的航天人中有人提出搞载入飞船，当时引起了一些争议。事实上，主要是受当时的综合国力的限制。时间进入到90年代，此时中国航天的科技水平已是今非昔比。红红火火的对外发射服务不仅让中国航天与世界接上了轨，更有了“长二捆”这种让载入上天成为可能的“天车”。世纪之交，中国人的登天激情再一次熊熊燃烧起来。从无人实验飞船到模拟载人飞行，从多人多天飞行到圆梦太空行走，短短10多年间，中国航天实现了一个又一个历史性跨越。而天宫一号进入太空，中国航天向栽人空间站时代迈进了一大步。

——摘自大型电视系列片《撼天记》解说词

材料三拥有和掌握空间交会对接技术是建造和运行空间站的先决条件，也是面向未来实施系列深空探索航天计划的关键一环。因为虽然空间站具有体积大、功能强和运行时间长等优点，是大规模开发太空资源的理想栽人平台，但它无法进行天地往返，需用宇宙飞船等天地往返运输器与其交会对接，才能完成各项航天使命。所以，完成空间交会对接应该是航天大国技术实力的综合展示。

——《报》2011年11月10日

（1）据材料一及所学知识，分析美苏在太空展开竞赛的原因，并分析其对国际航天事业产生的影响。

（2）据材料二，指出世界载人航天工程快速发展的背景。结合所学知识归纳20世纪90年代以来中国载人航天工程发展的特点及原因。

（3）据材料三并结合所学知识，概括指出神舟八号与天宫一号成功交会对接的意义。

【解题技巧】本题是一道典型的文字材料型解析题，解答的关键在于把握读、找、答三个步骤。

一、“读”，即阅读材料，这是答题的前提

第一，先读设问，再结合设问阅读材料。先读设问，带着问题阅读材料，不但能使思路清晰明确，而且便于从材料中找寻有效信息。第二，明确设问要求。在本题中，除第（2）小题的第一问要求“据材料”外，其他几问都要求据材料并结合所学知识回答。第三，要注意设问角度、指向主体、时空限定要求等。如第（2）小题的第二问“归纳20世纪90年代以来中国载人航天工程发展的特点及原因”，设问的角度是“特点及原因”；主体是“中国载人航天工程”；时间限定是“20世纪90年代以来”。

二、“找”，即根据设问要求找信息，确定答案来源

航天知识问题例5

中图分类号：G230 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0242-03

21世纪是科学技术蓬勃发展的新时代，国家的强盛离不开科学的力量。加强科学知识的普及教育，提高全民族尤其是青少年的科学素质，是增强国家创新能力和国际竞争力的基础性工程。

航天科技是国家综合科技实力的重要体现。随着中国航天事业不断取得举世瞩目的成就，尤其是载人航天工程、月球探测工程等重大航天工程的顺利实施，航天科技越来越受到全社会特别是广大青少年的关注，并由此催生出一股航天科普热，使航天科技逐渐揭开神秘面纱，进入社会公众的视野。

国内出版界近年来也积极加入到普及航天科技知识的热潮中，编辑出版了一大批种类丰富的航天科普图书。据不完全统计，从2000年以来，出版界出版的集中讲解航天科技知识的在销科普图书达到近300种，涉足航天科普图书出版的出版社数量超过200家。此外，还有很多百科知识类科普图书设有宇宙太空、航天飞行的分册，或有专门章节讲解航天科技知识。如果算上这些图书，航天科普图书的出版数量是非常大的。这对培养社会公众对航天科技的兴趣和爱好，激发广大国民尤其是青少年崇尚科学、热爱航天、探索未知的热情与梦想，有着深远的历史意义和现实意义。

在这股热潮的席卷之下，我国航天科普图书的质量与传统科普图书相比已经有了长足的进步，取得的成绩应该予以肯定。但我们也应清醒地认识到，航天科普图书出版在科普理念、选题定位、内容质量、作者队伍、原创力量、编辑水平、市场份额等方面仍然存在不容忽视的问题。成就让人欣慰，但存在的问题也应引发我们的理性思考。

1 发展现状分析

1.1 内容形式极大丰富，但与国外相比仍有较大差距

在2003年神舟5号载人飞船发射之前的很长一段时间里，航天科技还带有一层神秘的色彩，众多的航天知识并不被大家所熟知，此前仅有与航天科技相关的少数科技类出版社出版了一些航天科普图书。这时期的航天科普书，大多是概略性地介绍航天科普知识，科普讲解主要以文字内容为主，图片为辅。因图书出版资金投入所限，图书大多为黑白印刷，只有少量航天科普图书配有彩色图片或彩色印刷。这些图书虽然具备知识的权威性和讲解的系统性，但是出版内容不够丰富，图书表现形式相对单调，趣味性和可读性明显不足。有人戏称那时的航天科普图书“恨不得一本书把读者培养成航天专家”。“科而不普”，是传统航天科普图书被广泛诟病的一个缺点。

2003年以来，随着“航天热”的不断升温，航天科普图书出版的品种不但越来越丰富，而且各出版社借鉴国内外科普图书创作出版的成功经验和做法，在图书的内容和形式上也有所创新突破，开始大量使用图片、绘画和故事来普及航天科技知识，文字讲解更通俗易懂，配发的图片越来越丰富，装帧设计和印刷越来越精美，对读者的吸引也越来越强。从布满文字、黑白印刷的传统航天科普读物，到配有精美图片的彩色航天科普图书，再到加入手绘图、故事元素和趣味性强的航天科普绘本，航天科普图书的表现形式越来越丰富，图书的可读性越来越强。

比如浙江少年儿童出版社2005年7月出版的《蓝猫淘气3000问――杨利伟航天科普系列》绘本图书，借鉴国外少儿科普图书绘本理念，把丰富的航天知识融入到富有趣味的绘画和故事之中，受到了少年儿童的普遍喜爱。该系列图书一套6本，每本开卷监测累计销量都在1万册以上，在少儿类航天科普图书销量排行榜上居于首位，也是比较成功的一套少儿航天科普丛书。

虽然进步是明显的，但是不得不说，像这类质量优秀的航天科普图书，在国内仍可算是凤毛麟角。同国外优秀的航天科普图书相比，不论是文字内容的可读性、趣味性，还是书中图片的丰富性、图片信息的内涵、图书装帧设计的精美程度，以及图书中蕴含的科学精神和人文气质，国内出版的航天科普图书，都还存在一定的差距。

1.2 屡屡获奖，却“叫好不叫座”

在“科教兴国”方针的指引下，国家十分重视科普事业的发展。科普图书的出版经常得到一些科普出版基金的支持，也频频捧得国内诸多图书奖项。航天事业是国家科技发展的重要支柱产业之一，航天科普图书更是屡屡获奖。

政府的高度重视和支持，是促进航天科普图书不断发展进步的一大动力。但是与此形成对比的是，航天科普图书大都销售得不温不火，没有出现引人注目的畅销图书。现在的航天科普图书首印量一般只在3000～5000册，首印上万册的几乎难觅踪影。还有一些图书做出来就是单纯地为了迎合政府部门的喜好，这大大降低了航天科普图书的社会效益，出版社也难以在出版中获得更好的经济效益。

2 困境解读及对策思考

从现状分析来看，航天科普图书出版似乎走入了一个瓶颈期。造成这一局面的原因是多方面的，既有作者、编辑等人才资源的匮乏，也有图书自身选题定位及内容形式上的不足，而社会大环境的限制更是不容忽视。如何突破困境，找到破解的对策，值得我们深思。本文尝试从以下几个方面进行探讨。

2.1 应对多种传播媒介的冲击，加速数字化出版进程

目前我国社会正朝着信息化、网络化、数字化时代大步迈进，传播知识信息的媒介和渠道越来越多，新的传播媒介都能快速有效地向读者传播科学知识，这使航天科普纸质图书出版面临巨大的挑战。

不得不承认，诸如电视、多媒体光盘、网络，乃至电影、科学馆等，在信息时代快节奏的生活模式下，这些高科技传媒手段是科学普及的最佳传播方式。它们能使抽象枯燥的科学原理变得形象具体，趣味横生。相形之下，靠文字描述和图片静态展示科学知识的纸质出版物未免显得苍白无力。

尤其近年来，每到重大航天活动实施的前后一段时间，各大网站、电台电视台等新闻媒体都会推出或制作相关专题，开辟专门栏目介绍相关活动，其中大量内容都是与航天科普知识相关的航天活动背景知识。这些节目或栏目大都具有跟进速度快、内容丰富生动、形象直观等特点，在很多方面具有航天科普图书无法比拟的优势。特别是互联网上推出的航天科普专题和栏目，对图书销售的冲击尤其严重，这是导致航天科普图书销售不佳的原因之一。

面对这种情况，航天科普图书出版应加速向数字出版转型，以便利用网络多媒体手段，借助重大航天活动的契机，快速有效地推出融合多媒体技术和多种表现能力的数字化航天科普图书。

2.2 挖掘优秀的作者资源

没有好的作者就没有好的作品，高水平的科普作者是科普图书出版的必要条件。科普图书不同于一般的文学作品，它需要同时具备科学性和通俗性两大特点，优秀的科普图书更是需要浓厚的趣味性来吸引读者，其特殊性便在客观上提高了对作者的要求。优秀的航天科普作者不仅要对航天科技知识非常精通，还必须具备较为深厚的写作功底和人文素养，但投身于航天科学领域又文笔出众并爱好写作的人是少之又少，这自然加大了挖掘优秀作者的难度。

目前，航天科普图书的作者多为高校或航天科研机构的技术专家，当下正是我国航天事业迅猛发展的时期，航天技术专家往往奋斗在科研一线，攻关任务艰巨，很难挤出宝贵的时间从事科普图书的创作。加之目前国内现行的评价奖励机制，并不鼓励科学家们投身科普创作，晋级晋升只看有多少学术成果，不会看写了几本科普读物。这些都成为寻找优秀航天科普图书作者的阻碍。

面对这些难题，一方面，我们应把目光投向年轻的航天科普图书创作队伍中，注重培养专业的航天科普创作人才，这样也有助于改善我国优秀科普作者青黄不接、出现断层的现状。可以在高校中发现和培养青年教师和学生从事航天科普创作，也可采取科学家与青年作家合作的形式，以老带新，在完成科普创作的同时，锻炼新人，使其快速成长起来。

另一方面，我们应向西方国家学习，调动科学家投身科普事业的积极性。在西方发达国家，科学家做科普已经蔚然成风，这被看成是一种社会责任。而我国尚未能形成这种环境和机制，科技界甚至流传着这样一句话：“拿不到课题的做科普，退休的老者做科普，爱出风头的做科普”。搞科普被视为不务正业，或者认为搞不出像样科技成果的才搞科普。科学家在青少年心目中有着非常崇高的地位，理应承担起科普职责，因为如果没有科学家群体的参与，任何科普都是无源之水。

为此，国家有关部门应出台相应政策，明确科普著作是科技成果的一部分，提升科学家从事科普创作的社会地位和职称待遇，从观念上扭转学术界对科普创作的态度，这样才能真正调动起科学家从事科普创作的积极性。

同样，由于航天科普图书的特殊性，对从事这类图书出版工作的编辑也提出了较高的要求，要求他们不仅要具备扎实的文字功底和编校技能，同时还要懂得基本的航天科技知识。但目前，国内出版社编辑的素质还很难达到这样的要求。

对于航天科普编辑自身而言，应明确工作要求，不断学习，注重自我提高。首先，要更新科普观念及出版观念，勇于创新。其次，要适时学习和补充航天科技知识，关注航天科技发展的热点和前沿，保持职业敏感性。最后，要树立市场意识，拓展工作职能。

2.4 找准选题的读者定位

图书出版应以读者受众为中心，在选题的策划上，应准确定位读者群并明确读者需求。但现今国内的航天科普图书在选题内容的设定与读者群之间存在一定程度上的错位。

航天科普的主要对象应是青少年，特别是小学高年级以及初高中学生。因为这一阶段的学生是最需要普及和了解航天科技知识的，而这一阶段也正是他们掌握科学知识、培养科学素养、树立科学精神的关键期、黄金期。通过科普阅读强化青少年学生这方面的科学素养，无疑是最为重要和有效的途径。目前国内出版社出版的航天科普图书在选题策划时，大多也是针对这一阅读群体的。

事实上，航天科普图书的主流购买和阅读人群却是孩子家长和学龄前幼儿、小学低年级学生。

初高中学生升学压力大，作业多，为了提高学习成绩，实现升学目标，他们无暇阅读科普图书。即使有一些阅读时间，也大多被文学阅读和网络阅读占据。很多老师和家长认为科普教育与升学关系不大，不鼓励甚至不支持青少年学生阅读科普图书，导致针对该读者群的科普图书销售不景气。反过来，受科普图书出版经济效益不佳的影响，出版社在出版针对该年龄段读者群的科普图书上表现得越来越审慎，导致适合该年龄段学生阅读的优秀图书品种越来越少。除少量引进品种之外，基本上没有适合或受到中高年级学生普遍喜爱的航天科普图书，更不用说经典和畅销的航天科普图书。

相反，由于学龄前儿童和小学低年级学生没有升学考试的压力，该群体反而有大量时间阅读科普图书，年轻父母也很重视该年龄段儿童科学知识普及和科学精神的培养，因此是学龄前和小学低年级学生成为了航天科普图书的主要阅读对象。

然而出版社在做航天科普图书的选题策划时，很少将这一群体定位为目标读者群，因此，市场上针对低幼群体的航天科普类图书品种较少，这也是导致航天科普图书销量不佳的一个重要原因。比如内容广受家长好评的《中国少年儿童科学阅读》和《当代中国科普精品书系・航天卷》，很多家长购买后普遍反映：“内容介绍的很深很全面，但是更适合大一些的孩子阅读。”

出现这样的错位现象，说明出版社编辑在选题策划环节没有将市场调研做深做透，没有对读者群的需求和认知能力做准确深入的了解。鉴于此，航天科普图书的编辑在工作中一定不能闭门造车，要培养自己对市场的敏锐洞察力，多做调研，实地了解读者需求，在此基础上做好选题的读者群定位。

另外，航天科普图书的作者和编辑对图书阅读对象的把握还不够深入和细致。

不同年龄的航天科普图书读者，对科学认知的水平存在较大的差异。航天科普图书作者以及出版社编辑，要更新科普观念，加强对航天科普图书读者群的认识和研究，特别是要研究青少年群体的科学认知水平、理解能力、心理特点和阅读喜好，根据他们的知识水平和阅读喜好来创作、开发出适合不同年龄特征，具有较强针对性的科普读物。

科学普及出版社从美国引进出版的《科学素养的导航图》一书，根据青少年的生理、心理特点，将其从学前教育一直到高三所有年龄段的特征进行了分析，对每一年龄段适合于接受哪些科技知识进行了科学规范的分类，最后用图表的形式进行完整的展示。这本书对于推动青少年科学教育的研究以及相关资源的开发都有重要的参考价值，对从事航天科普创作的专家和科普图书编辑在进行选题策划时也具有一定的参考价值，对创作和开发出有针对性的航天科普图书是极有意义的。只有使航天科普图书充分体现科普的贴近性，让青少年读后爱不释手，航天科普图书的创作出版才能真正获得成功。

2.5 内容形式亟待改进

目前我国航天科普图书在内容上的一大弊病是厚重有余，趣味性不足。

华罗庚曾说过：“深入固然不易，浅出更是困难。”我国的航天科普图书就是在“浅出”上做得还不够。很多航天科普图书在叙述和表达方式上刻板、生硬，失去了科普读物应有的通俗性、趣味性和文学性，有的图书甚至写得像科学论文，专业术语大量堆积，语言晦涩难懂。这样的作品其实并不符合科普创作的要求，达不到科学普及的目的，更不会受到读者受众的喜爱。长此下去，将直接影响航天科普市场的培育和开拓。

从大众传播学的角度来看，传播者传播的信息只有被受传者接受并满足了预期的心理期待，传播的效果才能得以实现。如果图书的内容、形式、叙述等方面给人感觉太厚重，不能引人入胜，那将很难为读者所接受，科学传播的目的就更无从实现了。这就要求航天科普图书在内容形式的创作上要在科学性与通俗性、知识性与趣味性之间找到平衡点。

其一，可注重通过绘画、故事等内容调动读者的阅读兴趣。

兴趣是最好的老师，好的科普书能够激发读者兴致盎然地去探索和理解各种科技知识，而不仅仅是堆砌难懂的名词、枯燥的数字和干巴巴的定理。

比如中航出版传媒有限责任公司2012年出版的《世界航天科普丛书》，就做到了把航天知识融入故事之中，用简洁的文字、生动的情节、有趣的插图来传播航天科技知识，减轻青少年读者阅读过程中产生的“疲劳感”，从而激发出青少年的阅读兴趣，极大地提高了该系列丛书的阅读效率。

一位青少年读者在当当网评论中说：“整套图书内容都挺不错，个人最喜欢宇宙飞船这一本，该书汇总了各个航天大国的全部宇宙飞船，讲述了人类在太空探索过程中遇到的各种惊险故事和令人敬佩的英雄人物，看得我热血沸腾，为探索中失去生命的勇士惋惜，为探索中取得的一次次突破感到无比的高兴。他们的努力付出，为人类的发展做出了巨大的贡献。”

一位妈妈从网上订购该系列图书后说：“本来图书是买给孩子看的，但我先生翻看后同样爱不释手。他说里面的故事很多，不是那种枯燥的航天科技知识授课。”

这就是一个成功的案例。如果能将面向青少年的航天科普图书当作绘画书、故事书、文学书甚至游戏书来做，那么航天科普图书就不再是一幅冷冰冰的生硬面孔，在好读好看的同时，潜移默化地普及了航天科技知识，培养读者的科学精神，达到事半功倍的效果。这样的航天科普图书还有其他几种，如《中国少年儿童科学阅读》《当代中国科普精品书系 航天卷》等，但这种出版潜力还远没有被充分挖掘出来。

其二，应从简单地传授航天科普知识，向弘扬航天精神和科学探索精神发展。

一般说来，科普分三个层次：第一个层次为科学知识的普及；第二个层次为科学方法的普及；最高层次为科学精神的普及。科普，除了普及科学知识，更重要的是通过大众传播媒介，将科学的方法、科学的精神、科学的思想传递给受众。也就是说，科普图书内容的重点应从介绍客体向解剖主体迈进。

在这一方面，中国宇航出版社作为一家航天科技集图公司所属的出版社，表现出了航天专业出版社的深厚底蕴、探索和追求。《天魂：航天精神纪事》是2011年中国宇航出版社为纪念中国航天事业成立55周年而编写的一部纪实性文学作品。该书运用纪实文学手法，讲述了中国航天事业从无到有、从弱到强的发展历程，再现了中国航天人自力更生、艰苦创业的精神和“严、慎、细、实”的工作作风，集中展现了中国航天人不怕困难、敢于牺牲的精神追求，揭示了“两弹一星”精神和载人航天精神孕育形成的曲折过程。该书主题内容丰富，资料详实，情节跌宕起伏，文字真挚感人，具有极强的感染力和表现力，堪称为“一部揭秘航天人艰苦创业奋发图强的英雄史诗，一首航天人不懈求索开拓天疆的嘹亮赞歌，一本记述航天人自主创新为国争光的生动教材”。

该社引进出版的《登陆火星》一书，是由美国航空航天局“火星探险车”项目首席科学家史蒂夫・斯奎尔斯（Steve Squyres）博士创作的一部纪实性文学作品。该书作者作为一名参与火星探测项目的科学家，在“精神号”和“机遇号”成功登陆火星并顺利完成探测任务后，详细回顾和记录了参与该项目的整个过程。美国航空航天局“火星探险车”项目团队华裔科学家王阿莲评价该书时说：“该书讲述了从科学目标的确定、科学团队的组建，到成功登陆火星的大量台前幕后、惊心动魄和感人至深的故事，真实记录了本项目中那些如临深渊、如履薄冰、血脉激荡的分分秒秒，为中国未来的深空探测提供了不可多得的实证经验，是中国航天科学家、工程师、科研计划的组织者、领导者、管理人员，以及航天爱好者、青少年和大中学生的最佳参考书。”

中国宇航出版社出版的这些航天主题的文学性作品，不仅具有丰富的航天科技知识，而且让读者能够从阅读中体会到科学家和科技工作者尊重科学、重视技术的理性精神，实事求是、尊重规律的严谨态度，奋发向上、开拓创新的进取意识，这正是科学思想、科学精神、人文精神的真正内涵。中国宇航出版社的努力与尝试，也极大地丰富了航天科普出版的深度、广度和精神内涵。

其三，航天科普图书还需解决图片和绘图缺乏的难题。

图片以其直观、形象的特点，在科普图书中具有举足轻重的作用。受欢迎的知识类航天科普图书，大都具有图片丰富、清晰、拍摄角度好、图片构图和创意佳等优点。目前国内出版的航天科普图书中，大多采用的是美国二十世纪五六十年代航天活动的图片，其中很多图片是从国内外网站、杂志上借用过来的，图片清晰度不够，分辨率不高，色彩失真，是这类图片存在的一个极难解决的问题，严重影响了航天科普图书的表现力。国内航天活动的照片大多分散保存在不同航天科技岗位和细分领域的技术专家手中，这些图片流传不广，再加上受制于保密审查问题，很多难得的镜头和画面，在国内出版物中很难见到。

另外，航天领域的科普专家，大多缺乏自己动手制图绘图的能力，使展示航天科技原理的示意图奇缺，而这些图片对于提高航天科普图书的品位和水平，具有极为重要的作用。比如专门介绍载人航天的科普读物中，几乎没有哪一本书能够以画面的形式直观逼真地展示载人飞船的内部景象，更难得一见载人航天器生命支持系统的原理图和结构图，也没有哪一本图书能够展示舱内航天服和舱外航天服的结构示意图。对于以介绍载人航天为主要内容的科普读物来说，这不能不说是一个极大的遗憾。建议航天科普作家培养和掌握手工绘图能力，以提高航天科普图书的内容丰富性和品位。航天科普网站也要大力收集并展示航天科技人员制作的相关原理图、结构图和手绘示意图，由国内外航天科普专家以及航天科普图书出版社自由下载使用。

此外，对于国内民用航天科技项目，也要尽可能放松航天科普图书内容和图片的审查，以便相关的科普图书内容有相应的展示载体。建议由相关部门建立定期解密航天器原理图和实物结构图的规则和标准，适时以图片形式向国内外公众展示航天科技成果。这样国内出版的航天科普图书就可以尽量避免使用国外几十年前的老旧图片，不再因为缺乏图片或文图不匹配，而降低航天科普图书的内容表现力和吸引力。

航天知识问题例6

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0124-03

“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。

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.

[4]闫康平.工程材料[M].化学工业出版社，2008.

[5]于永泗，齐民.机械工程材料[M].大连理工大学出版社，2010.

Discussion on Reform of "Engineering Materials" Course Teaching for Aeronautic Majors

WANG Tao，ZHOU Ke-yin

航天知识问题例7

在NASA教育网页的主版块下，设立了四个主栏目：“关于NASA教育”，“适合于教师”。“适合于学生”和“儿童俱乐部”。在“关于NASA教育”的主栏目下，有7个子栏目：“关于NASA教育计划”、“教育领导层”、“NASA中心和设备”、“NASA任务主管”、“绩效考核”、“教育计划”和“联系方式”。我们来看看NASA是如何介绍它的教育计划的：“NASA航空和航天发展的历程，加深了人类对宇宙的了解，实现了先进技术的突破，增强了航空旅行的安全和扩展了前沿科学的研究。这些成就都是来自于一个共同的起源：教育。现在，美国进入了第二个世纪的飞行，必须恪守自己的诺言，进行卓越的科学、技术、工程和数学方面教育，确保下一代美国人能完全承担起建设美好未来的重任。NASA将继续继承以往的传统，投资美国教育计划，支持美国的教育者们，这些教育者在准备、激发、鼓励、培育今天幼小的心灵成为明天的劳动力中起着关键作用。”其中，规定了今后NASA将继续奉行三个主要的教育目标：1）加强NASA和学生们的联系；2）激发学生们对科学、技术、工程和数学的兴趣，为这些领域的研究培养接班人；3）为NASA培养接班人。在“教育计划”子栏目下，按照字母的顺序，列出了NASA的教育计划项目，多达80项，可见NASA对学生教育是多么重视。

此网页的特点是分别针对学龄前儿童和小学低年级（Grades K-4）、小学高年级和初中（Grades 5-8）、高中（Grades 9-12）、大学生和研究生（Higher Education）知识水平的不同，提供适合他们的阅读材料或者教材，使老师和学生可获取精确到年级的科普资料。在“适合于教师”主栏目下除设立了上述4个子栏目外，还设立了“非正规教育”、“教学材料”、“教育TV时间表”、“最近的机会”。对航天教育感兴趣的教师们点击这些栏目，不仅可以获得适合自己教学所需要的教材和教学用具，而且可以了解最近NASA为学生们提供参加航天活动的计划，有心的教师有可能通过它为自己的学生争取到参加太空实验的机会。例如，老师点击“Grades 5-8”一栏的“教学材料”，就可以找到很多教学材料，例如，银河系中的运动物体、天空中的星星的发现、空间站介绍、太空植物的生长、空间站进行的实验等。

在“适合于学生”主栏目下，也设立了上述4个子栏目和“最近的机会”栏目。学生们可以根据自己学识，从不同栏目中学习感兴趣的航天知识和参加NASA有关的活动。例如，“Grades K-4”适合学龄前儿童和小学低年级学生的栏目，这个年龄段的孩子主要是以“玩”为主，或刚刚转入正规的学习，他们好奇多问、活泼好动、行为和学习缺乏目的性，要让他们掌握深奥的航天知识很困难。因此，NASA根据他们年龄的特点，在这个栏目中，采用讲故事、看图片、放视频、在玩中学、形象化的教学等方式，向孩子们灌输航天知识，激发他们对航天的兴趣，例如，有一个游戏是“帮助我穿上航天服”。但是，Grades 9-12的高中学生，学习的课程多，所学的各门学科基本上反映着自然、社会和精神现象的客观规律，逻辑性、系统性很严密。在学习中要求他们不仅要发挥更大的独立性和自觉性，而且还要具有独立分析问题和解决问题的能力。同时，这是一个人独立走向社会生活的准备时期，也是一个人开始严肃考虑自己未来生活道路的时期。对这个年龄段的学生，NASA采用介绍比较专业性的航天科普知识、为他们提供参加航天实验机会、鼓励他们参加NASA的航天任务和参加航天知识大赛等方式进行航天知识教育，这些教育可发展他们的智力和能力，促使他们良好个性品质的形成，把他们培养成今后自然科学研究和航天事业的建设者和接班人。

NASA还根据孩子们的特点，设立了“儿童俱乐部”栏目。这个栏目让孩子们充分体验到学习航天知识的乐趣，孩子们可以通过游戏，过一把当“火星航天员”的瘾，也可以随着卡通小动物“雷蒙”参观美国肯尼迪航天中心和航天飞机，“雷蒙”与真正航天员的访谈节目还可以使孩子们了解航天员的太空生活，在不知不觉中接受了很多航天知识。

NASA的另一项传统是希望可以培养高质量的科学、工程学和数学学科上的本科生和研究生，而这种培养往往是通过科学竞赛或者提供实习机会的方式来实现的。2010年3月，NASA开始为公众中的申请者提供到NASA实习或者参加科研工作的机会，藉此鼓励学生积极参与到科学技术、工程学和数学的研究和空间探索研究任务。其中，表现优秀申请者还可以获得由NASA提供的总额高达970万美元的奖学金。更可贵的是，公众参与过程十分简单和公开透明，所有申请者都可以在NASA的网站上找到并且申请所有的职位和参加NASA的工作。这些内容在NASA教育网站中也充分地体现出来。

形形的航天教育计划

NASA充分认识航天飞机和国际空间站是一个很好的航天教育平台，它利用这个平台开展了一场声势浩大的学生实验和教育活动。概括起来，包含了以下五方面内容：

为学生设立、由学生独立完成的实验。这些实验是学生在教师或者科技导师的指导下进行的，是专门为学生设立的，由学生自己来完成。例如，“中学生获得地球知识观测”是一项对学生进行地理知识教育设立的项目。为了进行此计划，美国航宇局特意在国际空间站上安装了专用9罩相机，学生通过遥控拍摄了他们需要的地球照片和负责照片的整理工作，国际空间站上的航天员只负责安装和撤卸照相机及传输照片。

在教室中完成的太空实验。为了让学生们了解太空特殊环境（如，微重力、辐射）的影响，学生们在他们的自己的教室中完成模拟太空相应条件的实验，或者进行空间站上专业研究人员正在进行的实验。这些实验的目的是让学生们通过对比地面实验和太空实验的结果，寻找出它们之间的差异，就可以知道太空的微重力等特殊环境的影响。这种类型实验的一个典型例子是学生们在地球上的教室内种植种子，与此同时，航天员在国际空间站上种植同样的种子，对比两组种子发育过程的不同，就可以了解微重力对种子发育的影响。

参加美国航宇局的研究实验。美国航宇局的很多研究是招募学生们来帮助完成的。其中的一些试验是专门安排来“激发下一代探索者灵感”的。另一些是学生们作为“配角”，参加到太空实验中。例如，美国航宇局在国际空间站上进行的一项毛细流动实验，目的是观察微重力环境下，复杂几何形状容器内的毛细流动和液体流动情况，其结果可应用到未来太空船的低重力流体系统设计的计算机模型中。在此研究中，招募了很多学生：中学生参加了分析和地面实验，大学生提供实验支持，研究生和博士生进行建模模型和缩减数据的工作。

参加国际空间站的工程活动。参加者主要是高等学校和大学生，他们参加国际空间站硬件的研发，或在科学支持中心工作，学习如何参与科学操作活动。典型的例子是麻省理工学院的学生们参与了“球面”零重力实验卫星的研发工作，这颗卫星是放置在国际空间站上用来示范卫星编队飞行的动态过程。学生们参与了概念论证、实验设计、装配、检测和运行全过程。

教育性示范活动。为了提供航天教育的特殊资源和为了激励学生们学习航天知识的兴趣，美国航宇局将航天飞机和国际空间站作为一个特殊的“教室”，让航天员在太空进行简单有趣的太空实验，并将它拍摄下来，做成视频教材，提供给学生们，以便进行航天教育。或者，允许各个年龄段的学生向太空飞行的航天员提问题。这些变化多样的活动，开阔了学生的眼界，扩展了他们的课堂知识。

这些计划为学生们提供了丰富和扩大想象力的机会，并吸引了具有各种水平的学生（小学生、中学生、本科生、研究生、博士后）参与此活动。甚至是大一的学生也有机会设计自己在空间站上想进行的实验。很多中学生参加了国际空间站的研究项目，这些项目有助于他们今后选择数学、自然科学和其它技术领域作为自己终身的职业。很多大学生直接参与国际空间站的研究工作，完成了很多与国际空间站有关的项目。

可能没有其他的方法可以像这种方法一样能够更好地激起下一代科学探索的欲望。这些活动除了使学生们获益外，对教师也有益。在进行每项实验前，首先要培训教师，为教师们召开一些研讨会，让他们首先了解有关的航天知识和如何进行实验操作，以便能够指导学生进行实验，扩大国际空间站的影响。教师是激发探险精神的巨大源泉，教师们将所学到的知识用于他们的教学，能够吸引更多的学生加入此活动。

航天知识问题例8

今天我们学校组织三四年级去参观航天展。中午吃完饭我们就盛着大巴向着科技馆出发。因为中午玩累了，所以我在车上睡了一觉。“到科技馆了喽”有人喊道，果然科技馆到了。科技馆位于翠湖西路一号，这里的景色很迷人，湖上不时出现几只玩耍的鸭子，偶尔一只小船划过来，在水中央荡起了波纹，几只鸭子围着小船游两圈“嘎嘎”地叫两声，游走了。

进了博物馆，一位叔叔给我们做解说员。他先介绍了长征一号到长征四号，又介绍了一级助推器到三级助推器，最后还介绍了各国的卫星和空间站，听完以后我们又了解了更多的知识。我们还体验了宇宙失重的感觉。我心想当宇航员真辛苦，穿那么重的宇航服，体重还不能超标。我们都听完了航天知识以后，我们又到外面去参加航天知识有奖问答。回答问题了，我把手举的高高地，可主持人就不点我。我心想：这些问题我都会，为什么不点我后来我们班的李传良同学答对了问题获得了一架玩具直升飞机。我们都高高兴兴地回学校了，到了学校李传良玩起了他的直升飞机，很得意。

这次活动可真有意义，不仅让我们学到了航天知识，还让我们知道了航天器材的功能与用处。通过这次参观，我了解了中国的航天发展又有了新的提高，并且名列世界前茅，我身为一名中国人，为此感到骄傲。

航天知识问题例9

今天我们学校组织三四年级去参观航天展。中午吃完饭我们就盛着大巴向着科技馆出发。因为中午玩累了，所以我在车上睡了一觉。“到科技馆了喽”有人喊道，果然科技馆到了。科技馆位于翠湖西路一号，这里的景色很迷人，湖上不时出现几只玩耍的鸭子，偶尔一只小船划过来，在水中央荡起了波纹，几只鸭子围着小船游两圈“嘎嘎”地叫两声，游走了。

进了博物馆，一位叔叔给我们做解说员。他先介绍了长征一号到长征四号，又介绍了一级助推器到三级助推器，最后还介绍了各国的卫星和空间站，听完以后我们又了解了更多的知识。我们还体验了宇宙失重的感觉。我心想当宇航员真辛苦，穿那么重的宇航服，体重还不能超标。我们都听完了航天知识以后，我们又到外面去参加航天知识有奖问答。回答问题了，我把手举的高高地，可主持人就不点我。我心想：这些问题我都会，为什么不点我后来我们班的李传良同学答对了问题获得了一架玩具直升飞机。我们都高高兴兴地回学校了，到了学校李传良玩起了他的直升飞机，很得意。

这次活动可真有意义，不仅让我们学到了航天知识，还让我们知道了航天器材的功能与用处。通过这次参观，我了解了中国的航天发展又有了新的提高，并且名列世界前茅，我身为一名中国人，为此感到骄傲。

航天知识问题例10

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）40-0143-04

一、绪论

“航天器控制理论与方法”是我校“探测制导与控制技术”本科专业的一个重要培养方向。该专业方向经过近十年的建设和发展，在人才培养和科学研究两个方面取得了长足的进步。我校大批毕业生进入航天科研院所工作，不少人已成为业务骨干，为我国航天事业进步和发展做出了应有的贡献。

当前，我国航天科技重大工程诸如载人航天、月球探测、北斗导航等均取得阶段性重大成果，正在酝酿和制定下一阶段主要发展目标和发展路线，我国航天事业处在承上启下的关键时期。在科教体制方面，国家正在酝酿新一轮改革，以期进一步祛除发展中的体制性弊病和痼疾，促进科教兴国大业顺利发展。在社会对科技人才的需求方面，随着我国社会主义市场经济的逐步完善和开放度的提高，对人才的知识能力结构的要求愈来愈呈现出多元化特点，过去那种靠掌握单一专业技能、在一个工作单位或岗位干一辈子的现象很难再出现了。包括人才在内的各种社会资源在社会化生产中的重新配置和流动将愈益频繁，也要求我们培养出的学生必须具备更厚的基础、更广的知识和技能、更强的适应性和开创性。

为了主动适应我国航天科技事业以及社会主义市场经济对未来高科技、高素质人才的需求，作为重点大学航天主干专业的教师，我们必须进一步思考如何建设一支高水平的航天主干专业师资队伍，如何进一步改革和改进教学内容和模式，如何更好地培养出我国未来航天科技事业的合格接班人，为早日圆中华名族强国梦做出我们这一代教育工作者的贡献。

本文将从“航天器控制理论与方法”专业方向培养目标、教学内容、师资队伍建设等方面阐述笔者近年来的实践与思考，以期引起国内同仁的关注和讨论，促进共同提高和进步。

二、“航天器控制理论与方法”专业方向培养目标的探讨

顾名思义，“航天器控制理论与方法”专业方向的学科特质是航天器动力学与控制理论的交叉融合。即以各类航天器为对象，运用控制理论的观点和方法，设计控制律，并分析其闭环或开环（取决于控制律）动态特性，用以指导工程设计和应用。具体到我们这样一所在业内享有盛誉的重点大学，该专业方向的培养目标该如何定位，才能既符合国家和社会对人才的需求，又能体现我们的特色和优势，这是我们院系领导和一线教师长期探索的一个重要课题。下面将从该专业方向在我校的发展历史、存在的问题和解决的思路等方面阐述。

（一）原来的定位――发展历史

我校是一所老牌航空航天高等院校，探测制导与控制技术专业在我校有着悠久的办学历史（尽管早先的专业名称未必这样），但传统优势方向是航空器和航空武器的探测制导与控制技术。在航天器控制方向，尽管也积累了较好的基础，但是教学和科研力量比较分散，没有以院系建制形式集中统一在一起。2006年航天控制系成立，同年“探测制导与控制技术”（航天控制方向）开始招生，标志着“航天器控制”作为我校“探测制导与控制技术”的一个重要专业方向以院系建制的形式被正式确立，也为我校“三航”（航空、航天、民航）特色办学提供了重要的支撑。在培养目标的定位过程中，我们曾充分调研了国内兄弟院校，特别是传统航空航天类重点院校的培养方案，初步确定将航天器轨道动力学与控制作为我们的重点培育和发展方向，这主要基于以下几点考虑：①深空探测是我国乃至世界未来航天技术发展的一个重要方向，其中轨道动力学的分析和计算起着关键作用；②国内传统航空航天类重点院校在轨道动力学方向比起我校没有明显优势，我们选择此方向作为重点建设方向完全可能迎头赶上；③南京大学的天体力学（含天体轨道力学）在国内首屈一指，我校与南大毗邻，因此在人才培养和交流、科研合作等方面具备独特的地域优势，可以藉此推动我校在航天器轨道力学方面的快速发展；④我校在飞行器控制理论与技术方面具备传统优势，将这方面的积累（成果和师资）转移应用到航天器控制领域，有望实现航天器控制专业方向的跨越式发展。

由于专业培养目标定位合理明确，师资培养和引进工作顺利，一线教师甘于奉献、勤奋工作，我校探测制导与控制技术专业之“航天器控制”方向在短短几年之内就在人才培养和科学研究方面取得了累累硕果。我们不仅培养了一大批优秀的本科生，而且选拔了一批优秀的学生继续在航天器“导航、制导与控制”学科深造，攻读硕士和博士学位。现在已有不少毕业生成为我国航天科研院所的专业技术骨干。这表明我们“航天器控制理论与方法”专业方向的办学实践是成功的。

（二）显露出来的问题

尽管我校在“航天器控制理论与方法”专业方向上的办学取得了较大的成绩，但是在多年的教学实践过程中，我们也逐渐发现了一些不足和缺陷。特别是在国家科技、教育、经济、就业等形式发生重大变化的今天，这些不足和缺陷更应该引起我们足够的重视，积极思考，认真应对，进一步改进工作，更好地适应国家和社会对人才培养的需要。下面逐一剖析我校探测制导与控制技术专业之“航天器控制理论与方法”方向在培养目标定位中显露出的问题。

1.培养目标单一化，缺乏细化分类。我们在确立“航天器控制理论与方法”这一培养方向之初，就将“熟练掌握近地航天器轨道计算、分析和设计的基本理论、方法和技能，熟练掌握航天器轨道和姿态控制的基本理论、方法和技能”作为我系探测制导与控制技术专业本科的培养目标。在肯定其科学合理性的同时，应该看到其局限性所在。航天器控制无论是作为专业方向，还是科技产业门类，其所包含的内容是丰富的，近地航天器轨道动力学与控制只是其中之一（尽管是非常重要的）。我们在要求该专业方向学生熟练掌握近地航天器轨道计算和控制基本理论、方法和技能的同时，还应掌握航天器控制其他重要领域的基本知识和技能，比如再入大气航天器的轨道（弹道）力学和控制方法、航天器交会对接的相对动力学与控制等。过于单一和狭窄的专业培养目标，一方面容易导致学生知识和能力结构欠缺，影响到其发展后劲，另一方面直接导致学生择业时选择余地不足，影响其就业。

2.理工融合不够，培养目标在体现厚基础宽口径方面有待进一步优化。诚如上述，我们的“航天器控制理论与方法”专业方向的建设重点是航天器轨道动力学与控制。而航天器轨道动力学与控制是典型的同时具有理学和工学特色的专业方向。它的理学特色体现于“轨道力学”，最早可以上溯到18世纪以来拉普拉斯、庞加莱这些数学、力学家在天体轨道计算方面的开创性工作。因此，要想真正掌握航天器轨道力学，哪怕只是近地椭圆轨道力学，也须具备非常扎实的数理力学功底。它的工学特色又体现在“控制理论和方法”方面。航天器的控制不仅是个理论问题，更是一个需要综合考虑诸多工程实际限制因素的工程技术问题。通过该专业方向的培养，我们的重要目标是让学生牢固树立工程的思想和观念，有能力设计有实际应用价值的控制规律和技术方案。但是反观我们现有的培养目标，在“理”和“工”两方面都欠火候，在“理工融合”方面就更是有问题了，具体表现在：①在“理”方面，我们没有要求学生熟练掌握近代分析力学、近现代应用数学的基本知识和方法，学生的理论力学课程也是按照非力学专业的规格和学时去教学的，直接导致数理力学功底偏薄弱，发展后劲受限。②在“工”方面，航天器控制领域的必要的实验设计、实验操作和实验数据处理技能方面没有纳入培养目标。一方面导致学生动手实践能力差，更重要的是难以树立工程的思想和观点，以及解决工程问题的思维方法和套路训练。③至于“理工融合”，就更是一个有挑战性的课题。粗浅地讲，“理工融合”的培养目标就是要培养“工程师中的科学家”和“科学家中的工程师”，这实际上也是我国老一辈科学大师，如钱学森、钱伟长等哥廷根学派传承人极力倡导的高等工科教育的理念，可惜直到现在，我国的重点工科大学还没能普遍地实现这样的目标。

（三）解决的思路――培养目标重定位和优化

1.培养目标细化分类，实现个性化培养。诚如前述，“航天器控制理论与方法”本身所包含的内容是广泛的，我们在强调重点方向（航天器轨道动力学与控制）的同时，决不能忽略其他方向，以适应我国航天科技工业部门对人才的广泛需求。为此，我们考虑在新一轮培养方案的改革和调整中，将培养目标细化分类。除了“航天器控制理论与方法”方面的共同专业课程在一起教学外，在大三下学期或大四上学期就要根据不同的亚类分班教学。对于个别学术科研苗子，要早发现、早培育，“单独开小灶”，加大课程深度，及早进行科研方法的训练。如果符合推免研究生条件，则要吸收进相关老师的科研团队。

2.在培养目标中凸显对数理力学基本功底的要求。无论是近地航天器轨道动力学，还是再入航天器弹道学，要想真正学懂学透，融会贯通，举一反三，非具备扎实的数理力学功底不可。否则，我们培养出来的学生，学近地轨道的设计不了深空探测轨道，学卫星控制的搞不了飞船再入控制，学再入弹道的不会计算绕地椭圆轨道。这样的学生发展后劲不足，工作适应性差，更不能期待做出创新性的成果来。因此，我们在探测制导与控制技术之“航天器控制理论与方法”的培养方案中，必须强调“培养学生具备扎实的数理力学功底”。

3.培养目标中应强调对实验技能和工程实践能力的要求。我校是一所工科院校，探测制导与控制技术（航天器控制方向）是工科专业，这样的本质属性要求我们须臾不能忘记本专业的培养目标中必须包含对实验技能的要求。而且这种实验技能不仅仅是普通的实验技能，比如《大学物理》、《模拟电路》、《数子电路》、《自动控制原理》、《微机原理》等课程中所要求的基本技能，而是要求学生具备一定的工程实验技能，即是为解决一个比较综合的工程问题，进行实验方案设计、实验操作、事后的实验数据分析和处理能力。只有具备这样的实验能力，才算达到了我校“航天器控制理论与方法”专业方向本科毕业生的要求。

三、教学内容和教学模式改革探讨

教学内容和教学模式是为培养目标服务的，有什么样的培养目标就应该制定什么样的教学内容，实行什么样的教学模式。围绕以上培养目标的调整，本专业方向的教学内容和模式也宜作以下调整或改革。

（一）大幅度增加近现代应用数学和近代分析力学的课程

现在我校探测制导与控制技术（航天控制方向）专业教学计划中所涉及的数学课程，除了包括全校公共基础课的《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》外，仅有《复变函数与积分变换》、《数值计算方法》两门课，而且课时都较小。《理论力学》是按非力学类专业的培养规格教学的，内容只涉及古老的牛顿矢量力学部分，缺乏作为近代力学基础的拉格朗日分析力学。而且随着一轮又一轮的所谓教学改革，为学生“减负”，以上课程的课时被一缩再缩，学生的数理力学基本功训练得不到必要保证，一线教师普遍感觉到学生的基础越来越薄弱，前景堪忧。为了改变这种状况，培养基本功底扎实的航天控制类精英人才，我们拟在修订培养方案和教学计划中，大幅度增加近现代应用数学和近代分析力学的课程，初步计划增加如下课程：《数学物理方法》、《张量初步》、《摄动方法》、《量纲分析》、《分析力学》。这些课程所能提供给学生的不仅仅是知识，更重要的是思考和解决广泛的数学、物理和工程问题的方法和技能，作为“航天器控制理论与方法”专业方向的学生，当然应该熟练掌握之。下面仅就《张量初步》、《摄动方法》、《量纲分析》等课程的必要性做简要说明。张量理论是数学的一个分支，其概念源自力学，最早用来表示弹性介质中各点的应力状态，后来人们发现许多物理量均具有张量的属性――对坐标变换的不变性。现在工科学生熟知的矢量和标量都是张量的特例，分别是一阶张量和零阶张量，它们均具有对坐标变换的不变性。但是世界上的物理量仅用标量和矢量来描述是不够的，比如航天器的转动惯量，既非矢量也非标量，而是一个二阶张量。如果我们用张量的概念来描述航天器的转动惯量，就比通常大部分教科书所用的转动惯量矩阵更能反映其本质。因为惯量矩阵对坐标变换是变化的，而张量是不变的，不变的量恰恰是事物的本质属性。下面再说《摄动方法》。摄动方法是近似求解非线性代数方程、常微分方程、偏微分方程的强有力工具。该方法诞生于数子电子计算机还没有问世的近代，最早被科学家用来计算天体轨道。1946年数字电子计算机问世后，数值求解成为人们最热衷的方法，但是数值解很难给出带有规律性的结果。摄动法可以通过引入小参数摄动，给出复杂问题的近似解析解，不仅求解方便，而且能够发现解的结构中一些规律性的东西，更利于我们认识事物的本质。所以《摄动方法》是一门具有方法论性质的重要课程。最后讲《量纲分析》。量纲分析是一门十分重要但几乎被我国高等工科学校严重忽视的课程。上世纪我国一大批数理力学家均能十分熟练地运用量纲分析的方法来对系统建模、实验数据进行分析。但是不知何故，现在这门课在高等工科学校的教学计划中几乎绝迹。据传，牛顿最早就是用量纲分析的方法从开普勒第三定律导出万有引力定律的！我们呼吁高等工科学校尽快给《量纲分析》以应有地位。

（二）加大综合实验课的比重，提高学生工程实验技能

我校探测制导与控制技术（航天控制方向）专业的教学计划中，课程实验的课时不少，但是综合实验课的课时严重不足，而综合实验课是培养学生工程实验技能，使其确立工程观念和思想，培养其用实验或试验的手段解决工程问题的最重要的机会。造成此种局面的原因是复杂的，既涉及到师资队伍本身的知识和能力结构，也涉及到当前高校内部考核评价机制不够健全，影响广大教师从事实验教学的积极性等。因此，要根本解决此问题，必须从学校内部管理和评价机制等深层次入手，大刀阔斧改革，进一步健全实践教学评价机制，鼓励一部分优秀教师能专心从事综合实验课的教学工作。

（三）对学生实行“精英化”和“大众化”分离的分类教学模式

探测制导与控制技术（航天控制方向）专业的毕业生未必全部到航天科技工业部门就业，更未必全部从事该领域的学术科研工作。相当数量的毕业生会进入国民经济建设的其他各业，比如工业自动化、机电设计、企业管理等。对于那部分有志于从事航天科技，尤其是在学术科研方面有发展潜力的学生，我们在教学计划中应加大必修课的比重，降低选修课的比重，因为必修课是为今后从事学术科研打基础的非常重要的课程。对于其他学生，则可适度减小必修课的比重，根据其个人兴趣和未来择业方向，给其以自由选课的机会，只要修满规定学分，就是合格的毕业生。当然可以预见，这种改革方案在操作层面上将会遇到不少困难，比如怎么分类、何时分类、分类后能否再调整等问题。改革得好，大家满意；改革得不好，影响稳定。因此，需要我们上下一心，积极探索，谨慎实施。

四、师资队伍建设中的问题与解决思路

师资队伍建设始终是专业建设中的核心关键。上述培养目标、教学内容和教学模式改革无一不牵扯到师资队伍本身的建设。因为教学内容要靠教师传授给学生，教学活动要靠教师来实施，教学改革也要靠教师来贯彻落实，师资队伍的水平决定了教学效果的“最大理论值”和培养目标的实现程度。欲实施前述教学内容的改革，我们感觉到当前在师资队伍方面最突出的问题如下。

（一）任课教师学科专业结构过于单一

我校探测制导与控制技术（航天控制方向）的一线任课教师基本均毕业于“导航、制导与控制”或“飞行器设计”二级学科，学科专业结构过于单一，难以完全适应“航天器控制理论与方法”专业方向厚基础宽口径人才培养的需要。前文提到，要在教学内容中大幅度增加近现代应用数学和近代分析力学的课程，比如《数学物理方法》、《张量初步》、《摄动方法》、《量纲分析》、《分析力学》等，对于这些课程我们就缺乏专业的授课教师。虽然部分课程比如《数学物理方法》在我校其他专业（比如流体力学或电磁场专业）有授，可以让我专业学生全部去他院修课，但是毕竟不同专业对该课的要求和课时均不同，在课程教学管理和课程考试协调上会遇到很大障碍。还有一些课程，即便在其他专业也未必有授，比如《摄动方法》和《量纲分析》等。

（二）一线任课教师中具备较强工程实验技能和教学经验的教师匮乏

近十年来，我们专业新引进的教师全部是国内重点名牌大学毕业的博士，整体上理论学术水平较高，科研创新能力也较强，但是工程实验技能相对薄弱。造成此种现象的原因是多方面的，比如各学校对博士生学术考核的要求偏重于理论水平，而工程实践能力受到一定淡化。这就造成了我们的一线教师中具备较强工程实验技能的比较匮乏。

解决以上问题的初步考虑如下。

1.在现有师资中发掘并动员一些数理力学功底厚实的教师，鼓励其早日为本科生开出上述近现代应用数学和分析力学的课程来，并在教学工作量计算、职称评聘等方面给予倾斜或适当照顾，以激励其为打牢学生基本功多多出力。

2.在新引进师资中，我们不必局限于接收“导航、制导与控制”、“飞行器设计”等学科专业的博士毕业生。对于“应用数学”、“力学”等学科专业的优秀博士毕业生，只要热爱航天及国防教育事业、有志于转型从事航天器动力学与控制方面的应用数学问题或力学问题研究，我们应该张开双臂欢迎。引进这些师资后就不愁我们专业的本科生数理力学功底打不扎实了。

3.尽快引进高水平的实验技师，为我专业的学生开设高水平的综合实验课。在引进师资的学历中，也应该解放思想，实事求是，不能一刀切地“非博士不要”。古人早就说过“不拘一格降人才”，我们现在难道不应该比古人更开明、更有胸怀和眼界吗？

五、结论与展望

世界新一波科技革命浪潮已经掀起，祖国航天事业和科教兴国伟大战略已经向我们吹响了冲锋的号角，国家和社会对新一代高素质、复合型科技人才的需求比历史上任何时期都迫切。作为重点工科大学的一线教育工作者，我们责任重大，必须深刻认识到：越是在科技日新月异的今天，越是要夯实学生的基础；越是在知识翻新快的时候，越是要加强师资队伍自身的建设。只要我们着眼于夯实学生数理力学基本功和工程实践能力基本功，抓住师资队伍建设这条主线，就抓住了问题的要害，相信我们专业方向的人才培养工作会更上一层楼，为祖国航天事业、科教兴国和国民经济建设输送更好、更多的合格人才。

参考文献：

[1]韩艳铧，徐波.正确处理教学科研关系，做一名合格的高校教师[J].中国科教创新导刊，2008，（32）：49-50.

[2]韩艳铧，徐波，陆宇平.重视和改善基础教学工作，培养创新型科研人才[J].南京航空航天大学学报（社会科学版），2008，10（4）：83-87.