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关键词:非物质文化遗产;影视创作;影像媒体;传播
1 湖北省非物质文化遗产现状
在湖北,有人类非物质文化遗产代表作名录4项、国家级名录160项,省级名录312项(466个项目保护单位),有国家级项目代表性传承人57人,省级项目代表性传承人450人,有国家级文化生态保护实验区1个,省级文化生态保护实验区13个,省级非物质文化遗产生产性保护示范基地19个。2014年12月4日由湖北省申报的“三国传说”、“伯牙子期传说”、“武汉杂技”、“越调”、“楚剧”、“岳家拳”、“赵李桥砖茶制作技艺”等21个项目入选国家非物质文化遗产名录。这些富有地域特色和艺术价值的非物质文化遗产类别都可以作为影视创作主题。然而目前关于这些非遗的影像资料非常有限,不利于湖北省非物质文化遗产的传播和发展。许多非遗类别都可用影视创作的形式将技艺历史、技艺过程,从宏观到细节、从整体到部分如实的记录下来,作为影像资料进行文化知识的普及。
2 非遗课题引入教学
非物质文化遗产像一个大海,每个人回到故乡,走到乡村生活中去,你都会发现许多令人感动的非物质文化。在当今转型期的中国,非物质文化遗产像退潮的大海,每时每刻都在迅速的消失着,老一辈艺人默默地故去,文化与技艺也悄悄地消失了。那么,用影视拍摄的方式真实的还原与重现技艺,或是将一些仅剩文字记载的非物质文化遗产类别运用影像的方式还原、再现变得尤为重要。
影视创作作品相比文字、图片、录音更直观、更形象也更真实,对于一些濒临灭绝的非物质文化遗产项目,影视作品都可在保护中发挥重要功用。我们在影视创作课程教学中引入非物质文化遗产保护这一命题,通过对不同影视创作手段的归纳和探讨;对影视语言和影像媒体技术的研究和应用,总结出针对非物质文化遗产影视创作的规律,从而达到对湖北省非物质文化遗产的挖掘和保护。
3 非遗课题小组调研
通过多渠道获取湖北省非物质文化遗产的调研资料,对重点非遗项目给予重点关注。在班级以小组的形式进行组织学生对重点非遗项目进行考察、学习,以图片及影像的资料形式完成资料调研部分。例如名为“武汉传统文化保护小组”对武汉的非物质文化遗产进行了多方面的调查,并开展了讨论会议,对每位小组成员的资料进行了整理分析,根据每个人的特长与优点进行了具体的调研工作安排。首先,小组设计了题为《武汉市传统文化保护调查》的问卷。问卷调查之后的统计分析发现:
3.1 整体性
市民对非物质文化遗产的概念都处于不太了解的状态;所了解的非物质文化以民间表演艺术类、传统手工技艺类、方言类为主;对武汉市非物质文化遗产前景持一般意见。
3.2 差异性
市民认为当前非物质文化遗产保护面临的最大问题各不相同,人们的意识不够、外来文化和现代文化的冲突等为主要趋势,但仍有一部分人持观看态度,认为武汉的非遗有非常大的保护力度,然而保护措施较为缺乏。
4 合理选择影视创作类型
针对拟定的湖北省非遗选题,选择重点的非遗项目进行课堂讲解,指导学生利用多种途径对非遗项目进行学习和认识,拟定影视作品类别及主题。影视作品的制作技术和类型的选择是研究的另一个重要环节。影视创作的主题内容决定了影片的制作技术,主要有:实拍技术、定格技术、动画技术;其中,宣传片、纪录片、商业电影等几种类型可以更好地表现非物质文化遗产命题。在课程中,对不同影片类型的制作技巧进行了分析,对非物质文化遗产命题的剧本写作、分镜头绘制、镜头拍摄技巧以及中后期制作进行了详细的讲解。
“武汉传统文化保护小组”经过对搜集选题的筛选、讨论,小组最终希望运用动画技术,将黄鹤楼传说进行动画作品创作,制作一部公益类宣传短片。拟定了“黄鹤楼传说”这一命题,希望通过影视创作,将黄鹤楼传说的故事进行视觉表达,应用于非物质文化遗产的知识传播。小组通过对黄鹤楼的实地考察,拍摄了大量实际场景资料,结合网络资料,作为短片的角色设计、场景设计的设计基础。
5 影视创作艺术表现
创作一部好的影视作品,不仅要有超凡脱俗的创新思维,而且还需要有较强的艺术表达能力。在影视作品中,艺术表现力是通过视听语言传达到观众心里的,是用画面和声音传达信息的语言,是一种思维方式,作为电影反映生活的艺术方法之一,形象地说所有的影视作品都是由视听语言所书写而成的文章,抽象的说影片是由画面、声音、时间、空间构成的。
影视作品的不同类型有着不同的视听语言表达形式,“武汉传统文化保护”小组所选定的动画宣传片制作,应该在各个故事节点上有重点、有针对、有秩序地进行画面设计,在先期录音的基础上设计每个镜头画面,录音解说词在叙事上干净利落,语言通畅明白,词句短小简洁,语言力求口语化、形象化。
在镜头与镜头的衔接上应多使用画面转场来增强影片的流畅性,通过栩栩如生的人物形象、色彩鲜明的画面、生动感人的生活场景才能起到表情达意效果,作品中应注意典型的细节的处理,细节能以少胜多、以小见大,起到画龙点睛的作用,从而给观众留下深刻的印象,凸现动画作品寓教于乐的独特的风格。
关键词:世界咖啡;课程改革;过程装备与控制工程
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)33-0143-02
一、引言
当今的中国正处在一个以创新、改革为鲜明特征的时代,处在一个经济社会转型期,无论学校与企业,都重视和鼓励建立“学习型组织”。个人和团队也只有在“学习型组织”中的不断地学习、不断地深入认知,才能激发出更多的创造力。目前,在高校的课堂上仍旧是以重教师讲授、填鸭式教学为主,学生只是一个被动接受知识的客体,容易受到教师讲课方式、同伴干扰、电子产品干扰、自身等原因的影响,而在课堂上表现出听课不集中、不听课、睡觉、迟到、早退、玩手机等一系列问题。过程装备与控制工程专业是一个典型的工学专业,其实践性、应用性、特色性鲜明。在专业课堂上必须要培养学生的工程实践应用能力和创新意识,这同样是石油化工装备工程教育的最重要组成部分,所以过程装备与控制工程课程改革势在必行。
“世界咖啡”这一概念是用新的角度将对话作为一个核心的流程,组合与团体能够通过对话来改变周围环境,催生有利于帮助理解与掌握传统课堂的重要知识。每个成员是必不可少的个体,以问题作为吸引,集合多元化的观点,交流和连结不同的观点,集思广益的过程。“世界咖啡”汇谈方式给予人们一种全新的研讨方式去开展主题活动。
基于此,把世界咖啡汇谈方式引入过程装备与控制工程专业课程教学改革,以学生真正学会、学懂、学通专业知识为出发点,让学生对知识有更加深层的理解,在这个过程当中不同观点的碰撞和启迪更容易激发学习的求知热情和创新能力。
二、世界咖啡汇谈简介
世界咖啡汇谈是由Junit Brown(朱尼特・布朗)与Essas David(伊萨斯・戴维)以Peter Senge(彼得・圣吉)的学习型组织为基础来提出的组织学习、解决问题的方法。该方法可以增进成员间的交流,直接作用于提升成员间的合作、创新等能力,而且可以让组织凭借群体智慧来适应多变的、复杂的环境,从而成为真正的学习型组织。世界咖啡汇谈对于实践学习型组织是很适合的方法。现在这种管理方法被越来越多的接收和使用。社会、企业必须要组织中的各个成员真正全新投入并不断有能力地学习才可以保持持续发展。西方的发达国家中绝大多数的大学教育已经使用了学习型组织,通过教育手段来为社会注入优秀的人才,中国的大学教育也将必然选择这样。
在大学教学中,世界咖啡屋的学习方式适用于各种需要理论联系实际、要解决实际问题的学科。在这些学科课程中,应用学生课堂学习或课外获取的知识,通过团队学习,团队合作去解决,往往能产生意想不到的解决问题方式和创新。
三、世界咖啡汇谈在过程装备与控制工程专业教学中的设计
(一)过程装备与控制工程专业简介
过程装备与控制工程本科专业是1998年由原化工设备与机械本科专业拓展改建而来。建设专业需要转变传统的教育思想,拓展专业的范围,目标定位为提升学生的素质、知识和能力,出发点定位为以发展先进制造技术来改革发展本专业。要使学生了解过程装备成套技术各个环节的基础知识,涉及知识面宽,是基于工程材料、化工原理、过程设备设计、流体力学、粉体国学、过程流体机械、过程装备控制技术、过程装备腐蚀与防护等课程学习基础上,熟知关于化工单元设备及成套装备的优化设计、创新改造和新型化工装置技术开发研究的基本能力。要熟知化学工程、动力工程及工程热物理、机械工程、控制工程等学科的基本理论、基本知识;熟知化工单元设备和成套装备的设计方法与控制技术;具有对新装备、新技术进行开发研究与创新设计以及对化工装置项目进行成本评估与投资决策的初步能力;熟知国家关于化工装置设计、开发、研究、环境保护和安全防灾等方面的方针、政策和法规。了解化工装备与控制工程的理论前沿,了解新装置、新技术、新工艺的发展动态:掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力;具有创新意识和独立获取知识的能力。
(二)世界咖啡汇谈模式在过程装备与控制工程专业课程当的教学设计
针对本专业课程学习特点,结合具体课程,进行世界咖啡深度汇谈教学设计。
1.理论联系实际提出问题。世界咖啡汇谈成功的前提是针对课程各章节内容,选择可以引起学生兴趣的主题。在学习各科专业课程的过程中,吸引和引导学生学习兴趣与动力是基础理论知识可以解决工程的问题。因此,虽然每个章节的问题是与知识点相关的,但解决问题不能仅依靠理论知识,更需要学生课下的探索研究和与团队成员之间的讨论。所以,在课程理论知识具备的前提下,教师有选择工程当中的具体问题,让学生开展世界咖啡汇谈讨论。可对化工原理、工程材料、过程设备设计、过程机器、过程装备腐蚀与防护等课程中的知识点,联系工程实践,提出工程问题。学生往往更喜欢和关注工程上的实际问题。
2.关键是轻松、和谐。揭开知识本质的新视角是来关注知识所具有的情境性。所以必须重点关注学习的情境理论。学习的情境理论关注的是对学校传统教育的改革,其关注的不仅仅是学校内部,还关注人们日常生活中的学习研究和各行业从业人员的学习研究。关于认知和学习具有的交互性质与实践的重要性是所有情境理论所强调的。为此,世界咖啡汇谈的情境非常重要,给人以轻松、和谐的氛围有助于人学习和交流的欲望。
3.学生分组并围绕问题组内讨论―第一轮讨论。将5~6个学生分成一组,组成一桌,设置一名桌长,桌长与该桌各成员都是平等的,并负责组织本桌人员讨论,各成员相互鼓励。这样尽量减少组织内部在管理环节上的层次,去除中间传送信息的中转,以更合适组织建立和学习开创性的思考方式。桌上可铺一张大纸,让大家自己的观点写在自己所对应的纸上。
4.组间讨论――第二轮讨论。桌长不动,组员分别去其他小组,参与新一轮的组间讨论。
5.回组讨论――第三轮讨论。组员回到自己所在组,把在它组讨论的新观点、新想法带回本组,进行新一轮的讨论。针对每个问题,组员最少要做到两轮或三轮以上的探讨,每轮讨论都不能少于20分钟,在探讨的过程中可设置课余时间,这样一是不仅让学生增加了接触面,增加思维之间的碰撞,使学生系统思考能力得到了提高,二是通过学生在业余时间里的深入学习和钻研,可以将问题的探讨向广度延伸或纵深,只有这样学生的创新、合作能力才能得到真正提升,与此同时还可以提出解决实际问题的更好地方法。
6.团队汇报与总结。通过根据世界咖啡汇谈的这一程序,在探讨结束后,每个成员都要回到自己最初的团队中,从而形成组织共识(在这一阶段过程中应给予每个团队较充分的时间,并且展示团队的探讨结果)。
7.科学的激励和评价。组长汇报过程中要注意鼓励实效性、科学性、特色性的解决办法,让学生养成踏实地、渐近地解决问题的习惯。针对学生的汇谈成果,要与课程最后成绩的评定挂钩。这样不但可通过帮助学生参加挑战杯、参与教师科研项目,大学生创业创新训练项目等学生科研,鼓励学生等形式,最后真正做到将学生的新想法和学习成果落到实处,形成内在激励办法。
在过程装备与控制工程专业的过程装备制造工艺、过程装备腐蚀与防护、过程机器等课程课堂上,对课程当中的若干知识内容进行世界咖啡汇谈这样的教学设计实践,都达到非常良好的教学效果。学生对知识点的理解,对专业的理解更加深层。对课程的学习不是简单停留在应付考试的层次上,而是对课程与专业的关系,专业与行业的关系的认识有了质的飞跃。
四、结论
过程装备与控制工程专业是典型的工科专业,在工程教育改革的浪潮中,各门课程必须要进行相应的改革创新才能适应国家、社会、企业新的发展需要。将世界咖啡汇谈模式引入大学课程教学改革,将学生的学习和团队、社会实践有机结合起来,不仅能对传统的课堂讲授做出改变,执行理论联系实际的基本原则,也能培养学生团队学习的习惯和能力。在团队的合作中让学生的观察、分析、合作、交流、解决问题等方面的能力得到提升,培养学生养成学习终生、合作的好习惯,更能够适应未来工程岗位的需要。相信世界咖啡汇谈模式与过程装备与控制工程专业课程改革的结合,必能使大学工程专业课程的课堂充满吸引力,使学生的专业知识、专业素养得到更大的提升,让团队合作精神在大学里就培养起来,以为中国的过程工业培养出更多卓越的设备工程师人才。
参考文献:
[1]布朗,伊萨克等.世界咖啡.创造集体智慧的汇谈方法[M].机械工业出版社,2010,(12).
一、培养学生学习物理的兴趣
物理教师首先要激发学生学习物理的兴趣,让学生愿意学习,这样学习效率才会更高。高中学生正处在青年初期,心理发展具有明显的社会性、探索性、创造性、闭锁性和独立性。为适应学生的心理特点,教师应该给学生创造一个展示自我的平台,充分调动学生的积极性,在课堂教学中,采用的教学策略“精彩十分钟”使学生们津津乐道,让每位学生自愿参加成为课堂的主人,选择如《黑洞》《航天技术的发展和宇宙航行》等,以学生感兴趣的方式展示给全班同学。“精彩十分钟”促使主讲人翻阅书籍、上网查询、多方请教等,每次主讲人的精彩讲授都赢得了全班同学的热烈掌声。“精彩十分钟”激发了学生的参与意识、合作意识、共享意识,培养了学生的语言表达能力、信息收集能力等,使学生的潜能得以发挥,为学生的终身发展奠定了基础。激趣的方式应灵活运用于高中物理教学中,要幽默恰当、突出有效。
二、教师要巧妙导入教学内容
在新课程背景下,高中物理教师在实施教学过程中,要探索一些新方法提高教学效率。教学的开始很重要,教师要特别重视教学内容的导入,然而导入要有方法、要有技巧。故事不仅可以吸引学生的注意力,还可以引发学生积极的思考,探索故事中的科学奥秘。通过一些物理学家的趣闻轶事或者物理知识在生活、生产中的应用来引入新课是一种能够吸引学生注意力,提高课堂教学效率的有效方法。如认识《超声波和次声波》之前,先讲“次声波杀人”的故事:1992年11月24日,桂林上空发生了一起空难。当事件的原因经多方调查而未肯定之时,中国声学研究所的专家提出了存在着因“次声波”的作用而致使飞机坠毁的可能性。桂林属半丘陵地带,气团依山势走向而上下浮动,引起气流震动,会产生一种“山背波”的次声波,当飞机遇到这种危害极大的由次声波引起的晴空湍流时,如同落入一个风旋涡中,在挤压力、冲力等多种强劲外力的作用下,造成飞机失控。最新研究结果表明,次声波对飞机的影响还有一种“生物效应”。该理论认为,当次声波的频率接近人体频率时,就有可能产生“共振”,就有致命的危险。通过这个故事除了让学生初步了解次声波的知识外,还能让他们知道物理知识在生活和生产中的具体应用,认识到物理知识对于推动社会进步的重要性,激发学生探索兴趣。除此之外,在物理学史料中有许许多多关于科学家探索、发现物理规律的故事:牛顿通过苹果落地发现了万有引力定律和卫星运行的原理、阿基米德洗澡时领悟出浮力的作用、伽利略观察吊灯而发现摆的等时性、瓦特由水壶盖被顶起而发明蒸汽机……这些史料都是培养学生观察科学兴趣的生动教材。
三、利用教学新手段实施教学
物理教师要利用教学新技术、新方法来提高物理的教学质量,实现教学多种模式的教学方法。子曰:“工欲善其事,必先利其器。”没有任何一门课程可供终身受用。与时俱进,不断丰富自己的教学手段,跟上社会的步伐,才能最大限度地提高课堂效率,发挥主观能动性。首先,图像、文字、声音、动画等的有机结合,多重感官共同刺激下,学生的兴趣会较容易激发。其次,多媒体的使用可以节约板报书写的时间,而且多媒体的书写具有可重复性和任意性,操作方便。最后,当前是信息化的社会,以多媒体技术为主要载体的现代教育要求教师这样做。而且新课标指出:课程改革要“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用,促进信息技术与学科课程的整合”。用信息技术改造某些已有的实验、增加原来不能做的实验,这是大势所趋,教材编者要促进这项工作的开展。但是,由于发展不平衡,也由于我国在这方面还缺少经验,所以不能搞“一刀切”。
四、重视培养学生的思维能力
教师要通过不同的解题方法来培养学生的思维能力,提高学生的多维思维能力,如何培养学生的思维能力呢?解题教学及习题训练是物理教学中必不可少的重要环节。通过解题的训练,尤其是一题多变、一题多解、一题多练及多题归一等变式训练,更有助于加深对知识的巩固与深化,提高解题技巧及分析问题、解决问题的能力,增强思维的灵活性、变通性和创新性。一题多解,培养学生求异创新的发散性思维。通过一题多解的训练,学生可以从多角度、多途径寻求解决问题的方法,开拓解题思路。使不同的知识得以综合运用,并能从多种解法的对比中优选最佳解法,总结解题规律,使分析问题的能力提高,使思维的发散性和创造性增强。一题多变,培养学生思维的应变性,有新意的问题,使更多的知识得到应用,从而获得一题多练、一题多得的效果。使学生的思维能力随问题的不断变换、不断解决而得到不断提高,有效地促进学生思维的敏捷性和应变性,使创造性思维得到培养和发展。任何一个创造过程,都是发散性思维与收敛性思维的优秀结合。
飞天,敦煌壁画中这一凝聚中华民族千载梦想的艺术形象,迎来了她历史性的腾飞――2008年9月25日21时10分,2号F型火箭在夜空下点火起飞,火红的尾焰映红了秋日的大漠戈壁,载着翟志刚、刘伯明、景海鹏3位航天员的“神舟七号”飞船在与敦煌同一纬度的酒泉卫星发射中心腾空而起。
从“神州五号”到“神州七号”,5年3次起飞的神舟飞船,引领着中华民族一步步把梦想变为现实。
根据我国的航天计划,“神七”要解决出舱活动、太空行走,“神八”要解决空间对接,“神九”要解决空间站的建立。由此可见,我们的飞天计划正在大踏步地进行中。那么,亲爱的中学生们,你们对“神舟”了解多少呢?
请跟我们一起走进本次的神舟探秘之旅,向太空进发吧――
文章内容:
魅力看点一:
宇航员首次太空行走
“神七”与“神五”“神六”相比更深的意义在于,“神七”航天员成功地出舱在太空行走。尽管本次出舱活动的只有一名航天员,其余两名航天员在舱内配合和保护工作,相信不久的将来,会有更多的宇航员出舱活动。
宇航员在太空“行走”过程中的速度和飞船是一致的,相对于地球来说,时速达到2.8万公里,相当于每秒行走7-8公里。
魅力看点二:
自主研制舱外航天服
出舱的航天员可能会遇到向着太阳的一面200多摄氏度的高温、背着太阳的一面是摄氏零下数度的低温。为使宇航员免受骤冷、骤热变化和太空微流星体撞伤,并过滤一定程度的辐射,我国自主设计的舱外航天服的外层防护材料采用高级混合纤维制造,具备防辐射、防紫外线、抗骤冷骤热等功能,为航天员提供赖以生存的微环境,保证了航天员安全、有效完成出舱活动。
航天服上有个纤维罩,包含了免提装置的通讯麦克风及喇叭,配合航天服中的传输器及接收器,可以使宇航员与地面控制中心及其他的宇航员通话。舱外航天服还能产生助力,使宇航员在太空穿梭机外能自由行走。
魅力看点三:
伴随卫星的科学试验
作为载人航天应用方面的一项新技术试验――伴随卫星的试验,到现在为止进行得非常成功。小卫星的伴随,比如说空间站或者空间实验室可以延伸大的飞行器的功能,反过来又可以对大的飞行器,(如空间实验室和空间站)进行服务,观测外表、检查可能的损伤。相信在今后载人航天工程中,它是非常有用的工具。
魅力看点四:
不可小觑的气闸舱
对于“神七”飞船来说,特别是和这次出舱活动密切相关的气闸舱的设计,对我国科学家来说也是一个挑战。因为这个气闸舱兼顾了四项功能:第一,它本身是一个储物舱,航天员在飞行过程中,在组装和穿着之前,它是用来储物的。第二,它是一个工作舱,航天员在里面组装,还要做很多的试验。第三,它又是一个气闸舱。第四,它还是一个轨道舱。把这么多的功能组合在一起,而且第一次研制、第一次飞行便获得成功,简直是个奇迹。
答疑:“神六” “神七”
两兄弟有何不同?
1.三大变化
和“神六”相比,“神七”最大的变化有三:一是执行航天员出舱活动;二是飞船满载,三名航天员最长飞行五天;三是飞行期间进行卫星通讯新技术试验。(做客专家:神舟七号飞船总设计师张柏楠)
2.五大不同
“神七”的所有重点都放在实现首次太空行走,所以,和“神六”相比,“神七”有五大不同。
第一,飞船有效载荷增加,加大了火箭的推力。“神七”要搭载3名航天员,并携带舱外航天服(地面重量125公斤)和7天太空生活所需的物品,满足3名航天员要完成各项任务,所以飞船的重量比起“神六”来说增加了很多,外观也与“神六”有所不同。
第二,“神七”轨道舱新添了一个“夹层”。“神七”轨道舱设计了一个“夹层”――“气闸舱”,满足航天员进入太空需要。气闸舱由两道门组成,航天员穿好舱外航天服把第一道门关上,然后把第二道门打开,这样便能够保证原来的舱里的氧气和压力。其原理类似潜水员进出正在深海中的潜艇。
第三,“神七”轨道舱不在轨“驻守”:和“神六”相比,“神七”飞船一个显著不同在船完成任务后,轨道舱不在轨“驻守”,而和推进舱一样,在与返回舱分离的一刻坠入大气层。
“神七”轨道舱之所以不再留在轨道,是因为研究人员把“神七”的试验方向集中在保障航天员顺利出舱活动方面。
第四,航天服要求更适应太空行走。为保障航天员安全和便于出舱活动,舱外航天服必须具有防微流星、真空隔热屏蔽、气密、保压、通风、调温等多种功能。另外,舱外航天服的手套必须既密封又灵活,头盔也要既透明又密封。
第五,航天员像开战斗机一样驾驶“神七”。“神六”在太空飞行期间,费俊龙和聂海胜两名航天员先后进行开关舱门、穿脱压力服、穿舱、抽取冷凝水四大项“在轨干扰力”实验。结果表明,航天员较大幅度动作对飞船姿态影响微小,飞船姿态保持良好。费俊龙甚至还在飞船上连续做了4个前滚翻。
有了“神六”实验的基础,“神七”航天员“像驾驶战斗机一样驾驶飞船”,对行员出身的中国航天员来说,简直是驾轻就熟!(做客专家:北京大学地球与空间环境学院教授焦维新)
解读:
“神七”新技术有诸多突破
三名宇航员组成飞乘组。此前,“神舟”飞船两次载人飞行分别是一人和两人。“神七”搭载三名宇航员,在内部空间和舒适程度上有了提升,能实现宇航员在舱中自由活动,除了意味着空间增大外,还表明飞船舱内环境技术有了质的飞跃。此外,宇航员首次在太空行走,厕所就成了必需品。负责“造厕”任务的南京协力环保科技有限公司总经理施卫东介绍,“神七”太空舱马桶可以伸缩,不用时可折叠起来,节省空间。
新航天服。我国自行研发的新的航天服材料具有防火、抗辐射功能,制造出来的新航天服不但适合太空行走,还非常舒服。
释放小伴星。“神七”宇航员释放足球大小的小型监视卫星,也就是“伴星”。“伴星”上的相机可以提供飞船和宇航员太空行走的即时画面。
宇航员出舱行走。“神五”主要是考验飞船,“神六”两名航天员主要是参与飞船的在轨飞行,而“神七”航天员承担了中国首次出舱行走,这是奠定中国空间站技术基础的重要一步。
运载火箭性能惊人。与发射“神六”的火箭相比,用于发射“神七”飞船的“二号F”火箭共有36 项技术改进,进一步提高了可靠性和安全性。
探秘:
“神舟”在天上是如何被控制的
“神舟”飞船在太空飞行时,不但要跟踪了解它的位置,而且还需要知道它工作的情况是否正常,有没有出现故障;如果有故障,是哪个系统的什么部位的什么仪器有问题,以便采取相应的措施。这时,遥测就派上了用场。
“遥测”就像医生用仪器对病人进行检查,通过取得的数据来确定病情一样。在飞船发射和入轨后的运行中,利用遥测监视飞船上设备的工作状况,并利用遥测的参数计算飞船的姿态,为遥控调姿提供参考数据。载人航天时,还可以监测航天员的生理参数、生活环境参数等,以保障宇航员的生命安全。
“神舟”飞船要完成很多科学试验和特定工作。这些动作的完成主要靠测控通信系统的另外一项任务――遥控。所谓“遥控”,简单地说,就是当飞船出现故障时,采取紧急措施(比如把有故障的仪器甩掉,命令备份仪器投入工作,告诉宇航员采取哪些相应的措施,甚至在紧急情况下改变飞船的执行动作等),命令飞船完成任务。
在“神舟”号飞船的测控通信系统中,除了常规的天地通信手段外,另一个传输信息的重要手段就是电视传输设备,这是载人飞船特有的设备。电视系统的作用很大,在飞船的轨道运行段,通过电视传输系统,地面指挥人员可以了解宇航员的工作情况、生活情况、进餐情况、行走和睡眠情况,甚至通过对他们的面部表情的观察,分析他们的心理状态。作为图像信息,全国甚至全世界都能欣赏到他们这种有趣而奇异的太空生活。通过双向电视传输,还可以实现地面与太空的对话,看到对方的表情、手势,把彼此的距离缩短了,真有天涯若比邻之感,让宇航员感到身在寂寞的太空并不孤独,全世界都在关心和注视着他们。
航天测控通信系统的另一个重要作用,是在飞船返回舱返回途中以及落地后,进行地面搜索人员与航天员的联系。尤其是在故障情况下,返回落点大大偏离预定地区时,搜索人员一时无法找到返回舱,通信设备就起了决定作用,可以发出各种无线电信呼救信号,并通过语音联系,让地面搜索人员尽快找到和营救航天员。
解密:
“神七”航天员是这样炼成的
在北京八达岭附近,有一个叫“唐家岭”的小村庄里,占地约3500亩的“中国北京航天城”就坐落在这里。航天城戒备森严,14名航天员正在为发射的“神舟七号”载人飞船紧张训练。
这14名航天员都出生在上世纪60年代,大多来自农村,从小经受生活的磨炼;他们都是1.7米左右的“矮个儿瘦子”,可谓是“百里挑一”。“神舟七号”搭载的3名航天员就是在他们中产生的。
1.入门“铁人三项”
“铁人三项”是竞技体育中的项目,极具刺激性、挑战性,极度考验人的意志和体能,但是它与航天员的“铁人三项”相比,却要温柔得多。
转椅、秋千、床,是普通人熟悉不过的物件,但它们在承担训练任务后,却令人望而生畏:转椅转得太快,秋千荡得太高,铁床上下转动,其滋味非常人能忍受。
在航天员整个训练中,最令人生畏的是离心机。离心机训练是航天员所有训练中最痛苦的。目前用于“神七”航天员训练的离心机是亚洲规模最大的载人离心机,它有着长达8米的旋转手臂,前端连着一只椭圆形不锈钢封闭吊舱,转动时像有点游乐场中的“飞碟”,但其转动的速度和摇摆角度则是“飞碟”无论如何都无法比拟的。
离心机主要用于训练航天员的超重耐力以及在超重环境条件下操纵飞船和通信的能力。当离心机按照一定的速度旋转起来时,可以模拟出载人航天器上升和返回时的持续超重状态。
在进行这种训练时,航天员的面部肌肉都会在强大作用力的牵引下变形,眼泪不自觉地往外流,呼吸异常困难。航天员身边有一个红色按钮,一旦挺不住了可以立即按动红钮,请求教员暂停。但在“神七”航天员的训练中,这个红色按钮始终没有被按动。
2.倒睡5天5夜
飞船进入轨道的最初几天,航天员体内的血液会因为失重而向头部转移。为了提高对失重环境的适应能力,“神七”航天员要接受5天5夜的头低位卧床训练。
血液重新分布训练在转床上进行,转床不断地变换着航天员的,刺激他们的心血管系统,增强对血液分布的调节能力,使他们能适应失重环境,减轻进入太空时头面部充血、肿胀、鼻塞、头痛等症状。
航天员们必须学会在头低脚高的卧床条件下进食、饮水、睡眠、清洁个人卫生,还要进行摄像机等操作训练。
3.坠铅块行走水池
航天员出舱活动时,在太空处于失重状态,飘来飘去没法行走。所以,加强航天员的失重训练显得格外重要。目前,世界各国航天员进行出舱活动训练一般采用失重水槽。
据了解,“神七”航天员进行模拟失重水槽适应性训练时,身着重达120千克的装备在10米深的水下工作,每次持续时间长达5小时以上,而且是连续多日进行这样的工作。
为模拟太空行走的环境,在水池内练习时,航天员的服装上吊上铅块,再充满气,调节比重后,人体感觉与在太空中没有什么差别。
据专家说,太空行走的感觉就和水中有点儿相似,只不过不适应的状况会更加明显。
体验:
生活中哪些状况下有失重感觉
看了这么多,也许你的眼睛有些疲劳了,那么,让我们赶紧行动起来,体验一下在太空中失重的感觉吧!
方法一:从跳台跳进游泳池中,腾空时短短几秒的感觉和失重的体验一样哦!(不会游泳的,没有大人陪伴的,请勿试验。)
方法二:选择一条经过崎岖山路或者陡坡路线的公交车,坐到最后一排。当公交车经过一个坡度比较大的陡坡时,你会被颠得离开座位。被颠起来到落在座位上的那段时间里,你就有一次体验失重的机会了(请抓牢座位扶手)!
方法三:游乐场的过山车、荡龙舟等项目中,运动中有失重的感觉。
小帖士之一:
太空行走如何走?
有些人以为“太空行走”是航天员在太空散步。其实,“太空行走”与地面行走完全不同。因为太空一无人行道,二无马路,所以“无处可走”。而且,航天员在太空处于失重状态,飘来飘去也没法行走。航天员在太空中移动身体,靠手、机械臂或载人机动装置而不是用脚。为了方便航天员的行动,航天器内外都安装了扶手,航天员用手抓住扶手来回移动身体,严格地讲应该叫“出舱活动”,“太空行走”只是一种俗称。
要实现“太空行走”,至少突破两个技术难题,一是飞船上气闸舱的设置,另一个是航天员的舱外航天服技术。做客专家:(中国空间技术研究院研究员庞之浩)
相关资料一:
什么是“太空行走”?
“太空行走”又称为出舱活动,即航天员在载人航天器之外或在月球和行星等其他天体上完成各种任务的过程。它是载人航天的一项关键技术,是载人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航天器的重要手段。
确切地说,太空行走是宇航员离开地面进入太空以后从一处到另一处的移动。广义上的太空行走,包括三种情况:一是在载人航天器密封舱中的行走;二是在舱外宇宙空间中的行走;三是在其他天体如月球上的行走。通常所说的太空行走,专指宇航员在舱外浩瀚宇宙中行走。这种太空行走,比人们在地面上的行走困难得多。
在太空行走的航天员没有参照物,无法分清物体的远近大小和判断其速度快慢,如无保险措施,很容易“丢失”在茫茫太空中而成为人体卫星。所以太空行走需要采取保险措施――用安全带将航天员与航天器连接起来,防止航天员在太空中“走失”。
相关资料二:
人类太空行走史
人类载人航天事业起步于20世纪60年代,至今宇航员已成功地进行了100多次太空行走。1961年4月12日,前苏联航天员加加林驾驶人类第一艘载人航天飞船绕地球一周后,安全返回地面,从此揭开了人类载人航天的历史。
1965年3月18日,苏联发射载有别列亚耶夫、列昂诺夫的“上升”2号飞船。飞行中,列昂诺夫进行了世界航天史上第一次太空行走,他在离飞船5米处活动了12分钟,完成了目视观测、拆卸工作及其他实验。
1965年6月3日,美国发射载有航天员麦克迪维特上尉和怀特上尉的“双子星座”4号飞船,绕地球飞行62圈。怀特到舱外行走21分钟,用喷气装置使自己在太空中机动飞行。这是美国第一次太空行走。
1969年7月20日,美国航天员阿姆斯特朗和奥尔德林乘“阿波罗号”航天飞船实现了人类首次登上月球的奇迹。
1984年2月7日,美国宇航员麦坎德利斯和斯图尔特从“挑战者”号航天飞机上先后出舱,完成了世界上第一次未系安全带的太空行走。前者最远离航天飞机7米,历时90分钟,后者最远离航天飞机2米,历时65分钟。他们以每小时2.85万公里的速度在距离地面2历公里高的轨道上围绕地球飞行,又无安全带,故被称为人体卫星。
1984年7月17日,苏联发射“联盟”T12号飞船升空。船上载有扎尼拜科夫、沃尔克和女航天员萨维卡娅,与“礼炮”7号空间站-“联盟”T10号飞船联合体对接。25日,萨维茨卡娅和扎尼拜科夫一起进行了3小时35分钟的舱外活动。萨维茨卡娅成为世界上第一位在太空行走的女性。
小帖士之二:
为何采用拉绳回舱方式?
国际上宇航员进行出舱作业的方式主要有两类。
第一类是“脐带”式,就是给出舱宇航员系一根绳子,具有保险功能,有的“绳子”还具有输送氧气和通信作用。这种方式通常简单、安全、成本低廉。
第二类是“自由”式,通常采用载人机动装置,宇航员与航天器没有相连,随身带有生保系统。这种方式可以使宇航员在太空的活动半径更大,但危险系数也更大,宇航装置造价也高昂。
小帖士之三:
中国航天网上行
你想了解中国航天的昨天、今天和明天吗?下面就跟我一起去上网看一看吧,相信一定会给你一个圆满的答复。
1.航天信息网
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2.中国航天报
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3.国家航天局
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相关链接之一:
“神舟”家族编年史
神舟一号
(发射日期:1999年11月20日)
着重考核了五大飞船技术,即飞船系统的舱段分离技术、调姿制动技术、升力控制技术、防热技术、回收着陆的可靠性技术。采用最小的配置,飞船的轨道舱没有进行留轨试验。神舟一号取得成功,标志着中国在载人航天飞行技术上实现了重大突破。
神舟二号
(发射日期:2001年1月10日)
在完善神舟一号在舱内温控、系统配合等方面存在的不足基础上,重点考核了环境控制与生命保障、应急救生两个分系统的功能,进一步检验了飞船系统与其他系统的协调性。轨道舱进行了长达半年之久的留轨试验。神舟二号在太空飞行7天,绕地球108圈后返回地面。这是我国第一艘按载人飞行要求采用全系统配置设计的正样无人飞船。
神舟三号
(发射日期:2002年3月25日)
优化性能,增加了载人有关设备,尤其是增加了在飞船发射出现故障时,用于保证航天员安全脱离危险的逃逸救生塔,进一步优化改进了许多分系统的性能,这些工作对确保航天员安全措施方面得到了较大完善。这是中国发射成功的第一艘完全处于载人技术状态的正样无人飞船,表明中国已完全掌握载人航天天地往返技术
神舟四号
(发射日期:2002年12月30日)
完善了应急救生系统功能,优化舱内载人环境,增加了航天员手动控制系统,增强了整船偏航机动能力。这艘对载人技术考核最全面、与载人飞行技术状态完全一致的飞船发射成功,标志着神舟飞船已经完全具备载人航天条件
神舟五号
(发射日期:2003年10月15日)
对座椅进行进一步改进与完善。神舟五号是自动化程度非常高的载人飞船,配备了多种安全飞行模式,在正常情况下飞船是完全自动飞行的,当出现故障时,可以自动、航天员手控或由地面通过遥控进行各种切换。这一壮举使我国成为世界上第三个用自行研制的宇宙飞船将航天员送入太空并安全返回的国家。
神舟六号
(发射日期:2005年10月12日)
按2人5天并具有7天自主飞行能力,飞船进行了多项技术改进和人性化设计,增强了可靠性、安全性。标志着我国向实现载人航天工程第二步发展目标迈出了可喜的一步。
神舟七号
(发射日期:2008年9月25日)
实现了我国宇航员首次太空“行走”。
相关链接之二:
我国古代的飞行尝试
人力飞行,遨游太空是人类的愿望。受鸟类飞行启发,人类最初尝试飞行是模仿鸟飞的试验。
我国西汉王莽时代,有人用鸟的羽毛做成两只大翅膀装在身上,并在头和身上粘满羽毛,模仿鸟飞行,飞行了数百步才落地。这是人类最早的飞行尝试。
东汉时期,科学家张衡制造出一种木鸟,身上有翅膀,腹中有器件,能飞数里。这就是历史上记载的木鸟飞天的故事。
孔明灯相传五代时,莘七娘随丈夫进入四川作战,用竹和纸做成方形的灯笼,底盘上点燃松树脂(松香油),当热气充满灯笼时,这灯笼会扶摇直上,晚上高挂在空中,作为军中联络信号。这种松脂灯,被称为孔明灯,以纪念三国时期蜀国的政治家和军事家孔明(诸葛亮)。
孔明灯流传于中国许多省份,形状各异,大多数为球形或圆柱形,灯中燃烧的燃料除松脂外,还有用一般的油和木柴等。名称也五花八门,如云灯、云球、飞灯、天灯或宫粉等。
孔明灯就是一种原始的热气球。可见,我国古代热气球已广为流传。
原始火箭在古希腊,有代达罗斯父子向太阳飞行的神话。在我国,有嫦娥奔月的传说。18 世纪初,我国已有“顺风飞车,日行万里”的说法,还画出了飞车腾云驾雾的想象图。后来,关人、飞木鸟的故事就更多了。
现代火箭的诞生,使千百年来人类遨游太空的理想终于实现了。火箭是现代先进科学技术的一大标志,但是,火箭在历史上又是十分古老的。11 世纪左右,我国人民已制造了火箭――它用纸糊成一个筒,把火药装在筒内(实际上就是固体火箭发动机),然后火药筒绑在箭杆上。药筒前头封闭,后头开口(即喷管)。火药燃烧时从后口喷出大量气体,利用反作用力推动火箭前进。这种原始火箭,是现代火箭的雏形。
我国古代劳动人民不但发明了火箭,而且将火箭用于军事,如用火箭攻击敌营等。据古书记载,1126 年,宋、金的开封府之战,宋将就用火箭抗击金兵。
火龙出水现代多级火箭的思想是俄国人齐奥尔科夫斯基在20世纪初才提出的。早在1621 年,我国《武备志》一书就记载了名为“火龙出水”的初始两级火箭。
“火龙出水”由约1.6米长的毛竹制成,前边装有一个木制的龙头,后边装有一个木制的龙尾,龙身下边一前一后装两枚大火箭,龙“肚子”内另装几枚火箭,引火线总联在龙身下面两枚大火箭的底部。
茅元仪所著的《武备志》中说:“水战,可离水三四尺燃火,即飞水面二三里远,如火龙出于江面。筒药将完,腹内火箭飞出,人船俱焚。”也就是说,“火龙出水”发射时,离开水面约1米~1.3 米,由龙肚子底下的两枚大火箭提供推力,把它送到1公里~1.5 公里路之外。大火箭烧完时,引燃龙肚子内的所有火箭,由它们去攻击目标,烧伤敌人,烧毁船只。
这种两级串联式火箭,其原理与我国“”3 号串联式运载火箭相似。我国“”3 号三级火箭就是采用一级燃烧完,点燃二级;二级燃烧完,点燃三级,从而把通信卫星送上太空的。
万户登天在月球背面,有一个叫着“万户”的火山口。人们为什么把它起名为“万户”呢?这是有原因的。
世界上第一个航天员是前苏联的加加林。1961 年4 月,加加林由“东方”号运载火箭送上太空而轰动了全球。但最早进行这类尝试的是中国明朝的学者万户。
我国是最早发明和使用火箭的国家,这是举世公认的事实。1500年前后,万户提出了乘火箭遨游太空的设想,比前苏联“火箭始祖”齐奥尔科夫斯基早提出300多年。
万户的设想是这样的:在一把椅子后面绑上47 枚当时最大的火箭,人坐在椅子上,双手拿着大风筝。利用火箭的推力把人送上天,再巧妙地拿着风筝返回地面。
万户不仅这样想了,而且这样做了。在一个晴朗的早晨,万户把椅子架起来,把47 枚火箭捆在椅子后面。他自己高兴地坐在椅子上,让助手同时点燃这47 枚火箭。霎时,火箭被点燃了,可惜,一声巨响,火箭爆炸了,只见硝烟弥漫,碎片纷飞,万户为人类航天事业献出了生命。为“宇航先驱”纪念万户献身航天事业的伟大创举,科学家们将月球背面的一个火山口命名为“万户”。
相关链接之三:在电影里遨游太空
虽说电影在很大程度上是虚构的,但是其中不少的场景和知识都来源于现实。
《阿波罗13号》
导演:朗・霍华德
主演:汤姆・汉克斯、凯文・贝肯、艾德・哈里斯、朗・霍华德
点评:
影片根据真实事件改编,再现了1970年太空船“阿波罗13号”登陆月球的壮举。摄制组将一架波音707飞机内部改造成太空船的模样,飞上天后再急速滑落,以产生失重效果。虽然时间只有1分钟,但可想而知,演员们已经被这辆“超级过山车”折腾得够呛。汤姆・汉克斯的表演相当出色,连太空英雄弗洛尔也称他演得像。
这部影片绝对是极品“科普教育片”,现在很多人对航天的基本认知大概就是从这里来的。影片节奏紧凑、险象环生,看起来一点儿也不觉得枯燥!
《火星任务》
导演:布莱恩・德帕马
主演:加里・西尔斯 、唐奇・德尔、康妮・尼尔森、蒂姆・罗宾斯、杰里奥・康奈尔
点评:
这是一部反映探索火星的科幻片,拍摄全过程都有美国国家航空航天局(NASA)做技术顾问。影片中,从宇宙飞船的外观与内部陈设、全触摸式的交互界面和自动化程度很高的飞船操作系统,到种种火星探测仪器,都以目前空间科技的研究、模拟做参照,画面令人十分震撼。为了求得真实感,影片还花费了大量资金拍摄失重场面,包括了一段失重状态下的太空舞蹈。
此外,影片还着力刻画了宇航员风趣幽默的个性、科学的态度和奉献精神,以及职业的高度风险。影片中有一幕非常感人:飞船遇难后,船长伍迪为救大家,冒险只身前去挂接补给舱。大家得救了,但他却“飘”在太空里,为了不让妻子为救自己作无谓的牺牲,他勇敢地摘下了自己的头盔,结束了自己的生命。
《世界末日》
导演:迈克・贝
主演:布鲁斯・威利斯、本・艾弗列克
点评:
一颗巨大的陨石正在飞向地球,18天内将和地球相撞,地球上的一切都将灭绝。怎么办?美国太空总署想出了一个办法:派人乘坐航天飞机登陆陨石表面,钻出一口深井,埋入核弹将其炸毁。经验丰富的油田钻井工亨利和他的钻井队员被选中,执行这项星际爆破任务。
他们参加了有史以来最短的航天速成班训练――12天,随即分坐两艘航天飞机抵达陨石,在经历了各种困难后,终于把核弹放进了陨石核心。
没想到老美也生产伪劣产品,核弹的自爆装置居然失灵,亨利只好毅然留下人工引爆,与陨石同归于尽。
相关链接之四:伴随书香感受太空
《登陆火星》
作者:(美)史蒂夫・斯奎尔斯 出版:中国宇航出版社
本书是美国航空航天局(NASA)“火星探险车”项目首席科学家史蒂夫・斯奎尔斯博士在“精神号”和“机遇号”火星探险车成功登陆火星,顺利完成9个月的探测任务后创作的一部纪实文学。
在本书中,史蒂夫博士丝丝入扣地讲述了长达17年的火星探险车项目发展和成功的历程,描述了探险项目过程中每一次辉煌的成功和令人沮丧的挫折――既有可能导致灾难的设计缺陷,也有科学家和工程师之间的紧张冲突。如书中回顾了为把探险车送上发射塔,科技人员与时间赛跑的扣人心弦的情景,让我们深入了解了完成这一壮举的杰出人物。再如探险车登陆火星后,控制人员又克服了一系列前所未有的困难,包括火星恶劣的气候以及“精神号”与控制中心几近致命的通信中断。天道酬勤,探险车的发挥超出了所有人的预期。斯奎尔斯和他的团队首次证明了火星的环境条件曾经有可能支持生命。
本书成功地再现了献身航天事业、在风险与艰难中大胆探索的美国科学家和工程师的团队群像,以及他们在探险项目合作中虽有矛盾冲突,但相互理解、相互尊重的感人至深的情怀。
《放飞神舟》
作者:石磊 主编 出版:机械工业出版社
这是中国首次公开出版绝密级的中国载人航天工程纪实,作者系《中国航天报》总编辑。因工作需要,她11年来亲历宇宙飞船研制、发射现场和宇航员训练基地,拍摄了大量的资料照片。本书以图书的方式,真实地记录下中国宇宙飞船发展的全貌,成为唯一零距离接触并阐述中国飞天历程的作者。书中大量的资料和照片首次与读者见面,包括目击者亲历现场得来的第一手感受,都是读者无从得见的宝贵信息。
《奔向月球》
作者:吴伟仁 主编 出版:中国宇航出版社
《奔向月球》一书立足于配合我国月球探测工程的实施,向社会普及科学知识,使更多的人关心、了解和支持月球探测工程。该书简要介绍了备受瞩目的我国绕月探测工程的立项和研制过程,阐明了月球探测的科学与工程目标,相关技术和科学原理,揭示了探月工程的重大意义。
该书以通俗易懂的文字,图文并茂的形式,介绍了月球科学知识,回顾了人类探测月球的艰辛历程,展示了当前各国月球探测的重大计划和重大活动,展望了人类重返月球与建设月球基地的未来远景,具有知识性、新颖性和权威性。
《别闹了,美国宇航局》
作者: 龚钴尔 出版:上海文艺出版社出版