前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇航天技术的发展史范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
“倒计时,10、9、8……3、2、1,点火!起飞!”伴随着巨大的轰鸣声,搭载神舟十一号载人飞船的二号F 遥十一运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约575秒后神舟十一号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空,发射取得圆满成功。这是我国组织实施的第六次载人航天飞行。
从无到有、从弱到强,中国载人航天事业不断取得新突破。中国进行载人航天研究的历史可以追溯到20世纪70年代初,在中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”上天之后。当时的国防部五院院长钱学森就提出,中国要搞载人航天。国家当时将这个项目命名为“714工程”,并将飞船命名为“曙光一号”。进入80年代后,中国的空间技术取得了长足的发展,具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力。特别是1975年,中国成功发射并回收了第一颗返回式卫星,使中国成为世界上继美国和苏联之后第三个掌握了卫星回收技术的国家,这为中国开展载人航天技术研究打下了坚实的基础。
1986年3月3日,王淦昌、陈芳允、杨嘉墀、王大珩四位科学家联名向中央呈报了一份《关于跟踪世界战略性高技术发展》的建议。中央很快就批准了这个建议,这就是后来著名的“863”计划。“863”计划对中国载人航天工程起到了催生的作用。1992年1月,中国政府批准载人航天工程正式上马,并命名为“921”工程。在“921”工程的七大系统中,核心是载人飞船。1992年9月,中央决策实施载人航天工程并确定了我国载人航天“三步走”的发展战略:第一步,发射载人飞船;第二步,发射空间实验室;第三步,建造空间站。从1999年以来,中国载人航天工程共进行了11次飞行任务,先后实现了从无人飞行到载人飞行,从一人一天到多人多天,从舱内实验到出舱活动,从单个飞行器飞行到两个航天器交会对接等一系列重大突破,取得了圆满成功。
从神舟一号到神舟十一号,中国载人航天事业稳步前行。从1992年启动载人航天工程以来,中国航天事业不断取得新突破,成为世界上第三个独立掌握载人航天技术、独立开展空间实验、独立进行出舱活动的国家。神舟一号――实现天地往返重大突破。1999年11月20日,我国第一艘无人试验飞船“神舟一号”在酒泉卫星发射中心顺利升空,经过21个小时的飞行后顺利返回地面。“神舟一号”试验飞船的成功发射与回收,标志着中国载人航天技术获得了新的重大突破,是中国航天史上的一座里程碑。神舟二号――中国第一艘正样无人飞船。“神舟二号”是我国第一艘正样无人飞船,技术状态与载人飞船基本一致,它的成功发射标志着我国载人航天事业取得了新进展,向实现载人飞行迈出了重要一步。神舟三号――载人航天安全性提高。与“神舟二号”相比,“神舟三号”飞船在运载火箭、飞船和发射测控系统上,采用了许多新的先进技术,进一步提高了载人航天的安全性和可靠性。这次发射成功标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展,为把中国的航天员送上太空打下了坚实的基础。神舟四号――突破中国低温发射的历史纪录。“神舟四号”的配置、功能及技术状态与载人飞船基本相同。神舟五号――成功实施首次载人航天飞行。2003年10月15日,我国第一艘载人飞船“神舟五号”成功发射。中国首位航天员杨利伟成为浩瀚太空的第一位中国访客。“神舟五号”21小时23分钟的太空行程,标志着中国已成为世界上继俄罗斯和美国之后,第三个能够独立开展载人航天活动的国家。神舟六号――成功实现多人多天飞行。2005年10月12日,“神舟六号”成功发射,航天员费俊龙、聂海胜被顺利送往太空。“神舟六号”进行了我国载人航天工程的首次多人多天飞行试验,完成了我国真正意义上有人参与的空间科学实验。“神舟五号”和“神舟六号”飞行任务的圆满成功,标志着我国实现了载人航天工程“三步走”发展战略的第一步任务目标。神舟七号――航天员出舱在太空行走。2008年9月25日,“神舟七号”成功发射,航天员翟志刚出舱作业,刘伯明在轨道舱内协助,实现了中国历史上第一次太空漫步,中国成为第三个有能力把太空人送上太空并进行太空漫步的国家。神舟八号――与“天宫一号”实现对接。2011年11月1日,无人飞船“神舟八号”发射升空。升空后2天,“神舟八号”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后,“神舟八号”飞船脱离“天宫一号”并再次与之进行交会对接试验,这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。神舟九号――实现“天宫一号”与神九载人交会对接。2012年6月16日,“神舟九号”发射升空,共搭载三名航天员――景海鹏、刘旺、刘洋。刘洋也成为中国第一个飞向太空的女性。飞船于2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行,14时左右与“天宫一号”实施自动交会对接。这是中国实施的首次载人空间交会对接,也是在2020年前后建立空间站计划的重要一步。神舟十号――中国载人天地往返运输系统首次应用性飞行。2013年6月11日,“神舟十号”载人飞船将三名航天员――聂海胜、张晓光、王亚平送入太空。“神舟十号”是中国载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。它的成功发射标志着中国已经拥有了一个可以实际应用的天地往返运输系统,中国人向着熟悉太空、利用太空、享受太空的梦想又迈进了一大步。神舟十一号――中国持续时间最长的一次载人飞行。2016年10月17日,搭载两名航天员――景海鹏和陈冬的“神舟十一号”成功发射。“神舟十一号”是中国载人航天工程“三步走”中从第二步到第三步的一个过渡,为中国建造载人空间站作准备。
“10!9!8!……”
“点火!发射!” 望着眼前仿真的二号F型火箭托举着“神舟”5号载人飞船进行模拟发射的场景,我仿佛看见山谷里亮起了一道闪电,耳边滚来了一阵雷鸣。 瞧,“”二号F型火箭托举着“神舟”5号载人飞船,腾空而起,冲破翻腾的烟雾,直刺霞光满天的苍穹,把一团桔红色的烈焰留在了秋日的大漠长空。这是梦吗?不,这不是梦!这是2003年10月15日在我国酒泉卫星发射中心出现的那壮观的场面。这是中国人民渴望了很久很久,等待了千年的伟大时刻,二号F型火箭托举着13亿人的希望与祝福冲向浩翰太空,圆了中华民族千年之梦,神州为之欢呼,世界为之瞩目。
2003年10月15日,在历史的长河中,是一个极其普通的日子。然而就在这一个普通的日子里,中国首飞航天员杨利伟顺利进入太空,中华民族延续千年的飞天梦想一夜成真,我国成为世界上第三个掌握载人航天技术的国家。这一天也就注定被定格在历史辉煌的一页上了。
为了这一天,多少人殚精竭虑,青丝成白发;为了这一天,多少人顽强过关,累倒在实验室中;为了这一天,多少人无怨无悔,默默奉献一生。从远古“嫦娥”奔月的传说,从敦煌“飞天”的美丽壁画,从战国时期屈原对长空发出的“天问”,从明代幻想家万户乘坐绑在一起的47支火箭飞向空中的尝试,中国人的飞天梦想几乎与我们这个古老民族的沧桑历史一样久远,这个跨越千年的美梦,竟在今天奇迹般地出现在世人面前,载着中国航天员开始遨游太空,对神秘的宇宙深空进行探测。
你知道吗?就为了这一天,为了这次看似轻松的太空旅行,中国第一代航天员整整准备了5年,从翱翔蓝天到遨游太空,汗水与牺牲铺满了这条布满荆棘的漫漫飞天路。为了这一天,一面鲜红的国旗,14只紧握的拳头,铿锵有力的誓言久久回荡:“祖国的载人航天事业高于一切,为实现中华民族飞天梦想不懈奋斗!”为了这一天,14位中华民族的优秀儿郎紧紧地凝聚在一起,发扬了特别能吃苦,特别能战斗,特别能攻关,特别能奉献的载人航天精神,因为他们心中有着一个共同的心声:“我们只是中国载人航天伟业的很小一部分。支撑我们的,也是支撑所有航天人的,是为了那个共同的梦想能够由我们这一代人变成现实”。因此,正像杨利伟在完成任务后对南开大学的研究生所说的那样:“神舟五号载人航天飞行的成功是千千万万人奋斗的结果,荣誉属于全体从事航天事业的航天人,荣誉属于伟大的祖国和人民。”
是啊, 随着“神舟”五号载人飞船航天飞行成功,一种豪迈向上的民族精神在神州大地升腾激荡,一股爱国主义激情在亿万华夏儿女心中涌流。成千上万航天人以自己的智慧、心血和无私奉献共同铸就的载人航天精神,“神舟”五号载人飞船直上九天的耀眼光芒,已化作民族奋进的精神火炬,激励人们昂然踏上中华民族复兴伟业新的征程。此时此刻,当我再次仰望“神舟”5号所驰骋的星空,禁不住思绪万千……
关键词: 遥感;原理;分类;制图;应用
遥感,从广义来讲,就是指遥远的感知,非接触远距离的探测技术。从狭义来讲,指借助于专门的探测仪器(传感器),把遥远的物体所辐射(或反射)的电磁波信号接收记录下来,再经过加工处理,变成人眼可以直接识别的图像,从而揭示出所探测物体的性质及其变化规律。遥感技术指从高空到地面各种对地球观测的综合性技术系统总称。它由遥感平台、探测传感器以及信息接受、处理与分析应用系统等组成,周期性地提供监测对象数据和动态情报。遥感技术(Remote Sensing)是一门建立在空间科学、电子技术、光学、计算机技术、信息论等新的技术科学以及地球科学理论基础上的综合性技术,为现代前沿科学技术之一,具有宏观、动态、综合、快速、多层次、多时相的优势。在新技术迅猛发展的今天,遥感技术伴随着航空、航天技术的发展而不断提高与完善,服务领域因之而不断扩展,受到普遍重视,显示出极其广泛的应用价值、良好的经济效益和巨大的生命力。
一、遥感的基本原理
振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波长由短至长可依次分为: γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波的光谱段。 太阳作为电磁辐射源,它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时,会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响,因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有: 紫外、可见光和近红外波段。 地面上的任何物体(即目标物),如大气、土地、水体、植被和人工构筑物等,在温度高于绝对零度(即0°k=-273.16℃)的条件下,它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时,地面上的物体就会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同,因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反射光谱相比较,从而可以对地面的物体进行识别和分类。这就是遥感所采用的基本原理。
二、遥感的分类
为了便于专业人员研究和应用遥感技术,人们从不同的角度对遥感作如下分类:
1、按搭载传感器的遥感平台分类 根据遥感探测所采用的遥感平台不同可以将遥感分类为地面遥感和航天遥感。
2、按遥感探测的工作方式分类 根据遥感探测的工作方式不同可以将遥感分类为主动式遥感和被动式遥感。
3、按遥感探测的工作波段分类根据遥感探测的工作波段不同可以将遥感分类为紫外遥感、红外遥感、微波遥感、多光谱遥感。
4、按遥感探测的应用领域分类根据遥感探测的应用领域,从宏观研究角度可以将遥感分类为外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等; 从微观应用角度可以将遥感分类为: 军事遥感、地质遥感、资源遥感、环境遥感、测绘遥感、气象遥感、水文遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感、灾害遥感及城市遥感等。
三、遥感资料的制图应用
1、航天遥感制图
所谓航天遥感是指以航天器为传感器承载平台的遥感技术。航天遥感实践中,针对具体应用需求,选择不同的传感器如:成像雷达、多光谱扫描仪等,通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新的图像数据,利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理,同时,借助应用区域现有较大比例尺的地形数据,对影像数据进行投影变换和几何精纠正,并从地形图上获得境界、城市、居民点、山脉、河流、湖泊以及铁路、公路等典型地貌地物信息和相应地名信息,进行相应的标注和整饰,制作数字正射影像图。
航天遥感制图不仅在国土资源调查、土地利用监测、城市规划监测、重点风景名胜区监测中有了典型应用,而且,国家863计划信息获取与处理技术主题重大课题还开展了利用分辨率为0.61m的QUICKBIRD卫星影像进行城市大比例尺地形图的更新研究。此外,高分辨率卫星遥感影像还可提供立体像对,可用于直接生成DEM数据,甚至可以进行大比例尺地形图的获取与更新测绘。
2、航空遥感制图
所谓航空遥感是指以航空器如飞机、飞艇、热气球等为传感器承载平台的遥感技术。根据不同的应用目的,选用不同的传感器:如:航空摄影机、多光谱扫描仪、热红外扫描仪、CCD像机等,获取所需资料包括:航摄像片和扫描数据。其制图应用一般包括两大方面:
(1)摄影测量制图
在测绘领域中,摄影测量学已经是一门从理论到实践都非常成熟的学科。在我国应用摄影测量的原理和方法测绘地形图有相当长的历史。目前,1:5000及其以下小比例尺地形图的测绘,基本上都采用摄影测量方法施测。计算机技术的发展给摄影测量制图带来了新的发展和变化,不仅在内业测图仪器上实现由测绘线划图到直接测绘数字地形图的转化,而且诞生了抛开了传统的摄影测量仪器设备,以软件实现地形数据采集与处理的数字摄影测量技术,这无疑是摄影测量技术发展史上的一次革命。
(2)正射影像图制作
正射影像图是一种既具有地物注记、图面可量测性等常规地形图的特性又具有丰富直观的影像信息的一种图件,是将航摄像片的中心投影经过机械式的或数字式的纠正转变为正射投影形式而生成的影像图件。正射影像图制作的优势在于,生产周期短、成本低。正射影像图分为“常规正射影像图”和“数字正射影像图”两大类,前者是通过影像拷贝和正射投影仪纠正工艺,以纸基或胶片基承载的平面型影像图件。后者则是应用数字摄影测量技术和工艺制作的以数字形式存在的影像图件,可以方便地输出成纸基或胶片基图件。目前,由于计算机技术和影像处理技术的发展,以数字形式存在的影像图件在生产技术上日趋成熟并不断完善,已经占据主导地位,并与方兴未艾的城市 GIS 技术相得益彰,应用广泛。特别是数字影像图在色彩处理方面的优越性,使其更具应用价值。
[关键词]物理学史物理学美价值
中学物理教育不仅要对学生进行物理知识的教育,还应在教学过程中对学生进行审美教育。物理学的发展史集中体现了人类探索和认识客观世界的现象、特性、规律和本质的历程。物理学史告诉人们,每一个物理概念和规律的形成,都是汇集着许多人艰辛的努力,常常需要几十年乃至上百年的努力,才能迈出有意义的几步。物理学美不仅体现在物理知识的形式上、内容上、结构上、物理学的研究方法上,而且体现在科学探索的过程中,体现在物理学家们的非凡的想象力,探索精神和高尚的思想品德上;通过物理学史展示物理学家求真、求美的过程,让学生感受科学家探索未知世界的过程,感受他们尊重自然、尊重客观意志的“真”,体会他们推动发展的动机的“善”,不屈不饶的科学精神,高尚的人格,坚强的毅力等,达到以美感人,以美育人的目的,引导学生自己去追求和创造物理美,并将美的认识转化为追求美的自觉行动。
一、通过物理学史,感受经典实验的美妙,体会科学方法美
科学方法是人类智慧的结晶,是人们在认识和改造世界的实践活动中总结出来的正确思维和行动方式。物理学史证明科学理论的重大突破,必然伴随着新的科学方法的诞生。在物理学史上有很多精美的物理实验,不但在实验设计上极具创造性,而且实验装置设计上非常具有新颖性和实验技术上具有艺术性,经过艰辛的过程,通过长时间的努力,克服无数困难,才做出物理学上的重大发现或技术上的伟大发明。在教学中充分展示这些精湛优美的实验可以使学生发现和体验物理实验的精彩和美妙。例如:引力常数的测量,在牛顿发现万有引力定律一百年后,卡文笛许设计出扭秤实验,通过三次巧妙放大,将力的测量变换为力矩的测量;又将力矩的测量转变为石英丝转动角度的测量;再将转动角度的测量转变为光点移动距离的测量。这一精妙设计终于获得了历史性的突破,测出了这一微小的引力常量。著名的伽利略“斜面圆球滚动实验”,就给人一种简洁的美,它的美体现在对实物形态实验的超越,使实验条件、实验过程在思维中以理想化的方式表现出来,通过猜想、设计、推理,由有限个实验归纳出一般的结论,没有考证所有可能的情况。讲述这段物理学史,使学生了解到伽利略开创了把物理实验与科学思维相结合的物理学研究方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。伽里略在物理学史上占有重要地位。被后世誉为“近代科学之父”,这不仅与他在科学上的伟大成就有关、而且与他在科学方法上的革命性转变分不开。正是由于他在科学方法上的创新、引导自然科学走上了正确的道路。
二、通过物理学史,感受科学家的精神美、人格美、毅力美
在物理教材中涉及到许多中外著名物理学家。他们生平大量动人的事迹,尤其是不怕挫折的拼搏精神、爱国奉献的敬业精神和相互协作的精神都是—部绝好的美育教才,能激起学生心灵的震动。教学过程中,若能让学生了解物理学家勇于探索,实事求是的科学精神;以苦为乐,顽强拼搏的不屈精神;只图贡献,不求索取的奉献精神;坚持真理,并为捍卫真理不怕牺牲的献身精神等。这无疑是最理想、最成功的情感教育。
物理学史表明,物理学大厦并不都是成功者创造的,它是成功者与失败者共同创造的。焦耳为准确测得各种情况下热功当量值,历经40年,进行了400多次实验。法拉第“磁生电”经过十年的研究;居里夫人为了从沥青铀矿中提炼出纯净的镭,经过近一千三百五十个日日夜夜的奋战,从8吨铀沥青矿渣中提炼出0.12克纯氯化镭,开普勒在困境中还是坚持对行星运动的研究,从大量的观测数据中,花了近十年的时间,计算出了行星运动的三大定律等等;爱迪生为了寻找一种合适的灯丝,试用了一千六百多种材料。所以爱迪生说:“失败也有我需要的……”。还有许许多多的物理学家,他们坚持不懈地探索的科学精神和献身科学、捍卫真理的感人事迹,光辉的言行和高尚的品格,为人处世和爱国主义的热情,无不显示了物理学家的精神美。因此在教学中引入物理学史的实例,通过讲述这些物理学史来培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和锐意进取、百折不挠、不断创新的科学精神,激励学生以科学家在创造伟大业绩所表现的人格力量为楷模,树立科学的世界观和人生观,确立为科学真理而献身的崇高品质。
三、通过物理学史,激发学生科学审美情趣和提高对科学美的审美能力
自然界本身是一个简单、和谐、统一的整体,作为描述和揭示自然现象和规律的物理科学也应是简单、和谐和统一的。“多样统一”是人类追求的永恒主题。整个物理学史,在某种程度上也可以说是物理学大师们为建立统一的物理理论的奋斗史,也是物理学家追求美的历史。牛顿为追求天体运动和地面物体运动的完美统一发现了万有引力定律;焦耳为追求热与功的完美统一测出了热功当量;法拉第为追求电和磁的完美统一发现了电磁感应现象;爱因斯坦为追求时间与空间的完美统一发现了相对论、为追求质量与能量的完美统一发现了质能方程等等。作为支撑经典物理大厦的牛顿运动定律,在宏观低速领域,实实在在地展现其简洁和完美;而作为现代物理大厦支柱的相对论和量子力学,又从更广阔领域描绘了一幅极其简洁的物质组构和运动的生动图像。科学的美,还体现在科学技术的巨大进步上,海王星与冥王星的发现、人造卫星的升空、原子弹的制造等等,这些无不叫人惊叹科学的伟大。在物理教学中渗透科学家追求科学完美的典型事例能促进学生对科学美的认识转化为对科学美的追求。
四、利用物理学史,激发学生的爱国热情
物理学史是一部科学文明的发展史,在物理教学中,结合教学内容介绍我国古代在物理学方面对世界的卓越贡献和我国现代物理学相关技术的飞速发展及成就,这既能使学生了解祖国灿烂辉煌的文化,培养学生民族自尊心和自豪感,又能增强学生的民族自信心,激发学生爱祖国爱民族的热情;介绍物理学的前沿知识,了解当前我国现代物理学相关技术与世界科技发展存在的差距,这样不仅能使学生开阔眼界,领略了知识的巨大力量和科学技术的日新月异,还能使学生感受物理学美和人类智慧美。从而激发学生的求知欲,唤起学生的时代责任感与使命感,有勇气肩负祖国赋予的使命,树立为提高我国科技水平而勤奋学习、刻苦钻研、勇于探索、献身科学的信念。
例如,我们讲述“声波”时,就要讲讲北京天坛绝妙建筑;在学习“原子和原子核”时,就应提到在现代物理前沿领域所作的巨大成就的李政道、杨振宁、丁肇中等科学家;在讲“超导”时,应介绍我国在超导材料方面所做出的巨大贡献;我们在讲述“天体运动”时,不能不介绍“神五”、“神六”、“神七”“嫦娥一号”的发射,介绍我国航天技术的现状和发展,介绍平均年龄只有三十岁的航天人。学生会为自己的祖国感到自豪,为这样一群年轻人而感到自豪。这不但能激起学生的学习兴趣、民族自豪感、使命感和责任感,还能激发学生爱国热情,报国之心。
五、通过物理学史,渗透概念形成的历史背景和过程,挖掘美育因素
一、在小学科学课程中高技术的性质
考察技术发展历史,在技术发展的早期,人们通过反复尝试,经过不断试错,积累成功的经验,形成某种技术。这种技术不是以科学为先导的,而是以经验为基础的,称为经验技术。小学科学课程中,像《制作红果酱》这样的食品加工技术,像《电池》这样的技术产品应用的技术,都属于经验技术。换言之,都是不需要知道科学原理,就可以进行技术操作和体验,进行技术理解的课程。
高技术蕴含着复杂和深奥的科学原理。对人类来说,是科学原理指导下的技术,但对小学生来说只能观察其结构,认识其功能。我们进行了“关机你都知道什么”的课前调查发现:学生大多能说出飞机的大致结构,如有机身、机翼、可能有发动机做动力;直升机有机身、螺旋桨、可能有发动机做动力;知道飞机能飞与机翼有关系;能说出多种飞机的用途(功能);会提出飞机那么重为什么能飞的问题等。这样的高技术,对小学生而言,不知道其中的科学原理,只能去认识其功能。也就是说,基于人类的发明成果和经验去认识和理解的技术,对小学生也属于经验技术。即可以不知道科学原理,但可以通过其实现的功能去理解的技术。因此,小学科学课程中的高技术是可以认识理解的经验技术。
二、回溯技术发展史,寻找原初技术
每一个具w技术,都是从简单到复杂,存在一个结构和功能不断完善的发展过程。飞行技术初始阶段在哪呢?人类飞翔的梦想一直激励着勇敢者不断地探索,从风筝、到“翼人”滑翔,从直翼飞机到螺旋翼飞机。客机、战斗机、直升机、武装直升机,各种各样的无人飞机。在大气中的飞行器,有两种结构是普遍具有的,一个是直翼,或说平行翼;另一种是螺旋翼。
现代飞机,不管结构多么复杂、性能多么先进、功能多么变化,其依托的基本结构却只是简单的直翼和螺旋翼。作为小学科学教学,存在小学生可以操作的直翼和螺旋翼吗?看看小学生玩的纸飞机、竹蜻蜓,这些简单的玩具,正是我们寻找的飞行技术的最基本技术,也就是我们寻找的这种高技术的原初技术。
三、建立原初技术与高技术的表征联系
技术的成果是物化的产品。不管是制造技术物,还是技术装置,都要通过设计和制作过程。在设计过程,我们将头脑中想象的制造物,用语言或者图形表达出来。而头脑中的这些制造物,就是技术的形象或表征。在制作过程,又将这些形象或表征与具体的操作物相协调,根据形象或表征的联系进行技术物的组织,最终实现技术产品。也就是说,技术过程是对技术形象和表征的操作过程。对技术过程的理解也是以这种现象和表征的联系为基础的。
飞行技术的原初技术具体表现为纸飞机和竹蜻蜓。纸飞机的技术表征是纸翼,竹蜻蜓的技术表征是扭曲的木片或塑料片。选择现代飞行技术的两个典型,客机和直升机。客机的技术表征是平行机翼,直升机的技术表征是螺旋机翼。在飞行过程中,纸翼对应平行机翼,扭曲的木片对应螺旋机翼。建立原初技术表征与高技术表征的联系,为体验原初技术,理解高技术的教学设计确立了指导思想。
四、体验原初技术,理解高技术
体验原初技术,学生要掷纸飞机,飞竹蜻蜓。学生可以反复尝试飞行,但要努力思考回答下面的问题:纸飞机和竹蜻蜓为什么能飞?纸飞机和竹蜻蜓在空中飞行的样子有什么不同?纸飞机和竹蜻蜓为什么落下?
当掷纸飞机时,纸飞机会飞起来;两只手夹住竹蜻蜓的柄用力一搓,竹蜻蜓也会飞起来。但是二者的飞行方式不同,纸飞机是滑翔,直升机是旋转着上升。飞行一段时间后,纸飞机和竹蜻蜓都会落下来,力量大一些,飞行时间会长一些。因为人手给它们的动力不足以支撑它们飞行更长的时间。学生感受纸飞机和竹蜻蜓的区别是结构不同、飞行方式不同;相同的地方是都能飞、起飞时都需要动力、动力不足时会落下来等。
提出问题:如何保持长时间飞行呢?答案是:需要持续的充足的动力。此问题的回答,建立了理解高技术的基础。
五、通过结构功能,理解技术目的
纸飞机和竹蜻蜓的结构使它们实现了飞行的功能。现代飞机已经飞行在空中,达到了人类空中运输的目的。它们实现飞行功能的基本结构是什么样的?出示纸飞机、竹蜻蜓和一些不同飞机的图片,请学生选择,哪种飞机的飞行方式、结构与纸飞机一样?哪种飞机的飞行方式、结构和竹蜻蜓一样。学生比较后发现,所有的直升机结构、飞行方式与竹蜻蜓一样,固定翼飞机的结构和飞行方式都和纸飞机一样。通过这样的分类过程,把玩具和飞机建立了联系,也就是把原初技术与复杂高技术之间建立联系。学生认识到:原来我们熟悉的纸飞机、固定翼飞机的结构与功能一样,竹蜻蜓、直升机的结构与功能一样,只不过固定翼飞机和直升机结构、动力等更加复杂了。
通过对机翼结构的认识,理解不同结构实现不同的功能。根据功能不同,人类制造了可以达到各种实际目的的各种类型的飞机。