時(shí)間：2023-07-28 17:32:31
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇航空航天科普知識(shí)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
為深入打造臨空經(jīng)濟(jì)示范區(qū)，發(fā)揮自貿(mào)+保稅+臨空+跨境+航權(quán)+口岸等綜合性平臺(tái)優(yōu)勢，豐富區(qū)內(nèi)航空產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)格局，完善區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)性配套設(shè)施，現(xiàn)對(duì)國內(nèi)主要大型航空主題科技館發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研分析，具體如下。
一、現(xiàn)有國內(nèi)主要航空科技館介紹
(一) 北京航空航天博物館
1、簡介
北京航空航天博物館的前身是北京航空館，是我國首個(gè)航空航天科學(xué)技術(shù)的綜合科技館，位于北京航空航天大學(xué)學(xué)院路校區(qū)內(nèi)，博物館展區(qū)面積8300平方米。是航空航天科普與文化、北航精神以及青少年愛國主義、國防教育的重要基地。
2、展館情況
2012年10月21日北京航空航天博物館正式開館。博物館展區(qū)分為長空逐夢、銀鷹巡空、神舟問天、空天走廊4個(gè)展區(qū)。
展品包含世界上僅存兩架的P-61夜間戰(zhàn)斗機(jī)（外號(hào)“黑寡婦”）中的一架、我國第一架輕型旅客機(jī)“北京一號(hào)”、世界上第一種垂直短距離起落飛機(jī)－“鷂”式垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)、二戰(zhàn)名機(jī)波－2轟炸機(jī)等300多件國內(nèi)外公認(rèn)的航空航天文物精品，以及結(jié)構(gòu)機(jī)件、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載設(shè)備等珍貴實(shí)物。
(二) 西安閻良航空科技館
1、簡介
西安閻良航空科技館是由西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院根據(jù)西安閻良國家航空高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地（以下簡稱國家航空基地）建設(shè)規(guī)劃而建的公益性項(xiàng)目，建筑面積4700平方米，是目前西北地區(qū)最大的航空科技館。建設(shè)航空科技館重在普及航空科技知識(shí)，展示陜西航空科技成就；重在滿足人民群眾高層次文化需求，提高公民科技素質(zhì)，發(fā)展航空文化旅游產(chǎn)業(yè)；重在打造航空人才培訓(xùn)基地，發(fā)揮人才服務(wù)功能；重在推進(jìn)航空產(chǎn)業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展；重在推動(dòng)航空職業(yè)教育的發(fā)展，推進(jìn)校企合作、工學(xué)結(jié)合。
2、展館情況
航空科技館分為世界航空發(fā)展史和中國航空發(fā)展史兩個(gè)專題館。在室外展區(qū)，觀眾可以近距離觀看各類實(shí)體飛機(jī)。在館內(nèi)大廳，殲5、運(yùn)5等三架珍貴的實(shí)物飛機(jī)在展館的中心區(qū)形成三角矩陣。
除了具備參觀體驗(yàn)功能，航空科技館內(nèi)還設(shè)置有航空類專業(yè)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地，主要完成飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)訓(xùn)、飛機(jī)維修實(shí)習(xí)及航空服務(wù)類專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)。
通過與國家航空產(chǎn)業(yè)基地培訓(xùn)學(xué)院合作，為航空企業(yè)員工進(jìn)行航空技術(shù)培訓(xùn)和相關(guān)技能鑒定。這項(xiàng)工作的開展，將進(jìn)一步完善我省航空產(chǎn)業(yè)鏈，推進(jìn)各類航空人才的培訓(xùn)與教育。同時(shí)，航空館還將為學(xué)生及社會(huì)航空愛好者提供科技創(chuàng)新活動(dòng)的場所，定期舉辦航空創(chuàng)新科技大賽。
(三) 湖南省航空館
1、簡介
湖南省航空館位于長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，是中國中部地區(qū)第一個(gè)航空科普主題的博物館。航空館將利用收藏的上百架各種型號(hào)的飛機(jī)、導(dǎo)彈等航空武器向公眾尤其是青少年展示近代以來中國航空科技的發(fā)展歷程。
2、展廳情況
整個(gè)展館由主館、文物飛機(jī)陳列館和航空裝備展示坪三個(gè)部分組成。
主館占地面積是七千五百二十六平方米，一共包含著三層，第一層為“鷹擊長空”軍用航空展區(qū)，展品包含中國軍用航空、世界軍用航空等相關(guān)知識(shí)；第二層為“云端之上”民用航空展區(qū)，展品包含民用航空、通用航空、湖南航空等相關(guān)知識(shí)；第三層為“使命與夢想”航空產(chǎn)教融合展區(qū)，展品包含學(xué)院校史、航空職業(yè)教育與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心、百年航空趣事展區(qū)等相關(guān)內(nèi)容。
文物飛機(jī)陳列館包含展品有二架功勛戰(zhàn)機(jī)，杜-2轟炸機(jī)和烏米格-15教練飛機(jī)。
航空裝備展示坪展品主要有十七種三十六架飛機(jī)，包含有戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、教練機(jī)、無人機(jī)、客機(jī)、高炮、雷達(dá)和導(dǎo)彈。
(四) 海口航空科技館
1、簡介
海口航空科技館位于美蘭機(jī)場海口航空旅游城三層西側(cè)，是一個(gè)以航空科技、航空文化、航空游樂為核心，集航空科普、實(shí)景體驗(yàn)、寓教于樂為一體的科技體驗(yàn)館。
2、展廳情況
主要分為航空文化展示區(qū)和航天文化展示區(qū)兩大部分，館內(nèi)共設(shè)飛天緣起、碧空硝煙、沖上云霄、自由飛翔、宇宙探索等十一個(gè)展廳，從飛機(jī)起源與發(fā)展到航空航天事跡，依次在每一個(gè)展廳展現(xiàn)。館內(nèi)還設(shè)置了專業(yè)的互動(dòng)飛行模擬器、體感互動(dòng)游戲、大型客機(jī)逃生裝置、360°穹幕影院等娛樂設(shè)施，使航空科普教育更具趣味性與娛樂性。
其中，飛行模擬器引進(jìn)塞斯納172飛機(jī)和波音737飛機(jī)模擬駕駛區(qū)，體驗(yàn)者在此處區(qū)域可以模擬體驗(yàn)真實(shí)的駕駛操作。此外，大型客機(jī)逃生裝置中還配備了 1:1的波音747飛機(jī)機(jī)頭及部分艙體真實(shí)空間、真實(shí)座椅及艙內(nèi)設(shè)施，旨在讓體驗(yàn)者能在真實(shí)可控的空間內(nèi)模擬飛機(jī)緊急逃生，潛移默化中學(xué)習(xí)逃生知識(shí)，以親身體驗(yàn)增強(qiáng)記憶效果。
(五) 上海航空科普館
1、簡介
位于上海市閔行區(qū)滬閔路7900號(hào)，是全國、上海市和閔行區(qū)科普教育基地、中國大型客機(jī)項(xiàng)目宣傳基地，專門從事航空航天科技知識(shí)的宣傳普及工作。
2、展廳情況
外場展區(qū)大約10000平方米，擁有殲-8、DC-8等十余架不同類型的實(shí)物飛行器。
四個(gè)室內(nèi)展廳共2000平方米，并有一個(gè)3D環(huán)幕影視廳和數(shù)臺(tái)飛行模擬器等互動(dòng)展品。
二、區(qū)內(nèi)發(fā)展科技館的必要性
（一）國民教育基礎(chǔ)配套
隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，提高國民的科學(xué)文化素質(zhì)已成為各級(jí)政府的重要大計(jì)。學(xué)校教育是普及科學(xué)知識(shí)的主要場所，目前我區(qū)內(nèi)已經(jīng)規(guī)劃建設(shè)一系列學(xué)校，除此以外，對(duì)于廣大民眾來說，科技館已成為他們學(xué)習(xí)科普知識(shí)的重要陣地。
（二）完善臨空經(jīng)濟(jì)區(qū)域配套
空港新城旨在發(fā)展臨空經(jīng)濟(jì)，打造國際化航空城市，因此完善區(qū)內(nèi)配套設(shè)施，豐富區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)對(duì)于區(qū)域未來的發(fā)展具有重要意義。航空科技館不僅可以作為航空產(chǎn)業(yè)配套的延伸，同時(shí)也可豐富區(qū)域內(nèi)的基礎(chǔ)配套，對(duì)于城市的全面發(fā)展起到不可獲取的作用。
（三）帶動(dòng)旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展
打造具有名片效應(yīng)的文化旅游景點(diǎn)，可帶動(dòng)周邊經(jīng)濟(jì)的騰飛，帶來更多的人流量，產(chǎn)生流量效應(yīng)，為區(qū)域內(nèi)的旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供助力。
三、國內(nèi)發(fā)展科技館面臨的問題
我國的科技館建設(shè)事業(yè)具有起步晚、發(fā)展快的特點(diǎn)。目前加強(qiáng)社會(huì)公益性科技建設(shè)已受到各界普遍關(guān)注，主要存在如下典型問題。
（一） 資金緊張
我國現(xiàn)在多數(shù)科技館都存在運(yùn)營資金短缺的問題。科技館不是一個(gè)營利性機(jī)構(gòu)，但它的日常維護(hù)和對(duì)展品的更新等等無一不和金錢有關(guān)系。門票價(jià)格過高會(huì)讓普通百姓 望而卻步，科技館的存在就沒有了意義；價(jià)格低又無法滿足政策經(jīng)營。資金問題會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)展品的更新速度率第，直接造成參觀人數(shù)下降，對(duì)科技館的政策運(yùn)營更是雪上加霜。
（二） 參觀對(duì)象單一
理論上講，科技館的對(duì)象應(yīng)該是全體民眾，參觀者無論年齡及學(xué)歷差距，都能夠在館內(nèi)接受適合自己的科技知識(shí)。但是，目前國內(nèi)參觀對(duì)象主要以青少年為主，并且多數(shù)都是由學(xué)校集體組織的參觀活動(dòng)，主動(dòng)參觀的人數(shù)較少。
（三） 受多元化娛樂方式影響
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及以及人們休閑娛樂方式的多樣化發(fā)展，人們更多去選擇影院、酒吧、商場購物等大眾化的娛樂方式。很多民眾目前還不了解科技館的發(fā)展，甚至有很多人不了解科技館的存在和意義，科技館的概念并未深入人心。
四、科技館未來特點(diǎn)和發(fā)展趨勢
為順應(yīng)市場發(fā)展潮流趨勢，應(yīng)對(duì)未來挑戰(zhàn)，科技館需打造新的商業(yè)增長點(diǎn)。
（一） 創(chuàng)建旅游新城市名片
設(shè)法把科技館打造成一個(gè)旅游新城市名片已是各地科技館未來發(fā)展的趨勢和發(fā)現(xiàn)。當(dāng)前文化旅游收到愈來愈多的歡迎，如何打造有特色文化底蘊(yùn)的景點(diǎn)成為未來的思考方向。科技館在宣傳科技展品的同時(shí)，也應(yīng)該發(fā)掘具有文化價(jià)值和紀(jì)念意義的周邊產(chǎn)品，打造自己的文化圈層，同時(shí)也能增加輔營收入，一舉兩得。
（二） 積極借鑒國外的成功經(jīng)驗(yàn)
1、資金來源
目前，我國科技館的運(yùn)營資金主要由政府承擔(dān)，但隨著社會(huì)的發(fā)展和人民科普意識(shí)的增強(qiáng)，政府資助、社會(huì)捐款及自身創(chuàng)收等多種手段籌集資金的方式將是科技館必然的發(fā)展趨勢。
2、運(yùn)營模式
科技館的運(yùn)營不再局限于室內(nèi)，可延展至戶外進(jìn)行。例如組織野外考察，品牌合作等新的模式，不斷為科技館的發(fā)展注入新活力，打造過硬的品牌。
這一個(gè)個(gè)美麗得像陽光下的肥皂泡，又堅(jiān)韌得像玻璃球一樣的夢想，承載著一個(gè)個(gè)孩子的希望。在甘肅省蘭州五十一中（原蘭鐵一中）航模小組今年的開學(xué)活動(dòng)中，每一個(gè)孩子都坦述著自己的夢想。
夢想是什么？它是一粒種子，在適合它發(fā)芽的土壤和氣候中，能開出最美麗的花，結(jié)出最沉甸甸的果實(shí)。
土壤是什么？它是夢想的溫床。如果說小學(xué)階段是對(duì)夢想這顆人生種子進(jìn)行篩選的工廠，那么中學(xué)階段無疑是種子發(fā)芽吐綠的孵化器。
每個(gè)人的夢想，都需要經(jīng)過學(xué)校這片土壤的孕育，需要如春雨般潤物細(xì)無聲的教育的滋養(yǎng)。然而，當(dāng)學(xué)校教育遭遇“唯高考、唯升學(xué)率”的尷尬時(shí)，教育的初衷也由此偏離原來的軌道，最初的夢想也開始在背離教育規(guī)律的書海中消失殆盡。
于是，深化教育領(lǐng)域綜合改革，成了這個(gè)時(shí)代最強(qiáng)的呼聲。而學(xué)校，是落實(shí)改革的第一“試驗(yàn)田”。
在蘭州五十一中，一個(gè)以培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)為核心的新的教育路徑――研究性學(xué)習(xí)，正在豐滿著學(xué)校每一個(gè)孩子飛向未來的羽翼。
剔除“唯應(yīng)試教育”的沉疴
“傳統(tǒng)的中國課堂可能早已給人留下這樣的刻板印象：老師站在講臺(tái)上拿著粉筆在黑板上奮筆疾書，學(xué)生在座位上坐得規(guī)規(guī)矩矩，手上的鋼筆在作業(yè)本上以同樣快的速度抄寫板書。老師一味輸出，學(xué)生一味接受，沒有思考、沒有消化，單憑記憶在每次考試中過關(guān)斬將。”學(xué)校校長張德友尖銳地指出，“當(dāng)前，無數(shù)違反教育規(guī)律的手段及片面追求升學(xué)率的應(yīng)試教育產(chǎn)生的弊端已經(jīng)滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。”
學(xué)校是落實(shí)實(shí)驗(yàn)教育改革的直接土壤，怎么突破？如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，注重學(xué)生主動(dòng)參與意識(shí)的培養(yǎng)，喚醒學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動(dòng)性？剔除應(yīng)試教育的沉疴，落實(shí)素質(zhì)教育是每一所學(xué)校撞開“應(yīng)試教育”這座城堡的不二武器。
在蘭州五十一中學(xué)，記者真切感受到西部部分中小學(xué)校在推進(jìn)素質(zhì)教育中的強(qiáng)烈氣息。
30年前，在素質(zhì)教育概念還未明確提出的1982年，如今在蘭州五十一中學(xué)諸多各具特色的活動(dòng)隊(duì)中首屈一指的“航模隊(duì)”就已成立。
“航模活動(dòng)是一項(xiàng)集科學(xué)性、趣味性、體能性于一體的活動(dòng)，它不僅能豐富學(xué)生的課余生活，更能激發(fā)同學(xué)們愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和動(dòng)手能力。”蘭州五十一中學(xué)航模隊(duì)專業(yè)教師范向陽這樣解析當(dāng)年學(xué)校成立“航模隊(duì)”的原因。
其實(shí)，正如蘭州五十一中提出建設(shè)“高品質(zhì)、高實(shí)踐性、高發(fā)展力和高競爭力的一流學(xué)校”的辦學(xué)思路一樣，“航模隊(duì)”也意識(shí)到了實(shí)踐和體驗(yàn)在教育中的重要性。它先于時(shí)代而生，更是成為蘭州五十一中在探索中實(shí)踐和實(shí)施素質(zhì)教育的一顆試金石，并在30多年的實(shí)踐中不斷發(fā)展、不斷完善、不斷壯大，成為該校全面開展素質(zhì)教育的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。
積極探索新課改、滲透新課程理念、提高教育質(zhì)量，讓學(xué)生從被動(dòng)“填鴨”變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，真正成為學(xué)習(xí)的主人，經(jīng)過不懈的探索和實(shí)踐，蘭州五十一中走出了一條屬于自己的素質(zhì)教育實(shí)踐路徑。
良性循環(huán)中“施”與“效”
什么是教育？許慎在《說文解字》中解釋，“教，上所施，下所效也；育，養(yǎng)子使作善也”。
在蘭州五十一中，150平方米的航模工作室，其間布滿了激光雕刻機(jī)、車床等各種專業(yè)工具。打破了傳統(tǒng)的“施”與“效”，在這個(gè)課堂中，學(xué)生成了主體。學(xué)生們一有空，就在這150平方米的空間里發(fā)揮著自己無邊的想象力，把一片片木塊，變成飛向藍(lán)天的航模。
“一架模型飛機(jī)從設(shè)計(jì)、繪圖、制作直到最終完成，需要科學(xué)的思維、科學(xué)的態(tài)度、豐富的科學(xué)知識(shí)和較強(qiáng)的動(dòng)手能力。”張德友說。
制作現(xiàn)場，記者看到，同學(xué)們親自動(dòng)手把木片、木條等原材料制作成一架架小飛機(jī)。“在這一過程中，要經(jīng)歷一次次的失敗，克服一個(gè)又一個(gè)困難。而尋找問題、解決問題的過程中，師生的意志和靈智同時(shí)得到鍛煉與啟迪。”在一旁指導(dǎo)制作的教師這樣解釋到。
分析中不難發(fā)現(xiàn)，參加航模隊(duì)的學(xué)生，都對(duì)航模活動(dòng)有著濃厚的興趣。他們主動(dòng)參與到課余的興趣小組活動(dòng)中來，通過一次次的團(tuán)隊(duì)合作，通過與隊(duì)友、老師的思維碰撞，通過自己親自參與、親自體驗(yàn)整個(gè)航模制作過程，鍛煉自己的動(dòng)手、動(dòng)腦能力，激發(fā)自己的想象力，強(qiáng)化自己的思維能力，提升自身發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，培養(yǎng)自己的學(xué)習(xí)能力，并從中獲得快樂與自信。
多年的實(shí)踐證明，航模研究既能培養(yǎng)和諧團(tuán)隊(duì)刻苦鉆研、百折不撓的科學(xué)精神，又能提高師生分析能力、動(dòng)手能力以及與人合作交流的能力，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，全方位提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高了學(xué)習(xí)質(zhì)量。其實(shí)，學(xué)生通過課外實(shí)踐獲得全方位的能力培養(yǎng)，不僅對(duì)學(xué)生當(dāng)前的課程學(xué)習(xí)有推動(dòng)作用，全方位的素質(zhì)拓展還將使其一生受用。把學(xué)生從應(yīng)試教育帶來的惡性循環(huán)中解放出來，進(jìn)入素質(zhì)教育的良性循環(huán)。
也正因如此，蘭州五十一中航模隊(duì)成立30余年來，受到歷任學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，同時(shí)也得到了各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，“在航模隊(duì)我學(xué)到了很多書本上沒有的東西。”“我本來學(xué)習(xí)成績并不出色，但在航模隊(duì)我找到很多自信，實(shí)現(xiàn)了自己的價(jià)值，也找到了發(fā)展的目標(biāo)，成績也越來越好。”……在這里，原本被視作“課余娛樂”的航模活動(dòng)，成為了激發(fā)學(xué)生潛力的鑰匙，不僅受到學(xué)生的歡迎，更受到家長們的認(rèn)可和支持。
除“航模隊(duì)”外，該校還成立了諸多特色科技體育活動(dòng)小組，撥專資配備了探究性實(shí)驗(yàn)室、航模工作室、科技展覽室、智能機(jī)器人活動(dòng)室、通用技術(shù)專用教室等。以航模、機(jī)器人、無線電、模擬聯(lián)合國、、球類、田徑、乒乓球、棋類、美術(shù)、書法、合唱、器樂、攝影等學(xué)生社團(tuán)為基礎(chǔ)，學(xué)校開發(fā)“航空模型”“美術(shù)”等相關(guān)校本教材。學(xué)生們可以根據(jù)自己的興趣愛好，參加不同的學(xué)生社團(tuán)。這種原本在大學(xué)中才有的素質(zhì)教育模式，被五十一中發(fā)揮得淋漓盡致。
收獲書本與成績之外的成長
以“航模隊(duì)”為核心，各類科技體育活動(dòng)小組在五十一中堪稱“繁榮”。2010年，國家體育總局、教育部和科技部聯(lián)合發(fā)出了《關(guān)于開展創(chuàng)建全國科技體育傳統(tǒng)校試點(diǎn)工作的通知》，提出“科技體育”的概念，并將科技體育推廣進(jìn)校園。2013年4月，由于出色的科技體育實(shí)踐，蘭州五十一中被國家體育總局、教育部和科技部評(píng)為全國科技體育傳統(tǒng)學(xué)校。
在國家體育總局航管中心模型運(yùn)動(dòng)部主任王雷看來，“體驗(yàn)”是科技體育進(jìn)校園的重點(diǎn)。學(xué)生們?cè)谡n余時(shí)間來到室外、來到實(shí)驗(yàn)室，參加科技體育項(xiàng)目，既鍛煉身體，又可以了解物理、科學(xué)等知識(shí)，進(jìn)而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。
王雷所說的“體驗(yàn)”，正是蘭州五十一中學(xué)一直以來都在實(shí)踐和開展的“研究性學(xué)習(xí)”，這也正是素質(zhì)教育的一個(gè)重要組成。
培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)，是時(shí)代對(duì)人才的需求，也是素質(zhì)教育滲透的理念。以“航模隊(duì)”為核心進(jìn)行科技特色教育，蘭州五十一中學(xué)找到了一條素質(zhì)教育的發(fā)展踐行之路。
從學(xué)校的宣傳，學(xué)生的選題、研究、結(jié)題、成果展示到學(xué)校開展的科普知識(shí)論壇、科普知識(shí)報(bào)告會(huì)、前沿科技巡覽及科技創(chuàng)新經(jīng)歷報(bào)告會(huì)……蘭州五十一中學(xué)的“研究性學(xué)習(xí)”活動(dòng)內(nèi)容多姿多彩，讓學(xué)生在課余時(shí)間能夠走進(jìn)科學(xué)的世界，通過動(dòng)腦、動(dòng)手的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)自己的愛好，堅(jiān)定自己的夢想，并在老師的培養(yǎng)和關(guān)心下，向著夢想而努力。
“學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)、活動(dòng)中，獨(dú)思善辨，成了學(xué)習(xí)的主人，成了社團(tuán)的主人。”范向陽在二十多年的教學(xué)過程中體會(huì)到：開展科技體育素質(zhì)教育的過程，使學(xué)生掌握了一些科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情，更點(diǎn)燃了師生科技創(chuàng)新的靈光。
于是，“航模隊(duì)”自1982年成立以來，曾獲得P1A、小蝴蝶遙控模型、哥倫比亞遙控模型等項(xiàng)目的冠軍；團(tuán)體總分分別名列1996年全國青少年錦標(biāo)賽第二名，第七屆全運(yùn)會(huì)F2A團(tuán)體第五名、F2C團(tuán)體第四名，全國錦標(biāo)賽F1C團(tuán)體第一名、F1A團(tuán)體第三名，P3T全國冠軍；曾被國家體育總局授予過“精神文明運(yùn)動(dòng)隊(duì)”的稱號(hào)，有三名運(yùn)動(dòng)員達(dá)到了“中國航空模型一級(jí)運(yùn)動(dòng)員等級(jí)”。
2008年，由甘肅省體育局、甘肅省航空運(yùn)動(dòng)協(xié)會(huì)批準(zhǔn)，“甘肅省青少年航空航天模型運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練基地”在蘭州五十一中成立，該基地多次承擔(dān)甘肅省、蘭州市航空航天模型運(yùn)動(dòng)主管單位舉辦的科技輔導(dǎo)員培訓(xùn)工作，并多次為兄弟學(xué)校進(jìn)行航空航天模型普及教育表演，近年來，到蘭州五十一中航模工作室參觀、學(xué)習(xí)的老師和同學(xué)絡(luò)繹不絕。
航模隊(duì)的成功，只是蘭州五十一中近年來所取得成果的一個(gè)縮影。通過“研究性學(xué)習(xí)”素質(zhì)教育的開展，該校近年來所取得的榮譽(yù)越來越多。
據(jù)了解，該校學(xué)生在青少年科技創(chuàng)新大賽中，共計(jì)獲國家級(jí)三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省級(jí)一等獎(jiǎng)13項(xiàng)，省級(jí)二等獎(jiǎng)28項(xiàng)，省級(jí)三等獎(jiǎng)7項(xiàng)。其中，1項(xiàng)科技創(chuàng)新成果，獲國家專利證書；1人獲得蘭州市首屆青少年科技創(chuàng)新“市長提名獎(jiǎng)”。獲得省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)的學(xué)生約有92人，近10名學(xué)生因此被保送到清華大學(xué)等國內(nèi)知名院校。
2012年4月，剛剛組建不久的學(xué)校機(jī)器人代表隊(duì)，在寧波舉行的2012FLL機(jī)器人世錦賽中國公開賽中脫穎而出，取得了一等獎(jiǎng)的優(yōu)異成績，同時(shí)還獲得8個(gè)單項(xiàng)獎(jiǎng)中的“最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”。
市民 為偉大祖國感到自豪
“中國宇航員成功實(shí)現(xiàn)太空出倉，是全國人民集體智慧和力量的結(jié)晶。”昨日，在翟志剛返回軌道艙，關(guān)閉軌道艙艙門后，記者撥通萬和集團(tuán)總裁盧楚隆的手機(jī)，電話那頭的盧楚隆還沉浸在舉國歡慶的盛事之中，意猶未盡。
“點(diǎn)火時(shí)的等待與出艙門時(shí)的等待最難熬！”市民龔小姐這幾天一直追著電視直播看，昨天下午一直堅(jiān)持在家觀看航天員出艙行走直播后才出門。“翟志剛拿出國旗在太空揮舞的時(shí)刻莊嚴(yán)而神圣，真的太激動(dòng)人心了！”龔小姐在電視機(jī)前熱淚盈眶，她說，感覺到人類的力量是無窮的，“雖然我們比俄羅斯晚了40年才走出這一步，卻也在這一次給人類的航天事業(yè)帶來了更先進(jìn)的技術(shù)與理念。”
“是祖國強(qiáng)盛的標(biāo)志，值得每個(gè)國人欣喜！”曾經(jīng)留學(xué)英國的謝詩華對(duì)這一次神七的偉大航行有著特別的感觸。“在國外讀書的人，在海外的華人，時(shí)刻都盼望著國家的強(qiáng)盛，這次也讓我們中國人更加挺起胸膛！”謝詩華說，這幾天不斷有在國外的友人通過MSN與E_mail向她表示祝賀，看到祖國不斷地進(jìn)步，她覺得特別開心和自豪。
企業(yè) 太空行走體現(xiàn)中國科技實(shí)力
“中國的科技強(qiáng)大了，將提升國家和民族的自豪感。”佛山木版年畫傳人馮錦強(qiáng)觀看直播后表示，神七將大大強(qiáng)化中國人思維理念、科技等方面的自信心。
“中國宇航員成功實(shí)現(xiàn)太空出倉，是全國人民集體智慧和力量的結(jié)晶。”堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)企業(yè)發(fā)展的萬和集團(tuán)總裁盧楚隆認(rèn)為，航天技術(shù)是當(dāng)代最前沿的科技領(lǐng)域，代表著一個(gè)國家和民族的科技實(shí)力、綜合競爭力，中國宇航員成功邁出太空，成為繼美國、俄羅斯之后，世界上第三個(gè)依靠單個(gè)國家實(shí)力走向太空的國家，他對(duì)自己是中國人而備感自豪。國家富強(qiáng)人民才能安居樂業(yè)，企業(yè)才能更好更快的發(fā)展，因此，他一直都非常關(guān)注我國航天事業(yè)的發(fā)展。
佛山市南海中南機(jī)械有限公司昨天組織了200多位企業(yè)員工收看航天員太空行走的電視直播。“飛船升天已屬不易，太空行走就更少國家能做到，飛天壯舉增強(qiáng)了我們企業(yè)的自信心。” 中南機(jī)械負(fù)責(zé)人毛衛(wèi)東說，“神七”飛船在新材料、加工技術(shù)方面都體現(xiàn)出非常高的水平，如果這些技術(shù)將來允許擴(kuò)散到民用領(lǐng)域，中南機(jī)械會(huì)積極爭取引進(jìn)，以提高裝備機(jī)械制造的精密度和可靠性。
“中國航天可以取得如此大的成就，與所有航天人幾十年不懈的研發(fā)、奮斗是分不開的。”盧楚隆認(rèn)為，通過在企業(yè)內(nèi)部倡導(dǎo)航天精神與文化，能夠激發(fā)所有員工的積極向上、頑強(qiáng)拼搏的精神，加快企業(yè)在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、高端技術(shù)領(lǐng)域研究等方面取得突破。
中小學(xué)生 翟志剛成最受歡迎偶像
艙門打開、航天員出艙、邁出中國人太空第一步、揮舞國旗、返回軌道艙……隨著每一個(gè)歷史性的動(dòng)作出現(xiàn)，華英學(xué)子們都忍不住歡呼起來。當(dāng)日下午4時(shí)半，華英學(xué)校組織全校學(xué)生一起觀看了航天員翟志剛太空漫步的全過程。
“太激動(dòng)了，能夠見證這一歷史時(shí)刻，我終生難忘。祖國太偉大了！”初一的小吳激動(dòng)地說，這幾天，同學(xué)們之間的最火話題都是圍繞“神七”進(jìn)行的。
市兒童活動(dòng)中心幼兒園園長曾平英說，昨日下午，幼兒園專門打開電視，直播翟志剛太空漫步，結(jié)果，很多小朋友都被吸引住了，原本該是放學(xué)的時(shí)候，但小朋友們都圍著電視機(jī)舍不得離開，連爺爺奶奶來接放學(xué)都不知道。很多小朋友還拿起畫筆，畫出了自己心目中的神舟七號(hào)和宇航員形象。
“與此前的‘神五’、‘神六’相比，這次發(fā)射的神舟七號(hào)載人航天飛船取得了重大突破，有3名宇航員一起搭載‘神七’升空，而且將有一位宇航員出艙行走，而執(zhí)行‘神五’、‘神六’航天飛行任務(wù)的航天員只是在艙內(nèi)活動(dòng)而已……”此前上網(wǎng)“搜刮”到不少“神七”知識(shí)的小吳，一說起“神七”，馬上滔滔不絕。
記者了解到，這幾日，隨著“神七”順利升天，佛山中小學(xué)掀起了一股“神七熱”。每晚7時(shí)正，佛山實(shí)驗(yàn)學(xué)校六年級(jí)的小黃都會(huì)準(zhǔn)時(shí)守候在電視機(jī)前面，觀看新聞聯(lián)播里有關(guān)神七的新聞報(bào)道。
在佛山九小，校園黑板報(bào)、宣傳欄里到處都是與神七有關(guān)的新聞和航天知識(shí)。“學(xué)生們對(duì)‘神七’成功升天和中國人邁出太空第一步感到很神奇，也很自豪。”佛山九小的校長謝先剛介紹，佛山九小也借此國家重大時(shí)事，通過宣傳欄、主題班會(huì)等形式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育和科普知識(shí)的普及。“現(xiàn)在，翟志剛成為最受歡迎的偶像，很多同學(xué)成為航天迷，希望成為航天員。”該校教一年級(jí)的陳老師介紹。
佛山圖書館的工作人員顧月興奮地告訴記者，他們?cè)凇吧衿摺钡臒岢备姓傧拢呀?jīng)聯(lián)系好了一場與航天有關(guān)的科普講座，她還透露了一個(gè)“小秘密”，在圖書館的數(shù)字資源檢索系統(tǒng)中，最近關(guān)于“神七”的檢索量猛增，市民們對(duì)“神七”的熱情可見一斑！
希望 航天精尖科技能民用化
關(guān)鍵詞：加強(qiáng)引導(dǎo) 優(yōu)化管理 有效服務(wù)
航宇公司科協(xié)（以下簡稱“公司科協(xié)”）的工作人員常說，如果把科協(xié)比作一棵樹，那她就是置根于基層科協(xié)組織的樹。沒有基層科協(xié)組織這片土壤，樹也就失去了生存的基本條件，更無法開枝散葉，開花結(jié)果。為了讓這片土壤肥沃起來，公司科協(xié)的工作人員創(chuàng)新思維，不斷改進(jìn)工作方法，注重從管理中求效益。
1.發(fā)揮群體作用，引導(dǎo)基層科協(xié)分會(huì)開展工作
公司科協(xié)根據(jù)科協(xié)工作“三服務(wù)，一加強(qiáng)”的定位思想，制定一系列的管理制度，建立健全激勵(lì)機(jī)制，如“講、比”活動(dòng)（金橋工程）、科技論文評(píng)選及學(xué)術(shù)交流活動(dòng)等等一系列管理辦法，以此激發(fā)廣大科技人員參與公司科技創(chuàng)新、技術(shù)競技、學(xué)術(shù)交流的積極性與主體意識(shí)。以“關(guān)愛工程”的實(shí)施、慰問有困難的科技人員、為科技人員贈(zèng)送生日禮物、一年一度組織科技人員休假療養(yǎng)以及探望生病住院的科協(xié)會(huì)員等等途徑為科技人員送溫暖等一系列細(xì)節(jié)工作，充分發(fā)揮“科技工作者之家”的作用，增強(qiáng)這個(gè)大家庭的凝聚力、親和力，為這個(gè)群團(tuán)組織營造著和諧、奮進(jìn)的氛圍，為科協(xié)各項(xiàng)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。
為了進(jìn)一步規(guī)范基層科協(xié)組織管理工作，強(qiáng)化其管理意識(shí)，引導(dǎo)其有計(jì)劃地開展基層工作，公司科協(xié)對(duì)前期制定的“基層分會(huì)工作考核獎(jiǎng)勵(lì)細(xì)則”（以下簡稱“細(xì)則”）作了改進(jìn)，將中國科協(xié)的“組織建設(shè)”、“創(chuàng)新活動(dòng)”、“學(xué)術(shù)/技術(shù)交流及科普活動(dòng)”、“ 為科技工作者服務(wù)”等日常工作細(xì)化成十七小項(xiàng)，并制定了量化考核標(biāo)準(zhǔn)，加大了獎(jiǎng)勵(lì)額度。基層委員會(huì)各成員職責(zé)清晰、目標(biāo)明確，在其各負(fù)其責(zé)的日常管理工作中具有可操作性。“細(xì)則”增設(shè)“自查打分”欄目，以提高評(píng)估的透明度和民主性。這種形式增強(qiáng)了各基層分會(huì)的成員的榮譽(yù)感與責(zé)任感，同時(shí)在分會(huì)與分會(huì)之間自然而然地形成了競爭的態(tài)勢。
在日常的管理工作中，公司科協(xié)與基層科協(xié)組織不只是考核與被考核的關(guān)系，公司科協(xié)的工作人員更多的是要注重指導(dǎo)基層分會(huì)組織管理者的工作方法，提高他們自主開展工作的能力。如提醒他們及時(shí)填報(bào)會(huì)員申請(qǐng)或變更手續(xù)；指導(dǎo)他們?nèi)绾巫珜憽爸v、比”活動(dòng)（金橋工程）、科技成果、技術(shù)改進(jìn)等等與技術(shù)創(chuàng)新相關(guān)的申報(bào)材料，還對(duì)分會(huì)技術(shù)骨干進(jìn)行撰寫科技論文必備要素的指導(dǎo)，以及通過科技咨詢服務(wù)部的門戶幫助科研技術(shù)部門實(shí)現(xiàn)技術(shù)引進(jìn)與輸出等等。科協(xié)的工作人員經(jīng)常與基層分會(huì)委員進(jìn)行溝通，跟進(jìn)工作。在指導(dǎo)工作的同時(shí)也能夠掌握來自一線的相關(guān)材料，從而使科協(xié)的工作更能體現(xiàn)實(shí)效性、適時(shí)性。
此外，關(guān)愛科技人員系列制度的實(shí)施，以及科普宣傳、學(xué)術(shù)交流、技術(shù)培訓(xùn)、創(chuàng)新活動(dòng)的開展等等都少不了基層組織的協(xié)作。尤其是為了更切實(shí)有效地開展學(xué)術(shù)交流、技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)，必須準(zhǔn)確選題定位。因此，科協(xié)的工作人員加強(qiáng)與基層分會(huì)委員間的溝通，并在他們的幫助下深入第一線，廣泛調(diào)查，了解科技人員的技術(shù)需求，結(jié)合公司科研、生產(chǎn)的重大任務(wù)，開展對(duì)科研生產(chǎn)起到助推作用的學(xué)術(shù)交流/技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)。
2.扎實(shí)有效地開展學(xué)術(shù)交流活動(dòng)：
科協(xié)在公司既要當(dāng)好科技人員聯(lián)系黨政領(lǐng)導(dǎo)的橋梁和紐帶，要成為扶持基層分會(huì)健全組織、開展工作的組織者、引導(dǎo)者，還要成為促進(jìn)科技人才成長的協(xié)作者。
學(xué)術(shù)交流活動(dòng)是促進(jìn)科技人才互學(xué)共長的有效途徑。開展學(xué)術(shù)交流活動(dòng)能夠開拓學(xué)術(shù)思路，實(shí)現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)域的資源共享和學(xué)科發(fā)展，促進(jìn)學(xué)術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)學(xué)術(shù)繁榮。航宇公司區(qū)域分散、專業(yè)種類豐富，科協(xié)根據(jù)這些特點(diǎn)，結(jié)合科研生產(chǎn)任務(wù)的需要，組織開展多層面、多角度的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。今年，學(xué)術(shù)交流活動(dòng)列入公司軍民融合式發(fā)展工作中，公司科協(xié)在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步認(rèn)真研究，結(jié)合公司特點(diǎn)，更精確地制定出今年公司學(xué)術(shù)技術(shù)交流活動(dòng)方案。
2.1走出去 請(qǐng)進(jìn)來
公司科技委作為“湖北省航空學(xué)會(huì)”及“中國航空學(xué)會(huì)救生專業(yè)委員會(huì)”的掛靠管理單位，今年在面向國內(nèi)知名專家和同行征集論文的基礎(chǔ)上，融入航空防護(hù)救生技術(shù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究方向主辦以航空防護(hù)救生為主題的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。科協(xié)與航空學(xué)會(huì)將聯(lián)合舉辦好這次交流活動(dòng)。繼續(xù)推薦公司優(yōu)秀科技論文參加上級(jí)協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)的評(píng)審交流活動(dòng)，如參加省、市自然科學(xué)優(yōu)秀論文評(píng)選活動(dòng)，中國航空學(xué)會(huì)青年論壇，亞太航空航天技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議等等。根據(jù)科研任務(wù)需求，邀請(qǐng)專家學(xué)者來公司進(jìn)行學(xué)術(shù)講座與交流，并發(fā)動(dòng)各系統(tǒng)科技人員代表寫出參加講座與交流活動(dòng)后的收獲或想法、建議等，及時(shí)掌握反饋信息，以便不斷改進(jìn)，更好地開展這樣的工作。
科技論文對(duì)外發(fā)表（尤其是在核心刊物上發(fā)表）及對(duì)外交流或者被推薦參加上級(jí)學(xué)會(huì)協(xié)會(huì)的優(yōu)秀論文評(píng)選，不僅僅是作者個(gè)人的榮譽(yù)，更重要的是借助更為豐富廣闊的平臺(tái)科技人員能闡明自己的專業(yè)理念、研究成果等，同時(shí)還能彰顯公司科技隊(duì)伍的專業(yè)實(shí)力，提高公司的市場競爭力。近年來，科協(xié)不斷改進(jìn)管理措施，鼓勵(lì)科技人員對(duì)外發(fā)表（交流）科技論文或參加高層次的優(yōu)秀論文評(píng)選活動(dòng)。即將頒發(fā)的“關(guān)于印發(fā)《中航工業(yè)航宇科技論文管理辦法（修訂）》的通知”文件中對(duì)這上述工作的管理實(shí)施環(huán)節(jié)進(jìn)行了明確的細(xì)化，并加大了獎(jiǎng)勵(lì)力度。
2.2內(nèi)部交流
科協(xié)注重做好各種學(xué)術(shù)技術(shù)交流活動(dòng)過程管理，發(fā)揮基層單位和科協(xié)分會(huì)作用，加強(qiáng)公司學(xué)術(shù)/技術(shù)交流氛圍營造。公司科協(xié)提供經(jīng)費(fèi)支持各系統(tǒng)集合科技人員的需求根據(jù)研制任務(wù)或工藝攻關(guān)課題，開展相關(guān)專業(yè)人員間的學(xué)術(shù)/技術(shù)交流活動(dòng)，達(dá)到資訊相通，以更好地推動(dòng)科研生產(chǎn)目標(biāo)的完成。在確保安全保密的前提下做到事前有信息，事中有跟蹤協(xié)調(diào)，事后有效果總結(jié)和宣傳報(bào)道。向公司各專業(yè)系統(tǒng)征集科技論文以及對(duì)優(yōu)秀科技論文進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)是科協(xié)常年工作要點(diǎn)之一。在即將頒發(fā)的“關(guān)于印發(fā)《中航工業(yè)航宇科技論文管理辦法（修訂）》的通知”文件中針對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)額度進(jìn)行了上調(diào)，在保證評(píng)審質(zhì)量的同時(shí)期冀更大力度地激發(fā)廣大科技人員撰寫論文的積極性。科協(xié)在公司局域網(wǎng)中開設(shè)的學(xué)術(shù)交流論壇給科技人員提供點(diǎn)閱、交流、學(xué)習(xí)的平臺(tái)，它不光匯集每年公司內(nèi)部的優(yōu)秀論文作品，科協(xié)還會(huì)適時(shí)把有關(guān)專家來公司開展學(xué)術(shù)講座的材料充實(shí)進(jìn)去。今年，航宇公司把重點(diǎn)研發(fā)部門的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)納入了KPI考核項(xiàng)目中，并撥專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持。這為公司科協(xié)開展工作提供了更堅(jiān)實(shí)的依靠。
3.重視科普宣傳，提升員工科學(xué)素質(zhì)
關(guān)鍵詞:情景教學(xué);物理化學(xué);課程教學(xué)
從2013年開始我國進(jìn)入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級(jí)的新階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)在數(shù)量、層次和結(jié)構(gòu)上增加了對(duì)既具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)，又有實(shí)踐操作能力的應(yīng)用技術(shù)型人才的多樣需求［1］。有研究表明:目前我國高級(jí)工、高級(jí)技師和高級(jí)工程師等技術(shù)應(yīng)用型人才求人倍率分別高達(dá)2.34、2.25、2［2］。為滿足新形勢下對(duì)應(yīng)用技術(shù)型人才的需求，我國對(duì)高等教育做出了新的部署，提出采取試點(diǎn)+示范引領(lǐng)等方式引導(dǎo)一批普通本科高等學(xué)校向應(yīng)用技術(shù)類型高等學(xué)校轉(zhuǎn)型。面對(duì)轉(zhuǎn)型發(fā)展這個(gè)現(xiàn)實(shí)問題，地方高校以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，積極推進(jìn)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，逐步改革和完善人才培養(yǎng)體系。課程教學(xué)在人才培養(yǎng)過程中具有至關(guān)重要的作用，為切實(shí)提高應(yīng)用型化學(xué)化工專業(yè)特色人才的培養(yǎng)質(zhì)量，適應(yīng)當(dāng)前地方高校應(yīng)用技術(shù)轉(zhuǎn)型發(fā)展人才培養(yǎng)模式改革的需求，各位教育工作者在教學(xué)方面都在認(rèn)真貫徹教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革［3］，不斷提高學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。物理化學(xué)作為化學(xué)化工專業(yè)的核心課程，其與物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)和化學(xué)基礎(chǔ)理論具有緊密聯(lián)系，互相滲透。與其它專業(yè)課程相比，物理化學(xué)的理論性強(qiáng)，公式繁瑣，模型抽象，內(nèi)容枯燥，是一門公認(rèn)的難教難學(xué)的課程。在傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)中，主要以課堂講授為主，機(jī)械式地向?qū)W生灌輸大量抽象的理論和復(fù)雜的公式，致使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，嚴(yán)重影響物理化學(xué)課堂學(xué)習(xí)效果。如何通過物理化學(xué)課堂教學(xué)方法的改革，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問題，解決問題的能力是物理化學(xué)課程教學(xué)中亟待解決的問題。情景教學(xué)主要是教師圍繞教學(xué)內(nèi)容，有目的地引入或創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)或虛擬的情景，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中，激發(fā)其主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，通過分析問題、解決問題和掌握問題能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的思考能力和實(shí)踐能力，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的一種教學(xué)方法［4］。筆者在物理化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐中廣泛采用情景教學(xué)法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。現(xiàn)就筆者在實(shí)踐教學(xué)中通過問題設(shè)置、實(shí)驗(yàn)探究、化學(xué)史實(shí)、多媒體技術(shù)、生活實(shí)際及社會(huì)熱點(diǎn)等方法創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的應(yīng)用作簡要介紹。
1創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生學(xué)習(xí)行為的開展是以其學(xué)習(xí)心理為基礎(chǔ)的，抓住學(xué)生學(xué)習(xí)心理特點(diǎn)，合理開展課堂教學(xué)活動(dòng)，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果［5］。在化學(xué)化工專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案中，物理化學(xué)課程基本開設(shè)在第五、六學(xué)期，此階段學(xué)生平均年齡在21歲左右，不僅具有對(duì)未知事物強(qiáng)烈的探索欲望，而且具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和理解能力。在課堂教學(xué)中引入積極有深度的問題，能夠引發(fā)學(xué)生探求新知的積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。問題情景的創(chuàng)設(shè)不僅需要與教學(xué)目標(biāo)相符，緊密聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容，還需要基于學(xué)生已有的認(rèn)知水平，具有啟發(fā)性、條理性，同時(shí)符合循序漸進(jìn)的認(rèn)知規(guī)律才能逐步引導(dǎo)學(xué)生啟發(fā)思維、探求新知。例如，熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用是化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容中的重點(diǎn)，其包含功、熱、焓、熱力學(xué)能、熱容等量值計(jì)算，涉及到簡單的P/V/T過程、相變化過程和化學(xué)變化過程等。該部分內(nèi)容抽象、枯燥，理論性強(qiáng)，如何引起學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣至關(guān)重要。鑒于現(xiàn)階段學(xué)生好奇心強(qiáng)烈的特點(diǎn)，可以合理設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生自主探索知識(shí)，解決問題。在本學(xué)時(shí)內(nèi)容講解時(shí)，筆者首先向?qū)W生介紹科普知識(shí)，例如，近年來我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，尤其是航空航天技術(shù)的發(fā)展可謂是日新月異，火箭主要依靠攜帶的推進(jìn)劑(燃料和氧化劑)發(fā)生燃燒反應(yīng)，釋放大量熱氣從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴射出，產(chǎn)生推動(dòng)力，直到火箭達(dá)到極高的運(yùn)行速度。此時(shí)學(xué)生對(duì)航天技術(shù)的神秘性產(chǎn)生了情感升華，對(duì)航天技術(shù)和化學(xué)的聯(lián)系產(chǎn)生了濃厚的探知興趣，借此向?qū)W生設(shè)置問題:火箭這一龐然大物究竟要攜帶多少推進(jìn)劑才可以完成預(yù)定的飛行計(jì)劃?引發(fā)學(xué)生思考。隨后向?qū)W生介紹熱容、相變熱、相變焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓以及蓋斯定律等定義，協(xié)助學(xué)生逐步探討化學(xué)反應(yīng)焓變和熱力學(xué)能變、溫度的關(guān)系，最后逐步掌握化學(xué)反應(yīng)過程中焓變和熱力學(xué)能變的計(jì)算，破解火箭飛行需要攜帶多少推進(jìn)劑的問題。在該過程中，通過科普知識(shí)設(shè)問，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，具備解決問題的能力，獲得學(xué)習(xí)的成就感，提高學(xué)習(xí)效果。
2設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，分析解決問題
物理化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，其學(xué)習(xí)目的不僅是理解和掌握物理化學(xué)的概念和原理本身，更重要的是將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，分析和解決實(shí)際問題，創(chuàng)造出新成果。教師可以設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的探究實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)前的科學(xué)假設(shè)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的情景中發(fā)現(xiàn)問題，獲得科學(xué)理論、規(guī)律和事實(shí)。通過設(shè)置探究實(shí)驗(yàn)，既讓學(xué)生在增強(qiáng)科學(xué)體驗(yàn)的過程中掌握了科學(xué)知識(shí)，又激發(fā)了學(xué)生探究科學(xué)和知識(shí)規(guī)律的興趣。美國心理學(xué)家杰羅姆•布魯納認(rèn)為，在教學(xué)過程中，學(xué)生是一個(gè)積極的探究者，教師的作用是要形成一種學(xué)生能夠獨(dú)立探究的情境，而不是提供現(xiàn)成的知識(shí)［6］。在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)方法分析理論和解決問題的能力亦具有重要意義。例如，精餾分離是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的分離方式，其分離原理是物理化學(xué)相平衡相關(guān)章節(jié)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容。在課時(shí)內(nèi)容學(xué)習(xí)前，讓學(xué)生通過精餾的方式分別分離甲苯－苯混合溶液、乙醇－水混合溶液、氯仿－丙酮混合溶液，利用阿貝折射儀檢測精餾塔頂、塔底餾分的組成。餾分組成差異性的結(jié)果致使學(xué)生對(duì)精餾原理產(chǎn)生濃厚的探知欲，引導(dǎo)學(xué)生繪制三種混合溶液的沸點(diǎn)－組成圖，結(jié)合沸點(diǎn)－組成圖分析得出精餾是一個(gè)部分冷凝和部分汽化過程的連續(xù)過程。通過對(duì)比甲苯－苯、乙醇－水、氯仿－丙酮三種組成的沸點(diǎn)－組成圖得出混合溶液沸點(diǎn)組成圖有無極大和極小值類型在精餾過程中塔頂、塔底餾分組成的規(guī)律。探究實(shí)驗(yàn)的引入使學(xué)生主動(dòng)去思考，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，通過實(shí)踐的方法獲取抽象的理論知識(shí)，做到知識(shí)的融會(huì)貫通。
3結(jié)合化學(xué)史實(shí)，啟發(fā)學(xué)生思維
理論知識(shí)體系的建立是科學(xué)家們不斷發(fā)現(xiàn)、推測、實(shí)踐與驗(yàn)證的過程，化學(xué)的發(fā)展史實(shí)際上就是一部運(yùn)用物理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，以獲取化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，進(jìn)而建立學(xué)科理論的發(fā)展史。化學(xué)史料生動(dòng)地向?qū)W生展現(xiàn)了科學(xué)家探知理論的艱辛過程。利用化學(xué)史實(shí)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，可以使學(xué)生從發(fā)展的高度，以開闊的視野全面深刻地理解知識(shí)理論的演變過程，以辯證和發(fā)展的眼光去看待理論成果，激發(fā)學(xué)生完善和發(fā)展科學(xué)的興趣和動(dòng)機(jī)［7］。例如，人工降雨技術(shù)的發(fā)展，可以追溯到1920年南非科學(xué)家開展的“給云注射催化劑”的初步試驗(yàn)，后經(jīng)全球各國近50年的實(shí)驗(yàn)，探索出利用強(qiáng)吸水性鹽進(jìn)行人工降雨解決干旱問題或降低冰雹災(zāi)害的有效方法。通過向?qū)W生播放“人工降雨”紀(jì)錄片，使學(xué)生深入了解人工降雨的原理，利用強(qiáng)吸水性鹽進(jìn)行人工降雨的利與弊，人工降雨技術(shù)發(fā)展的前景。將表面物理化學(xué)理論與科技緊密聯(lián)系起來，使學(xué)生直觀地體會(huì)到所學(xué)理論知識(shí)的科學(xué)價(jià)值，啟發(fā)思維，深化理論學(xué)習(xí)效果。
4利用多媒體技術(shù)，變抽象為具體，洞悉重點(diǎn)知識(shí)
多媒體技術(shù)的發(fā)展充實(shí)了課堂教學(xué)，其在教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)教育教學(xué)改革起到了巨大的推動(dòng)作用。多媒體輔助教學(xué)具有傳統(tǒng)教學(xué)無法取代的優(yōu)勢，它能結(jié)合圖、文、聲、像、景等，創(chuàng)設(shè)逼真的教學(xué)情景，化抽象為直觀，化靜止為運(yùn)動(dòng)，將知識(shí)生動(dòng)形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)習(xí)變得生動(dòng)有趣，幫助學(xué)生理解抽象的物理化學(xué)概論及原理，啟發(fā)學(xué)生思維，提高學(xué)生的探究能力［8］。例如，在中學(xué)化學(xué)及大學(xué)無機(jī)化學(xué)中均涉及到電解池的相關(guān)原理，相應(yīng)課本內(nèi)容均較簡單。由于電解池相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的重要性，物理化學(xué)在電化學(xué)反應(yīng)的平衡與速率章節(jié)中再次重點(diǎn)介紹了電解池。心理學(xué)研究表明，人們對(duì)世界的感知認(rèn)識(shí)總是首先注意那些新的信息，因?yàn)樗鼈兙哂写碳ば院臀Γ瑯訉W(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣也在于它是否能提供新的信息［7］。筆者在教學(xué)實(shí)踐中首先向?qū)W生展示電解鋁工作車間的照片、生產(chǎn)過程的錄像，然后推動(dòng)學(xué)生猜測電解鋁槽的結(jié)構(gòu)，隨后結(jié)合電解槽的側(cè)面剖析圖引導(dǎo)學(xué)生了解電解鋁的原理，最后在此基礎(chǔ)上概括總結(jié)電解池的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容。筆者通過利用多媒體技術(shù)，將電解池的工作原理具體到化工生產(chǎn)車間應(yīng)用中，通過計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，不僅可以提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量，同時(shí)無形中調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的探究能力。
5聯(lián)系生活實(shí)際，結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)，做到學(xué)以致用
學(xué)習(xí)知識(shí)的最大價(jià)值在于能夠應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決其生活中遇到的實(shí)際問題，做到知識(shí)的遷移與應(yīng)用。物理化學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活和生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用，在環(huán)境問題、能源問題、食品安全和藥品安全等方面與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)情境比比皆是。在教學(xué)實(shí)踐過程中聯(lián)系生活實(shí)際，結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情景，有助于使學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的價(jià)值意義。例如，2016年山東警方破獲案值5.7億元非法疫苗案，涉案疫苗未經(jīng)嚴(yán)格冷鏈存儲(chǔ)運(yùn)輸銷往全國18個(gè)省市，引起社會(huì)一片恐慌。疫苗是一種脆弱的生物制劑，對(duì)溫度的要求敏感，溫度的高低直接關(guān)系到疫苗的保質(zhì)期。筆者在化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系相關(guān)學(xué)時(shí)內(nèi)容講授過程中結(jié)合該教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)阿倫尼烏斯方程，利用阿倫尼烏斯方程的不定積分和定積分形式剖析速率系數(shù)與溫度的關(guān)系，再結(jié)合已學(xué)的化學(xué)反應(yīng)速率方程，計(jì)算出不同保存溫度下疫苗的保質(zhì)期。在該學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生清晰地了解了疫苗冷藏儲(chǔ)存的重要性，綜合掌握了化學(xué)反應(yīng)速率方程和阿倫尼烏斯方程的應(yīng)用，學(xué)習(xí)目標(biāo)得到明確，學(xué)習(xí)效果得到提高。
6結(jié)語
物理化學(xué)是一門重要的理論課程，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)下應(yīng)用技術(shù)轉(zhuǎn)型教育的需求，如何進(jìn)一步提高教與學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才，需要授課教師不斷的探索、改革和實(shí)踐。在物理化學(xué)實(shí)踐教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)豐富多彩的教學(xué)情景，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。同時(shí)，在不同的情景教學(xué)中可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。情景教學(xué)的形式多樣化，如何創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系的教學(xué)情景，做到有目的地組織教學(xué)，有目標(biāo)地培養(yǎng)人才，對(duì)一線教育工作者提供了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
參考文獻(xiàn)
［1］趙鵬飛.服務(wù)業(yè)成2014年就業(yè)新增長點(diǎn)［J］.勞動(dòng)保障世界，2014(2):37－39.
［2］孫澤文，劉文帆.地方本科院校向應(yīng)用技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型的必要性、面臨的困境及對(duì)策建議—基于協(xié)調(diào)發(fā)展的理念［J］.高等教育研究，2015，32(1):13－16.
［3］劉興，賴華，屈景年，等.地方高校轉(zhuǎn)型形勢下物理化學(xué)教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考—以應(yīng)用化學(xué)為例［J］.廣東化工，2016，43(3):142－148.
［4］吉雪亭，劉琪.情境教學(xué)內(nèi)涵和外延的研究［J］.西安歐亞學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，5(1):60－62.
［5］崔維彬，詹紅霞.當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)行為的心理特征分析［J］.德州學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，27(1):136－137.
［6］王琳，畢建洪.“引導(dǎo)式、探究式、討論式”教學(xué)方法在物理化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，30(3):88－90.
［7］馬小彬.情境創(chuàng)設(shè)在化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與探究［D］.蘇州:蘇州大學(xué)，2007.
關(guān)鍵詞：3D恐龍博物館；Android系統(tǒng)；互動(dòng)；科普
中圖分類號(hào)： TP391.9
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)是全球增長最快、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膬纱髽I(yè)務(wù)，而對(duì)于兩者的結(jié)合體，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，必然在未來創(chuàng)造巨大的市場和經(jīng)濟(jì)神話。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是一種通過智能移動(dòng)終端，采用移動(dòng)無線通信方式獲取網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和服務(wù)的新興業(yè)態(tài)，其包含終端、軟件和應(yīng)用三個(gè)層面。近年來，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)取得了飛速的發(fā)展，深刻改變了人們上網(wǎng)和獲取信息的方式。
全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的終端主要以Android系統(tǒng)和IOS系統(tǒng)為主，據(jù)國際數(shù)據(jù)公司（IDC）調(diào)查顯示，截止2013年5月，Android系統(tǒng)占據(jù)全球智能手機(jī)操作系統(tǒng)市場75%的份額，中國市場占有率為86%。由此可見，手機(jī)等移動(dòng)終端已經(jīng)成為人們接受新知識(shí)的重要途徑之一。
博物館是征集、典藏、陳列和研究代表自然和人類文化遺產(chǎn)的實(shí)物的場所，為公眾提供知識(shí)、教育和欣賞的文化教育的場所，其主要以學(xué)習(xí)、教育、娛樂為目的，為公眾提供服務(wù)。目前，國內(nèi)的博物館雖然都有自己的主頁，但基本上僅含該博物館的概況、展覽、活動(dòng)等信息，并未提供詳細(xì)的物體介紹和精致的物體模型，人們必須身臨其境才能了解實(shí)物的情況，且交互性不強(qiáng)，難以達(dá)到科普宣傳的效果。
而大多數(shù)家長因?yàn)楣ぷ骰蚱渌颍瑳]有時(shí)間和精力陪同孩子參觀博物館，使得一些以少年兒童為主要參觀對(duì)象的博物館資源未能充分發(fā)揮其作用（比如恐龍自然科技博物館），并且博物館的交互性較弱，導(dǎo)致了少年兒童無法充分應(yīng)用這樣的渠道以更好地接受新知識(shí)。
基于此，以Android操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，我們開發(fā)一款基于Android的3D恐龍博物館系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用3D虛擬模型，可以做到恐龍模型與用戶的交互，充分調(diào)動(dòng)使用者的興趣，在與恐龍的互動(dòng)交流間了解恐龍的基本知識(shí)，從而達(dá)到寓教于樂的目的。
1 系統(tǒng)基本原理
1.1 碰撞檢測基本技術(shù)
1.1.1 AABB包圍盒原理
所謂的AABB包圍盒就是采用一個(gè)長方體將物體包裹起來，在進(jìn)行兩個(gè)物體的相交性檢測時(shí)僅檢測物體對(duì)應(yīng)包圍盒（包裹物體的長方體）的相交性。另外AABB包圍盒有一個(gè)重要的特性，那就是包圍盒對(duì)應(yīng)的長方體每一個(gè)面都是與某個(gè)坐標(biāo)軸平行的，因此AABB包圍盒又稱為軸對(duì)齊包圍盒。
在具體實(shí)現(xiàn)中，只要記錄6個(gè)值即可，這6個(gè)值分別代表每個(gè)坐標(biāo)軸上的最大值與最小值，即Xmin、Xmax、Ymin、Ymax、Zmin與Zmax，在具體的應(yīng)用中，實(shí)際物體上所有的點(diǎn)都必須滿足如下條件：
Xmin
為了便于開發(fā)實(shí)現(xiàn)，可以將表示AABB包圍盒的6個(gè)參數(shù)分成如下兩組：
Pmin =[Xmin，Ymin，Zmin]
Pmax = [Xmax，Ymax，Zmax]
由此可非常方便的求得AABB包圍盒的幾何中心C，公式如下：
C=（Pmin+Pmax）/2 [4]
1.1.2 AABB包圍盒的計(jì)算
首先記錄X、Y、Z三個(gè)分量，對(duì)每個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)求出X、Y、Z這3個(gè)坐標(biāo)的最大/最小值并將其作為包圍盒的6個(gè)參數(shù)值。最后通過這6個(gè)參數(shù)的值生成包圍盒對(duì)象的構(gòu)造器并獲得物體平移后的AABB包圍盒。
1.1.3 AABB包圍盒的碰撞檢測
運(yùn)用AABB包圍盒的目的是為了簡化物體運(yùn)動(dòng)過程中的碰撞檢測計(jì)算。其基本原理如圖1所示。
圖1 碰撞檢測的基本原理
區(qū)域A為重疊區(qū)域，主要是用來判斷AABB是否相交，在這里可以設(shè)定該重合區(qū)域的閥值，如果重合度大于設(shè)定的閥值，則認(rèn)為發(fā)生了碰撞。
由于任何一個(gè)AABB包圍盒的各個(gè)面都是平行于坐標(biāo)平面的，因此判斷兩個(gè)AABB包圍盒是否發(fā)生碰撞僅需分別判斷3個(gè)軸方向的交疊部分大小是否大于設(shè)定的閥值，若大于則發(fā)生了碰撞，否則沒有發(fā)生碰撞。[4]
構(gòu)造檢測兩個(gè)剛體是否碰撞的方法為首先分別計(jì)算A、B兩剛體當(dāng)前位置對(duì)應(yīng)的AABB包圍盒，然后再計(jì)算兩個(gè)AABB包圍盒在同一軸向上的交疊值。若最大值中較小的大于最小值中較大的則有交疊，交疊值為最大值中較小的減去最小值中較大的；否則沒有交疊。按照此方法即可計(jì)算出兩個(gè)剛體對(duì)應(yīng)的AABB包圍盒3個(gè)軸方向上的交疊部分大小。
1.2 標(biāo)志板的使用
模擬現(xiàn)實(shí)世界的場景中經(jīng)常需要放置一些裝飾物，如樹、灌木等。由于這些植物的外形是十分復(fù)雜的幾何形狀，若直接使用三角形進(jìn)行構(gòu)建將需要海量的頂點(diǎn)，以現(xiàn)在主流智能手機(jī)的硬件配置是難以支撐的。因此構(gòu)建場景中的植物時(shí)需要其他成本更為低廉的技術(shù)，所以本系統(tǒng)的場景中均采用了標(biāo)志板技術(shù)，使用紋理矩形來繪制恐龍展臺(tái)。[4]
1.3 著色器
1.3.1 頂點(diǎn)著色器
頂點(diǎn)著色器是一個(gè)可編程的處理單元，功能為執(zhí)行頂點(diǎn)的變換、光照、材質(zhì)的應(yīng)用與計(jì)算等與頂點(diǎn)相關(guān)的操作。其工作過程為，首先將原始的頂點(diǎn)幾何信息及其他屬性傳送到頂點(diǎn)著色器中，經(jīng)過頂點(diǎn)著色器處理后產(chǎn)生紋理坐標(biāo)、顏色和點(diǎn)位置等后繼流程所需要的各頂點(diǎn)屬性信息，然后再將其傳遞給圖元裝配階段。
1.3.2 片元著色器
片元著色器是用于處理片元值及其相關(guān)數(shù)據(jù)的可編程單元，其可執(zhí)行紋理采樣、顏色的匯總、計(jì)算霧顏色等操作，每片元執(zhí)行一次。片元著色器的主要功能為，通過重復(fù)執(zhí)行將3D物體中的圖元光柵化后產(chǎn)生的每個(gè)片元的顏色等屬性計(jì)算出來交由后繼階段使用，如剪裁測試、深度測試以及模板測試。
2 系統(tǒng)架構(gòu)
2.1 系統(tǒng)的主要功能
本文所設(shè)計(jì)的3D恐龍博物館平臺(tái)的主要功能模塊如下：
（1）場景模塊。主要分為博物館和恐龍兩個(gè)實(shí)體，用于調(diào)整博物館和恐龍模型在系統(tǒng)中的位置。
（2）主角人物模塊。主要用于設(shè)置主角的特性，如視角轉(zhuǎn)換，碰撞檢測等。此外該模塊還負(fù)責(zé)設(shè)置人物的動(dòng)作。
（3）控制模塊。包括主角移動(dòng)控制和恐龍旋轉(zhuǎn)控制兩部分。
（4）展臺(tái)模塊。該模塊負(fù)責(zé)對(duì)展臺(tái)中的恐龍進(jìn)行簡單的圖片介紹和語音介紹。
（5）展示廳模塊。主要負(fù)責(zé)對(duì)恐龍進(jìn)行詳細(xì)介紹，包括語音控制，背景音樂控制和恐龍觸控控制。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能如圖2所示。
圖2 恐龍博物館系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.2 系統(tǒng)層次
整個(gè)軟件系統(tǒng)架構(gòu)分為三個(gè)層次，每個(gè)層次的功能分別如下：
（1）庫和接口層。該層主要提供給應(yīng)用框架層一些基本的類庫和接口，包括Android的C/C++庫、RTP/RTCP庫和多媒體的處理接口。
（2）應(yīng)用框架層。該層采用模塊化開發(fā)方法，通過使用其下層的函數(shù)庫提供的接口，將實(shí)現(xiàn)相同或相似功能的封裝成為一個(gè)模塊進(jìn)而供應(yīng)用層來開發(fā)使用。
（3）應(yīng)用層。通過與應(yīng)用框架層提供的模塊相交互、資源分配等，基于Android的四大組件及其他相關(guān)控件完成畫面設(shè)計(jì)，為用戶提供一個(gè)可視的界面平臺(tái)。[3]
3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1 場景中恐龍展臺(tái)的實(shí)現(xiàn)
每個(gè)展臺(tái)用一個(gè)紋理矩形進(jìn)行繪制，紋理矩形上采用內(nèi)容為裝飾物的透明背景紋理圖。繪制紋理矩形時(shí)要采用恰當(dāng)?shù)幕旌弦蜃樱寡b飾物產(chǎn)生正確的遮擋效果。由于基本標(biāo)志板實(shí)現(xiàn)的裝飾物實(shí)際上是簡單的紋理矩形，因此適合用來呈現(xiàn)左右軸對(duì)稱的物體，對(duì)于非左右對(duì)稱的物體可能會(huì)給人虛假的感覺。同時(shí)也正是由于每一個(gè)裝飾物僅需要一個(gè)紋理矩形，所以此技術(shù)需要的系統(tǒng)資源非常少，效率很高。[4]
3.2 3D模型的設(shè)計(jì)與加載的實(shí)現(xiàn)
3.2.1 用3DMax設(shè)計(jì)3D模型
系統(tǒng)所呈現(xiàn)的3D模型都是在3DMax軟件下進(jìn)行模型設(shè)計(jì)的。在進(jìn)行模型設(shè)計(jì)時(shí)，首先用基本幾何圖形構(gòu)造出恐龍模型的輪廓，然后再用擠壓法做出恐龍模型，最后經(jīng)過軟件自帶的優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化后以“*.obj”格式導(dǎo)出。
3.2.2 加載obj文件
（1）加載僅有頂點(diǎn)坐標(biāo)與面數(shù)據(jù)的obj文件
（2）為了使模型具有更強(qiáng)的立體感這一環(huán)節(jié)采用了加載后自動(dòng)計(jì)算面法向量的方法。其計(jì)算方法為首先將法向量數(shù)據(jù)由構(gòu)造器參數(shù)中傳入，然后求出三角形中的一個(gè)點(diǎn)到另外兩個(gè)點(diǎn)的向量，最后將求出的兩個(gè)向量進(jìn)行叉積即可得出三角形面的法向量。
（3）加載后自動(dòng)計(jì)算平均法向量
點(diǎn)平均法向量是指當(dāng)一個(gè)頂點(diǎn)屬于不止一個(gè)平面時(shí)，其法向量采用其所屬多個(gè)平面各自法向量的平均值。采用平均值后，繪制出來的物體表面就平滑了。
為了便于計(jì)算點(diǎn)平均法向量，首先表示出頂點(diǎn)法向量。在這里要判斷兩個(gè)法向量是否相同，由于浮點(diǎn)數(shù)有計(jì)算誤差，事實(shí)上相等的法向量其浮點(diǎn)值也很難做到絕對(duì)一致。因此比較時(shí)需設(shè)定一個(gè)閥值，當(dāng)差小于閥值時(shí)就認(rèn)為相等，本系統(tǒng)在這里采用的閥值為0.0000001。求一組法向量平均值的策略為，首先將所有法向量的X、Y、Z分量值各自求和得到和向量，然后將和向量規(guī)格化即可得到平均法向量。計(jì)算出各個(gè)面的法向量后并加入到各個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的法向量集合中。當(dāng)所有面的法向量計(jì)算結(jié)束后，再求出各個(gè)頂點(diǎn)的平均法向量，接著送入法向量數(shù)據(jù)數(shù)組以供創(chuàng)建加載物體對(duì)象時(shí)使用。
（4）加載紋理坐標(biāo)
為了實(shí)現(xiàn)模型紋理的加載，首先要增加接收紋理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將紋理坐標(biāo)數(shù)據(jù)送入緩沖以備渲染管線使用，值得注意的是繪制方法也要增加紋理ID的入口參數(shù)，這樣在繪制時(shí)可根據(jù)需要傳入不同的紋理，方便后續(xù)不同模型的紋理加載。
在將obj文件加載的步驟中也要加載頂點(diǎn)紋理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存放到數(shù)組中供創(chuàng)建對(duì)象使用，在加載紋理坐標(biāo)時(shí)可以將加載后的值除以2，這樣可以減少紋理的重復(fù)次數(shù)。
最后在著色器上也要增加接收紋理坐標(biāo)、紋理數(shù)據(jù)以及進(jìn)行紋理采樣。[4]
3.3 3D恐龍模型縮放與旋轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)
為了方便用戶的操作，在縮放與旋轉(zhuǎn)上采用了多點(diǎn)觸控的技術(shù)。
多點(diǎn)觸控是指同時(shí)支持兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸控點(diǎn)，一個(gè)稱為主點(diǎn)，另一個(gè)稱為輔點(diǎn)，每個(gè)觸控點(diǎn)都有按下、移動(dòng)和抬起3個(gè)動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控的原理為：在觸控到下一點(diǎn)后將原來位置記錄為舊位置，設(shè)置新位置然后計(jì)算兩個(gè)觸控點(diǎn)的直線距離。
縮放的實(shí)現(xiàn)。首先判斷用戶是否已觸控到兩個(gè)點(diǎn)，若已完成觸控，則計(jì)算兩個(gè)觸控點(diǎn)之間的距離。根據(jù)兩點(diǎn)間的距離設(shè)置以完成對(duì)恐龍模型的縮放。
旋轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)。首先計(jì)算上一位置對(duì)應(yīng)的角度和當(dāng)前對(duì)應(yīng)的角度，將兩個(gè)角度相減得到旋轉(zhuǎn)變化角度，然后將旋轉(zhuǎn)變化角度疊加到總旋轉(zhuǎn)角度中。根據(jù)旋轉(zhuǎn)的角度與恐龍移動(dòng)的關(guān)系來實(shí)現(xiàn)恐龍的旋轉(zhuǎn)。
3.4 主角（展翅飛翔的雄鷹）的動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)
主角動(dòng)畫采用關(guān)鍵幀動(dòng)畫，就是給頂點(diǎn)著色器提供動(dòng)畫中每個(gè)關(guān)鍵幀對(duì)應(yīng)的各個(gè)頂點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)以及融合比例。頂點(diǎn)著色器根據(jù)兩套位置數(shù)據(jù)集當(dāng)前融合的比例融合出一套結(jié)果頂點(diǎn)位置數(shù)據(jù)。只要在繪制每一幀時(shí)提供不同的混合比例即可。
老鷹用到了3個(gè)關(guān)鍵幀包含4個(gè)動(dòng)畫階段。
第一階段是對(duì)1、2號(hào)關(guān)鍵幀中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的融合。
第二階段是對(duì)2、3號(hào)關(guān)鍵幀中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的融合。
第三階段是對(duì)3、2號(hào)關(guān)鍵幀中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的融合。
第四階段是對(duì)2、1號(hào)關(guān)鍵幀中頂點(diǎn)數(shù)據(jù)的融合。
重復(fù)執(zhí)行上述四個(gè)階段即可完成雄鷹展翅飛翔的動(dòng)畫。具體效果如圖3所示。[4]
圖3 雄鷹運(yùn)行效果圖
具體實(shí)現(xiàn)方法如下：
（1）在用3dmax設(shè)計(jì)好雄鷹模型后導(dǎo)出obj文件。
（2）加載雄鷹模型，創(chuàng)建第一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)緩沖，設(shè)置字節(jié)順序轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型緩沖，向緩沖區(qū)放入頂點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，設(shè)置緩沖區(qū)起始位置。重復(fù)此方法將3個(gè)關(guān)鍵幀的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)加載進(jìn)應(yīng)用程序并存放到緩沖中。
（3）為了在頂點(diǎn)著色器中能夠根據(jù)比例融合關(guān)鍵中的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，因此需要將融合的比例傳入渲染管線。由于有3個(gè)關(guān)鍵幀，因此融合比例在0-2之間連續(xù)變化。
4 系統(tǒng)應(yīng)用效果
4.1 恐龍博物館場景
點(diǎn)擊應(yīng)用圖標(biāo)便可以進(jìn)入到開場動(dòng)畫，進(jìn)入開場動(dòng)畫后會(huì)看到該應(yīng)用的主界面，在這里滑動(dòng)可選擇不同的博物館場景，每個(gè)場景中有不同的博物館和恐龍。點(diǎn)擊一下屏幕后我們會(huì)進(jìn)入到恐龍博物館的加載界面。系統(tǒng)在恐龍模型和場景模型加載完成后進(jìn)入博物館。完成后的效果如圖4所示。
圖4 恐龍博物館場景
4.2 恐龍展臺(tái)
進(jìn)入博物館后，接近恐龍點(diǎn)擊右上角圖標(biāo)進(jìn)入個(gè)體恐龍展臺(tái)，在展臺(tái)界面中可以得到該恐龍的一些簡單信息，如身高、體重、生存時(shí)期等。完成后的效果如圖5所示。
圖5 恐龍展臺(tái)
4.3 恐龍展示廳
在展臺(tái)中點(diǎn)擊左上角的球形圖標(biāo)即可進(jìn)入單個(gè)恐龍的展示廳，在這里調(diào)用的是恐龍的3D模型，用戶可對(duì)模型進(jìn)行放大縮小，旋轉(zhuǎn)等操作。觸摸恐龍的部位，會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到對(duì)該部位的單獨(dú)介紹界面，同時(shí)該部位會(huì)發(fā)亮以提醒用戶為該部位的單獨(dú)介紹。完成后的效果如圖6所示。
圖6 恐龍展示廳
5 結(jié)束語
作為時(shí)下最熱門的手機(jī)系統(tǒng)，Android的應(yīng)用擁有廣大的用戶群，所以Android的應(yīng)用開發(fā)也顯得尤為重要。
目前本系統(tǒng)的預(yù)期目標(biāo)已經(jīng)基本達(dá)到了，整體系統(tǒng)運(yùn)行良好，在本系統(tǒng)中添加了大量的恐龍模型和相關(guān)的資料，起到了較好的科普宣傳作用。美中不足的是娛樂性方面還存在欠缺，這是本系統(tǒng)的進(jìn)一步重點(diǎn)完善的內(nèi)容。
參考文獻(xiàn)：
[1]柯元旦，宋銳.Android程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010：12-35.
[2]宋小青，周東升.基于Android平臺(tái)的應(yīng)用開發(fā)研究[J].軟件導(dǎo)刊，2011，10（2）：104-106.
[3]周時(shí)偉，謝偉波.基于Android的智能家居終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2012，7：11-13.
[4]吳亞峰.Android 3D游戲開發(fā)技術(shù)寶典[M].北京：人民郵電出版社，2013：227-289.
[5]吳亞峰.Android 3D游戲開發(fā)技術(shù)詳解與典型案例[M].北京：人民郵電出版社，2011：49-55.
