導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇航天航空的意義，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

一、研究背景

技術溢出（Technology Spillover）是指先進技術擁有者在從事生產、貿易或其他經濟行為時，有意識或無意識地輸出技術而引起的技術水平的提高[1]。航空航天業的技術溢出則指航空航天業的先進技術通過一定渠道自愿或非自愿地傳播到其他工業領域，進而帶動這些工業領域技術水平的整體提升。航空航天業是我國戰略性高技術產業，屬于技術密集型行業，技術裝備多、投資費用大，是國家經濟實力與科技水平的綜合體現。自20世紀50年代以來，我國航空航天業經歷了從無到有、從小到大的發展歷程，逐步建立起平臺化、系統化、專業化的研發與應用體系。它技術內涵高、產業鏈長、輻射面寬、連帶效應強，對眾多高技術產業以及傳統產業的發展起到了舉足輕重的拉動作用。研究表明，內涵科技因素越高的行業部門對其他部門的貢獻效應越大[2]。航空航天技術是高科技領域的前沿，航空航天業必然對其他部門具有較大的貢獻效應，其技術溢出也應該是顯著的，本文正是基于這一前提條件進行的研究。因此，探究影響航空航天工業技術溢出的顯著性因素，充分利用其技術溢出作用，對于加快我國科技進步與經濟發展有著重要的戰略意義。然而，目前對此問題的研究并不深入，多數學者從理論層面分析技術溢出的問題，也有學者較為系統地對技術溢出是否存在、影響技術溢出的因素以及技術溢出的機理進行了實證分析，但這些研究都局限于外商直接投資（FDI）這一領域，沒有從行業層面上分析該行業部門對其他行業部門的技術溢出，并且沒有在理論上形成統一的認識。本文利用我國航空航天業的數據，采用因子分析的方法，提取影響技術溢出的關鍵因素，進而對促進我國航空航天業技術溢出及產業自身發展提供理論支持與政策建議。

影響技術溢出的因素有很多，根據現有文獻的研究將其大致歸納為：（1）人力資本因素。Keller（1996）研究發現人力資本積累的差距導致技術吸收效果與經濟增長率的不同[3]；Borensztein等（1998）認為人力資本存量是影響技術溢出效應的關鍵因素[4]；王成岐，張建華，安輝（2002）得出人力資本存量與技術溢出效應不相關的結論，但他們認為人力資本投入以及人才素質是技術溢出的影響因素[5]。（2）技術差距因素。Findlay（1978）和Wang and Blomstorm（1992）的研究表明技術差距越大示范模仿空間越大，吸收技術溢出的潛力也就越大[6]；Kokko（1994）的研究發現低技術水平嚴重阻礙技術溢出效應的產生[7]；Perez（1997）從吸收能力角度考慮，認為過高的技術差距會影響示范模仿機制發揮其應有作用。（3）經濟開放程度。Blomstorm and Sjoholm（1999）、認為經濟開放度高的企業由于競爭壓力大而進行更多的研發投入以提高自身吸收能力[8]；Kokko（1994）發現經濟開放程度與技術溢出效應之間的關系是不確定的[7]；包群，許和連，賴明勇（2003）用出口依存度等來衡量經濟的開放程度，發現我國經濟開放程度的提高、基礎設施的建立與完善等都是促進技術溢出的有利因素[9]。（4）研發投入因素。Kathuria（2000）指出技術溢出效應并非自動產生，技術吸收方要想從中獲利，須對學習活動進行投資；田慧芳（2004）的研究則表明工業部門研發投入水平與技術溢出效應呈負相關關系。此外，市場結構、工資水平、產業關聯、基礎設施、經濟政策等都作為影響因素引入了技術溢出的相關研究中，本文在前人研究的基礎之上對此進行探討。

二、指標構建與分析方法

目前，對技術溢出進行實證研究時，學者們通常首先選擇一個影響因素，然后確定與該影響因素內容相關的指標體系，最后采用一定的計量方法（如多元回歸、分組回歸等）來分析這些指標。本文在分析技術溢出時，也采用了這種研究思路：選取航空航天業為研究對象，根據技術差距等影響因素建立與之相關的量化指標體系，采用因子分析的方法對這些指標與技術溢出之間的關系進行研究，并用線性回歸的方法對提取出的公因子進行顯著性檢驗。

（一）技術溢出指標體系

航空航天業是一個以現代科學為基礎的高新技術產業，包括機、光、電、液綜合能力的精密機械加工工業，是我國國民經濟和國防建設的重要組成部分[10]。其研發成本高、風險大、周期長，具有科技含量高、連帶效應強的產業特點，能夠帶動諸多產業的發展。理論上講，研究技術溢出影響因素需要建立一套完整的指標體系，但為了避免信息重疊，本文根據國內外現有文獻的研究成果并綜合考慮我國航空航天業技術溢出的實際情況，選取如下表所示指標體系：

（二）分析方法和數據來源

因子分析是一種研究從變量群中找出共性因子的統計技術，它通過分析眾多變量之間的依賴關系，探尋觀測樣本的內部基本結構，提取并描述隱藏在一組顯性變量中無法直接測量的隱性變量，很好地發揮了降維和簡化數據的作用。因子分析中的共性因子是不可直接被觀測卻又客觀存在的重要影響因素，每一個變量都可以表示為共性因子的線性函數與特殊因子之和，即，式中為的共性因子，為的特殊因子。若滿足以下條件：（1）；（2），即共性因子和特殊因子不相關；（3）各共性因子不相關且方差為1；（4）各特殊因子不相關且方差不要求相等。那么，每個變量可由個共性因子和自身對應的特殊因子線性表出，因子分析的數學模型可表示為：

本文采用因子分析和線性回歸相結合的方法，研究我國航空航天業技術溢出問題。用于分析的數據主要來源于《中國高技術產業統計年鑒》（1999~ 2009）中航空航天業相關數據，以及《中國統計年鑒》（1999~2009）中工業企業相關數據，統計口徑為我國國有及規模以上非國有工業企業。

三、技術溢出實證研究

（一）因子分析

從《中國高技術產業統計年鑒》（1999~2009）與《中國統計年鑒》（1999~2009）整理出構建量化指標體系所需數據，并按定義計算出各指標對應值，如下表所示：

利用SPSS17.0軟件做出相關系數矩陣，通過指標之間的相關系數初步判斷各指標相關性較高。從已建立的量化指標體系中提取公共因子，找出影響我國航空航天業技術溢出的主要因素。因子矩陣和旋轉因子矩陣如表3、表4所示：

由表3、表4可知，旋轉后公共因子F1、F2的方差貢獻率分別為4.803和2.795，累積方差貢獻率為84.424%，進一步判斷公共因子F1、F2能夠代表本文所設計的衡量我國航空航天業技術溢出的量化指標體系。由表4還可知公共因子F1在X1、X2、X3、X4、X5的載荷值均大于0.7，能夠反映我國航空航天業科技活動經費投入能力、研發經費投入能力、新產品研發經費投入能力、科技活動人員投入能力以及科學家與工程師投入能力，因此可將F1視為影響航空航天業技術溢出的因素之一――技術投入能力；公共因子F2在X6、X7、X8、X9的載荷值均大于0.65，能夠反映我國航空航天業的新產品銷售收入、新產品出口能力、新產品勞動生產率以及新產品產值比重，因此可將F2視為影響航空航天業技術溢出的因素之二――技術產出能力。

（二）線性回歸

本文根據該檢驗模型，以公共因子F1、F2的因子得分作為自變量，以其他工業企業的全員勞動生產率LP作為因變量（具體數據見表5），構建如下回歸模型：

（1）

其中LP即除航空航天業之外的其他工業企業的全員勞動生產率，是全國國有及規模以上非國有工業企業增加值與我國航空航天企業增加值的差值同全國國有及規模以上非國有工業企業全部從業人員年平均人數與我國航空航天企業從業人員年均人數差值之比。其計算公式為：

全員勞動生產率=工業增加值/全部從業人員平均人數（2）

通過回歸得到人均產出變量與公因子變量之間的關系方程為：

（3）

t值:(6.240)(2.886) ( 3.320)

P值: 0.001 0.028 0.016

R2=0.749AdjR2=0.666F=8.967

由模型估計到的參數可知，我國航空航天業的技術投入能力以及技術產出能力與其他工業企業的全員勞動生產率均存在著顯著的正相關關系，技術投入能力的因子得分每提高1%，其他工業企業的全員勞動生產率將上升17.541%，技術產出能力的因子得分每提高1%，其他工業企業的全員勞動生產率將上升15.9%。

四、結果分析與政策建議

航空航天業是我國國民經濟的先導產業，在人才、資金、技術等方面都有著相當大的優勢，產業結構具有一定的特殊性，技術溢出也不同于其他產業。因此，本文在參照前人研究成果與研究方法的基礎上，構建了一個衡量技術溢出的量化指標體系，采用因子分析的方法從中提取出最為顯著和最具代表性的兩個因素，即航空航天業的技術投入能力及技術產出能力。科學分析這些影響因素，有效利用技術溢出效應，有利于提升傳統產業的自主創新能力、推動國家整體技術進步。對此，提出如下建議：

篇2

中圖分類號：TN915.4—34文獻標識碼：A文章編號：1004—373X（2012）18—0099—03

數據是航天測控系統處理和應用的核心[1]。隨著我國航天測控事業的不斷發展，整個航天測控系統將發展成為以中繼衛星為中心的天基測控網，以陸地測站為中心的陸基測控網和以測量船站為中心的海基測控網三個相對獨立的測控系統[2—3]，而且各方用戶對整個系統提供綜合應用服務的需求也不斷提高。現有傳統的航天測控數據體制，采用約定字段數據包結構的數據處理和應用模式，使得的數據處理及應用都較受限制。為此，構建一個統一化、標準化的數據體制，實現整個測控系統數據的統一標準化處理和應用，將對我國航天測控事業的進一步發展具有重要意義。隨著XML（eXtensibleMarkupLanguage）相關協議標準和應用技術的不斷成熟，使XML逐漸成為一種處理應用系統間數據交換的標準[4—5]。

1現有傳統航天測控數據體制分析

現有傳統的航天測控系統采用約定字段數據包結構的數據體制，這種體制在數據處理和應用方面，都有其自身的局限性。

1.1數據處理方面

在以約定字段數據包為核心的數據處理中，數據的生產者需要按照約定的格式填寫各個字段，建立完整的數據包并發送給數據的消費者。數據的消費者首先要按照約定的格式，從數據包中分解出各個數據字段，最終得到各個應用數據，然后才能對這些數據進行處理[6]。這種數據處理方式有幾個明顯的不足：一是數據處理的代碼耦合度高，為針對不同任務而進行的軟件維護設計將要求對軟件代碼的重新修改與測試，從而影響了軟件的可重用性和模塊化；二是不同數據處理單元之間的接口復雜，標準不統一。假設有n個模塊要進行信息交互，則會存在Cn2個接口，這使得數據的交互和集成變得十分困難。

此外，傳統數據體制對數據的處理不能有效區分實時與非實時數據，實際可用數據處理資源無法實現合理分配，傳輸帶寬的彈性較小。

1.2數據應用方面

數據應用以數據處理為基礎。一方面基于約定字段數據包結構的傳統數據體制限制了系統對底層數據的處理方式和處理能力，從而影響了數據應用的可實現行和豐富性；另一方面，在傳統的航天測控數據體制下，不同測控網之間的數據交互僅僅只解決了基本的數據鏈路和數據傳輸的問題，對數據網絡層與應用層的設計與處理較少。同時，數據的傳輸與網絡特性單一，使得系統對通信資源的分配和利用力不從心，系統可統一應用的數據范圍和綜合性較受限制，不利于系統的適應性和拓展性發展。

2基于XML的航天測控數據體制

2.1XML的特點

XML是由W3C（WorldWideWebConsortium）的一種標準，是標準通用標記語言（StandardGeneralizedMarkupLanguage，SGML）的一個簡化子集。它具有以下幾個傳統約定數據包結構數據不具有的顯著特點[7—8]：

（1）數據的自描述性，適用于特定領域的數據處理和應用。

（2）結構化的數據模型，為數據顯示和處理提供標準的處理方式。

（3）豐富的網絡傳輸特性，可作為性能良好的通信協議。

（4）成熟的XML應用標準與處理技術，如XSL，DOM，SAX，WML，XLink和XPointer等為XML的應用拓展提供了技術支持。

此外，航天測控網的IP化改造，也為XML的技術實現提供了硬件平臺。

2.2基于XML的航天測控數據體制

航天測控數據處理按時間的要求不同可分為實時數據處理和非實時數據處理。實時數據處理要求處理速度快，時間短，方法簡單，所使用的數據為流數據，大多不會重復使用。非實時數據處理流程多，方法精細、復雜，所使用的數據為積累數據，大多需要重復使用。

篇3

誰是國航的群眾？對于這個問題，國航上下有著明晰的認識：作為航空企業，對內，依靠的群眾是廣大的員工；對外，依靠的群眾是廣大的旅客。為了時刻和群眾站到一起，收集群眾的意見，聽到群眾的聲音，國航建立了一整套聯系群眾的機制。

公司領導班子成員的聯系點直接設到了基層黨支部，每人每年至少要與20名一線員工進行面對面的談心。基層黨支部每個月、黨委每個季度都要召開員工思想情況分析會，專門收集研究員工關注的熱點問題和工作生活中存在的困難，并形成了“收集問題—分析問題—制訂方案—反饋意見—跟蹤落實”的閉環管理機制。

國航是一個管理鏈條長、人員分散的企業，有人在天上，有人在地面，有人在國內，有人在海外，集中非常困難。為此，國航啟動了“和諧溫度計”調查項目，通過網絡匿名參與的方式，使200多個境內外城市中30285名國航員工參與進來。

國航還積極收集服務對象的意見。國航在機艙、柜臺等一線界面上提供各種形式的問卷、意見卡，通過呼叫中心進行電話回訪，請旅客對各個細分的服務環節進行滿意度逐項打分，對各環節自己希望改進的地方提出批評與建議，幫助企業尋找薄弱環節。

國航服務的改進，發展方向的調整，正是這樣長期不懈地依靠群眾，這樣周而復始地不斷完善。

行動的方向：一切為了群眾

為人民服務、一切為了群眾的目標，在國航被概括為“雙服務、雙滿意”，也就是“只有員工滿意，旅客才能滿意”，“只有公司為員工服務好，員工才能為旅客服務好”。

篇4

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0103-01

隨著科學技術的不斷發展，航空航天領域也呈現出前所未有的發展新態勢。航空航天材料的設計也在向多樣化、智能化及信息化方向發展。但是在材料的設計過程中仍然面臨著設計成本高、設計精確度要求高等問題，這就要求設計者們必須嚴密地設計出需要的航空材料，并且盡可能地減小誤差，這也給設計者帶來了很大的技術難題。3D打印技術為此類問題的解決提供了新的方案[1]。

1 3D打印技術的概念及發展特點

1.1 3D打印技術的概念

3D打印技術即一種快速打印樣品成型技術。其原理是將金屬粉末或塑料粉末等當做打印“墨”，根據數字模型要求，再通過逐層打印的方式打印出成品，這種技術在國外也被稱為“增材制造”。3D打印技術的發展得益于計算機技術的不斷創新與突破，其打破了傳統打印的意義。此外，隨著3D打印技術的不斷完善與成熟，其越來越多地應用于生活、社會活動以及高科技等各個方面，諸如航天航空領域，對于我國高科技的發展有著重要的意義。

1.2 3D打印技術的發展特點

3D打印技術發展歷程大致如下：1984年的基于數字資源的三維立體模型打印技術、1993年發明的3D印刷技術（3DP）、1996年具有真正意義上的的“3D打印機”問世、2005年第一臺彩色“3D打印機”――Spe問世、2010年可以打印整個身軀轎車的“3D打印機”出現、2011年能夠打印飛機的“3D打印機”出現。3D打印技術在不斷朝著復雜、多樣化以及高科技等領域的方向發展。因為其不需要傳統的機械加工或制造模具就能直接根據計算機圖形數據生成任何形狀的物體，極大地縮短了產品的生產周期，提高了產品的生產效率。這對航空航天材料的智能設計起著很大的作用[2]。

2 3D打印技術運用于航空航天材料設計上的優勢

2.1 節省材料

一個飛機機身的模型需要許多零件和部分組成，而應用3D打印技術之后，不用剔除航空材料的邊角料，提高了材料的利用率。此外，3D打印技術取代了傳統的大規模、占用空間以及耗人力等的生產線，從而最大化地節省了材料，降低了成本。

2.2 制作材料精度高

材料的精確設計是確保航天航空領域安全發展以及快速發展的最基本要求。而傳統的材料設計技術無法保證人為的錯誤以及將誤差降到最低等，這就限制了航天航空的發展。因此，3D打印技術運用于航天航空領域時，給航空航天的智能化材料設計帶來的將是質的飛躍與創新。

2.3 無需傳統模具

3D打印技術在智能化材料設計過程中不用使用傳統的刀具、機床以及其他磨具，通過將產品的外形等通過計算機技術如AUTO CAD技術設計出來，然后直接打印生成實物產品。這在很大程度上簡化了傳統磨具下的制造工藝。

2.4 縮短材料制作周期

3D打印技術可以自動、快速、直接和精準地將計算機中的三維設計轉化為實物模型，甚至能夠直接制造零件和模具，繞過了傳統的制造工序，從而有效地縮短了材料設計的研發與制作周期。

3 3D打印技術對航空航天材料智能化設計的促進作用

3.1 促進了航空航天材料設計技術的革新

3D打印技術的運用加快了其材料智能化的設計進程，打破了傳統的設計思維和方法，使得航天領域設計技術的不斷發展及完善，更是將高科技與制造業設計的結合推向了一個新的高度，加快了智能設計技術的發展與革新。

3.2 促進了航空航天材料設計成本的降低

在航空領域，不管是創新設計還是機械制造，都需要嚴密規整的模型。在造一架飛機時，要經過無數的模型模擬，而每一次模型的制造以及模擬都需要很大的財力支持。而應用3D打印技術，這種資金消耗將得到大幅度降低。3D打印技術依靠高精確度使得設計時模型能夠精準使用物料，這使得設計材料時所使用的資金的到合理的運用。

3.3 促進了航空航天材料設計的創意性發展

在航空航天領域，其運用3D打印技術可以促進材料設計的智能創新，可以促進飛機機身的多形狀化發展、零件的多顏色發展等。在使用3D打印技術之后，我們有理由期待一種更先進更具有創意性的航空航天產品。

3.4 促進航空航天材料設計的人性化發展

運用3D打印技術實現材料設計智能化之后，材料制作可以向著個性化、多樣化方向發展，例如：我們可以根據每家航空公司理念等的不同設計出富有個性化、突出其理念的產品，而不是趨同的制作，比如航天飛機上的座椅可以根據員工的操作習慣以及身體結構量身“3D”打造。這體現出材料制作的個性化，而這得益于3D打印技術的運用。

4 結語

綜上所述，筆者認為基于計算機技術的3D打印技術以其高精確度、高生產率等特點將快速融入航空航天領域材料的智能化設計。但是，目前該技術仍然存在著強度低、材料存在局限性等缺點，因而其應用范圍還不是太廣泛。不過我們相信，3D打印技術的進一步完善會深刻的影響我們生活。

篇5

各地教育部門和全國8萬余所中學6000余萬名師生共同組織了收看，天宮一號也因此成為中國“最高”講臺。此次太空授課活動安排的實驗項目，展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象，為全國青少年進行了一堂意義非凡的太空授課。各地教育部門和中學高度重視，妥善調課，組織收看神舟十號航天員太空授課活動，圍繞太空授課活動開展豐富多彩的主題活動，積極響應教育部要求，推動“中國夢、我的夢”主題教育活動和中學科技教育的有效開展，促進中學生全面發展和健康成長。

2013年6月20日10時04分，跟隨神舟十號遨游太空的航天員王亞平開啟了我國載人航天史上的首次太空授課。330余名少數民族學生、進城務工人員隨遷子女及港澳臺地區中小學學生代表在中國人民大學附屬中學綜合樓四層地面課堂，興趣盎然地聆聽了“太空教師”王亞平在神舟十號上為大家所講的一堂40分鐘的實驗課。

中國人民大學附屬中學通過地面課堂具有的雙向音視頻溝通交流能力，與神十航天員進行同步互動交流。地面課堂內的學生不僅能夠看到王亞平授課的清晰畫面，身在太空的王亞平也能觀看到和收聽到課堂內學生們的實時反應，同學和老師可以像平常課堂一樣進行互動。

在地面課堂上的兩位教師，分別是人大附中的物理教師宓奇和101中學的物理教師史藝，在太空授課開始之前，兩位老師先讓大家猜想本次課程中可能會涉及的原理，及對航天員最關心的問題是什么？

課程伊始，兩位地面教師先通過一個短片向大家介紹了航天員的衣食住行。當三位航天員出現在屏幕畫面中的時候，學生們立即鼓掌，有人不禁感嘆：畫面好清楚啊！為了向孩子們說明“失重”現象，指令長聶海勝表演了“懸空打坐”，擔任太空教師的王亞平說：“我還會大力神功呢。”她用一根手指輕輕一碰，就把聶海勝推到了船艙后面。看到此情景，孩子們哈哈笑了起來。隨后，王亞平做了5個實驗，分別為質量測量演示實驗、單擺運動演示實驗、陀螺演示實驗、水膜演示和水球演示實驗。

天津：做足功課 同步觀看

6月20日，在南開中學航天體驗館，學生們通過弧形屏幕觀看中國首次太空授課。天津大中小學校組織學生同步收看，各學校的“地面課堂”瞬間沸騰。

上午10時，南開中學打開了全部教室和實驗室內的閉路電視，讓2000余名中學生共同見證和觀看這一期待已久的難得的歷史時刻。與此同時，南開中學的航天航空體驗中心也全部開放，該校30余名物理社的成員還在教師的指導下，在航天航空體驗中心的仿真平臺上迎來了這一次特殊的“太空課堂”。物理社社長、該校高一年級的女生孔令航興奮地告訴記者，為了收看這次“太空課堂”，大家都做足了功課，在網上搜集了很多物理與航空航天的知識。她說：“雖然是學生，但我們都特別關心中國航天事業的發展，我們每一個人心中都有一個‘航天夢’。這次‘太空課堂’不僅給我們展示了很多新奇的難得一見的太空知識，同時也讓我們的‘航天夢’更加清晰起來，也更加增強了我們實現未來夢想的信心！”

南開中學副校長呂寶桐表示，這次“太空課堂”對學生來講也是一次難得的愛國主義教育，增強了實現中國夢的使命感。

上海：航空航天特色校閔行三中觀摩中國首次太空授課

上海市閔行三中是航空航天特色學校，該校組織了初二年級全體同學觀摩中國首次太空授課。校長在電話里告訴記者，由于閔行三中高中部仍在期末考試期間，因此安排已經期末考完的200余名初二學生收看了太空授課。學校還特別安排了30多名科學興趣濃厚、品學兼優的學生到高中部的劉輝航天科技工作室集中觀看，現場安排物理老師和同學們互動，解答同學們的疑問。

2011年，閔行三中高一學生提交的“搭載瀕臨滅絕植物種子的探究”搭載方案，從全國113所中小學校的近3000個方案中脫穎而出，成為我國空間試驗室首個出自中學生的研究項目，跟隨當年發射的“天宮一號”進入太空。

廣東：遨游九天

圓夢中國

6月21日下午，廣東佛山羅村二中初二級全體同學觀看了此次太空授課。

本次太空授課的5個基礎物理實驗，展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象，是一堂極其生動的實驗課，激發了同學們的學習興趣和熱情，使青少年走近航天、了解航天、熱愛航天。

湖南：長沙市37中第一時間收看神舟十號太空授課

6月20號上午10：00，長沙市37中學生在學校的統一安排下，在自己的教室里準時收看了神舟十號太空授課直播，學生們一個個目不轉睛地盯著教室黑板正中間的班班通設備“電子白板”，一起分享著這一場來自太空的實驗課。航天員王亞平給中學生們講授的這一節實驗課程，解開了同學們心中的很多謎底，比如：航天員在太空的衣、食、住、行是怎么樣的？失重是怎么產生的？太空垃圾怎么處理？有沒有見到UFO？太空中看到的星星是什么樣的？太空中的水是怎么來的？……滿足了學生很多的好奇心。他們在為祖國的航天事業舉得巨大進步而驕傲和自豪的同時，也激發了心中的航天夢、科技夢、中國夢、強國夢，增強了要為中華民族的偉大復興貢獻自己力量的決心。

四川：綿陽博雅學校觀看“神舟十號太空授課”直播

6月20日上午10點—10點50分，綿陽博雅學校師生懷著興奮、期待的心情收看了“神舟十號”航天員在“天宮一號”進行的首次“太空授課”。女航天員王亞平給大家演示了小球在太空中的單擺運動和圓周運動、高速旋轉的陀螺旋轉、神奇的水膜實驗、液體表面張力能使水膜變“魔法水球”等內容，激發了同學們對太空的向往，更讓大家了解航天、熱愛航天、支持航天，讓同學們集體感受了天宮課堂的無窮奧妙。

課后，各班老師還組織同學們談感受、說體會。有同學這樣說：“我一直以為‘天宮一號’在太空上只是固定地待在某個地方，聽王亞平老師說，他們每天會看到16次日出，因為他們每90分鐘就繞地球一圈，我才明白原來‘天宮一號’是要繞著地球運動的。”有的學生說：“太空太神奇了，看到王亞平老師能把地球上的一滴水‘變’成彩色的水球，她就像一個魔法師一樣，那太空中還有多少‘魔法’啊！”

新疆：華山中學學生收看太空課堂 見證奇妙一刻

“在太空當中做這些實驗的時候，真正能夠把理論中的知識在實際應用中的一些狀態呈現出來。我覺得學生的收獲是非常大的。”6月20日，新疆生產建設兵團農業建設第二師華山中學高中物理老師倪穎在與學生一同收看了神舟十號航天員展現的太空課堂后說到。

華山中學的學生們在教室里收看了我國航天史上的首次太空授課，他們時而屏息凝神，時而發出驚叫；教室里時而鴉雀無聲，時而掌聲一片。神奇的課堂讓學生們見證了太空的奇妙世界，也激發了他們內心的科學夢和太空夢。

有學生表示，這個天宮課堂非常有趣，也非常有意義，它帶給我們一些平時在地球上不能見到的真實現象，這也是科學引人入勝的地方，更加激發了他們學習科學知識的興趣。

：航天員太空授課激發雪域學子太空夢

“太空會不會像高海拔地區一樣，水到七八十度就能燒開了？”“冬蟲夏草在太空能生長嗎？”“太空像一樣缺氧嗎？”“在高海拔的發射宇宙飛船會不會更快？”……的學生對太空的熱情很高，顯然，太空授課激發了他們追夢太空的濃厚興趣。

拉薩中學團委書記薛軍利認為，此次太空授課有助于培養學生在物理學習方面的興趣，激發學生探索太空的科學精神。不少學生通過太空授課產生了探索太空的夢想，要把個人夢和國家夢結合起來，使夢想成真。

澳門組織中小學生觀看

“神十”太空授課

6月20日上午，澳門特區政府教育暨青年局及多家學校組織中、小學生收看“神舟十號”航天員在“天宮一號”作太空授課的現場直播，一同領略奇妙的太空世界。

航天員王亞平在授課中，分別進行了質量測量、單擺運動、陀螺、水膜和水球等試驗，展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象，并回答了學生的提問，包括關于航天器用水、太空垃圾防護措施、航天員對抗失重方法和太空景色等。

在澳門教育暨青年局的駿菁活動中心，有250名學生在聆聽航天員老師講課；在勞工子弟學校，也有近百名學生在禮堂集體觀看直播。教育暨青年局還安排了導師在場講解，解答學生們的提問。

有參與聽課的澳門學生稱，對太空的一切都感到很好奇，不知道太空冷不冷？太空是否會有外星人？希望將來航天員來澳門時，有機會直接向他們發問。

教青局青年廳廳長袁凱清表示，澳門特區政府一直重視科普教育，通過課余活動、對外交流比賽等形式讓學生接觸科普知識。通過收看太空授課直播，見證了中國航天科學教育的歷史時刻，加深了學生對航天科技的認識，將進一步激發澳門廣大青少年崇尚科學、熱愛航天的熱情。

美國：2007年，芭芭拉·摩根的第一次太空授課

2007年，美國東部時間8月8日18時36分，美國“奮進”號航天飛機載著機組7名宇航員從佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空，飛往國際空間站。這是美國宇航局首位教師宇航員芭芭拉·摩根的第一次太空飛行。

航天飛機進入地球軌道后，地面發射控制中心指揮人員說：“對芭芭拉·摩根和機組伙伴來說，這堂課正式開始了。”摩根曾經教書的愛達荷州的科學教師聯合會專門挑選了18名學生，與摩根進行天地間的師生對話。

摩根這次在空間站上的第一堂課，共進行了25分鐘。在課堂上，一個孩子想知道如何在太空鍛煉。摩根一手托起一個在她身邊飄浮著的宇航員，給予演示。另一位年輕人想知道宇航員是怎樣喝水的，摩根和她的同事從飲用水袋的吸管中擠出水泡，并將水滴吞下。4名宇航員還分別用乒乓球和壘球作講課的道具。

實驗一：質量測量演示——沒有了重量，是否意味著失去質量？

3位航天員老師“站”穩后，先給同學們露了幾手“功夫”——“懸空打坐”“大力神功”。在失重環境下，航天員們都成了“武林高手”，博得同學們陣陣喝彩。

航天員的表演給同學們帶來了疑問：在地面上，人們一般用天平、臺秤、托盤秤、桿秤、彈簧秤測量物體受到的重力，從而計算物體的質量，那么 ，失重環境下怎樣測質量呢？

航天員老師用“天宮一號”上的質量測量儀現身說法。他們從“天宮一號”的艙壁上打開一個支架形狀的裝置，航天員聶海勝把自己固定在支架一端，王亞平輕輕拉開支架，一放手，支架便在彈簧的作用下回復原位。裝置上的LED屏上顯示出數字：74.0。這表示聶海勝的實測質量是74千克。

王亞平向同學們解釋道，天宮中的質量測量儀，應用的物理學原理是牛頓第二運動定律：F（力）=m（質量）×a（加速度）。質量測量儀上的彈簧能夠產生一個恒定的力F，同時用光柵測速裝置測量出支架復位的速度v和時間t，計算出加速度（a=v/t），就能夠計算出物體的質量（m=F/a）。

王亞平老師還給同學們布置了一道課后思考題：除了運用牛頓第二定律，還有什么辦法可以在失重環境下測量物體的質量？

實驗二：單擺運動演示——太空中的機械鐘表走得更準還是靜止不動？

演示完質量測量，航天員們又取出一個物理課上常見的實驗裝置——單擺。

T型支架上，用細繩拴著一顆明黃色的小鋼球。王亞平把小球輕輕拉升到一定位置放手，小球并沒有出現地面上常見的往復擺動，而是停在了半空中。王亞平用手指沿切線方向輕推小球，奇妙的現象出現了，小球開始繞著T型支架的軸心做圓周運動——而在地面對比實驗中，需要施加足夠的力，給小球一個較大的初速度，才能使它繞軸旋轉。

太空實驗趣味無窮，地面課堂的學生們也不失時機地向航天員提出他們關心的問題。人大附中早培班學生徐海博舉手提問：“航天員老師，您在太空中有沒有上下方位感？”

為了回答同學的提問，航天員王亞平在聶海勝的幫助下表演了一套“雜技”動作，分別進行了懸空橫臥和倒立。看到航天員老師的精彩表演，同學們興奮地鼓起掌來。

實際上，航天員在太空中無所謂上和下的方位區別。不過，為了便于工作生活，航天員們為“天宮一號”人為定義了上和下，把朝向地球的一側定義為下，并專門在“下方”鋪設了地板。

實驗三：陀螺演示——高速旋轉的陀螺為什么不會倒下？

物理學原理告訴我們，高速旋轉的陀螺具有很好的定軸特性。在太空失重環境下，這一特性更加直觀地呈現出來。

航天員王亞平取出一個紅黃相間的陀螺，把它靜止懸放在空中。用手輕推陀螺頂部，陀螺翻滾著飛向遠處。緊接著，王亞平取出一個一模一樣的陀螺，讓它旋轉起來，懸浮在半空中，再用手輕輕一推，旋轉的陀螺不再翻滾，而是保持著固定的軸向，向前飛去。

王亞平介紹說，高速旋轉陀螺的定軸特性在航天領域用途廣泛。在“天宮一號”目標飛行器上，就裝有各式各樣的陀螺定向儀，正是有了它們，才能精準地測量航天器的飛行姿態。

實驗四：水膜演示——天宮里有沒有“飛流直下”的瀑布？

陽光下五彩繽紛的肥皂泡、能夠讓硬幣漂浮的山泉水，總是帶給人們很多遐想。這些都是液體表面張力在發揮著神奇作用。

只不過，在地面上，液體表面張力難以抗衡地球引力的影響，只有經過特殊處理的肥皂水、富含無機鹽的礦泉水才能表現出比較強的張力特性。但是，在太空失重環境下，液體的表面張力特性便突顯出來。

王亞平拿起一個航天員飲用水袋，打開止水夾，水并沒有傾瀉而出。輕擠水袋，在飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠，略微抖動水袋，水珠便懸浮在半空中，與“天宮一號”艙壁上鮮艷的五星紅旗圖案交相輝映，更顯得美輪美奐。

接著，她把一個金屬圈插入裝滿飲用水的自封袋中，慢慢抽出金屬圈，便形成了一個漂亮的水膜。輕輕晃動金屬圈，水膜也不會破裂，只是偶爾會甩出幾顆小水滴。隨后，王亞平又往水膜表面貼上了一片畫有中國結圖案的塑料片，水膜依然完好。這些在地面難得一見的奇特景象，引起了地面課堂同學們的連聲驚嘆。

實驗五：水球演示——用神奇的液體表面張力變個“魔法”

液體表面張力的威力竟如此神奇！普通的飲用水還能變成更加神奇的“魔法水球”。

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引言

隨著民用航空運輸業的不斷發展，傳統的航路設計已經不能滿足其運輸業的發展需求，因此，作為區域民航與所需導航性能系統的廣泛運用于發展帶來的基于性能導航（PBN）技術，將為我國民航的遠程運輸業的發展到來極大的，有效的增強民航的盈利以及輪動發展的能力，不斷滿足我國航空運輸的可持續發展要求[1]。

1 現代民航發展現狀

當前，我國的民航發展由于技術上的限制，導致其在不斷發展的路上還是面臨著諸多矛盾和挑戰。首先，需求與能力之間的矛盾。隨著時代、經濟的不斷發展，社會對現代民航運輸的需求逐漸增強，但是實際上的民航技術卻還停留在之前的技術之上，不能滿足時代的發展需求；其次，民航的運輸優勢逐漸被淡化，且成本在逐漸加大。最后，空域資源、土地資源及環境保護等多方面因素在不斷的制約我國民航的長期發展。因此，必須尋找一種新的導航技術以促進民航事業的可持續性發展。

2 PBN飛行程序系統的設計

對于PBN運行，其技術核心是依據其GPS導航性能，因此，在實際的設計規范中，不同的PBN導航系統采用了不同的導航設施，在設計中必須對民用航天航空的設計規范進行有效的設計。PBN導航規范包括了RNAV（區域導航）與RNP（所需導航性能）兩種類型的導航規范，因此，相應導航設施的設計要不斷的滿足不同的PBN導航系統在導航精度、應用完好性、過程連續性等方面的規范。同時，區域導航與所需導航性能的導航運行規范均屬于區域導航運行模式，具有運行安全性、效益、終端區容量高，航跡選擇靈活，飛行員工作負荷小、陸空通話頻率低等優點。

關于進近PBN程序的設計，它也有兩種設計規范：RNP APCH的通用程序與RNP ARAPCH專用程序，其中后者主要是針對航空公司的特定機或特別授權機組的專用設計程序。該程序主要是根據其在進近階段飛行的引導形的不同將其分為了非精度進近、精度進近和有垂直導航引導進近3中不同的形式，屬于中一中通用程序。精度進近程序主要適用于基于地面的增強系統，而非精度進近程序則是指從最后進近定位到最后的進近航段的復飛點之間沒有下滑的一種引導趨勢。在PBN飛行程序系統的設計中，它有獨立的數據庫以提供真實的導航臺、航線、機場、地形等相關的數據，從而保證飛行程序能夠得到有效的規劃、評估制圖，并進行相應的編碼工作。

3 PBN飛行系統優越性及其應用

第一，優越性。相對于傳統的導航方式，該飛行程序系統的實施與應用有著很大的優勢。首先，在航路運行上，它可以對航路點進行靈活的選擇，以減少航路的擁擠，并提高空域的利用率和交通流量。同時，PBN航路上的導航精度基本是保持不變的，能夠有精確的引導航空器，使航班延誤達到了大大的降低，并提高飛行中的安全系數，減少了成本，提高運行中的整體經濟效益；其次，在終端區運行中，可以有效根據進離場圖上有關航路點的特殊限定飛行，就可以避免潛在的飛行沖突，提高其運行效率；最后，在進近飛行階段，可以根據程序上的顯示，選擇合適的運行方式，提高進場的效率，以增加收斂進近的應用。

第二，實際應用。隨著我國民用航空航天事業的不斷發展，其在區域衛星GPS導航技術上的研究與推廣的步伐也在不斷的加快。如我國西部地區由于地形較復雜，且天氣惡劣不易行，然而PBN技術的有效運用，有效的優化了我國西部地區的航線結構。2001年11月，我國按照國際上有關民航組織的標準，在三亞飛行情報區實施了RNP10的洋區區域導航航路，為航空公司的運行帶來了極大的靈活性，并減少了航班延誤的情況，有效的增加了航空公司的經濟效益。2006年7月，國航西南分公司完成了林芝機場的特殊RNP飛行程序驗證工作，并開通了成都-林芝的航線，有著很大的安全和經濟效益。2010年11月，上海虹橋、浦東機場有效驗證運行了RNAV飛行程序，并取得了很好的效果。

4 結束語

PBN技術在我國民航中的有效推廣與運用，使我國民航局能夠根據國內各民航的實際情況進行靈活的空域劃分，使空間資源的利用率得到大大的提高，并且在增大航空空域總容量的基礎上使我國空中存在的交通擁堵情況得到了有效的緩解或解決，提高了民航的經濟效益，使我國航空航天導航系統有著先進的技術支持，這樣，就可以滿足航空運輸在可持續快速發展進程中的要求了，有效的促進其長期發展[2]。

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我們公司主要向客戶提供各類非標準、特殊、專用計量檢測工具，檢測工程承接，專用檢測設備設計和制造服務的內容。 所謂非標準、特殊、專用、計量檢測工具，并不是天馬行空的設計和制作，是需要依據相關國家計量檢測工具規范來進行的，簡單的來說，是符合國家或行業需求及設計規范，參考“標準”而又高于“標準的”定向型研發制造工作。此類工作甚至可理解為是一種跨越現有技術等級和標準的創造型科研設計和制造為一體的創意工作。

應用領域：

航空航天工業，軍工，鐵路建設和鐵路裝備制造，船舶制造，及一切裝備制造和各類機械制造。

在實際工作中，根據客戶實際需求，設計和制造專用和特殊計量檢測工具和設備， 可以說每一單業務均是量身定做的科研設計，此類業務不像賣標準產品，很類似或其實就是一種科研項目和定向開發制造工程的承接。

搞計量檢測工具的設計和開發、制造工作是一個嚴謹的工作，我上面說的還僅僅是一般接觸式計量的工作流程，要是我們為高速鐵路測繪或計量檢測，或為航空航天工業設計和制造那些大型的檢測設備和做工程的時候，復雜程度就不是一般的高（比如我們我們所說的大型非接觸檢測設備和檢測工程，一般會以精密機械為底襯，復合現代光學技術，聲學技術，成像技術，數據分析及通訊技術，自動化及控制工程，材料學，電子，專用計算機軟硬件技術，測量測繪學及衛星遙感定位技術等等復雜技術的有機結合）。

大家知道的現在高速運行的武廣高速鐵路，業界外的人很難知道，這樣的高速鐵路工程對質量到達了一個什么樣的苛刻質量鑒定和監督水品！我本人是參與了鐵軌鋪設以后對高鐵鋼軌水平度的檢測工作。

中國高鐵目前施工水品已經是世界最高水品了，僅僅一個數據就能說明問題：我們按中國高鐵建設和鐵道部科技最高指揮部門要求，對鋪設好的高鐵鋼軌進行水平度的檢測，給出的具體要求是：在高鐵任意一段截取十公里，從測量遠點到測量檢測截止點，整個十公里的里程，鐵道建設部門鋪設的鋼軌兩條軌道整體水平誤差不得與設計圖紙有5mm的誤差！（這就是我們國家現在的施工水平，世界頂尖級的水平）。

我們公司的工作內容之一就是要對這么高要求的中國高鐵進行設計和制作專用的高級檢測工具，大家可想其中的技術難度。

由此我在想，計量檢測是一門高深無止盡的學問，同時也是每一時每一刻與我們日常的生產和生活精密相連的大行業，若是有心，舉目望去就能發現“計量檢測”的影子；當一個行業或一個產品或多種產品具備了一種工具均能很好計量的普世商業需求后，就會有科技工作者制定相應的國家標準同時設計和制造相對應的標準計量檢測工具；當新設備和新產品研發或標準計量檢測工具不能勝任計量檢測工作的時候，就必須研發和制造相對應的高于國家標準的專用計量檢測工具或設備，大型工程重點工程更加需要多種復合檢測手段去檢驗和檢測其本身質量及合理性，因為此種原因造就了科技眾多的業務，我們時常為一些現代高科技企業做量身打造的時候，同時又會有國家重點工程眷顧我們的科研設計加高級技工人才！

總之，和諧號火車頭核心零部件，再到國家大飛機工程沒有任何一樣零件和部件不需要檢測，同時眾多輕工和民用工業產品只要他需要產品質量和質量的穩定，就一定需要對產品進行精準的計量和檢測，所以我們幽默的說“從啤酒瓶蓋子，到航天航空工業都有人要干的工作！”人豪邁的廣告語：“因為中國制造，我們型影不離！”就是在此種豪情和成績下自然孕育而生。

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政策面的變化是決定全球經濟走勢的重要因素，對于政策面變化的客觀估計是判斷資本市場重要的邏輯支撐。目前，無論是美聯儲、歐洲央行還是日本央行和中國人民銀行，貨幣政策基本上呈現寬松取向。美聯儲量化寬松只不過是擴張性貨幣政策的一部分，本身沒有什么值得過度質疑之處；美聯儲增加流動性投放既是滿足美國經濟的需要，也是緩解歐債危機、穩定全球資本市場的需要；指責美聯儲濫開印鈔機并據此認為美元一定會貶值的結論不僅狹隘而且缺乏內在邏輯；在在推出力度緩和的QE3追加QE4，政策面的疊加對于資本市場必然構成疊加型的強力支撐；美聯儲將低利率政策一直維持到2015年傳遞的信息是：在美聯儲看來，美國經濟在2015年之前都不會出現嚴重的通貨膨脹，沒有必要因此加息，甚至連加息防患于未然的必要性都沒有；QE4推出是一個明確的信號：從這一刻起，所有看空的邏輯都不再成立。

十二五戰略規劃的內涵

只有從戰略高度理解了十二五戰略規劃的實質，才能把握資本市場行業基本面的相對變化。按照這一戰略規劃，維持巨額順差和外匯儲備是通貨膨脹之根源。從供給無法充分滿足需求的混合型通脹來看，必須增加供給（包括進口，來自國外的供給）、減少需求（包括出口，來自國外的需求）；就輸入型通脹而言，必須壓縮外匯儲備和外匯占款的規模，促使資本流動格局由單向流入轉變為正常的雙向流動，減少基礎貨幣投放，緩解-物價上漲壓力。按照這一戰略規劃，中國必須逐步減少對出口的依賴，轉變經濟增長方式，通過技術進步和產業結構升級實現可持續增長。

為此，人民幣匯率將成為最有效的政策手段，人民幣升值將成為最重要的戰略手段；中國產業結構升級和調整的步伐不會因為沿海少數出口企業破產而放慢或停止；從因素分析來看，人民幣匯率仍然被遠遠低估；人民幣升值只是合理的價值回歸，這一進程剛剛開始，遠未結束。

上述判斷對于資本市場投資的意義在于：受惠于產業結構調整和升級的行業基本面將會好轉，受制于產業結構調整的行業基本面將會惡化；與人民幣升值題材有關的股票將會出現明顯的兩極分化。

貨幣政策取向及其變化

中國資本市場是一個典型的政策市，貨幣政策的大收大放導致了中國資本市場的大起大落；從2007年下半年開始，中國貨幣政策目標經歷了一保一控、一保一穩、雙保、一保一控、一穩一控的演變，資本市場也經歷了周期性演變；2012年6月8日降息開始，三大貨幣政策工具同時動用意味著貨幣政策取向轉向實質性寬松，之前基本上屬于預調、微調的范疇；盡管目前貨幣政策的空間比較狹小，但是QE4的推出使我國貨幣政策轉向寬松的通道徹底打開；這一政策信號為資本市場上升提供了有力的政策面支撐。

中國經濟金融形勢判斷

首先，從全年7.8%的增速來看，超額完成了7.5%的增長目標，中國經濟仍然穩健運行；經濟增速下滑并不意味著硬著陸；宏觀經濟的拐點已經出現，復蘇趨勢基本確立；值得強調的是，中國經濟放慢速度調結構、上臺階是好事；總體增速下滑是執行十二五戰略規劃的需要；這一判斷對于投資的意義在于：周期性股票是比較好的選擇之一，比如銀行與地產。

其次，從CPI來看， 2012年全年2.6%，2012年10月份的1.7%應是全年最低點；如今所有因素都不支持CPI進一步下跌；對于2012年的中國經濟，我們可以用通脹平穩回落、增長平穩放慢、結構有序調整、良性增長可期；展望2013年，良性增長對股市上揚構成有效支撐，通脹與結構調整壓力表明支撐力度較弱，從而中國股票市場盡管趨勢上揚，但表現勢必相對較弱。這一判斷是我們應該樂觀進取而不能盲目樂觀的理由，未來中國資本市場的趨勢雖然向上，但是股市三年會上8000點的判斷未免過于樂觀。

再次，就政策面而言，中國政府為了保經濟增長，仍然實施積極的財政政策，結構性減稅政策有望推出；隨著降準和降息的雙管齊下，貨幣政策取向已經轉為實質性寬松，只是力度仍然小于預期，即使如此，至少相當于利空出盡。

此外，從房地產市場來看，調控限購措施暫時不會取消，但是沒有理由進一步從嚴，這是經濟上保增長、政治上維穩大局以及解決民生問題的客觀要求；以前政府一方面對房地產調控限購，一方面推出保障房建設；新一屆政府一方面強調調控限購不動搖，一方面推出城鎮化這一題材，實際上仍然是變相的房地產；這兩個互相矛盾的措施清清楚楚告訴我們政府的政策取向和房地產調控限購的實質；城鎮化的初衷是借助房地產向城鎮的延伸進一步帶動中國經濟增長，但是這一題材并不現實；短期內這一題材對于資本市場有一定意義，長期內不會構成強有力的實質性支撐；城鎮化對于已經富起來的地區是機遇，對于沒有富起來的地區是個虛幻的題材；結合十二五產業結構調整的大方向，城鎮化題材對于鋼鐵、水泥無法構成有效支撐，對于新型建材有實質性利好。

資本市場判斷的要點與行業選擇

依據前面的分析，對于資本市場的未來走勢，我們大致可以歸納出以下幾個要點：

外部市場：美國復蘇、歐債見底、政策企穩、信號清楚、恐慌消失、慢牛反轉；

局部事件：敘伊危機、無礙大局；

內部經濟：速度放慢、結構升級、通脹抬頭、謹慎為宜；

政策面：穩長抑漲、財貨雙松；

市場面：預期企穩、機遇來臨；

未來趨勢：短期企穩、長期慢牛、趨勢向上、謹慎樂觀；

投資策略：順勢而為、持股為宜、積極進取、選股建倉；

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中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）45-0268-03

一、引言

《單片機原理及應用》是自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器、等專業的核心課程。隨著電子技術的飛速發展，單片機系列、型號、功能等也不斷地更新換代，涌現出了許多《單片機原理及應用》方面的優秀教材和著作[1-3]，由于單片機的快速發展和廣泛應用，促使許多教師在教學內容、方法及實驗方面進行了大量的探討和研究，如“微課程教學”、“MOOC教學”等應用已取得了較好的教學效果[4-8]。然而，人工智能技術應用于教育領域目前仍處于初始研究和探索階段，其應用前景廣闊，具有重要的理論研究意義和實際應用價值。

基于“人工智能”中的“專家系統技術”，研究設計《單片機原理及應用》課程新型教學平臺的總體構架，研究課程知識的表述模型和知識獲取的推理算法，建立知識表述規則集和構建專家系統知識庫，以實現：

（1）學生可以自主學習，基于知識樹規則方便地獲取該課程的全部知識點，學生隨時提出的問題，均可及時獲取答案；學生可及時獲取單片機發展的新知識以及新的應用領域成果；

（2）教師高效處理、分析和制作課程知識點信息，并將其進行規則表述，同時可對知識庫進行不斷的更新；隨時可對課程的知識點進行增添、刪除和修改，基于互聯網技術獲取新型單片機原理及相應的應用知識，不斷更換新課程的教學內容；

（3）基于互聯網技術實現教師與學生之間的互動教學和學生與學生之間的協同學習；基于教堂教學、電子課件、動畫、視頻等多媒體手段，以創造大規模、大數據、跨時空的學習模式。

目前，在教育領域，基于人工智能研究的知識模塊化表述和推理機制構成的專家系統是人工智能的代表之一，基于人工智能-專家系統在高密度、大規模的知識數據庫上模擬人類的信息處理和決策過程，因此智能化的專家系統具備了教育功能、自學習功能、咨詢功能及自適應功能等，將其應用于教育領域潛力巨大、用途廣泛、快速高效。

本文研究了《單片機原理及應用》CAI軟件的研制方法，采用MS Visual Studio 2012作為開發環境，結合人工智能技術，實現了智能搜索算法，達到了自主學習與自動答疑的目的。

二、《單片機原理及應用》CAI系統設計

為了提高本科生的教學質量，基于人工智能-專家系統技術研究《單片機原理及應用》課程的教學內容和教學方法改革措施，并可將其研究成果推廣應用于自動化類專業相關課程建設；培養學生掌握本課程的基本原理和應用知識，引導其自主學習以提高分析問題能力、解決問題的能力及創新能力，實現學生與老師之間的互動，實現教學內容的不斷更新和教學方法的不斷完善。

（一）《單片機原理及應用》課程總體設計

分析目前本課程的教學內容和方法的局限性，提出《單片機原理及應用》課程教學內容和教學方法改革的總體方案。目前，普通高校《單片機原理及應用》課程所用教材的目錄大致如圖1中的實線部分所示。虛線表示可即時修改其中的相關內容。

（二）課程知識本體的表達模型

知識的表示對專家系統來說至關重要。知識本體的表述包括事物、個體和對象等，研究其規則、過程和函數，構成應用程序所表述的知識內容，可以作用于表述各種對象類，具有普遍性和通用性。其表達方式如圖2所示。

（三）基于人工智能技術的課程教學內容和教學方法結構設計

專家系統結構一般有六部分：知識庫（Knowledge Base）、數據庫（Data Base）、推理機（Inference Engine）、解釋子系統（Explanatory System）、人機接口（Man-machine Interface）和知識獲取子系統（Knowledge Acquisition）。教學專家系統的基本結構如圖3中的實線部分所示。

①知識厙：用于存儲專家系統知識。主要用于收集和存儲某領域教師、專家的經驗，知識及書本知識、基本常識等。包括事物的表達方式，可行操作、事實和規則等；

②綜合數據庫：綜合數據庫又稱總體數據庫或全局數據庫，主要用于存放有關問題求解的假設、初始數據、目標、求解狀態、中間結果以及最終結果；

③推理機：推理機是專家系統的核心部分，用于模擬專家的思維過程、控制、協調整個專家系統的工作，它根據用戶所提供的初始數據和問題求解要求，運用知識庫中的事實和規則，按照一定的推理方法和控制策略對問題進行推理求解，并將產生的結果輸出給學生；

④知識獲取子系統：在構建和維護知識庫時作為專家系統和教師、領域專家、工程師等的接口；

⑤解釋子系統：解釋機構由一組計算機程序組成，它對推理給出必要的解釋，并根據學生問題的要求做出相應的回應，最后把結果通過人機接口輸出給學生；

⑥人機接口：學生、專家系統和教師、領域專家、工程師之間溝通的媒介，它把相互之間的交互信息轉換成彼此都能夠理解的形式，由一組程序及相應的硬件組成，用于完成I/O工作。

三、CAI軟件實現過程舉例

《單片機原理及應用》課程CAI系統主界面如圖4所示。點擊“進入系統”之后，將出現“課程內容學習”和“知識點概述游覽”兩部分。

（1）“課程內容學習”部分包括“教材知識學習”、“課堂PPT內容講解”以及“實驗教學內容”等，例如目前常用的單片機的類型如圖5所示。本課程的主要設計和創新實驗如圖6所示。

（2）“知識點概述游覽”部分包括：

①知識點獲取方式：即通過引導操作可得到關聯性強的知識點解釋、關聯性中等的知識點解釋以及關聯性弱的知識點解釋；

②問題解答方式：學生可根據自己的學習情況查詢問題的基本答案（即對問題的解釋），若基于專家知識庫無法解釋所提的問題，則可將該問題提交給任課教師，任課教師會盡快對該問題給出解答；

③專家庫知識更新方式：隨著單片機類型、結構、接口技術以及開發方式等的不斷發展，本課程的知識結構和內容的更新也要求同步進行。因此，專家知識庫信息的更新工作可由任課教師來完成，但是更新信息可來源于文獻資料查閱、企業行業應用領域調研以及實踐實驗教學過程總結等。

課程教材與上課PPT和實驗內容具有相關性，在實際教學中也要求其具有一致性，如圖1中虛線部分表示可即時修改相關的內容。

四、結論

本文將人工智能-專家系統技術應用于《單片機原理及應用》課程的教學內容和教學方法的改革方案，構建新型教學平臺。采用《單片機原理及應用》課程知識的綜合表達方式，并研究課程知識的推理機制。基于文獻資料查閱、企業行業應用領域調研以及實踐實驗教學過程總結，實現《單片機原理及應用》課程教學內容快速更新，實現該課程的智能化和網絡化教學。

在教學過程中，實現學生與老師之間的互動，實現學生和老師之間知識的共享，達到學生能夠自主學習和老師能夠及時了解學生學習情況修改補充教學內容的目的。針對“知識庫”、“綜合數據庫”以及“推理機制”實現在線綜合更新方法。《單片機原理及應用》是自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器、等專業的核心課程，目前，將人工智能-專家系統技術應用于高等學校該課程的教學，對于提高教學質量，激發學生的學習積極性和增強學生自主學習的能力具有重要的理論研究意義和很好實際應用價值。

參考文獻：

[1]何立民.MCS-51系列單片機應用系統設計[M].北京：北京航天航空大學出版社，1995.

[2]李華，孫曉民，李紅青.MCS-51系列單片機實用接口技術[M].北京航天航空大學出版社，1995.

[3]張毅剛，彭喜元，彭宇.單片機原理及應用（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[4]周冠玲，馮占英，李戰.“單片機原理及應用”課程教學改革的探討[J].中國電化教學，2012，（6）：105-107.

[5]趙月靜，陳繼榮，張永弟.單片機原理及應用課程創新實踐教學改革[J].實驗技術與管理，2013，30（1）：176-179.

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0引言

在我國經濟和科技高速發展的情況下，傳統應急通信系統已不能滿足新形勢下公安部門對突發事件實時性、精控性的應急指揮要求。公安應急通信作為公安應急指揮工作的重要內容，不僅是當前通信領域關注的問題，而且越來越受到政府、公安部門的高度重視。目前國內公安應急通信的建設和利用已有了長足的發展，衛星、微波、短波、計算機通信、移動通信等系統和設施均在此領域使用，但面對實戰需求還存在一些問題，特別是如何避免突發事件情況下應急通信中斷和癱瘓問題。因此，迫切需要采取一定的技術，有效地解決公安部門在全面應對突發事件活動中所遇到的通信問題。隨著航天航空技術的發展，以及空間網絡在應急通信和軍事通信中的發展優勢，具有強大信息支持能力的天地一體化網絡逐漸成為公安部門解決應急通信問題的一個重要手段，也是我國公安體系應急指揮發展的一個重要方向。

1公安應急通信系統

公安應急通信系統是指公安部門在應對突發事件時用于應急指揮的通信系統。由于突發事件具有時間、地點和環境等的不確定性，通信要求容量也不確定，因而，應急通信網絡要有高度的機動性和靈活性，能適合惡劣環境并具有很強的抗水抗干擾能力。與日常通信系統的主要區別體現在四個方面：（1）在組網能力上，應急系統采用自組網，具有自動路由選擇、系統參數無線下載等，并能與其他部門的應急通信系統實現互聯互通；日常系統采用固定網絡拓撲。（2）在頻率使用上，應急通信很難確定，公安應急通信系統應具有頻率感知能力；日常系統只需提前規劃，不經常更換。（3）在基站鏈路方面，應急通信以無線通信為主，有線通信為輔；日常系統則相反，以有線通信為主，無線通信為輔。（4）在供電方式方面，應急通信以大容量移動電源為主；日常系統以市電為主、電池為輔。公安應急通信網的主要業務包括：現場受災情況圖象和數據采集、GPS定位、保密通訊、語音調度、多媒體數據轉播，并具備應有的特殊功能，如在一些突發事件現場，特別是與反恐有關的突發事件現場，要屏蔽外界通信干擾并確保警員之間的安全可靠通信。目前，公安部門在應急通信指揮保障工作時，現有的公安應急通信系統還存在一些問題[1]。多種應急通信系統之間因缺少協調性，導致跨行業間及公安系統部門之間缺乏互聯互通能力，不利于部門聯動和統一協調指揮；重大公共安全事發場所，可能由于基站受損造成通信能力大幅下降，甚至會導致通信的中斷和癱瘓；重大突發事件發生現場由于通信資源受限，信息傳輸的實時性很難得到保證。因此，發展基于天地一體化的公安應急通信系統很有必要。公安領域的應急通信系統主要以應急平,臺為核心，利用不同的接口協議將衛星通信系統、導航定位系統、GIS系統和遙感監測系統等融合為一個完善合理的應急體系。

2天地一體化通信網絡

天地一體化通信網絡利用互聯網技術，以地面通信網絡為基礎、以空間通信網絡為延伸，實現互聯網、移動通信網絡、空間通信網絡的互聯互通，覆蓋海、陸、空自然空間，為海基、陸基、空基和天基各類用戶的活動提供信息保障。天地一體化通信網絡從物理形態上可分為空間通信網絡和地面通信網絡[2]，空間通信網絡包括天基和空基通信網絡及其所有的航天器，天基通信網絡由高空通信衛星、信息獲取衛星及導航衛星組成；空基通信網絡主要包含利用臨近空間飛行器和各種無人偵察機等。地面通信網絡主要是指陸基通信網絡，有地面互聯網、移動通信網絡組成的主干網絡和用戶接入網[3]天基通信網絡、空基通信網絡和陸基通信網絡可以獨立工作也可以相互聯通，構成分層網絡結構，確保通信暢通;在陸基通信網絡中，節點可采用典型的網狀型網絡結構互聯，也可通過天基網絡節點實現遠程中繼，使區域覆蓋網絡接入骨干交換網[4]。天地一體化通信網絡結構如圖1所示圖1天地一體化通信網絡結構(參見右欄)高空通信衛星有高中低軌道，面對不同任務的衛星。隨著地面移動通信的發展，GEO高軌通信衛星逐步成為空間通信網絡天基骨干網，提供覆蓋全球的高速數據傳輸服務。天基骨干網采用空間激光通信輔助傳統微波通信實現空間組網，提供100Gb/s量級的通信容量，具備空間網絡拓撲抗毀重構能力[5]。同時，地面關口站形成空間通信網絡地基骨干網。空間通信網絡通過這種雙骨干方式，為空中各種物理網絡提供靈活有效的互聯。同時，通過設立多個國際級天地一體化網絡互連節點，采用具備星第、星間通信能力的空間移動通信系統作為高數據率傳輸的主干網，各類衛星、地面固定、車載等應用子網接入的方式，以避免地面龐大的路由信息對空間網絡的沖擊，以及屏蔽空間通信網絡動態性所可能帶來的地面網絡路由震蕩，實現空間網絡、地面互聯網、移動通信網的互聯互通。天地一體化通信網絡建設的最終目標也就是實現多種功能平臺之間的數據融合與信息共享，并通過將用戶、應用控制資源整合成一個有機整體，實現信息共享和統籌建設，以提高通信的容量和時效性，增強通信網絡的可靠性和抗衰斷性。

3天地一體化公安應急通信系統的構建

本文提出的天地一體化公安應急通信系統是利用衛星傳輸系統不受地理條件限制的特點，在突發事件場所地面傳輸線路一時難以恢復的情況下，使用“動中通”車載便攜衛星系統，快速建立臨時衛星傳輸通道，連接應急通信車載基站系統或當地傳輸阻斷的移動基站系統，架起公安應急指揮通信網。系統結構如圖2所示，分為地面部分、空中部分和衛星部分。圖2天地一體化公安應急通信系統結構（參加下頁）地面部分在應急通信時主要使用“動中通”車載便攜衛星系統，由地面衛星站、“動中通”衛星通信車及衛星便攜站組成。“動中通”衛星通信車在快速行進中，車載衛星天線始終對準地球同步通信衛星，在地球同步通信衛星與地面衛星站之間構建雙向鏈路的衛星通信，以達到實時、不間斷與其他地面站進行圖像、語音、數據的衛星通信雙向傳輸，實現對衛星實時跟蹤。同時通過靜止通信衛星，將多媒體數據連接到省廳或公安部，并通過雙向專線傳播網絡，實現雙向實時遠程監控并具有召開電視電話會議功能。地面衛星站通過北斗導航衛星通信系統與“動中通”車載衛星系統及衛星便攜站實現雙向通信。衛星便攜站是可移動的地面衛星站，由通信分系統、音視頻分系統、計算機控制分系統、供電分系統、站控分系統、輔助分系統組成。高精度的手動衛星天線拆裝簡單，對星快速，可在短時間內實現通信功能和承載業務與“動中通”車載衛星系統相同[6]。空中部分由臨近空間飛行器和各種無人偵察機攜帶通信載荷作為一個空中基站完成突發事件區域的通信小區覆蓋。突發事件區域的通信終端除了使用D2D通信之外，更多的是完成傳統的通信功能。在地面基站被摧毀的情況下，臨近空間飛行器或無人機飛上天空成為一個空中基站為突發事件區域提供通信服務。天基部分通過若干同步軌道通信與中繼衛星組成天基骨干網，完成臨近空間飛行器和各種無人偵察機與北斗衛星之間的通信，可以不依賴地面網絡獨立運行。由于短時間內無法確定突發事件區域周邊地面基站是否受損或者受損程度如何，為了避免二次災害破壞系統中的地面基站導致的應急通信系統癱瘓，臨近空間飛行器或無人機作為通信中繼站與衛星進行通信，不與災區周圍地面基站進行中繼。中繼通信分為空中中繼通信和衛星中繼通信。

空中中繼的優勢在于，多架無人機編隊飛行時，作為簇首的偵察無人機或中繼無人機通過空地信道接入地面基站網絡，或通過空天信道接入通信衛星，提供無人機業務及飛行管理。不同無人機之間可以根據通信狀況輪流作為簇首，通信中繼平臺在編隊內部選取，節約能源，提高通信質量，延長飛行時間。空中平臺中繼通信是解決惡劣地形下無線通信的一種比較理想的通信手段，可以滿足公安系統的高移動性和高數據速率。通常高空中繼平臺以衛星作為中繼站轉發微波信號，上與太空衛星，下與地面衛星接口設備、衛星控制設備以及多種無線終端構成應急通信網絡，在多個地面站和空間站之間通信，實現對地面和空間的“無縫”覆蓋[7]。高空平臺基站將無線基站安放在能長時間停留在高空的無人機上，可以實現高移動性和高數據速率。基站之間彼此通過光互連鏈路形成網絡，在其覆蓋的范圍內，采用蜂窩網結構進行通信，然后通過GSM網絡進行數據（文本、語音和多媒體等）傳輸，從而實現布有蜂窩網絡的災區與后方公安指揮中心的信息互聯互通。高空基站實現了將蜂窩基站從地面移到升空高度在幾千米之外，覆蓋范圍廣泛，響應迅速，能在應急通信車不能到達區域迅速搶通網絡[8]，能解決因道路阻塞通信車輛無法快速抵達受災區域的問題。因而，在突發公共事件后，為保證災區通信暢通，可以通過這種高空布放蜂窩基站來實現應急的通信。將天地一體化應用到公安應急通信系統中可以解決由于大規模網絡覆蓋失敗帶來的通信癱瘓問題，能提供廣泛的、穩定的通信服務。

4結束語

突發公共事件發生后可靠的應急通信系統能夠使公安指揮人員及時、準確和不間斷地了解現場情況，并快速展開應急救援。因此，公安應急通信系統對于大幅度地提高公安工作的業務水平和辦事效率、減少事件造成的人員傷亡及經濟損失具有重要意義。隨著國內遙感、北斗導航、通信衛星等天基基礎設施的高速增長，天地一體化通信網將在政策引導和新技術推動下，得以實現。本文以先進成熟的衛星通信技術作為應急的天基通信技術，以地面的“動中通”車載便攜衛星系統作為地面應急通信網絡，構建天地一體化應急通信體系，從而保證突發公共事件中的公安人員、受災人員的互聯互通，為制定應急預案提供通信保障。

參考文獻

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[4]李文峰,成丹.電梯無線應急通信系統主機的設計與實現[J].電子技術,2013(6):55-58.

[5]李賀武,吳茜,徐恪,等.天地一體化網絡研究進展與趨勢[J].科技導報,2016,34(14):95-106.