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航空航天科普知识

时间:2023-07-28 17:32:31

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇航空航天科普知识,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

第1篇

为深入打造临空经济示范区,发挥自贸+保税+临空+跨境+航权+口岸等综合性平台优势,丰富区内航空产业业态格局,完善区内基础性配套设施,现对国内主要大型航空主题科技馆发展现状进行调研分析,具体如下。

    一、现有国内主要航空科技馆介绍

(一)  北京航空航天博物馆

1、简介

北京航空航天博物馆的前身是北京航空馆,是我国首个航空航天科学技术的综合科技馆,位于北京航空航天大学学院路校区内,博物馆展区面积8300平方米。是航空航天科普与文化、北航精神以及青少年爱国主义、国防教育的重要基地。

2、展馆情况

2012年10月21日北京航空航天博物馆正式开馆。博物馆展区分为长空逐梦、银鹰巡空、神舟问天、空天走廊4个展区。

展品包含世界上仅存两架的P-61夜间战斗机(外号“黑寡妇”)中的一架、我国第一架轻型旅客机“北京一号”、世界上第一种垂直短距离起落飞机-“鹞”式垂直起降战斗机、二战名机波-2轰炸机等300多件国内外公认的航空航天文物精品,以及结构机件、发动机、机载设备等珍贵实物。

(二)  西安阎良航空科技馆

1、简介

西安阎良航空科技馆是由西安航空职业技术学院根据西安阎良国家航空高技术产业基地(以下简称国家航空基地)建设规划而建的公益性项目,建筑面积4700平方米,是目前西北地区最大的航空科技馆。建设航空科技馆重在普及航空科技知识,展示陕西航空科技成就;重在满足人民群众高层次文化需求,提高公民科技素质,发展航空文化旅游产业;重在打造航空人才培训基地,发挥人才服务功能;重在推进航空产业和区域经济发展;重在推动航空职业教育的发展,推进校企合作、工学结合。

2、展馆情况

航空科技馆分为世界航空发展史和中国航空发展史两个专题馆。在室外展区,观众可以近距离观看各类实体飞机。在馆内大厅,歼5、运5等三架珍贵的实物飞机在展馆的中心区形成三角矩阵。

除了具备参观体验功能,航空科技馆内还设置有航空类专业实训实习基地,主要完成飞机发动机拆装实训、飞机维修实习及航空服务类专业实习实践教学。

通过与国家航空产业基地培训学院合作,为航空企业员工进行航空技术培训和相关技能鉴定。这项工作的开展,将进一步完善我省航空产业链,推进各类航空人才的培训与教育。同时,航空馆还将为学生及社会航空爱好者提供科技创新活动的场所,定期举办航空创新科技大赛。

(三)  湖南省航空馆

1、简介

湖南省航空馆位于长沙航空职业技术学院,是中国中部地区第一个航空科普主题的博物馆。航空馆将利用收藏的上百架各种型号的飞机、导弹等航空武器向公众尤其是青少年展示近代以来中国航空科技的发展历程。

2、展厅情况

整个展馆由主馆、文物飞机陈列馆和航空装备展示坪三个部分组成。

主馆占地面积是七千五百二十六平方米,一共包含着三层,第一层为“鹰击长空”军用航空展区,展品包含中国军用航空、世界军用航空等相关知识;第二层为“云端之上”民用航空展区,展品包含民用航空、通用航空、湖南航空等相关知识;第三层为“使命与梦想”航空产教融合展区,展品包含学院校史、航空职业教育与技术协同创新中心、百年航空趣事展区等相关内容。

文物飞机陈列馆包含展品有二架功勋战机,杜-2轰炸机和乌米格-15教练飞机。

航空装备展示坪展品主要有十七种三十六架飞机,包含有战斗机、轰炸机、运输机、强击机、教练机、无人机、客机、高炮、雷达和导弹。

(四)  海口航空科技馆

1、简介

海口航空科技馆位于美兰机场海口航空旅游城三层西侧,是一个以航空科技、航空文化、航空游乐为核心,集航空科普、实景体验、寓教于乐为一体的科技体验馆。

2、展厅情况

主要分为航空文化展示区和航天文化展示区两大部分,馆内共设飞天缘起、碧空硝烟、冲上云霄、自由飞翔、宇宙探索等十一个展厅,从飞机起源与发展到航空航天事迹,依次在每一个展厅展现。馆内还设置了专业的互动飞行模拟器、体感互动游戏、大型客机逃生装置、360°穹幕影院等娱乐设施,使航空科普教育更具趣味性与娱乐性。

其中,飞行模拟器引进塞斯纳172飞机和波音737飞机模拟驾驶区,体验者在此处区域可以模拟体验真实的驾驶操作。此外,大型客机逃生装置中还配备了 1:1的波音747飞机机头及部分舱体真实空间、真实座椅及舱内设施,旨在让体验者能在真实可控的空间内模拟飞机紧急逃生,潜移默化中学习逃生知识,以亲身体验增强记忆效果。

(五)  上海航空科普馆

 1、简介

位于上海市闵行区沪闵路7900号,是全国、上海市和闵行区科普教育基地、中国大型客机项目宣传基地,专门从事航空航天科技知识的宣传普及工作。

2、展厅情况

外场展区大约10000平方米,拥有歼-8、DC-8等十余架不同类型的实物飞行器。

四个室内展厅共2000平方米,并有一个3D环幕影视厅和数台飞行模拟器等互动展品。

    二、区内发展科技馆的必要性

(一)国民教育基础配套

随着我国经济的持续快速发展以及人民生活水平的不断提高,提高国民的科学文化素质已成为各级政府的重要大计。学校教育是普及科学知识的主要场所,目前我区内已经规划建设一系列学校,除此以外,对于广大民众来说,科技馆已成为他们学习科普知识的重要阵地。

(二)完善临空经济区域配套

空港新城旨在发展临空经济,打造国际化航空城市,因此完善区内配套设施,丰富区域内经济业态对于区域未来的发展具有重要意义。航空科技馆不仅可以作为航空产业配套的延伸,同时也可丰富区域内的基础配套,对于城市的全面发展起到不可获取的作用。

(三)带动旅游经济发展

打造具有名片效应的文化旅游景点,可带动周边经济的腾飞,带来更多的人流量,产生流量效应,为区域内的旅游经济发展提供助力。

三、国内发展科技馆面临的问题

我国的科技馆建设事业具有起步晚、发展快的特点。目前加强社会公益性科技建设已受到各界普遍关注,主要存在如下典型问题。

(一)   资金紧张

我国现在多数科技馆都存在运营资金短缺的问题。科技馆不是一个营利性机构,但它的日常维护和对展品的更新等等无一不和金钱有关系。门票价格过高会让普通百姓 望而却步,科技馆的存在就没有了意义;价格低又无法满足政策经营。资金问题会导致管内展品的更新速度率第,直接造成参观人数下降,对科技馆的政策运营更是雪上加霜。

(二)   参观对象单一

理论上讲,科技馆的对象应该是全体民众,参观者无论年龄及学历差距,都能够在馆内接受适合自己的科技知识。但是,目前国内参观对象主要以青少年为主,并且多数都是由学校集体组织的参观活动,主动参观的人数较少。

(三)   受多元化娱乐方式影响

随着互联网的普及以及人们休闲娱乐方式的多样化发展,人们更多去选择影院、酒吧、商场购物等大众化的娱乐方式。很多民众目前还不了解科技馆的发展,甚至有很多人不了解科技馆的存在和意义,科技馆的概念并未深入人心。

四、科技馆未来特点和发展趋势

为顺应市场发展潮流趋势,应对未来挑战,科技馆需打造新的商业增长点。

(一)   创建旅游新城市名片

设法把科技馆打造成一个旅游新城市名片已是各地科技馆未来发展的趋势和发现。当前文化旅游收到愈来愈多的欢迎,如何打造有特色文化底蕴的景点成为未来的思考方向。科技馆在宣传科技展品的同时,也应该发掘具有文化价值和纪念意义的周边产品,打造自己的文化圈层,同时也能增加辅营收入,一举两得。

(二)   积极借鉴国外的成功经验

1、资金来源

目前,我国科技馆的运营资金主要由政府承担,但随着社会的发展和人民科普意识的增强,政府资助、社会捐款及自身创收等多种手段筹集资金的方式将是科技馆必然的发展趋势。

2、运营模式

科技馆的运营不再局限于室内,可延展至户外进行。例如组织野外考察,品牌合作等新的模式,不断为科技馆的发展注入新活力,打造过硬的品牌。

第2篇

这一个个美丽得像阳光下的肥皂泡,又坚韧得像玻璃球一样的梦想,承载着一个个孩子的希望。在甘肃省兰州五十一中(原兰铁一中)航模小组今年的开学活动中,每一个孩子都坦述着自己的梦想。

梦想是什么?它是一粒种子,在适合它发芽的土壤和气候中,能开出最美丽的花,结出最沉甸甸的果实。

土壤是什么?它是梦想的温床。如果说小学阶段是对梦想这颗人生种子进行筛选的工厂,那么中学阶段无疑是种子发芽吐绿的孵化器。

每个人的梦想,都需要经过学校这片土壤的孕育,需要如春雨般润物细无声的教育的滋养。然而,当学校教育遭遇“唯高考、唯升学率”的尴尬时,教育的初衷也由此偏离原来的轨道,最初的梦想也开始在背离教育规律的书海中消失殆尽。

于是,深化教育领域综合改革,成了这个时代最强的呼声。而学校,是落实改革的第一“试验田”。

在兰州五十一中,一个以培养学生科技创新能力和科学素养为核心的新的教育路径――研究性学习,正在丰满着学校每一个孩子飞向未来的羽翼。

剔除“唯应试教育”的沉疴

“传统的中国课堂可能早已给人留下这样的刻板印象:老师站在讲台上拿着粉笔在黑板上奋笔疾书,学生在座位上坐得规规矩矩,手上的钢笔在作业本上以同样快的速度抄写板书。老师一味输出,学生一味接受,没有思考、没有消化,单凭记忆在每次考试中过关斩将。”学校校长张德友尖锐地指出,“当前,无数违反教育规律的手段及片面追求升学率的应试教育产生的弊端已经渗透到社会的各个领域。”

学校是落实实验教育改革的直接土壤,怎么突破?如何培养学生的创新能力,注重学生主动参与意识的培养,唤醒学生学习的自觉性和主动性?剔除应试教育的沉疴,落实素质教育是每一所学校撞开“应试教育”这座城堡的不二武器。

在兰州五十一中学,记者真切感受到西部部分中小学校在推进素质教育中的强烈气息。

30年前,在素质教育概念还未明确提出的1982年,如今在兰州五十一中学诸多各具特色的活动队中首屈一指的“航模队”就已成立。

“航模活动是一项集科学性、趣味性、体能性于一体的活动,它不仅能丰富学生的课余生活,更能激发同学们爱科学、学科学、用科学的热情,培养学生的想象力和动手能力。”兰州五十一中学航模队专业教师范向阳这样解析当年学校成立“航模队”的原因。

其实,正如兰州五十一中提出建设“高品质、高实践性、高发展力和高竞争力的一流学校”的办学思路一样,“航模队”也意识到了实践和体验在教育中的重要性。它先于时代而生,更是成为兰州五十一中在探索中实践和实施素质教育的一颗试金石,并在30多年的实践中不断发展、不断完善、不断壮大,成为该校全面开展素质教育的经验基础。

积极探索新课改、渗透新课程理念、提高教育质量,让学生从被动“填鸭”变为主动学习,真正成为学习的主人,经过不懈的探索和实践,兰州五十一中走出了一条属于自己的素质教育实践路径。

良性循环中“施”与“效”

什么是教育?许慎在《说文解字》中解释,“教,上所施,下所效也;育,养子使作善也”。

在兰州五十一中,150平方米的航模工作室,其间布满了激光雕刻机、车床等各种专业工具。打破了传统的“施”与“效”,在这个课堂中,学生成了主体。学生们一有空,就在这150平方米的空间里发挥着自己无边的想象力,把一片片木块,变成飞向蓝天的航模。

“一架模型飞机从设计、绘图、制作直到最终完成,需要科学的思维、科学的态度、丰富的科学知识和较强的动手能力。”张德友说。

制作现场,记者看到,同学们亲自动手把木片、木条等原材料制作成一架架小飞机。“在这一过程中,要经历一次次的失败,克服一个又一个困难。而寻找问题、解决问题的过程中,师生的意志和灵智同时得到锻炼与启迪。”在一旁指导制作的教师这样解释到。

分析中不难发现,参加航模队的学生,都对航模活动有着浓厚的兴趣。他们主动参与到课余的兴趣小组活动中来,通过一次次的团队合作,通过与队友、老师的思维碰撞,通过自己亲自参与、亲自体验整个航模制作过程,锻炼自己的动手、动脑能力,激发自己的想象力,强化自己的思维能力,提升自身发现问题、解决问题的能力,培养自己的学习能力,并从中获得快乐与自信。

多年的实践证明,航模研究既能培养和谐团队刻苦钻研、百折不挠的科学精神,又能提高师生分析能力、动手能力以及与人合作交流的能力,从而实现学以致用,全方位提高了学生的学习能力,提高了学习质量。其实,学生通过课外实践获得全方位的能力培养,不仅对学生当前的课程学习有推动作用,全方位的素质拓展还将使其一生受用。把学生从应试教育带来的恶性循环中解放出来,进入素质教育的良性循环。

也正因如此,兰州五十一中航模队成立30余年来,受到历任学校领导的高度重视,同时也得到了各级领导的大力支持,“在航模队我学到了很多书本上没有的东西。”“我本来学习成绩并不出色,但在航模队我找到很多自信,实现了自己的价值,也找到了发展的目标,成绩也越来越好。”……在这里,原本被视作“课余娱乐”的航模活动,成为了激发学生潜力的钥匙,不仅受到学生的欢迎,更受到家长们的认可和支持。

除“航模队”外,该校还成立了诸多特色科技体育活动小组,拨专资配备了探究性实验室、航模工作室、科技展览室、智能机器人活动室、通用技术专用教室等。以航模、机器人、无线电、模拟联合国、、球类、田径、乒乓球、棋类、美术、书法、合唱、器乐、摄影等学生社团为基础,学校开发“航空模型”“美术”等相关校本教材。学生们可以根据自己的兴趣爱好,参加不同的学生社团。这种原本在大学中才有的素质教育模式,被五十一中发挥得淋漓尽致。

收获书本与成绩之外的成长

以“航模队”为核心,各类科技体育活动小组在五十一中堪称“繁荣”。2010年,国家体育总局、教育部和科技部联合发出了《关于开展创建全国科技体育传统校试点工作的通知》,提出“科技体育”的概念,并将科技体育推广进校园。2013年4月,由于出色的科技体育实践,兰州五十一中被国家体育总局、教育部和科技部评为全国科技体育传统学校。

在国家体育总局航管中心模型运动部主任王雷看来,“体验”是科技体育进校园的重点。学生们在课余时间来到室外、来到实验室,参加科技体育项目,既锻炼身体,又可以了解物理、科学等知识,进而激发他们的学习兴趣。

王雷所说的“体验”,正是兰州五十一中学一直以来都在实践和开展的“研究性学习”,这也正是素质教育的一个重要组成。

培养科技创新能力和科学素养,是时代对人才的需求,也是素质教育渗透的理念。以“航模队”为核心进行科技特色教育,兰州五十一中学找到了一条素质教育的发展践行之路。

从学校的宣传,学生的选题、研究、结题、成果展示到学校开展的科普知识论坛、科普知识报告会、前沿科技巡览及科技创新经历报告会……兰州五十一中学的“研究性学习”活动内容多姿多彩,让学生在课余时间能够走进科学的世界,通过动脑、动手的实践,发现自己的爱好,坚定自己的梦想,并在老师的培养和关心下,向着梦想而努力。

“学生在研究性学习、活动中,独思善辨,成了学习的主人,成了社团的主人。”范向阳在二十多年的教学过程中体会到:开展科技体育素质教育的过程,使学生掌握了一些科学研究的方法,培养了学生的创新精神和科学素养,激发了学生的创新热情,更点燃了师生科技创新的灵光。

于是,“航模队”自1982年成立以来,曾获得P1A、小蝴蝶遥控模型、哥伦比亚遥控模型等项目的冠军;团体总分分别名列1996年全国青少年锦标赛第二名,第七届全运会F2A团体第五名、F2C团体第四名,全国锦标赛F1C团体第一名、F1A团体第三名,P3T全国冠军;曾被国家体育总局授予过“精神文明运动队”的称号,有三名运动员达到了“中国航空模型一级运动员等级”。

2008年,由甘肃省体育局、甘肃省航空运动协会批准,“甘肃省青少年航空航天模型运动训练基地”在兰州五十一中成立,该基地多次承担甘肃省、兰州市航空航天模型运动主管单位举办的科技辅导员培训工作,并多次为兄弟学校进行航空航天模型普及教育表演,近年来,到兰州五十一中航模工作室参观、学习的老师和同学络绎不绝。

航模队的成功,只是兰州五十一中近年来所取得成果的一个缩影。通过“研究性学习”素质教育的开展,该校近年来所取得的荣誉越来越多。

据了解,该校学生在青少年科技创新大赛中,共计获国家级三等奖2项,省级一等奖13项,省级二等奖28项,省级三等奖7项。其中,1项科技创新成果,获国家专利证书;1人获得兰州市首届青少年科技创新“市长提名奖”。获得省级以上奖励的学生约有92人,近10名学生因此被保送到清华大学等国内知名院校。

2012年4月,刚刚组建不久的学校机器人代表队,在宁波举行的2012FLL机器人世锦赛中国公开赛中脱颖而出,取得了一等奖的优异成绩,同时还获得8个单项奖中的“最佳结构设计奖”。

第3篇

市民 为伟大祖国感到自豪

“中国宇航员成功实现太空出仓,是全国人民集体智慧和力量的结晶。”昨日,在翟志刚返回轨道舱,关闭轨道舱舱门后,记者拨通万和集团总裁卢楚隆的手机,电话那头的卢楚隆还沉浸在举国欢庆的盛事之中,意犹未尽。

“点火时的等待与出舱门时的等待最难熬!”市民龚小姐这几天一直追着电视直播看,昨天下午一直坚持在家观看航天员出舱行走直播后才出门。“翟志刚拿出国旗在太空挥舞的时刻庄严而神圣,真的太激动人心了!”龚小姐在电视机前热泪盈眶,她说,感觉到人类的力量是无穷的,“虽然我们比俄罗斯晚了40年才走出这一步,却也在这一次给人类的航天事业带来了更先进的技术与理念。”

“是祖国强盛的标志,值得每个国人欣喜!”曾经留学英国的谢诗华对这一次神七的伟大航行有着特别的感触。“在国外读书的人,在海外的华人,时刻都盼望着国家的强盛,这次也让我们中国人更加挺起胸膛!”谢诗华说,这几天不断有在国外的友人通过MSN与E_mail向她表示祝贺,看到祖国不断地进步,她觉得特别开心和自豪。

企业 太空行走体现中国科技实力

“中国的科技强大了,将提升国家和民族的自豪感。”佛山木版年画传人冯锦强观看直播后表示,神七将大大强化中国人思维理念、科技等方面的自信心。

“中国宇航员成功实现太空出仓,是全国人民集体智慧和力量的结晶。”坚持技术创新推动企业发展的万和集团总裁卢楚隆认为,航天技术是当代最前沿的科技领域,代表着一个国家和民族的科技实力、综合竞争力,中国宇航员成功迈出太空,成为继美国、俄罗斯之后,世界上第三个依靠单个国家实力走向太空的国家,他对自己是中国人而备感自豪。国家富强人民才能安居乐业,企业才能更好更快的发展,因此,他一直都非常关注我国航天事业的发展。

佛山市南海中南机械有限公司昨天组织了200多位企业员工收看航天员太空行走的电视直播。“飞船升天已属不易,太空行走就更少国家能做到,飞天壮举增强了我们企业的自信心。” 中南机械负责人毛卫东说,“神七”飞船在新材料、加工技术方面都体现出非常高的水平,如果这些技术将来允许扩散到民用领域,中南机械会积极争取引进,以提高装备机械制造的精密度和可靠性。

“中国航天可以取得如此大的成就,与所有航天人几十年不懈的研发、奋斗是分不开的。”卢楚隆认为,通过在企业内部倡导航天精神与文化,能够激发所有员工的积极向上、顽强拼搏的精神,加快企业在新产品设计、高端技术领域研究等方面取得突破。

中小学生 翟志刚成最受欢迎偶像

舱门打开、航天员出舱、迈出中国人太空第一步、挥舞国旗、返回轨道舱……随着每一个历史性的动作出现,华英学子们都忍不住欢呼起来。当日下午4时半,华英学校组织全校学生一起观看了航天员翟志刚太空漫步的全过程。

“太激动了,能够见证这一历史时刻,我终生难忘。祖国太伟大了!”初一的小吴激动地说,这几天,同学们之间的最火话题都是围绕“神七”进行的。

市儿童活动中心幼儿园园长曾平英说,昨日下午,幼儿园专门打开电视,直播翟志刚太空漫步,结果,很多小朋友都被吸引住了,原本该是放学的时候,但小朋友们都围着电视机舍不得离开,连爷爷奶奶来接放学都不知道。很多小朋友还拿起画笔,画出了自己心目中的神舟七号和宇航员形象。

“与此前的‘神五’、‘神六’相比,这次发射的神舟七号载人航天飞船取得了重大突破,有3名宇航员一起搭载‘神七’升空,而且将有一位宇航员出舱行走,而执行‘神五’、‘神六’航天飞行任务的航天员只是在舱内活动而已……”此前上网“搜刮”到不少“神七”知识的小吴,一说起“神七”,马上滔滔不绝。

记者了解到,这几日,随着“神七”顺利升天,佛山中小学掀起了一股“神七热”。每晚7时正,佛山实验学校六年级的小黄都会准时守候在电视机前面,观看新闻联播里有关神七的新闻报道。

在佛山九小,校园黑板报、宣传栏里到处都是与神七有关的新闻和航天知识。“学生们对‘神七’成功升天和中国人迈出太空第一步感到很神奇,也很自豪。”佛山九小的校长谢先刚介绍,佛山九小也借此国家重大时事,通过宣传栏、主题班会等形式,对学生进行爱国主义教育和科普知识的普及。“现在,翟志刚成为最受欢迎的偶像,很多同学成为航天迷,希望成为航天员。”该校教一年级的陈老师介绍。

佛山图书馆的工作人员顾月兴奋地告诉记者,他们在“神七”的热潮感召下,已经联系好了一场与航天有关的科普讲座,她还透露了一个“小秘密”,在图书馆的数字资源检索系统中,最近关于“神七”的检索量猛增,市民们对“神七”的热情可见一斑!

希望 航天精尖科技能民用化

第4篇

关键词:加强引导 优化管理 有效服务

航宇公司科协(以下简称“公司科协”)的工作人员常说,如果把科协比作一棵树,那她就是置根于基层科协组织的树。没有基层科协组织这片土壤,树也就失去了生存的基本条件,更无法开枝散叶,开花结果。为了让这片土壤肥沃起来,公司科协的工作人员创新思维,不断改进工作方法,注重从管理中求效益。

1.发挥群体作用,引导基层科协分会开展工作

公司科协根据科协工作“三服务,一加强”的定位思想,制定一系列的管理制度,建立健全激励机制,如“讲、比”活动(金桥工程)、科技论文评选及学术交流活动等等一系列管理办法,以此激发广大科技人员参与公司科技创新、技术竞技、学术交流的积极性与主体意识。以“关爱工程”的实施、慰问有困难的科技人员、为科技人员赠送生日礼物、一年一度组织科技人员休假疗养以及探望生病住院的科协会员等等途径为科技人员送温暖等一系列细节工作,充分发挥“科技工作者之家”的作用,增强这个大家庭的凝聚力、亲和力,为这个群团组织营造着和谐、奋进的氛围,为科协各项工作的开展奠定良好的基础。

为了进一步规范基层科协组织管理工作,强化其管理意识,引导其有计划地开展基层工作,公司科协对前期制定的“基层分会工作考核奖励细则”(以下简称“细则”)作了改进,将中国科协的“组织建设”、“创新活动”、“学术/技术交流及科普活动”、“ 为科技工作者服务”等日常工作细化成十七小项,并制定了量化考核标准,加大了奖励额度。基层委员会各成员职责清晰、目标明确,在其各负其责的日常管理工作中具有可操作性。“细则”增设“自查打分”栏目,以提高评估的透明度和民主性。这种形式增强了各基层分会的成员的荣誉感与责任感,同时在分会与分会之间自然而然地形成了竞争的态势。

在日常的管理工作中,公司科协与基层科协组织不只是考核与被考核的关系,公司科协的工作人员更多的是要注重指导基层分会组织管理者的工作方法,提高他们自主开展工作的能力。如提醒他们及时填报会员申请或变更手续;指导他们如何撰写“讲、比”活动(金桥工程)、科技成果、技术改进等等与技术创新相关的申报材料,还对分会技术骨干进行撰写科技论文必备要素的指导,以及通过科技咨询服务部的门户帮助科研技术部门实现技术引进与输出等等。科协的工作人员经常与基层分会委员进行沟通,跟进工作。在指导工作的同时也能够掌握来自一线的相关材料,从而使科协的工作更能体现实效性、适时性。

此外,关爱科技人员系列制度的实施,以及科普宣传、学术交流、技术培训、创新活动的开展等等都少不了基层组织的协作。尤其是为了更切实有效地开展学术交流、技术培训活动,必须准确选题定位。因此,科协的工作人员加强与基层分会委员间的沟通,并在他们的帮助下深入第一线,广泛调查,了解科技人员的技术需求,结合公司科研、生产的重大任务,开展对科研生产起到助推作用的学术交流/技术培训活动。

2.扎实有效地开展学术交流活动:

科协在公司既要当好科技人员联系党政领导的桥梁和纽带,要成为扶持基层分会健全组织、开展工作的组织者、引导者,还要成为促进科技人才成长的协作者。

学术交流活动是促进科技人才互学共长的有效途径。开展学术交流活动能够开拓学术思路,实现相关领域的资源共享和学科发展,促进学术创新,推动学术繁荣。航宇公司区域分散、专业种类丰富,科协根据这些特点,结合科研生产任务的需要,组织开展多层面、多角度的学术交流活动。今年,学术交流活动列入公司军民融合式发展工作中,公司科协在原有的基础上进一步认真研究,结合公司特点,更精确地制定出今年公司学术技术交流活动方案。

2.1走出去 请进来

公司科技委作为“湖北省航空学会”及“中国航空学会救生专业委员会”的挂靠管理单位,今年在面向国内知名专家和同行征集论文的基础上,融入航空防护救生技术航空科技重点实验室的研究方向主办以航空防护救生为主题的学术交流活动。科协与航空学会将联合举办好这次交流活动。继续推荐公司优秀科技论文参加上级协会、学会的评审交流活动,如参加省、市自然科学优秀论文评选活动,中国航空学会青年论坛,亚太航空航天技术学术会议等等。根据科研任务需求,邀请专家学者来公司进行学术讲座与交流,并发动各系统科技人员代表写出参加讲座与交流活动后的收获或想法、建议等,及时掌握反馈信息,以便不断改进,更好地开展这样的工作。

科技论文对外发表(尤其是在核心刊物上发表)及对外交流或者被推荐参加上级学会协会的优秀论文评选,不仅仅是作者个人的荣誉,更重要的是借助更为丰富广阔的平台科技人员能阐明自己的专业理念、研究成果等,同时还能彰显公司科技队伍的专业实力,提高公司的市场竞争力。近年来,科协不断改进管理措施,鼓励科技人员对外发表(交流)科技论文或参加高层次的优秀论文评选活动。即将颁发的“关于印发《中航工业航宇科技论文管理办法(修订)》的通知”文件中对这上述工作的管理实施环节进行了明确的细化,并加大了奖励力度。

2.2内部交流

科协注重做好各种学术技术交流活动过程管理,发挥基层单位和科协分会作用,加强公司学术/技术交流氛围营造。公司科协提供经费支持各系统集合科技人员的需求根据研制任务或工艺攻关课题,开展相关专业人员间的学术/技术交流活动,达到资讯相通,以更好地推动科研生产目标的完成。在确保安全保密的前提下做到事前有信息,事中有跟踪协调,事后有效果总结和宣传报道。向公司各专业系统征集科技论文以及对优秀科技论文进行表彰奖励是科协常年工作要点之一。在即将颁发的“关于印发《中航工业航宇科技论文管理办法(修订)》的通知”文件中针对奖励额度进行了上调,在保证评审质量的同时期冀更大力度地激发广大科技人员撰写论文的积极性。科协在公司局域网中开设的学术交流论坛给科技人员提供点阅、交流、学习的平台,它不光汇集每年公司内部的优秀论文作品,科协还会适时把有关专家来公司开展学术讲座的材料充实进去。今年,航宇公司把重点研发部门的学术交流活动纳入了KPI考核项目中,并拨专项经费支持。这为公司科协开展工作提供了更坚实的依靠。

3.重视科普宣传,提升员工科学素质

第5篇

关键词:情景教学;物理化学;课程教学

从2013年开始我国进入产业结构调整优化和转型升级的新阶段,产业结构的转型升级在数量、层次和结构上增加了对既具备扎实理论基础,又有实践操作能力的应用技术型人才的多样需求[1]。有研究表明:目前我国高级工、高级技师和高级工程师等技术应用型人才求人倍率分别高达2.34、2.25、2[2]。为满足新形势下对应用技术型人才的需求,我国对高等教育做出了新的部署,提出采取试点+示范引领等方式引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型。面对转型发展这个现实问题,地方高校以培养高素质应用型人才为目标,积极推进人才培养模式创新,逐步改革和完善人才培养体系。课程教学在人才培养过程中具有至关重要的作用,为切实提高应用型化学化工专业特色人才的培养质量,适应当前地方高校应用技术转型发展人才培养模式改革的需求,各位教育工作者在教学方面都在认真贯彻教学内容、教学方法和教学手段的改革[3],不断提高学生理论与实践相结合的能力,培养学生分析问题、解决问题的能力,强化学生创新意识和创新能力。物理化学作为化学化工专业的核心课程,其与物理学、高等数学和化学基础理论具有紧密联系,互相渗透。与其它专业课程相比,物理化学的理论性强,公式繁琐,模型抽象,内容枯燥,是一门公认的难教难学的课程。在传统的物理化学教学中,主要以课堂讲授为主,机械式地向学生灌输大量抽象的理论和复杂的公式,致使学生产生厌学情绪,严重影响物理化学课堂学习效果。如何通过物理化学课堂教学方法的改革,激发学生学习兴趣,提高学生分析问题,解决问题的能力是物理化学课程教学中亟待解决的问题。情景教学主要是教师围绕教学内容,有目的地引入或创设一个真实或虚拟的情景,让学生参与到教学过程中,激发其主动学习的兴趣,通过分析问题、解决问题和掌握问题能力的培养,提高学生的思考能力和实践能力,最终实现教学目标的一种教学方法[4]。笔者在物理化学课堂教学实践中广泛采用情景教学法,调动学生学习的积极性,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。现就笔者在实践教学中通过问题设置、实验探究、化学史实、多媒体技术、生活实际及社会热点等方法创设教学情境的应用作简要介绍。

1创设问题情景,激发学习兴趣

学生学习行为的开展是以其学习心理为基础的,抓住学生学习心理特点,合理开展课堂教学活动,有助于提高学生学习效果[5]。在化学化工专业本科人才培养方案中,物理化学课程基本开设在第五、六学期,此阶段学生平均年龄在21岁左右,不仅具有对未知事物强烈的探索欲望,而且具有较强的学习能力和理解能力。在课堂教学中引入积极有深度的问题,能够引发学生探求新知的积极性,培养学生自主学习能力。问题情景的创设不仅需要与教学目标相符,紧密联系教学内容,还需要基于学生已有的认知水平,具有启发性、条理性,同时符合循序渐进的认知规律才能逐步引导学生启发思维、探求新知。例如,热力学第一定律的应用是化学热力学基础内容中的重点,其包含功、热、焓、热力学能、热容等量值计算,涉及到简单的P/V/T过程、相变化过程和化学变化过程等。该部分内容抽象、枯燥,理论性强,如何引起学生对该部分内容的学习兴趣至关重要。鉴于现阶段学生好奇心强烈的特点,可以合理设问,引导学生自主探索知识,解决问题。在本学时内容讲解时,笔者首先向学生介绍科普知识,例如,近年来我国科学技术的发展突飞猛进,尤其是航空航天技术的发展可谓是日新月异,火箭主要依靠携带的推进剂(燃料和氧化剂)发生燃烧反应,释放大量热气从火箭发动机喷射出,产生推动力,直到火箭达到极高的运行速度。此时学生对航天技术的神秘性产生了情感升华,对航天技术和化学的联系产生了浓厚的探知兴趣,借此向学生设置问题:火箭这一庞然大物究竟要携带多少推进剂才可以完成预定的飞行计划?引发学生思考。随后向学生介绍热容、相变热、相变焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓以及盖斯定律等定义,协助学生逐步探讨化学反应焓变和热力学能变、温度的关系,最后逐步掌握化学反应过程中焓变和热力学能变的计算,破解火箭飞行需要携带多少推进剂的问题。在该过程中,通过科普知识设问,调动了学生学习的积极性,有助于引导学生自主学习,使学生掌握学习的重点,具备解决问题的能力,获得学习的成就感,提高学习效果。

2设计探究实验,分析解决问题

物理化学是一门实践性很强的学科,其学习目的不仅是理解和掌握物理化学的概念和原理本身,更重要的是将所学的知识应用于实践中,分析和解决实际问题,创造出新成果。教师可以设计与教学内容相关的探究实验,通过实验前的科学假设、实验现象和实验结果的分析,让学生在实验的情景中发现问题,获得科学理论、规律和事实。通过设置探究实验,既让学生在增强科学体验的过程中掌握了科学知识,又激发了学生探究科学和知识规律的兴趣。美国心理学家杰罗姆•布鲁纳认为,在教学过程中,学生是一个积极的探究者,教师的作用是要形成一种学生能够独立探究的情境,而不是提供现成的知识[6]。在培养学生创新能力及实践能力的同时,培养学生通过实验方法分析理论和解决问题的能力亦具有重要意义。例如,精馏分离是有机化学实验中常见的分离方式,其分离原理是物理化学相平衡相关章节的重点学习内容。在课时内容学习前,让学生通过精馏的方式分别分离甲苯-苯混合溶液、乙醇-水混合溶液、氯仿-丙酮混合溶液,利用阿贝折射仪检测精馏塔顶、塔底馏分的组成。馏分组成差异性的结果致使学生对精馏原理产生浓厚的探知欲,引导学生绘制三种混合溶液的沸点-组成图,结合沸点-组成图分析得出精馏是一个部分冷凝和部分汽化过程的连续过程。通过对比甲苯-苯、乙醇-水、氯仿-丙酮三种组成的沸点-组成图得出混合溶液沸点组成图有无极大和极小值类型在精馏过程中塔顶、塔底馏分组成的规律。探究实验的引入使学生主动去思考,发现问题,分析问题,通过实践的方法获取抽象的理论知识,做到知识的融会贯通。

3结合化学史实,启发学生思维

理论知识体系的建立是科学家们不断发现、推测、实践与验证的过程,化学的发展史实际上就是一部运用物理和化学实验方法进行实验探究,以获取化学实验事实,进而建立学科理论的发展史。化学史料生动地向学生展现了科学家探知理论的艰辛过程。利用化学史实创设教学情境,可以使学生从发展的高度,以开阔的视野全面深刻地理解知识理论的演变过程,以辩证和发展的眼光去看待理论成果,激发学生完善和发展科学的兴趣和动机[7]。例如,人工降雨技术的发展,可以追溯到1920年南非科学家开展的“给云注射催化剂”的初步试验,后经全球各国近50年的实验,探索出利用强吸水性盐进行人工降雨解决干旱问题或降低冰雹灾害的有效方法。通过向学生播放“人工降雨”纪录片,使学生深入了解人工降雨的原理,利用强吸水性盐进行人工降雨的利与弊,人工降雨技术发展的前景。将表面物理化学理论与科技紧密联系起来,使学生直观地体会到所学理论知识的科学价值,启发思维,深化理论学习效果。

4利用多媒体技术,变抽象为具体,洞悉重点知识

多媒体技术的发展充实了课堂教学,其在教学中的应用,对教育教学改革起到了巨大的推动作用。多媒体辅助教学具有传统教学无法取代的优势,它能结合图、文、声、像、景等,创设逼真的教学情景,化抽象为直观,化静止为运动,将知识生动形象地展现在学生面前,使学习变得生动有趣,帮助学生理解抽象的物理化学概论及原理,启发学生思维,提高学生的探究能力[8]。例如,在中学化学及大学无机化学中均涉及到电解池的相关原理,相应课本内容均较简单。由于电解池相关知识点的重要性,物理化学在电化学反应的平衡与速率章节中再次重点介绍了电解池。心理学研究表明,人们对世界的感知认识总是首先注意那些新的信息,因为它们具有刺激性和吸引力,同样学生对学习的兴趣也在于它是否能提供新的信息[7]。笔者在教学实践中首先向学生展示电解铝工作车间的照片、生产过程的录像,然后推动学生猜测电解铝槽的结构,随后结合电解槽的侧面剖析图引导学生了解电解铝的原理,最后在此基础上概括总结电解池的相关知识内容。笔者通过利用多媒体技术,将电解池的工作原理具体到化工生产车间应用中,通过计算机模拟化学实验原理,不仅可以提高实践教学的质量,同时无形中调动了学生的学习兴趣,提高了学生的探究能力。

5联系生活实际,结合社会热点,做到学以致用

学习知识的最大价值在于能够应用所学知识解决其生活中遇到的实际问题,做到知识的迁移与应用。物理化学知识在实际生活和生产中具有重要应用,在环境问题、能源问题、食品安全和药品安全等方面与教学内容相关的教学情境比比皆是。在教学实践过程中联系生活实际,结合社会热点,创设真实的教学情景,有助于使学生了解所学知识的价值意义。例如,2016年山东警方破获案值5.7亿元非法疫苗案,涉案疫苗未经严格冷链存储运输销往全国18个省市,引起社会一片恐慌。疫苗是一种脆弱的生物制剂,对温度的要求敏感,温度的高低直接关系到疫苗的保质期。笔者在化学反应速率与温度的关系相关学时内容讲授过程中结合该教学情境,引导学生学习阿伦尼乌斯方程,利用阿伦尼乌斯方程的不定积分和定积分形式剖析速率系数与温度的关系,再结合已学的化学反应速率方程,计算出不同保存温度下疫苗的保质期。在该学习过程中,学生清晰地了解了疫苗冷藏储存的重要性,综合掌握了化学反应速率方程和阿伦尼乌斯方程的应用,学习目标得到明确,学习效果得到提高。

6结语

物理化学是一门重要的理论课程,传统教学模式已经不能满足当下应用技术转型教育的需求,如何进一步提高教与学的质量,培养具有创新能力的应用型人才,需要授课教师不断的探索、改革和实践。在物理化学实践教学中,通过创设丰富多彩的教学情景,有助于激发学生的学习兴趣,促使学生主动学习,提高教学效果。同时,在不同的情景教学中可以提高学生分析问题、解决问题的能力,培养学生的探究能力和创新能力。情景教学的形式多样化,如何创设与教学内容紧密联系的教学情景,做到有目的地组织教学,有目标地培养人才,对一线教育工作者提供了新的挑战和机遇。

参考文献

[1]赵鹏飞.服务业成2014年就业新增长点[J].劳动保障世界,2014(2):37-39.

[2]孙泽文,刘文帆.地方本科院校向应用技术大学转型的必要性、面临的困境及对策建议—基于协调发展的理念[J].高等教育研究,2015,32(1):13-16.

[3]刘兴,赖华,屈景年,等.地方高校转型形势下物理化学教学改革的几点思考—以应用化学为例[J].广东化工,2016,43(3):142-148.

[4]吉雪亭,刘琪.情境教学内涵和外延的研究[J].西安欧亚学院学报,2007,5(1):60-62.

[5]崔维彬,詹红霞.当代大学生学习行为的心理特征分析[J].德州学院学报,2011,27(1):136-137.

[6]王琳,毕建洪.“引导式、探究式、讨论式”教学方法在物理化学教学中的应用[J].合肥师范学院学报,2012,30(3):88-90.

[7]马小彬.情境创设在化学教学中的实践与探究[D].苏州:苏州大学,2007.

第6篇

关键词:3D恐龙博物馆;Android系统;互动;科普

中图分类号: TP391.9

移动互联网是移动通信和互联网的结合,移动通信和互联网是全球增长最快、发展潜力最大的两大业务,而对于两者的结合体,移动互联网,必然在未来创造巨大的市场和经济神话。移动互联网是一种通过智能移动终端,采用移动无线通信方式获取网络业务和服务的新兴业态,其包含终端、软件和应用三个层面。近年来,移动互联网取得了飞速的发展,深刻改变了人们上网和获取信息的方式。

全球移动互联网的终端主要以Android系统和IOS系统为主,据国际数据公司(IDC)调查显示,截止2013年5月,Android系统占据全球智能手机操作系统市场75%的份额,中国市场占有率为86%。由此可见,手机等移动终端已经成为人们接受新知识的重要途径之一。

博物馆是征集、典藏、陈列和研究代表自然和人类文化遗产的实物的场所,为公众提供知识、教育和欣赏的文化教育的场所,其主要以学习、教育、娱乐为目的,为公众提供服务。目前,国内的博物馆虽然都有自己的主页,但基本上仅含该博物馆的概况、展览、活动等信息,并未提供详细的物体介绍和精致的物体模型,人们必须身临其境才能了解实物的情况,且交互性不强,难以达到科普宣传的效果。

而大多数家长因为工作或其它原因,没有时间和精力陪同孩子参观博物馆,使得一些以少年儿童为主要参观对象的博物馆资源未能充分发挥其作用(比如恐龙自然科技博物馆),并且博物馆的交互性较弱,导致了少年儿童无法充分应用这样的渠道以更好地接受新知识。

基于此,以Android操作系统为基础,我们开发一款基于Android的3D恐龙博物馆系统,该系统使用3D虚拟模型,可以做到恐龙模型与用户的交互,充分调动使用者的兴趣,在与恐龙的互动交流间了解恐龙的基本知识,从而达到寓教于乐的目的。

1 系统基本原理

1.1 碰撞检测基本技术

1.1.1 AABB包围盒原理

所谓的AABB包围盒就是采用一个长方体将物体包裹起来,在进行两个物体的相交性检测时仅检测物体对应包围盒(包裹物体的长方体)的相交性。另外AABB包围盒有一个重要的特性,那就是包围盒对应的长方体每一个面都是与某个坐标轴平行的,因此AABB包围盒又称为轴对齐包围盒。

在具体实现中,只要记录6个值即可,这6个值分别代表每个坐标轴上的最大值与最小值,即Xmin、Xmax、Ymin、Ymax、Zmin与Zmax,在具体的应用中,实际物体上所有的点都必须满足如下条件:

Xmin

为了便于开发实现,可以将表示AABB包围盒的6个参数分成如下两组:

Pmin =[Xmin,Ymin,Zmin]

Pmax = [Xmax,Ymax,Zmax]

由此可非常方便的求得AABB包围盒的几何中心C,公式如下:

C=(Pmin+Pmax)/2 [4]

1.1.2 AABB包围盒的计算

首先记录X、Y、Z三个分量,对每个顶点进行循环求出X、Y、Z这3个坐标的最大/最小值并将其作为包围盒的6个参数值。最后通过这6个参数的值生成包围盒对象的构造器并获得物体平移后的AABB包围盒。

1.1.3 AABB包围盒的碰撞检测

运用AABB包围盒的目的是为了简化物体运动过程中的碰撞检测计算。其基本原理如图1所示。

图1 碰撞检测的基本原理

区域A为重叠区域,主要是用来判断AABB是否相交,在这里可以设定该重合区域的阀值,如果重合度大于设定的阀值,则认为发生了碰撞。

由于任何一个AABB包围盒的各个面都是平行于坐标平面的,因此判断两个AABB包围盒是否发生碰撞仅需分别判断3个轴方向的交叠部分大小是否大于设定的阀值,若大于则发生了碰撞,否则没有发生碰撞。[4]

构造检测两个刚体是否碰撞的方法为首先分别计算A、B两刚体当前位置对应的AABB包围盒,然后再计算两个AABB包围盒在同一轴向上的交叠值。若最大值中较小的大于最小值中较大的则有交叠,交叠值为最大值中较小的减去最小值中较大的;否则没有交叠。按照此方法即可计算出两个刚体对应的AABB包围盒3个轴方向上的交叠部分大小。

1.2 标志板的使用

模拟现实世界的场景中经常需要放置一些装饰物,如树、灌木等。由于这些植物的外形是十分复杂的几何形状,若直接使用三角形进行构建将需要海量的顶点,以现在主流智能手机的硬件配置是难以支撑的。因此构建场景中的植物时需要其他成本更为低廉的技术,所以本系统的场景中均采用了标志板技术,使用纹理矩形来绘制恐龙展台。[4]

1.3 着色器

1.3.1 顶点着色器

顶点着色器是一个可编程的处理单元,功能为执行顶点的变换、光照、材质的应用与计算等与顶点相关的操作。其工作过程为,首先将原始的顶点几何信息及其他属性传送到顶点着色器中,经过顶点着色器处理后产生纹理坐标、颜色和点位置等后继流程所需要的各顶点属性信息,然后再将其传递给图元装配阶段。

1.3.2 片元着色器

片元着色器是用于处理片元值及其相关数据的可编程单元,其可执行纹理采样、颜色的汇总、计算雾颜色等操作,每片元执行一次。片元着色器的主要功能为,通过重复执行将3D物体中的图元光栅化后产生的每个片元的颜色等属性计算出来交由后继阶段使用,如剪裁测试、深度测试以及模板测试。

2 系统架构

2.1 系统的主要功能

本文所设计的3D恐龙博物馆平台的主要功能模块如下:

(1)场景模块。主要分为博物馆和恐龙两个实体,用于调整博物馆和恐龙模型在系统中的位置。

(2)主角人物模块。主要用于设置主角的特性,如视角转换,碰撞检测等。此外该模块还负责设置人物的动作。

(3)控制模块。包括主角移动控制和恐龙旋转控制两部分。

(4)展台模块。该模块负责对展台中的恐龙进行简单的图片介绍和语音介绍。

(5)展示厅模块。主要负责对恐龙进行详细介绍,包括语音控制,背景音乐控制和恐龙触控控制。

系统结构功能如图2所示。

图2 恐龙博物馆系统结构

2.2 系统层次

整个软件系统架构分为三个层次,每个层次的功能分别如下:

(1)库和接口层。该层主要提供给应用框架层一些基本的类库和接口,包括Android的C/C++库、RTP/RTCP库和多媒体的处理接口。

(2)应用框架层。该层采用模块化开发方法,通过使用其下层的函数库提供的接口,将实现相同或相似功能的封装成为一个模块进而供应用层来开发使用。

(3)应用层。通过与应用框架层提供的模块相交互、资源分配等,基于Android的四大组件及其他相关控件完成画面设计,为用户提供一个可视的界面平台。[3]

3 系统实现

3.1 场景中恐龙展台的实现

每个展台用一个纹理矩形进行绘制,纹理矩形上采用内容为装饰物的透明背景纹理图。绘制纹理矩形时要采用恰当的混合因子,使装饰物产生正确的遮挡效果。由于基本标志板实现的装饰物实际上是简单的纹理矩形,因此适合用来呈现左右轴对称的物体,对于非左右对称的物体可能会给人虚假的感觉。同时也正是由于每一个装饰物仅需要一个纹理矩形,所以此技术需要的系统资源非常少,效率很高。[4]

3.2 3D模型的设计与加载的实现

3.2.1 用3DMax设计3D模型

系统所呈现的3D模型都是在3DMax软件下进行模型设计的。在进行模型设计时,首先用基本几何图形构造出恐龙模型的轮廓,然后再用挤压法做出恐龙模型,最后经过软件自带的优化系统优化后以“*.obj”格式导出。

3.2.2 加载obj文件

(1)加载仅有顶点坐标与面数据的obj文件

(2)为了使模型具有更强的立体感这一环节采用了加载后自动计算面法向量的方法。其计算方法为首先将法向量数据由构造器参数中传入,然后求出三角形中的一个点到另外两个点的向量,最后将求出的两个向量进行叉积即可得出三角形面的法向量。

(3)加载后自动计算平均法向量

点平均法向量是指当一个顶点属于不止一个平面时,其法向量采用其所属多个平面各自法向量的平均值。采用平均值后,绘制出来的物体表面就平滑了。

为了便于计算点平均法向量,首先表示出顶点法向量。在这里要判断两个法向量是否相同,由于浮点数有计算误差,事实上相等的法向量其浮点值也很难做到绝对一致。因此比较时需设定一个阀值,当差小于阀值时就认为相等,本系统在这里采用的阀值为0.0000001。求一组法向量平均值的策略为,首先将所有法向量的X、Y、Z分量值各自求和得到和向量,然后将和向量规格化即可得到平均法向量。计算出各个面的法向量后并加入到各个顶点对应的法向量集合中。当所有面的法向量计算结束后,再求出各个顶点的平均法向量,接着送入法向量数据数组以供创建加载物体对象时使用。

(4)加载纹理坐标

为了实现模型纹理的加载,首先要增加接收纹理坐标数据,并将纹理坐标数据送入缓冲以备渲染管线使用,值得注意的是绘制方法也要增加纹理ID的入口参数,这样在绘制时可根据需要传入不同的纹理,方便后续不同模型的纹理加载。

在将obj文件加载的步骤中也要加载顶点纹理坐标数据,并将数据存放到数组中供创建对象使用,在加载纹理坐标时可以将加载后的值除以2,这样可以减少纹理的重复次数。

最后在着色器上也要增加接收纹理坐标、纹理数据以及进行纹理采样。[4]

3.3 3D恐龙模型缩放与旋转的实现

为了方便用户的操作,在缩放与旋转上采用了多点触控的技术。

多点触控是指同时支持两个或两个以上的触控点,一个称为主点,另一个称为辅点,每个触控点都有按下、移动和抬起3个动作。实现多点触控的原理为:在触控到下一点后将原来位置记录为旧位置,设置新位置然后计算两个触控点的直线距离。

缩放的实现。首先判断用户是否已触控到两个点,若已完成触控,则计算两个触控点之间的距离。根据两点间的距离设置以完成对恐龙模型的缩放。

旋转的实现。首先计算上一位置对应的角度和当前对应的角度,将两个角度相减得到旋转变化角度,然后将旋转变化角度叠加到总旋转角度中。根据旋转的角度与恐龙移动的关系来实现恐龙的旋转。

3.4 主角(展翅飞翔的雄鹰)的动画实现

主角动画采用关键帧动画,就是给顶点着色器提供动画中每个关键帧对应的各个顶点的位置数据以及融合比例。顶点着色器根据两套位置数据集当前融合的比例融合出一套结果顶点位置数据。只要在绘制每一帧时提供不同的混合比例即可。

老鹰用到了3个关键帧包含4个动画阶段。

第一阶段是对1、2号关键帧中顶点数据的融合。

第二阶段是对2、3号关键帧中顶点数据的融合。

第三阶段是对3、2号关键帧中顶点数据的融合。

第四阶段是对2、1号关键帧中顶点数据的融合。

重复执行上述四个阶段即可完成雄鹰展翅飞翔的动画。具体效果如图3所示。[4]

图3 雄鹰运行效果图

具体实现方法如下:

(1)在用3dmax设计好雄鹰模型后导出obj文件。

(2)加载雄鹰模型,创建第一个顶点坐标数据缓冲,设置字节顺序转换为浮点型缓冲,向缓冲区放入顶点坐标数据,设置缓冲区起始位置。重复此方法将3个关键帧的顶点数据加载进应用程序并存放到缓冲中。

(3)为了在顶点着色器中能够根据比例融合关键中的顶点数据,因此需要将融合的比例传入渲染管线。由于有3个关键帧,因此融合比例在0-2之间连续变化。

4 系统应用效果

4.1 恐龙博物馆场景

点击应用图标便可以进入到开场动画,进入开场动画后会看到该应用的主界面,在这里滑动可选择不同的博物馆场景,每个场景中有不同的博物馆和恐龙。点击一下屏幕后我们会进入到恐龙博物馆的加载界面。系统在恐龙模型和场景模型加载完成后进入博物馆。完成后的效果如图4所示。

图4 恐龙博物馆场景

4.2 恐龙展台

进入博物馆后,接近恐龙点击右上角图标进入个体恐龙展台,在展台界面中可以得到该恐龙的一些简单信息,如身高、体重、生存时期等。完成后的效果如图5所示。

图5 恐龙展台

4.3 恐龙展示厅

在展台中点击左上角的球形图标即可进入单个恐龙的展示厅,在这里调用的是恐龙的3D模型,用户可对模型进行放大缩小,旋转等操作。触摸恐龙的部位,会自动跳转到对该部位的单独介绍界面,同时该部位会发亮以提醒用户为该部位的单独介绍。完成后的效果如图6所示。

图6 恐龙展示厅

5 结束语

作为时下最热门的手机系统,Android的应用拥有广大的用户群,所以Android的应用开发也显得尤为重要。

目前本系统的预期目标已经基本达到了,整体系统运行良好,在本系统中添加了大量的恐龙模型和相关的资料,起到了较好的科普宣传作用。美中不足的是娱乐性方面还存在欠缺,这是本系统的进一步重点完善的内容。

参考文献:

[1]柯元旦,宋锐.Android程序设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2010:12-35.

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[4]吴亚峰.Android 3D游戏开发技术宝典[M].北京:人民邮电出版社,2013:227-289.

[5]吴亚峰.Android 3D游戏开发技术详解与典型案例[M].北京:人民邮电出版社,2011:49-55.