时间：2022-06-06 02:22:51
关键词：专业课教师；条件性知识；本体性知识；课程智慧；课堂智慧
中图分类号：G451.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）24-0022-02
一、航空电子课程的特点和教学对象的特点
我校是航空类院校，专业性强，涵盖面广，且航空电子和民用电子类产品差别很大。我校航空电子教师的主要教学对象是飞行技术专业的飞行学生和航空器维修电子专业方向的学生。对飞行技术专业的学生，主要是讲授机载通讯、导航、雷达、自动飞行控制系统以及显示与记录系统的功用、原理、组成和在飞行中的使用特点等。对航空器维修电子专业方向的学生，除要讲授和飞行学生相同的内容外，还必须讲授这些设备的故障特点和故障诊断技术以及故障排除方法等。
二、我校航空电子教师的学源结构特点
我校航空电子教师共有16人，其中毕业于北航、南航、西工大等航空类院校的9人，毕业于四川大学、电子科技大学等大学电子信息类专业的7人。其中，毕业于航空类院校的教师中只有3人是真正的电子类专业毕业的，其他则是自动控制、检测技术与仪器等相关专业毕业的，所以，这部分教师具有航空方面的知识，但缺少“电子”方向的相关知识。毕业于四川大学、电子科技大学电子信息类专业的教师具有“电子”方面的知识，但缺少“航空”方面的相关知识。即使是航空类院校电子信息类专业毕业的教师，缺乏对机载通讯、导航、雷达、自动飞行控制系统以及显示与记录系统的“全面”知识，更缺乏这些知识在飞行过程中的应用知识以及这些系统的故障诊断与排除的知识。所以，我校航空电子教师所学的知识和所要教的知识差距较大。和其他高等学校的教师一样，我校航空电子的老师在进入我校成为正式教师之前都没有经过教育学、心理学等专门知识的系统训练，对教育教学规律知之甚少。所以，航空电子专业课教师缺乏“师范”这一专业的知识。综上所述，航空电子专业课的教师必须解决“航空电子专业”和“师范”双专业的知识问题。
三、航空电子教师的知识体系及获取途径
航空电子专业课的教师，首先必须具备“教师”的“条件性知识”，同时还必须具备航空电子专业的“本体性知识”。光有知识还不够，还必须通过实践性环节将这些知识内化为教师的“智慧”，才能够合理利用条件性知识，传授给学生，完成教师“传道、授业、解惑”的使命。
1.航空电子专业课教师的本体性知识及获取途径。“本体性知识”是教师所授特定课程的学科知识，也即人们所熟知的专业知识。对行技术专业的学生而言，则具体落实到《民航飞机通讯、仪表、电气》和《航空电子设备》这两门课程上。在这两门课程中，老师应该具备的本体性知识包括各种仪表的功用、原理、组成和在飞行中的使用特点，机载主要通讯系统的功用、原理和使用情况，主要安全警告系统（气象雷达、空中交通警戒与防撞系统、地形警戒与防撞系统等）的功用、原理和触发警告的条件以及警告发生后机组应该采取的应急措施等。对航空器维修电子专业方向的学生而言，则具体落实到《导航原理与系统》、《通讯原理》、《自动飞行控制系统》、《雷达原理与机载气象雷达系统》等专业课。在这些课程的教学工作中，老师应该具备的本体性知识包括所提及的这四大系统以及各系统中各子系统的功用、原理、组成、信号格式、逻辑关系、各主要部件或电路的组成和原理。除了以上提及的本体性知识外，作为航空器维修电子专业方向航空电子专业课教师，还必须具备“以可靠性为中心”的维修指导思想的相关知识，还必须具备“视情维修”的理念以及在航空电子中通过“BITE”来实现航空电子“视情维修”的技术途径。此外，由于航空电子的飞速发展，目前，各设备之间都是通过“数据总线”来传递和交换信息的，所以，作为航空电子专业课的老师，“数据总线”技术也是其必须具备的本体性知识。为了获取这些本体性知识，吃透教材是最有效的途径。所以，查阅航空电子方向的期刊，了解航空电子方向的学术动态，听航空电子方向的学术报告，查阅国际民航组织关于航空电子的技术规范等，是获取航空电子专业本体性知识的有效途径。此外，航空电子的教师还必须知道国内、国际主干机型上（比如B737系列机型，A320系列机型）航空电子的配置情况和使用情况，所以，查阅主干机型飞机手册也是获取本体性知识的有效途径。此外，由于民航是一个国际性的行业，目前国际、国内关于运行的飞机以及飞机上所有设备的资料都是英文的，所以，关于航空领域的专业英语也是航空电子教师必备的主体性知识。
2.航空电子专业课教师的条件性知识。条件性知识是关于“怎样教”的知识，或者说是关于教育方法的知识，是关于“课堂”的知识。教师应用条件性知识，才能将自己的本体性知识最大限度地传授给学生，变成学生的个人知识。关于高等院校教师的条件性知识可以从高等学校教师岗前培训的四门课程（《高等学校教师职业道德概论》、《教育法教程》、《高等教育学》和《高等教育心理学》中学到很多，也可以在新教师岗前培训的过程中加以练习。但是，和本体性知识不同的是，本体性知识是可以通过“多看书”而获得的，而条件性知识更多的是需要教师通过观摩其他教师的教学活动而从中体会和感悟的。所以，获得条件性知识的最有效的途径是听课，特别是听优秀教师的课。但是，一定要记住，要以教师的身份去听课，而不是以学生的身份去听课。听课是新教师学习借鉴他人课堂教学优点，提高自己课堂教学水平，促进自身专业快速发展的重要途径。听课，特别是听老教师、经验丰富的教师的课，对新教师提升自己的条件性知识具有重要意义。当你以教师的身份去听其他教师的课时，最关注的应该是教学的智慧，课堂管理的技巧，与学生沟通和交流的技巧等内容，而不仅仅是知识本身。在听课的过程中，一定要注意老教师是如何突破教学难点、怎样抓住教学重点，怎样把控课堂，怎样“让学生跟着老师的思路走”，又是怎样在恰当的时候把时间还给学生，让学生独立思考和分析的。这些知识都是关于“课堂”的知识，如果你没有观摩，光凭在某本书里的文字描述你是无法理解的。作为飞行技术专业相关专业课的教师，还需要从飞行教员那里获取飞行理论与技术以及他们在实际的飞行过程中所遇到的各种特殊情况级处理措施等方面的知识，这些知识是在任何一本教材中都没有的。这些知识都不直接隶属于航空电子，但是有助于航空电子专业课教师给飞行技术专业的学生授课时提高教学质量，所以，我将其归纳为飞行技术专业航空电子专业课教师的条件性知识，而不是本体性知识。作为航空器维修电子专业方向的专业课教师，还需要从一线的航空维修技术人员那里获取他们在维修过程中遇到的典型故障案例，以及他们分析该故障的方式和方法，并听取他们排除故障过程中的心得和体会。这些知识都不直接隶属于航空电子，但是有助于航空电子专业课教师教航空器维修电子专业方向的学生时提高教学质量，所以，我将其归纳为航空器维修电子专业方向专业课教师的条件性知识，而不是本体性知识。
3.航空电子专业课教师“知识”到“智慧”的转变。从上面的分析中可以看出，获取航空电子专业课教师本体性知识最有效的途径是“多阅读”，获取航空电子专业课教师条件性知识最有效的途径是“多听课，和“多交流”。但是，通过这些途径获取的只是知识。这些知识如何运用，运用的效果如何，则必须通过实践性环节加以检验。在关于教学内容方面，教师（特别是新教师）最容易出现两种极端，一种是太简单，另一种太深奥。如果学生在听课的过程中，感觉课课堂学习索然无味，对掌握知识的切入点和着力点无从人手，作为教师，就应该反思自己的教学内容是否太简单了。如果学生在听课的过程中不断地摇头，显出一脸的困惑，作为教师，就应该反思自己的教学内容是否太深奥了。再反思造成教学内容太简单的根本原因是自己在航空电子方面的本体性知识缺乏。进一步反思自己是否在课前没有对教学内容进行充分的准备，对教材的内容是否缺乏深刻理解，对整个课程的体系的把握是否不到位。如果是，就应该在本体性知识方面加强，在备课方面下功夫。再反思造成教学内容太深奥的根本原因是自己对授课对象的特点缺乏了解。航空教师的授课对象是飞行技术专业或航空器维修专业的学生，他们所学的是航空电子设备在飞行中的应用，或者航空电子设备的维修理论与技术方面的知识。但是，某些教师在授课时会沿用他们读本科、硕士或博士期间教师授课的特点，针对某一个系统的某一个知识点讲的特别深入和细致，完全超出了应用类大学本科生的知识范畴和能力范围，学生听起课来会非常吃力，甚至很有意见，教学效果也就不太好。作为教师，在反思教学内容后，最好是自己设计和准备自己的课件，如果是从别人那里拷贝的课件，也必须对课件进行修改，使课件的内容和形式适合自己的教学风格和教学对象，在课件的恰当地方加上批注。反思一次，修改一次，经过多次的反思和修改之后，你就会发现，你拥有的不仅仅是知识本身，而是关于该课程的“智慧”了。如果你和别的教师教学内容都是一样的，但教学效果上出现了较大的差别，就应该反思自己的教学方法了。在教学方法方面，航空电子教师最容易犯的错误是感觉教学内容太多，生怕讲不完，所以就不停地讲，实施“填鸭式”教学方法，忽略了教学中要注重“提出问题，分析问题，解决问题”的教学环节，忽略了大学生分析问题和解决问题的能力，没有注意对学生的引导作用。所以，要反思自己的教学行为和教学方法。作为飞行技术专业课的教师，至少要到应该具有在飞机上或飞行模拟机上飞行的“实践性活动”，积累关行技术的实践性知识。最好是对国内国际的主干机型有过一段时间的飞行或模拟飞行的“实践性活动”，并在这些飞行或模拟飞行活动中练习通讯、导航、雷达、显示与记录系统，以及自动飞行控制系统等的使用情况，熟悉这些设备的使用程序，并将使用过程中自己的心得体会记录下来。只有这样，在给飞行技术专业的学生讲授相关内容时才会胸有成竹，具体而生动，从而提高自己的教学质量。作为航空器维修电子方向专业课的教师，还需要到维修一线去参加维修的实践活动，最好和维修一线的技术人员一起参与通讯、导航、雷达、显示与记录系统，以及自动飞行控制系统中的常见故障的维修实践活动。最好是从故障现象开始，和技术人员一起查阅技术资料，分析和讨论故障原因，制定故障排除方案，并最终排除故障。通过这样的实践性活动，教师能够对航空电子设备的维修理念，常用技术资料及查询方法，并在航空器维修电子专业的学生教授相关的内容时能够在需要维修案例和故障案例时自然而然地引出相关的内容。
航空电子教师，首先是一个教师，必须具备教师的条件性知识，航空电子教师又是专业课教师，又必须具备作为专业课教师的本体性知识，在具备了这些知识之后，航空电子教师还必须在自己的教学实践环节中加以应用，不断地进行教学反思，不断地审视自己的教学行为、教学决策和教学结果，及时地纠正自己的教学方法和教学行为上的偏差，形成自己对教学现象、教学问题的独立思考和创造性见解，提高自我觉察水平和教学监控能力。只有这样，才能够将自己的本体性知识转换为课程智慧，将自己的条件性知识转换为课堂智慧，从而实现自己从一个“教师”到“优秀教师”的转变。
参考资料：
[1]程勇，.教师实践性知识的定义、本质与表征形式[J].现代教育论丛，2009，（9）.
[2]陈向明.实践性知识：教师专业发展的知识基础[J].北京大学教育评论，2003，（1）.
[3]沈田颖.论教师实践性知识以其培养[J].改革与开放，2010，（6）.
[4]董辉民，辛斌.关于高校青年教师教育培训的几点思考[J].沈阳航空工业学院学报，2006，（12），23（6）.
[5]周君龙.为师“四到”[J].膏年教师，2006，（8）.
“我是未来航天接班人”承载着太多太多我们可以期望着的未来……这是神州六号凯旋归来，记者捕捉的市民欢庆场景。为庆祝“神六”成功着陆，本刊特约新华社记者撰写“飞天的憧憬，飞天的梦”一文，介绍了航天员费俊龙、聂海胜为圆飞天之梦，种种鲜为人知的辛劳与超凡的磨砺。
费俊龙：进入太空的“中国龙”
费俊龙没有想到，名字里的“龙”与自己的命运竟如此相近。
他曾是中国空军特级飞行员；而现在，40岁的费俊龙成为了一名航天员，获得了乘坐神舟六号飞船实现太空之旅的机会。
1998年1月，费俊龙从1500多名优秀空军飞行员中脱颖而出，与杨利伟、聂海胜、翟志刚等人一起成为中国人民航天员大队的一员。
从基础理论学习到体质训练，从专业技术学习到航天环境耐力和适应性训练，从飞行程序与任务模拟训练到心理训练和救生与生存训练，费俊龙在每个训练项目上都获得了优异成绩。妻子王洁对丈夫的评价是：“都40岁的人了，还和准备中考的儿子一样，比着学。”
此次神舟六号飞行任务要求在太空进行多天飞行。费俊龙把近40万字的飞行手册熟记于心：一项项复杂的飞行程序、操作要领以及各种应急处置方案，全部做到了不查手册就能处置。
费俊龙的细腻与执著，令教员感到吃惊。教员曾在训练时出了一道题：导致某异常情况返回的故障模式有几种？教员准备的标准答案是5种，而费俊龙竟答了6种。检验结果，费俊龙是对的。
值得一提的是，这位优秀的航天员儿时的理想却是当一名专业画师。上小学时，对于绘画痴迷的他总背着一卷宣纸去上课。
这个理想在一次偶然的机会发生了转变。1982年，高中毕业的费俊龙碰上空军来学校招收飞行员。于是，他瞒着家里，悄悄报名参加了相关体检。
得知自己三代单传的孙子要去空军当飞行员，爷爷首先不同意。但费俊龙坚持自己的选择。“小小少年就离开家乡参加革命，我已经17了，能照顾好自己。”时隔20多年，费俊龙的父亲费长宝仍记得儿子当年说的这句话。
“既然选择了上天，那就要好好飞”――从军前父亲的嘱托成了费俊龙的座右铭。两年后，他以全优的成绩从空军飞行学院毕业，正式成为一名空军飞行员。担任飞行教员，他被评为全空军优秀飞行教员；担任飞行技术检查员，他将各种事故归类分析，编写了飞行事故调查报告。
1992年7月，费俊龙在驾机进行高空性能试飞时，突然发生了燃料不足的意外。凭着高超的飞行技术，他冒险飞回了机场。飞机迫降后，燃油已耗尽。
过人的勇气、过硬的技术与冷静的头脑，使他在32岁就成为了空军特级飞行员。
很长时间，费俊龙没有告诉父母自己真正的工作。有一次，母亲忍不住问他：“你现在到底做什么工作？”他笑着回答：“还是飞，不过要比在空军时飞得更高。”
聂海胜：从放牛娃到航天员
两年前的深秋，聂海胜在酒泉卫星发射中心的朝阳里，为中国首位进入太空的航天员杨利伟出征送行。两年后，同样的季节、同样的地方，情况却大不相同――这次由杨利伟为聂海胜送行。
“他们会比我飞得更好。”目送41岁的聂海胜和40岁的费俊龙两人飞向太空，杨利伟对新华社记者说。
“聂海胜平时话不多，但做事踏实，而且配合精神好。”杨利伟说，三年前航天员参加的沙漠生存训练中，聂海胜的吃苦精神让他至今难忘。
聂海胜出生在中国中部湖北省偏僻的乡村，并在那里生活了18年。他告诉记者，自己小时候曾是放牛娃，“在牛背上梦见过自己长出一双大大的翅膀，飞上了蓝天”。成为空军战斗机飞行员后，他以为梦已应验。没想到，真正圆梦的时刻刚刚到来。
这位航天员姐弟一共8人，他排行第六。虽然家境贫穷，但全家节衣缩食，坚持供这个从小喜好读书的孩子上学。聂海胜14岁时，由于父亲病逝、弟弟尚年幼，作为家中唯一男劳力的聂海胜，不得不辍学去挣钱贴补家用。
学校老师冒雨找到他的母亲，劝说：“这孩子成绩好，退学太可惜。大家搭把手，把困难度过去，可不要把孩子的前途耽误了。”
正在地里干活的聂海胜得知能重返校园，扑在母亲怀里痛哭了一场。从此，他更加刻苦，考上了县重点高中。考虑到聂家生活困难，学校给他每个月发放3元救济金。即便这样，聂海胜还得在假期外出打工，贴补家用和学费。
1984年，聂海胜终于有机会实现牛背上的梦想――他进入了空军飞行学院。但现实并不完全如梦想那样浪漫。1989年6月12日，聂海胜第一次驾驶战斗机单独飞行就面临了生死考验。在飞向4000多米高空时，飞机唯一一台发动机突然停止转动，机身急速下降。地面指挥员命令他紧急跳伞，但聂海胜一次次冒险尝试将飞机安全着陆。1000米，800米，600米……直到距地面只有四五百米，再不跳就会人机俱毁时，他才按下了开关跳伞救生。
事后查明，事故是由于发动机出现故障所致。为表彰聂海胜尽力挽救飞机的勇敢精神，部队为他记了三等功。
但是，高风险的飞行员岗位令聂海胜的妻子聂捷林时常提心吊胆。虽然给自己的女儿取名天翔，但她最初并不同意丈夫当航天员。但在聂海胜的坚持下，她最终还是让步了。“他那犟脾气，认准的事，十头牛也拉不回来。”
如今，聂捷林也成了一位航天人。她说，她的最大愿望就是把女儿培养成像丈夫这样对国家有用的人。
虽然聂海胜没有成为中国航天第一人，但两年前为杨利伟送行时的公开亮相，也令他一夜成名。
不过，神舟五号飞船的首飞航天员梯队成员，并不意味着能够顺理成章地拿到进入神舟六号飞船的“通行证”。用聂海胜的话说是“重新洗牌，大家站在同一条起跑线上，接受祖国的挑选”。
正当聂海胜训练进入关键时刻，2004年11月6日，远在故乡的母亲突发脑溢血。站在病床前，望着抚养了他们姐弟8人的慈母，聂海胜悲痛不已。然而，仅在家里侍候了母亲3天，他就匆匆赶回北京训练，留下妻子代尽孝道。
时钟拨到了北京时间2005年10月12日9时10分许，神舟六号飞船准确进入预定轨道。聂海胜――当年的放牛娃――终于触摸到了儿时牛背上的梦想，长出了一对翅膀，飞向太空，成了“飞天牛”。
杨利伟眼中的战友
航天员从整体上讲差异不大，因为我们都是从空军飞行员中选来的，背景和经历都差不多，有很多共性。当然，每个人都有自己的特点。
费俊龙比较活泼，他是航校教员出身，曾是空军特级飞行员，在处理事情时协调能力很强。
各位老师，各位同学：
下午好！
神舟六号载人飞船的成功发射，是中华民族在攀登世界科技高峰征程上完成的又一伟大壮举，它标志着中华民族为人类探索太空的事业做出了新的重大贡献，它既鼓舞了全国人民为实现中华民族伟大复兴而奋斗的士气，也再次向世人证明：中国人民不但站起来了，而且正昂首阔步地前行！
今天我们有幸请来了中国载人航天航天员系统的总指挥兼总设计师*教授，他是我们的校友，现任中国载人航天工程航天员系统总指挥兼总设计师，同时，他还兼任中国空间科学学会理事，中国宇航学会理事，作为中国航天医学工程学科与航天飞行训练仿真技术方向学术带头人，负责并参与了中国载人航天工程研制的全过程。
大家都知道，神舟六号与神舟五号相比，进行了110余项技术改进，其中，对航天员系统的改进是其中的重要组成部分之一。*教授作为航天员系统的总指挥和总设计师，提出了借助模糊数学原理选拔航天员，并在研制航天员的个人装备和飞行过程中数据传输的有关设备，对航天员进行医学监督和医学保障，对飞船工程设计的医学要求等方面提出了许多改进方案，实践证明，神舟六号载人飞船为航天员创造了一个适于工作和生活的大气环境。
*教授现为我校兼职教授，我们真切的希望陈教授多回母校为同学们讲课、讲学、作报告。现在让我们以热烈的掌声欢迎*教授回来看望母校！
请学生代表为*教授献花！
今天*教授报告的主题是“航天员在我心中航天员安全在我手中”。下面让我们以热烈的掌声欢迎*教授为我们作报告！
同学们，*教授图文并茂的精彩报告把中国载人航天的伟大事业和航天员“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的航天人精神真切的展现在了我们面前，并深入浅出向我们的介绍了航天员从选拔、训练到太空作业的真实情况，对帮助同学们树立远大理想、报效伟大祖国，对指导同学们未来的发展和就业都具有非常重要的意义。希望同学把自己的理想与国家的伟大事业紧密结合起来，正确确立自己的奋斗目标，向航天英雄们学习，向航天城的军人学习，学习他们那种在艰苦的环境中拼搏奋斗的精神，将来为祖国的更加强大贡献自己的力量。
作为最早实现载人航天的国家，俄罗斯早在上世纪90年代就已经开展了新一代载人飞船的研制工作。当时，设计于上世纪60年代的“联盟”飞船已经使用了30余年，期间虽然经过不断地功能拓展，性能有所提升，但毕竟设计较早，升级空间所剩无几，已经不能很好地适应载人航天领域的新要求。俄罗斯新一代飞船设计要求能够替换“联盟”飞船作为国际空间站的天地往返运输载具以及紧急救生飞船。由于国际空间站当时设计的常驻成员组人数为6人，因此新飞船的载员人数也从“联盟”飞船的3人提升到了6人。为了降低成本，还要求飞船的返回舱段具有可重复使用的能力。俄能源火箭航天集团根据这些要求设计了“快帆”（Kliper）飞船。返回舱段采用升力体布局，拥有两种构型：一种是纯升力体布局，再入时在大气层内可以进行有限的机动，最后利用降落伞减速着陆，这种构型主要作为空间站的紧急救生飞船来使用，发射后长期停靠在空间站上；另一种是升力体布局加上机翼，可在大气层内机动，返回载入之后像航天飞机一样滑翔降落在跑道上，这一构型主要用来实现天地往返运输任务。由于整个项目技术复杂，研制难度大，再加上缺乏资金，项目最终在2006年宣布失败，俄罗斯转而开发PPTS载人飞船。
PPTS飞船也被称作“罗斯”（Rus）号飞船，由能源火箭航天集团进行研制，也以替换“联盟”飞船为研制目标，既可以往返于地面与近地轨道，也可以支持月球以及载人深空探测，能够适应第二宇宙速度再入，载员数量4～6人。PPTS放弃了“联盟”飞船使用了半个世纪的“轨道-返回-服务”经典三舱布局，转而选择“返回舱-服务舱”两舱布局。飞船也不再采用钟形返回舱，而改用锥形，其直径达4.4米，远超“联盟”系列飞船的2.7米，舱内容积增加到17立方米，超过了“联盟”飞船轨道舱与返回舱容积的总和。由于PPTS飞船的返回舱要求能够重复使用，因此对于抗着陆冲击的要求比“联盟”飞船更为苛刻。为了减小着陆冲击，最初在返回模式上选择了动力下降模式，也就是不依靠降落伞，而是依靠返回舱的发动机减速。但这种方式需要返回舱携带动力减速所需的燃料，会压缩返回舱返回时可携带的载荷质量，最后设计人员决定将传统的伞降模式和动力下降模式结合起来，先通过降落伞减速并稳定姿态，在距地面一定高度时切断降落伞，利用发动机控制返回舱速度，最终着陆。为了进一步吸收着陆冲击，保证飞船在最后接地阶段的安全，设计人员不惜增加再入阶段的风险，直接在防热大底上安装活动舱盖，使4个安装在防热大底之后的折叠着陆缓冲支架可以伸出。
PPTS飞船的舱内布置、装饰也经过精心的工业设计，布局简洁清晰，配色干净舒适，设备先进现代，不再是俄罗斯之前载人飞船、空间站特有的那种粗犷、杂乱的风格，让人耳目一新。据说如此设计可以让航天员更加放松，不至于在枯燥的太空飞行中赶到疲惫。座舱内甚至设置了一个卫生间，堪称有史以来最为豪华的载人飞船了。
作为俄罗斯的老对手、冷战时期太空竞赛的最终胜利者美国，其新一代载人飞船的研发可以说是磕磕绊绊。2003年哥伦比亚号航天飞机失事之后，航天飞机安全性与运营成本的问题日益凸显，美国国内要求航天飞机退役的声音日益高涨。2004年，时任美国总统小布什提出了“新太空探索计划”，计划包括研制下一代航天器、重返月球乃至登陆火星。2006年，美国国家航空航天局（NASA）根据“新太空探索计划”制订了“重返月球”计划，后来更名为“星座计划”，主要描绘了本世纪美国探索月球的整体框架和目标，其核心是在月球上建立永久基地，并以此为跳板，为登陆火星乃至探索更遥远的太空做准备。作为这一计划重要的一环，“猎户座”载人飞船的研发被提上了日程。
按照“星座计划”的要求，“猎户座”载人飞船既可以执行近地轨道的天地往返运输任务，也可以执行有关月球、火星、小行星的深空任务，具有极高的任务弹性，但这也导致研发难度的加大。为了降低研发风险，“猎户座”飞船的研制方洛克希德马丁公司在飞船的总体布局上决定继续沿用经过“阿波罗”飞船验证过的成熟构型，即锥形指令舱（即俄罗斯和中国的载人飞船上的返回舱，命名方式不同）以及“指令-服务”两舱布局，但指令舱直径从“阿波罗”飞船的4米增加到了5米，近地轨道任务情况下最多可以搭乘6名航天员，正好是国际空间站一个远征组的人数，而在月球、深空探测任务中最多可以搭乘4名航天员。返回方式也回归传统的降落伞减速着陆，在最初的方案里还一改美国载人飞船海上回收的惯例，利用气囊减震陆上着陆回收，不过后期因为着陆缓冲气囊超重，最终改回了海上回收。
美国将近40年没有研发过载人飞船，因此“猎户座”飞船的研制过程中遇到了很多问题，然而对项目影响最大的问题却出现在研制工作之外。美国国会很多议员认为“星座计划”所提出的重返月球的目标不具有开拓性与划时代的意义，纯粹是花钱重复前人已经做过的事情。对于“星座计划”的不满加上当时全球金融危机对美国经济造成的严重打击，使得美国国会批准给美国国家航空航天局的预算日趋减少。但“星座计划”却是一个实打实的烧钱大户，随着计划的推进，资金需求越来越大。终于在2010年，奥巴马政府决定终止该计划，取而代之的是一个更加经济的新太空计划。在这个新计划中，来自“星座计划”的“猎户座”载人飞船经过美国国家航空航天局的争取得到了保留，但不再负责近地轨道天地往返运输任务，而专注于针对火星、小行星的深空载人任务。“星座计划”中用来发射月球登陆器的“战神”五号也摇身一变作为太空发射系统（SLS）继续研发，日后将负责“猎户座”飞船的发射。而近地轨道的任务则通过商业乘员运输能力（CCtCap）计划承包给近几年兴起的商业航天公司。
2013年11月，美国国家航空航天局了商业乘员运输能力计划征求建议书，希望在2014年9月前签订一份或多份CCtCap合同，在2017年底前恢复从美国本土将航天员送往国际空间站的能力。2014年9月份，美国国家航空航天局宣布波音公司的CST-100载人飞船与SpaceX公司的Dragon V2载人飞船赢得合同，两家公司将在4年内执行共8次前往国际空间站的任务，每家公司至少执行两次任务，每次任务至少要搭乘4名航天员。CST-100飞船也采用锥形指令舱，其大小介于阿波罗飞船与猎户座飞船之间，最多可以搭乘6名宇航员，飞船的动力与能源由指令舱后的圆柱形服务舱提供。Dragon V2飞船也拥有两个舱体，只不过动力与能源系统和座舱集成在一起构成可返回舱段，最多可乘坐7名航天员。可返回舱段后方的圆柱形舱段只是一个表面贴满太阳能电池板以及几片气动翼的非加压壳体，这一舱段内可以装载载荷，这也让Dragon V2飞船成为目前新一代载人飞船中唯一能够装载非加压载荷的飞船，在一定程度上还原了航天飞机的货运功能。由于只是负责近地轨道运输任务，所以两型飞船不需要像PPTS与“猎户座”那样为适应第二宇宙速度再入进行有针对性的设计，进而大大降低了技术难度和生产成本。两型飞船都将采用降落伞减速着陆，不过Dragon V2飞船未来可能会试验动力减速着陆。
纵观美俄两国的新一代载人飞船，进度最快的就是美国的“猎户座”了。去年12月5日，“猎户座”飞船完成了首次太空飞行测试任务，这次任务在返回阶段模拟了未来“猎户座”在完成深空任务后高速再入大气层的过程，验证了飞船的防热系统在高速再入情况下的可靠性，第二次飞行试验目前定在2018年，将是“猎户座”首次由SLS火箭发射升空。如果一切顺利，首次载人飞行将在2021年实现。CST-100与Dragon V2也在按照各自公司制定的计划向前推进。而俄罗斯的PPTS飞船的未来还充满了未知数。鉴于俄罗斯当前的国内经济形势，最初制定的2015～2017年试验、2018年载人首飞的计划实现基本无望，具体要拖延多久，目前俄罗斯人自己都给不出答案。
美俄这几型新一代载人飞船虽然存在着各种各样的差异，但是却有很多的共同的特点。从总体布局看，均选择了大舱体直径两舱布局，简化了总体架构，提升了内部容积。从载重量上看，各型飞船最大载员人数较上一代载人飞船扩展了一倍，均达到了6～7人，基本达到了航天飞机的载员水平（航天飞机单次任务载员人数最多为8人，一般情况下都是6～7人），如减少载员人数，也可以携带大量货物，而且还具备了较强的下行货物运输能力（也就是从空间向地面运输载荷）。从经济性上看，都强调了可重复使用这一特点，以节省运行成本。
我国载人航天技术起步较晚，研制周期相对较长，以至于“神舟”飞船刚成熟定型，美俄两国的新一代载人飞船便已经完成了方案设计，甚至开始了原型飞船的制造与实验工作。按照我国载人航天规划，下一步将要建设空间站，开展大量空间应用试验，这就需要具备更强人员往返运输能力和载荷下行能力的天地往返运输飞船，进一步扩展空间站的应用领域和范围，增加空间站运营管理的灵活性和适应性。而我国载人深空探测的一些方案也已经开始研究，新飞船必将针对这些任务预留出升级空间。
研制背景――夭折的“海猪”
1956年,一架图-16“獾”式轰炸机携带一枚AS-1“狗窝”导弹出现在巴伦支海西部上空,被逼近观察的北约飞机拍照。图16能在4000-5000米空中以700千米时速发射射程达100千米的AS-1,对美国海军游弋在各大洋的航母构成了新威胁。
1956年时的F-4战斗机配备AIM-7A“麻雀”-1型导弹射程仅为5-8千米,不具备远距离拦截能力。美军感到了危机,要求加快发展一种能够发射远程空空导弹的舰载战斗机。但是,一开始美国海军并没有一个清晰的发展概念:当时甚至考虑用F-6载“不死鸟”空空拦截导弹――13吨的F-6载447公斤的超重弹,太吃力了。远程拦截不仅仅要导弹射得远,更要雷达看得远,F-6是一个近视眼,机头空间小,也不够安装大雷达。那么得找个大飞机,F-111够大,正常起飞重量近37吨,载“不死鸟”没有问题。可也太大了,在其基础上发展出来的F-111B(舰载型)竭力减肥到正常起飞重量35吨,可当时弹射器设计最大承受重量是28吨,显然没有办法弹射起飞。1965年5月,美国国会终止了F-111B计划拨款,格鲁曼公司有些不死心,自掏腰包在6月还进行F-111B的试飞,折腾到1968年,格鲁曼公司终于意识到35吨的飞机没有办法减肥到28吨,只好送它进博物馆。因为笨拙,F-111B落下一个“海猪”绰号。
令人意外的是这头“猪”它“爹”后来居然设计出轻巧灵活的战斗机F-16――他就是一代航空大师希拉克尔。
“猫”的诞生
此后,格鲁曼公司继续自费进行替代方案的前期研究,经过研究6000种以上的设计方案后,303方案从中脱颖而出。303方案继承了F-111B的一些特点,包括可变后掠翼、AWG-9雷达火控系统和AIM-54“不死鸟”导弹以及普惠公司的TF30-P-1涡扇发动机。
格鲁曼的前期研究并没有白做,经历过F-111B的失败后,美国海军认识到舰载机很特殊,在空军型上改改就拿来用未必合适,于是决定单干。1967年7月,美国海军向各大公司发出了新型舰载战斗机招标书。1968年2月,格鲁曼公司修改后的303E方案中标并获得制造6架原型机/预生产型的合同,新机军用编号是F-14。F-14研制过程中,海军托马斯-摩尔上将和托马斯・康纳利中将对它给予了坚定的支持,有人为了讨好这两位海军中的决策人物,从两位将军的“托马斯”中提取“TOM”,加上格鲁曼传统的猫科动物“CAT”,构成“TOMCAT”作为新机绰号,其他人也确实觉得两位将军当之无愧,所以F-14便有了“雄猫”的绰号。
无敌的“猫猫”
F-14的设计特点是:最多能够携带6枚射程超过200千米的“不死鸟”导弹,雷达拥有超过160千米的目标搜寻距离并能同时追踪多达24个目标,能够在苏式战斗机、轰炸机根本还侦测不到F-14存在时,就予以视距外攻击。F-14在装载4枚“不死鸟”导弹、2枚“麻雀”导弹与2枚“响尾蛇”导弹的情况下,可以在距离航空母舰280千米处执行战斗空巡任务90分钟;或者在距离航空母舰470千米处执勤60分钟。在相同挂载下,F-14可以在远达航空母舰317千米处,执行1.3马赫的拦截任务。好了,这下子苏联“逆火”、“熊”在还够不着美国航母的时候,都给打靶了。
初战告捷
1975年F-14入役赶上越战尾声,毫无建树。
1981年8月17日,美国“福瑞斯塔”号与“尼米兹”号航空母舰战斗群开进锡德拉湾,武力“抗泌”卡扎菲宣布该海湾为领海。19日,2架利比亚苏-22闯入演习区。之前已经72架次利比亚飞机闯入演习区,都被顺利驱逐了。两架正在巡逻的F-14A前往驱逐时,遭到了苏-22的AA-2“环礁”导弹攻击。结果F-14A仅仅花了1分钟,使用AIM-9L“响尾蛇”导弹就击落了这两架苏-22战机,利比亚飞行员一死一跳伞。这也是世上第一起可变翼机对可变翼机的空战,也是越战以后美国同别国第一次空战。美国媒体一片欢呼,当时用的最多的一个新闻标题是:“美国海军VS利比亚空军2:0”!
《TOP GUN》壮志凌云
受“1分钟空战”胜利的刺激,1985年美国海军和派拉蒙公司合作拍摄了一部名为《TOP GUN》的“主旋律”征兵大片。海军全力支持,提供了“卡尔・文森”号航空母舰、F-14、F-4、F-5(扮演虚构的米格-28)作为道具,5个中队的现役F-14战斗机与8名现役飞行员、米拉马航空站的与影片同名的TOP GUN飞行学校的教官来参演。“突击者”号、“企业”号航空母舰也在片中跑了龙套,道具阵容强大。拍摄过程中甚至损失了1架S-2和1名飞行员。2个小时的影片中有1小时30分钟的空战、模拟空战镜头,影片中充斥着战斗机的咆哮。为了使得“主旋律”影片好看,片中融入青春、激情等要素,配合事业成功,让青春期的男人看了以后热血沸腾。1986年上映以后,报名要求参军的小年轻挤爆了征兵处,刷新美国二战以后最高入伍率。《TOP GUN》一举成为美国历史上最佳大片、最佳武器广告片、最佳“主旋律”宣传片。F-14的光辉形象伴随火辣的青春偶像传遍世界,一时间风头压倒其它飞机,成为TOP GUN(最佳武器)。
《TOP GUN》放映之后,F-14又一次立功。1988年12月21日,美国泛美航空公司一架波音747客机在洛克比镇上空被卡扎菲派人炸毁,机上258名乘客全部遇难,其中大部分是美国人。惨案发生以后,美国总统例行派航母去示威。1989年1月4日早上,“肯尼迪”号航母编队正在地中海游行示威。中午时分E-2C预警机发现2架利比亚飞机朝自己飞来,2架巡逻中的F-14前往拦截、驱逐。经过F-14机动拦截、雷达锁定后,2架米格-23MF继续向F-14飞去并锁定其僚机,几番机动以后,双方逼近到13海里时,F-14编队长机发射1枚AIM-7M导弹,脱靶,距离10海里时又发射了1枚AIM-7M导弹,再次脱靶。米格-23MF继续扑来。12时02分,双方之间的距离为6海里,目视可见。两架F-14向左右两边分开包抄,两架米格-23MF则一起冲向F-14A僚机。僚机在距离米格-23MF只有4海里时,发射了1枚AIM-7M导弹,终于击中了其中一架米格-23MF,利比亚飞行员立即弹射。F-14长机做了一个
4.5G转向,绕到余下一架米格-23MF的后方并将其锁定。当时长机飞行员伯纳德少校误关AIM-9L导弹音效开关,导弹锁定时却听不到锁定的尖叫提醒声。换用AIM-7M中距导弹,又敌我距离太近,无法使用。一番折腾,终于发现问题并打开音效开关时,此时距离敌机只有1.5海里,即刻发射了1枚AIM-9L导弹,命中,米格飞行员成功弹射。整个空战过程,由E-2C“鹰眼”预警机的引导算起到击落2架米格23MF为止,总共耗时8分钟,因此也称“8分钟空战”。胜利的消息让媒体沸腾,新闻报道时都使用了这样一个标题“美国海军VS利比亚空军4:0”(把前次空战成绩累加)。两战连胜,F-14成为海军的英雄,空军的嫉妒。
好景不长
此后,再也没有人敢于挑战F-14,“无敌的猫猫”从此寂寞地游荡在海天之上。随后的1991年海湾战争,海陆空全面立体作战,空中作战任务被空军的F-15等大包大揽,击落了35架伊拉克战机。参战的20多个F-14中队执行了空中巡逻、保护航母、为海军攻击机护航、对地轰炸、对地支援任务,更糟糕的是还去侦察――作为一款优秀的截击机,去搞照相侦察这种能看不能干的任务实在是不情愿啊。战争中,F-14惟一战果是在1991年2月6日,两架VF-1狼群中队的F-14使用AIM-9击落一架伊拉克米-8直升机。1991年1月21日,一架VF-103中队的F-14B被SA-2防空导弹击落,飞行员被救,导航员被俘。这也是F-14在战争中惟一的战斗损失。
海湾战争以后的空中禁飞行动、科索沃战争,F-14都没有什么值得夸耀的战绩。2001年10月7日阿富汗战争爆发,F-14参加了轰炸任务――没有什么飞机可以空战,枯燥的轰炸任务让截击机出身的“猫猫”无比忧郁。
永远的“猫猫”
岁月如刀,刀刀催人老。中年的阿汤哥对小萝莉还有很强的魅力,而中年的“猫猫”却在盐雾海风中慢慢衰老。F-14问世以后也升级过几次,从A、B、C,升级到D,火控系统有所改进,强化了对地攻击能力。然而它毕竟是截击机出身,变后掠翼技术导致结构复杂,加上早期人机工程设计缺陷,飞一个小时就得维护50个小时,出勤率很低,十足“懒猫”一只;而F/A-18E/F“超级大黄蜂”飞行一个小时只需要5-10小时的维护。F-14所携带的“不死鸟”远程、“麻雀”中程导弹实际命中率极低,实战中还是以“响尾蛇”近距导弹为主,远距离截击其实是一个虚幻的神话传说。
同时,F-14事故率还很高,锡德拉湾空战中虽然打了一个2:0,可4名飞行员中就有2名后来死于F-14飞行事故。特别是到了21世纪初,F-14事故率居高不下,让海军非常忧虑,最后不得不下令退役。2006年7月28日,F-14D完成了最后一次轰炸飞行以后,黯然退场,成为第一款退出现役的第三代战斗机。此时,世界上惟一还在服役的F-14只有美国在上世纪七十年代卖给伊朗的79架F-14A,它们参加了两伊战争,却没有可信的战果,随着从美国走私零件困难,伊朗进行过零件国产化工作,不过却没有任何可信的消息证明它们可堪一用。
无敌的“猫猫”,只能成为永远的回忆了……
“太空授课”的主讲人为女航天员王亚平。聂海胜辅助授课，张晓光担任摄像师。在大约40分钟的授课中，航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球5个基础物理实验，展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。他们讲解了实验背后的物理原理，并通过视频与地面课堂师生进行互动交流。
笔者在网上下载了这节课的视频播放给学生看，虽然不是直播，但学生们非常感兴趣，兴致盎然地回答提问，参与讨论，伸长了脖子观看每一个实验，课堂气氛热烈轻松。真没有想到非专业的物理教师把课上得如此生动有趣，深入浅出。笔者从一个物理教师的角度来谈谈这节太空授课的教育艺术和魅力。
一、语言艺术
语言是人们交流思想、传递信息、表达情感的工具。教师的语言应追求思想性、科学性、艺术性的统一。苏霍姆林斯基说：“教师高度的语言修养，在极大程度上决定着学生在课堂上脑力劳动的效率。”声情并茂的语言会让学生身临其境，简明、准确、层次清楚、富有逻辑性的语言引人入胜，机智风趣的妙语能使大家有会心的欢笑和领悟。下面我们来看看“太空授课”的语言艺术和魅力。
1.清亮、明晰、舒缓、流畅，具有亲和力和感染力
整节课，主讲人女航天员王亚平精力充沛，面带微笑，声音清脆而又甜美，舒缓而又流畅，和学生交流极具亲和力，例如：“怎么样，很厉害吧？在太空失重环境中，我们个个都像是身轻如燕的武林高手。”“嗯，这是一个非常有意思的问题，这样吧，让我首先来给大家表演一个杂技。”“同学们，你们看到这个可爱的、漂亮的小水滴，有没有想到晶莹剔透这个词呢？我真想多做几个，把它们穿成一串水晶项链，送给你们。”“你们看，这个水球像不像是一个透镜，透过它，你们还可以看到我的倒影呢。” 还有网络热门语言“见证奇迹的时刻到了”等。王亚平富有情感的语言感染了学生和观众，激励和鼓舞了学生学习的热情。
2.简明、准确，具有科学性和思想性
某学生提问：“请问您看到的窗外景色和地面上看到的有什么不同吗？能看到UFO吗？星星还会闪烁吗？”王亚平答：“透过舷窗，我们可以看到美丽的地球，还看到日月星辰，但是到目前为止我还没有看到UFO。由于我们处于大气层之外，没有了大气的阻挡和干扰，所以我们看到的星星格外明亮，但是看到的星星就不会闪烁了。同样，由于没有了大气对光的散射作用，我们看到的天空不是蓝色的而是深邃的黑色。另外呢，我要告诉你们一个很奇妙的现象，就是现在我们每天都可以看到16次日出，因为我们每90分钟就可以绕地球一圈。” 回答的语言简明、准确，还科学地回答了星星不会闪烁、天空不是蓝色、可以看到16次日出的原理。王亚平用富有思想性的语言描述在太空中看到的新奇景象，进一步激发了学生对太空的兴趣，点燃了学生探究科学奥秘的热情。
3.形象、直观、生动幽默，具有趣味性和启发性
教学过程中，教师多处引用成语，例如：“悬空打坐”“大力神功”“身轻如燕”“晶莹剔透”等，通过比喻、拟人、对偶、夸张等修辞手法使语言形象、直观，这样可以使物理化抽象为形象，化枯燥为生动，使大家迅速获得感知。她还引用诗句“飞流直下三千尺”，使大家立刻想起在地面上在重力作用下水流的场景。
夸张的语言与实际的反差形成了幽默，增加了课堂的趣味性。王亚平说：“哎，我还有‘大力神功’呢。”她用一根手指轻轻一推，聂海胜飞了出去。（鼓掌）“在太空失重环境中，我们个个都像是‘身轻如燕’的武林高手。”“水的表面张力就会大显神威。”这些幽默夸张的语言也揭示了王亚平拥有“大力神功”和变成“武林高手”的秘诀，也隐约说明水的表面张力为何失去威力，语言具有启发性。
最后她用了一句对偶“飞天梦永不失重，科学梦张力无限”，既点明了上课的主题失重、张力，又寓意双关勉励大家。
亚平老师虽然不是蜜蜂，但是她的语言却像蜜糖一样黏住了学生，滋养着学生，给人以甜美的享受。
二、实验设计独具匠心
1.利用实验情景引入―生动有趣
“太空授课”一开始宇航员以自己为道具做了两个演示实验 ：指令长聂海胜给大家表演一个中国功夫片影迷所熟悉的双叉打坐姿势“悬空打坐”，王亚平表演了“大力神功”―用一根手指轻轻一推，聂海胜飞了出去。在太空失重环境中，大家都成了功夫大师。从学生和观众热烈的掌声中可以看出，生动诙谐的实验，一下就把大家带进太空失重环境中，吸引住了学生，激发了学生的兴趣。
2.空中微型实验―新奇有趣
“太空授课”的实验大多选用了微型实验，如弹簧称物重、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球，实验仪器简单易操作，贴近生活，使学生感到亲切、真实。但是在太空环境中，大家所熟悉的实验现象不见了，出现了新奇有趣的现象。例如：太空中的单摆不摆了，给小球一个很小的初速度，它也能绕摆轴做匀速圆周运动。又如：小水滴成球状在空中飘浮，王亚平张嘴把飘浮在空中的水滴吃了进去，这个奇妙的画面引起地面课堂上学生的一阵惊叹。这些意料之外的神奇现象大大激发了学生的求知欲，也有利于学生的主动建构。
3.对比实验―在视觉冲突中激疑，在激发思维后释疑
空中课堂中的实验大多以对比的方式呈现，有天地对比，如弹簧称物重、弹簧振子的振动频率、单摆运动，而且把天地的视频放在一起直接对比播放，现象一目了然。在强烈的视觉冲突中激疑生惑，再对比这些微型实验，实验的仪器一样，操作一样，出现差别的原因就是太空是一个失重的环境。根据差异法可以解释失重是产生这些不同现象的原因。又如陀螺有很好的定轴性，大多数学生对此比较陌生也难以理解。巧妙运用转与不转的陀螺进行对比实验，直观清晰地说明了这一难点。
4.一物多用的系列实验―节约高效
利用现有的器材，进行尽可能多的实验，显示更多的实验现象，充分提高器材的利用效率，挖掘实验潜力，既降低了成本，又节约了时间。比如：利用弹簧和重物做了两个实验，弹簧称物重，弹簧和重物构成了弹簧振子，由振动的频率可以测物体的质量。又如：利用水做了一组实验，从失重的小水滴到水膜的表面张力，再到水球中液体的扩散，在最简单朴素的水中，流淌出不一样的神奇，令人叹为观止。
5.小实验中的高科技―由科学到科技，学以致用
陀螺是大家熟悉的玩具，这种普通使它好像与高科技是绝缘的。然而有很多高科技设备都是用陀螺组合来定向，在宇宙飞船上，也安装了不少利用陀螺的定轴性原理制作的仪器，用来测量航天器的姿态。看似简单的玩具却蕴含了高科技的原理，进一步拓宽了学生的视野，使大家体会到物理学的强大生命力，更好地体现物理学的巨大价值，激发出学生学习科学技术的内在动力。
6.高科技中的大智慧―简单巧妙
在太空中用质量测量仪这一高科技仪器来测质量，其原理却是大家都知道的牛顿第二定律，用普通的、基本的原理设计测量仪器，简单可靠又很巧妙，让学生体会到高科技中的智慧其实是简单朴素的，科技含量很高，却很亲近。
三、互动交流
1.师生互动―远在天边，近在眼前
（1）距离近：虽然航天员在太空中授课，通过同步通讯技术，进行视频通话，传播实时画面，他们仿佛就在我们身边，高科技拉近了空间的距离。
（2）情感近：虽然是陌生的教师第一次在遥远的太空上课，但是教师亲切的语言，微笑的面容，真诚的交流，拉近了彼此的距离。我们不是在听一个老学究做科学讲座，好像是在和学长请教谈心。
2.课堂交流―实验碰撞思维，提问深化思维
课堂上，要让学生的思维动起来，单纯的说教是苍白的。“太空授课”是用大量的实验展示直观现象，构建情景，起疑生惑，再用精心的问题设计激发思维，让学生的大脑“动”起来，巧妙地利用实验和问题设计启动思维、激发思维、拓展思维。比如：在太空如何测量质量的教学设计中，首先以“悬空打坐”“大力神功”演示实验创设失重的情景，用“在太空中失重了，是不是也失去了质量”自然转到如何测量质量。接着提出问题：“在生活中你们都是怎样来测量物体的质量呢？”学生提出的方案，在太空中行不行呢？用弹簧测物重的比较实验回答了这个问题，演示了在太空测质量的实验，激发了大家的好奇心。最后通过比较实验演示两个弹簧振子振动频率不一样，我们可不可以利用这一现象设计出一种测质量的方法呢？为学生的进一步思维打开了一个窗口。
3.网络平台―多方位多角度的互动交流
（1）课前，中国载人航天工程网面向全国青少年举办了“我问航天员”―太空授课大型问题征集活动。学校也在学生中征集了想向航天员提出的问题。这样的课前交流抓住了大家感兴趣的话题，使得“太空授课”更加有目的性和针对性。
（2）课后，可以在网络上下载重复观看视频，看不同媒体多角度的报道，也可以发表自己的观点，进行讨论，让大家有多重视角来品味空中课堂。
四、感悟教育理念
1.STS教育
STS 教育理念是（Science Technology Society）的缩写，是研究科学、技术、社会三者关系的复杂而系统的学科，其核心是强调知识与实践的结合，从实践应用的角度去教授和学习知识。
新一轮的物理课程改革中，把“从生活走向物理，从物理走向社会”作为课程改革的基本理念之一，将物理教学与STS教育有机结合起来，真正实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的新目标。
人教版课本把“航天事业改变着人类生活”作为典型的STS案例写进必修2，本身“神十”上天，“太空授课”同步转播就是科学技术的成功应用，而且影
（下转页）
（上接页）
响着我们的社会生活。航天器是一个高科技的微重力实验室，航天员给我们展现了微重力环境下的各种神奇现象。在课堂上王亚平重点介绍了利用普通玩具陀螺的定轴性设计定向系统的原理，又简要介绍了如何利用太空资源做科学研究，比如在失重环境下，我们可以获取结构更加均匀、完整，尺寸更大的半导体晶体，开展材料的基础研究，通过对比天地的差异，来优化和改进地面的生产工艺。再比如，在失重环境下，冷原子钟的频率稳定度会大大地提高，可以用于未来的高精度卫星导航定位系统。适度的拓展链接，加强应用科学的教育，让学生认识科学的价值，有针对性地激发学生的学习兴趣和创造力，增加知识的实际应用，拓宽学生的知识面和视野，为学生学好科学知识提供原动力。
2.从地球走向太空的人文思考
高科技已经让我们实现了飞天梦，我们的脚步从地球迈向了太空，站在太空，俯瞰地球，我们自然会思考人类、地球、太空的关系。学生们提出了很多好的问题，例如：“在太空有没有上和下的方位感呢？”“天宫的生活用水可以循环使用吗？”“在太空中能看到太空垃圾吗？天宫一号是否有应对太空垃圾的防护措施呢？”“您采取了哪些措施来应对失重环境对身体带来的不利影响？”……“太空授课”给了我们“面对面”去了解太空生活的机会，激发大家去思考太空航行生活如何面对环保、节约、安全等问题。我们要从太空的高度再一次定位人与自然的关系了。
我国战略导弹与运载火箭技术专家和主要开创者之一“长征三号”总设计师
中国科学院院士、国际宇航科学院院士
作为一名没有吃过洋面包，没有喝过洋墨水的土专家，谢光选把中国学者勤奋、务实的特点发挥得淋漓尽致。因为陈赓大将的点名，原本在兵工厂造炮弹的他转入航天造导弹。他是“钻牛角”的工程师，为严谨总爱唱反调；他是钱学森的手下大将，从不把自己当作“土包子”，而是凶猛的“土豹子”；从中国第一枚导弹，到自主设计的运载火箭，他的“孩子”战力威猛。每次主持火箭发射，他总是最后一个离开现场，表情温柔，喃喃低语，“孩子别淘气，按照教你的去做”。
许学彦：征服大海追星赶箭
新中国造船业重要奠基人之一，著名船舶设计家
“远望”号航天测量船总设计师
中国科学院院士
60余年的造船生涯，许学彦主持研究设计了从黄浦江渡轮到“远望”号航天测量船等60余型舰船，其中“东方”号万吨船被评为“中国十大名船”之一，尤其是“远望”号，实现了我国航天测量从陆地到海洋的跨越.他说船舶是他最爱的孩子，夫人眼中的他是个“工作狂”，因为只有在工作中，他才能感到心情平静。他的一生，创造了多个船舶设计史上的“第一”，只为征服大海、追星赶箭，攫住茫茫大海。他曾立下遗嘱，丧事从简，骨灰撒入大海，他要永远融入奋斗终生的浩瀚海洋。
宋文骢：一人一生一事
中国歼击机设计战术技术论证创始人
中国气动布局专业组创始人
歼-10战斗机总设计师，中国“歼-10之父”
中国工程院院士
15分钟，他为鸭翼布局方案赢得了新生，也成就了歼-10传奇的开端.在没有先进计算机，大量计算和绘图靠人工的时代，宋文骢带领年轻的团队艰难跋涉，埋头10多年。1998年3月23日，歼-10试飞成功，宋文骢说，以后他的生日就是3月23日，因为他毕生的精力，终于化为战斗力.当2006年12月29日，中国向世界宣布歼-10已建制装备部队、形成战斗力时，76岁的宋文骢，己任总师20年.他曾有诗：“老马信步小众山，青骥奋蹄白云端，深幽奇骏通天路，同心无畏任我攀”。
梁思礼：苟利国家生死以手持火炬照后人
导弹、火箭控制学家，中国导弹控制系统研制创始人之一
远程液体地地导弹和长征二号副设计师
中科科学院院士
他的工作被称为“驯火人”，设计图上没有他的名字，他是戈壁滩上漫天风沙遮蔽的群像背影，站在历史耀眼处的暗处，他的名字被封印在“绝密”标签的文件袋里.作为中国CAD技术的倡导者、奠基人和航天可靠性工程学的开创者、带头人之一，他领导和参加研制成功地具有中国特点的捷联惯性制导系统，开辟了战略导弹“惯性化”的道路.爱国主义、奋发图强是他一生的精神支柱，使受尽屈辱的祖国繁荣昌盛，自立于世界民族之林是他不懈的追求，他用一生的实践，兑现在航天事业中许下的诺言。
石屏：神奇天空创造飞翔
K8/教-8飞机总设计师
中国工程院院士
一生成就两大名机，是石屏一辈子勤奋钻研的最终结晶，在安-2、初教-6、东方103、强-5等多种型号的研制中，他的冷板凳一坐就是好多年，在几公斤的草稿纸有用的只有几页，他都能静下心来没有烦躁。十大设计特点，他让教-8成为国际外贸市场的中国娇子，开创了向国外输送整机生产线和设计技术的先河.他所设计的教-8，创造了航空史上当年发图、当年制造、当年上天的奇迹。他曾这样评价自己，“我的一生是忙忙碌碌、平平淡淡的一生，普通的一生，一代人的一生，无怨无悔的一生.”他同时也说，“我为当初设计的这条人生道路而自豪，更为我们航空人开拓创新，勇攀高峰的精神而自豪。”
陈能宽：诗人情怀许身为国
金属物理学家、爆轰物理学家
组织领导原子弹、氢弹等核装置爆轰物理、炸药等工作中国科学院院士
29岁的他就在国际金属物理领域取得了不可动摇的先驱地位。回国后，他只做不说，硕果累累。他奔波在试验现场，参与了中国大部分核试验的方案指定和组织领导工作，在第一颗原子弹和氢弹所需的起爆元件试验成功之后，他把视线投向了核试验爆炸方式的转变，将核爆炸方式从空爆、地爆逐步转向平硐和竖井试验，摸索出了一整套冷实验的物理思想、方法、技术途径直至工作制度.中国的核导弹从近程、中程一直延伸到洲际，都采用这种方法获取定型数据，在保证安全的同时节约了大量资金。
张恩和：苍茫“太行”情
航空发动机专家
太空总署没有“保密”的资料
美国太空总署成立五十多年来，通过阿波罗登月任务、国际空间站项目，以及太空探索任务，积累了大量的太空资料。
太空总署没有把这些资料当成“机密”尘封起来，而是整理成精美的可视化资料，作为公共资料对中小学生完全开放。
有了这些由“机密”变成的公开资料，中小学生通过观看太空总署提供的文字、图片、视频等，个个都是“太空通”。
当然，太空探索的技术含量高，且周期又很长，如果中小学生看不懂资料，很容易对太空探索感到盲然，从而失去对太空探索的持久兴趣与关注。为了让太空资料更符合中小学生的“口味”和知识水平，太空总署还费尽心思地把一些难懂的资料让太空画家或是漫画家进行“改编”，编制成中小学生容易看懂、便以理解的内容，供他们“研究”。
每一次太空探索活动，太空总署都会及时向校园释放大量的太空资料。比如这次“好奇号”火星探测器在火星上着陆后，美国中小学生和太空总署的专家们在“同一时刻”看到了“好奇号”传回的火星地表照片。让中小学生与专家同步识别太空资料，一直是太空总署的责任。
美国太空总署向校园编制开放太空资料，点燃了中小学生们飞向太空的科学兴趣，从而促使他们成为美国太空探索的后备力量。
把学生的东西带上太空
美国太空总署调动中小学生参与太空探索热情的方法可谓是层出不穷。
太空总署的工作人员会到学校与中小学生互动，让中小学生为航天器提供搭载方案，并征集发射到太空的私人物品。
太空总署认为，让中小学生全面地参与到航天活动中来，是美国航天科技保持永远动力的最佳方法，这或许就是“群众基础”。
近些年来，美国的航天器已经将许多中小学生的“签名”送到了太空。比如“卡西尼”航天器正带着数十万中小学生的签名围着土星轨道旋转；又比如“凤凰号”火星探测器曾经把许多中小学生的艺术作品带到了火星。还有月球勘测轨道飞行器里贮存了许多中小学生对“外星人”问候语的录音。美国太空总署还举行了一次“在太空露脸”的校园活动，征集中小学生的照片，然后把这些照片发送到太空。
就连“好奇号”火星探测器的名称，也来自校园征集活动。太空总署在启动这次火星探测计划之初，就向全国中小学生以征文的方式征集这个探测器的命名。中小学生们积极踊跃地参与了这项活动，为太空总署提供了数以万计的探测器命名。一名叫马天祁的华裔女孩给探测器起的名字“好奇号”被选中，于是马天祁被隆重邀请到航天器发射中心，近距离地参观“好奇号”火星探测器，并且在探测器上亲自写上了自己的英文和中文名字。
不难想象，当太空的飞船里有自己的名字，有自己的物品，有自己的照片的时候，这会在中小学生群体中掀起怎样的参与热度呀。
美国太空总署与中小学生的互动，成为太空教育的 “绝技”。
有争论就有教育
中小学生愿意与人争论。美国太空总署深谙中小学生的这一天性，并且把这一天性当成了激发中小学生参与太空探索的一种动力。
太空总署会“挑起”一些事关太空探索是是非非的争论话题，然后引导中小学生参与争论。其实，争论也是中小学生接受“太空教育”的过程。
在美国的航天史上，最有名的争论莫过于“美国登陆月球是一场骗局”。
最初，一位有航天“背景”的人报料，说美国登陆月球的事存在“造假嫌疑”。此料一出，立即吸引来了“围观者”，其中有许多中小学生。
于是，大家对登月的细节开始了“排查”。有人发现月球上的旗子在“飘”，按照月球上没有风，旗子不会飘，得出录像有假的结论；有人发现照片中物件的影子方向不一致，按照地球常识，得出照片有假的结论；还有人发现月球车在月球上留下了车辙，认为月壤没有聚结力，不会留有车辙，由此得出照片有假的结论……
人们对“月球登陆造假”的事争论不休，就等着太空总署出面“澄清”，可是，太空总署如哑了聋了一般，对于争论是不理不睬，任由人们争个天翻地覆。
太空总署为什么不出面澄清？因为太空总署发现争论可以向中小学生普及太空知识。有争论，就有教育——经过四十年的争论，一代又一代的中小学生认识了月球车，了解了月球构造，知道了飞船发射与返回的机制等太空知识，大大丰富了中小学生的太空视野。
材料一：2013年6月11日17时38分，神舟十号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将3名航天员聂海胜、张晓光、王亚平送入太空。天宫一号与神舟十号载人飞行任务是我国组织实施的第五次载人航天飞行，是神舟飞船和长征二号F运载火箭组成的载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。在天宫一号和神舟十号飞船组合体飞行期间，3名航天员进驻天宫一号开展了多项航天医学实验、技术试验及太空授课活动。
材料二：2013年6月11日晚，在酒泉卫星发射中心接见天宫一号与神舟十号载人飞行任务参研参试单位代表时指出，发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。神舟十号载人航天飞行任务，是我国载人航天工程“三步走”战略第二步第一阶段的收官之战，对巩固和完善空间交会对接技术、推动空间实验室和空间站建设具有重要意义。他希望同志们总结经验、再接再厉，精心做好各项后续工作，确保任务取得全面胜利，在实现航天梦的征程中谱写新的壮丽篇章。
材料三：6月26日8时7分，在经过15天太空飞行后，神舟十号载人飞船返回舱在内蒙古中部预定区域安全着陆，航天员聂海胜、张晓光、王亚平健康出舱，这标志着天宫一号与神舟十号载人飞行任务取得圆满成功。
【知识链接】
1.发展航天事业，建设航天强国，有哪些重要意义？
有利于弘扬社会主义核心价值体系、民族精神和时代精神；有利于增强中华民族的凝聚力、自豪感、自信心和自尊心；有利于增强我国的综合国力，提高我国的国际地位和国际影响力；有利于促进科教兴国、人才强国战略的实施；有利于实现中国人的太空梦想，和平利用太空资源，实现中华民族的伟大复兴；等等。
2.天宫一号与神舟十号载人飞行任务取得圆满成功的根本原因和主要原因是什么？
（1）根本原因：开辟了中国特色社会主义道路，形成了中国特色社会主义理论体系。
（2）主要原因：坚持党的正确领导；我国全面贯彻落实科学发展观；我国的综合国力日益增强，为发展航天事业奠定了雄厚的经济基础；我国大力实施科教兴国、人才强国战略，努力推进科技创新，积极贯彻“四个尊重”方针；广大航天工作者发扬自强不息、艰苦创业、开拓进取、知难而进、顽强拼搏、团结协作的精神；社会主义制度具有集中力量办大事的优越性；等等。
3.我国载人航天工程不断取得新突破，靠的是一种什么精神？这种精神的内涵是什么？
（1）载人航天精神。
（2）特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献。
4.我国载人航天事业取得举世瞩目的辉煌成就，得益于实施了什么战略？为什么要大力实施这些战略？
（1）科教兴国战略和人才强国战略。
（2）有利于增强国家的科技实力及向现实生产力转化的能力；有利于化人口大国为人才强国，变人口压力为人才优势，提高全民族的整体素质；有利于增强综合国力，在国际竞争中取得战略主动地位；有利于把经济建设转到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来，实现经济持续健康发展；有利于实现社会主义现代化，促进社会的全面进步，实现中华民族的伟大复兴；等等。
5.我们青少年应该如何向广大航天工作者学习，培养自己的创新精神和创新能力？
努力学习科学文化知识，为创新打下坚实的知识基础；敢于质疑，敢于向传统和权威挑战，树立敢为人先的精神；培养兴趣和好奇心，提高观察力和创造性思维能力；努力探索，注重实践，养成勤动脑、勤动手的好习惯；等等。
【跟踪训练】
一、单项选择题
1.担任神舟十号载人航天飞行任务的航天员是 ，这是我国第 次载人飞行。（ ）
A.翟志刚、刘伯明、杨利伟 二
B.景海鹏、刘旺、刘洋 四
C.聂海胜、张晓光、王亚平 五
D.翟志刚、刘伯明、景海鹏 三
2.神舟十号载人飞船成功发射（ ）
①标志着我国的科技自主创新能力已经超过了发达国家 ②提高了我国的国际地位和国际竞争力 ③增强了民族自尊心、自信心和自豪感 ④加快了我国建设创新型国家的步伐
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
3.经过十五年艰苦磨砺得以实现飞天梦的张晓光在接受采访时说：“能够获得成功的，从来都是那些永不放弃的人，只有始终保持淡定的心态，脚踏实地、持之以恒，才会实现个人梦想。”张晓光的事迹说明 （ ）
①艰苦奋斗是通向理想的必由之路 ②只要执着追求，任何理想都可以实现 ③要学会合理宣泄情绪 ④坚强意志是克服困难、获得成功的必要条件
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
4.神舟十号飞船在轨飞行期间，与天宫一号进行了一次自动交会对接和一次手控交会对接，这 （ ）
①标志着我国在突破和掌握空间交会对接技术上又迈出了重要一步 ②是广大航天工作者艰苦奋斗、自主创新的结果 ③表明我国总体科技水平已达到世界先进水平 ④是大力实施科教兴国战略和人才强国战略的结果
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①②③④
二、非选择题
5.请你评析：神舟十号与天宫一号成功交会对接，表明我国已经步入科技强国的行列。
6.材料一：2013年6月11日17时38分，神舟十号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送入太空。神舟十号飞船在轨飞行期间，与天宫一号目标飞行器成功进行了两次交会对接。这是我国载人航天工程“三步走”战略第二步第一阶段的收官之战，对巩固和完善空间交会对接技术、推动空间实验室和空间站建设具有重要意义。
材料二：6月26日8时7分，在经过15天太空飞行后，神舟十号载人飞船返回舱在内蒙古中部预定区域安全着陆，航天员聂海胜、张晓光、王亚平健康出舱，这标志着天宫一号与神舟十号载人飞行任务取得圆满成功。
（1）看了以上鼓舞人心的消息，请你结合所学知识谈谈你的感想。
（2）天宫一号与神舟十号载人飞行任务取得圆满成功，对我们有哪些启示？
（3）为早日实现“航天梦”，我们青少年应如何做？
7.2013年6月11日17时38分，神舟十号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送入太空……为此，某校九（1）班的时事兴趣小组开展了一次时事报告会，并收集了以下资料，请你参与其中共同完成以下任务：
【新闻播报】21年前，“神舟”工程涅而生；21年来，“神舟”飞船你追我赶，在苍茫宇宙见证了中国载人航天的后来居上。尤其从神舟五号开启首次载人航天之旅，到神舟六号实现多人多天太空飞行；从神舟七号航天员在太空留下中国人第一行脚印，到神舟十号三位航天员入住“天宫”……由“试验”跃升为“应用”、“服务”，中国“太空高度”越飞越高，不断开启新的征程。
（1）请说说是一种什么精神，让中华民族的“飞天梦”一一成为现实。
【榜样力量】从上世纪50年代至今，几代航天人都把自身的理想与国家和民族的命运紧密相连。他们远离都市的繁华和外界的喧嚣，在漫漫戈壁滩和静默的发射场工作奋战。他们用梦想和志气告诉我们，每一代人都有自己的使命，即便前方充满艰险，也决不能放弃对梦想的追逐。
（2）为向航天人学习，时事报告会结束后，同学们准备向全校师生发出倡议，请你写出三条倡议。
参考答案：
一、1.C 2.B 3.D 4.C
二、5.这种认识是错误的。改革开放以来，我国科技事业的确取得了辉煌成就，在一些重要领域已走在世界前列，但是从整体上看，我国科技的总体水平同世界先进水平相比仍有较大差距，同我国经济社会发展的要求还有许多不相适应的地方，还面临着发达国家在科技方面占优势的压力。可见，我国并没有步入科技强国的行列。
作为中国第一个宇宙实验室项目“921-2计划”的一部分，神舟九号飞船的发射，既给我们带来了无限期待，也让我们好奇：航天员系统、载人飞船系统、运载火箭系统、测控通信系统、空间实验室系统等各方面面临的挑战都克服了吗？
5条件建立空间站
交会对接重中之重
中国载人航天技术的发展经历了3个重要阶段：载人飞船阶段、空间实验室阶段与交会对接阶段。神舟九号飞船将要完成的是最后一个阶段：空间交会对接和进人阶段。两会期间，全国政协委员、神舟飞船首任总设计师戚发轫介绍说，此阶段若想要圆满完成，必须具备以下5个条件：第一，空间交会技术要完全过关；第二，要进入到天宫一号，保证宇航员能够顺利地进去以及出来；第三，要求航天员具备手控交会对接的能力，这需要航天员有足够的智慧与技术去应对可能出现的问题；第四，需要提供足够的食物、水和氧气来满足宇航员长期在空间站内生活的要求；第五，需要有一个再生的生命保障系统，把用过的空气、水净化后再使用，这也是一个必须具备的技术。
上述5个条件都达到了，才具备了建立空间站的能力。当前的任务都是在为建立空间站做准备，其中，交会对接是最重要的一项。据戚委员透露，按照原先的计划，中国将在“神八”“神九”两次无人对接后，由“神十”完成载人交会对接任务。但由于“神八”与“天宫一号”的交会对接十分圆满，“比我们预想的要好得多”，所以载人交会对接计划提前由“神九”来完成。
3名宇航员肩负重任
两飞天“神女”引热议
除了神舟九号技术层面的准备工作备受关注外，近日，肩负手动交会对接任务的宇航员更成为了人们热议的话题，特别是据说已经在接受培训的两位飞天“神女”。据悉，选拔女航天员就好比从鸡蛋里挑骨头，被选中的两名女航天员的身体条件毫无瑕疵，牙齿洁白无瑕，没有任何身体异味。因为在太空中，最细小的瑕疵都可能造成大麻烦，甚至灾难事件。严酷的条件可能引起疤痕出血，密闭舱室会加剧身体异味。据空军总医院徐先荣教授介绍，所有女航天员候选人必须已婚，有孩子，年龄超过25岁。这是为了确保她们身体和心理素质更成熟。女航天员的入选受到广泛赞誉，她们相比男航天员具有不少优点。“女航天员感觉更敏锐，心更细，语言表达和沟通能力也比较强。”《国际太空》杂志副主编庞之浩介绍道。
据戚发轫委员透露，“神九”搭载的3名航天员已经训练结束。“通过在地面的大量模拟实验，航天员已经掌握了手控交会对接的技术，这是他们与此前航天员相比的最大特点。”选择手控交会对接主要是为了给交会对接加上最后一道安全措施。戚发轫委员解释道，“在一般的无人参与情况下，飞船与‘天宫一号’也能交会对接。但即使我们做了很多工作，也不能排除出现故障的可能。虽然技术人员准备了很多故障对策，但对策也有想不到的时候，最终还是要靠人来操作。”
数十项预案应对风险
活体蝴蝶见证飞天梦
怎样一飞冲天
我们都曾经在物理课本上读到过这样一段话：“在地面上向远处发射炮弹，炮弹速度越高飞行距离越远，当炮弹的速度达到7.9千米/秒时，将不再落回地面（假设无大气阻力），而环绕地球作圆周飞行。”可见，想要离开地球，首先得有速度。实际上，由于地球表面存在稠密的大气层，航天器必需飞到超过150千米的高度上才能摆脱空气阻力。因此，高度150千米、速度7.9千米/秒，必须同时满足这两个基本条件，你就能上天了。
让一大堆沉重的物体脱离地心引力进入太空，绝不像说起来这么简单。即使不关注航天，相信你也对发射火箭的高昂费用有所耳闻。毕竟冷战时期美苏两国的太空竞赛，差点拖垮了苏联经济。那么现如今，送一颗卫星上天到底需要多少钱呢？即使像美国“太空探索”（SpaceX）这种以发射价格低廉闻名的公司，官网报价（猎鹰9号火箭）也要6120万美元，折合人民币3.95亿元。
如此高昂的成本，很大一部分消耗在了运载火箭上，其中，箭体、发动机、导航制导控制等设备占去绝大部分。另一个残酷的事实是：在过去的数十年间，运载火箭一直是极为昂贵的“一次性消耗品”，无法重复使用―将航天器送入轨道后，火箭会直接坠入大气层焚毁，或漂浮在太空中成为太空垃圾。
如果火箭可重复使用，不就能大幅度降低成本了吗？这正是研制可重复使用运载工具的初衷。但或许是航天发射的难度和运载工具面对的苛刻环境超出了人们的能力，过去几十年来人类追求可重复使用运载工具的努力，无一例外全都以失败告终，直到2015年。
怎样安全落地
成本可降低的空间越大，潜在的利润也越多，只看谁能抢占这份先机了。
在刚刚过去的岁末年初，美国太空探索技术公司两次成功回收火箭的案例成为全球焦点：先是在2015年12月首次成功实现一级火箭的陆地回收，4个月后再次让一级火箭准确地降落在海中的无人船上。
新闻中的主角、“猎鹰9号”火箭由两级运载火箭组成。发射时，首先由推力强大的一级火箭点火起飞；2分多钟后，一级火箭的燃料已消耗大半，此时一、二级火箭分离，减轻负重；随后二级火箭启动，用“接力”的方法推动飞船进入预定轨道；一级火箭则进入返回飞行，经过多次点火制动，将下落速度由每秒1300米减速为每秒2米，并落到指定地点。整个过程耗时近10分钟。
说起来容易，做起来却是难于上青天。回收航天器并不新鲜，但回收火箭的难度要远大于航天飞机、飞船和返回式卫星。这是因为越是细长的飞行物，越难以控制其空中飞行的姿态，要使细长的火箭箭体精确地、笔直地落回到地面上，甚至在海上平台垂直着陆，更是难上加难。海上回收的视频显示，当火箭接近无人船时，它的速度逐渐减慢并不断调整降落姿态，最后着陆前约3秒内，火箭从倾斜约20度迅速调整到垂直方向，体现了卓越的发动机控制和整体姿态控制能力，着陆点与船正中心位置仅有不到10米的极小偏差。
SpaceX曾用过一个比喻：就像发射一根铅笔，让它飞跃纽约帝国大厦楼顶后精准落在一块漂浮的橡皮上，而且还不能倒。要知道，这支“铅笔”有大概70米高，重达数十吨！质量越大的物体惯性越大，越难控制，想象一下你把20层楼发射到太空然后再精准地降落到足球场大小的驳船甲板上，得有多难？
廉价太空的关键一步
“猎鹰9号”的陆海两次成功回收需要跨越两个难关：一是电子系统，这是火箭的大脑，遍布箭体的各种传感器获取火箭飞行的各种参数，然后通过信息汇总、计算，及时调整飞行方案；可调节推力的火箭发动机也是成功的关键，这需要改变燃烧室、燃料泵等的设计，实时调节发动机内部的温度和压力，并调节燃料的流量，实现推力的精确可控。
从“神五”到“神十”，我国系列载人飞船发射成功后，在全国上下特别是在青少年中引发了一股“航天热”，很多高中毕业生希望报考航天专业，将来从事航天事业，为祖国航天事业的腾飞奉献终生。
那么，航天专业有着怎样神秘的内涵？若想投身于航天事业，应该选择什么专业？在大学时代要做好哪些职业准备？航天专业毕业生的就业前景又如何呢？
专业设置特点
航天是个令人向往又神秘的职业。为了推出本期专题，记者在做了充分案头准备后进行了调查采访，现在，就让我们按照航天器的发射程序走进航天类专业。航天器升空的每一个步骤都涉及很多交叉学科与专业，本文中所列举的，是每一个步骤所对应的比较重要的专业之一，其中有些专业既涉及航空类，也涉及航天类。
小贴士：载人飞船升空分几步？
第一步，随着倒计时口令，点火升空。逃逸塔分离。
第二步，助推器分离。一、二级分离，一级坠落。
第三步，整流罩分离，船箭分离。5次变轨控制后，航天器进入预定椭圆轨道。
第四步，太阳能帆板打开。
第五步，航天员执行空间任务。
第六步，返回大气层。
航空和航天有着密不可分的联系，又有所区别。前者是研究近地面飞行环境及物体的，而后者是研究大气层外高空飞行环境及物体的。航空航天类专业主要研究飞行器的结构、性能和运动规律，培养把飞行器设计制造出来并送上太空的工程技术专业人才。无论是飞机还是航天飞行器，都是综合科学技术的结晶，因此从广义上讲，材料科学与工程、电子信息工程、自动化、计算机等都是航空航天技术不可或缺的学科基础。随着航空航天事业的迅猛发展，近年来又催生出航天运输与控制、遥感科学与技术等新兴专业。
中国有7所国防院校，11家央属国防企业集团。涉及航天领域的专业，排名前三位的高校分别是哈尔滨工业大学、西北工业大学和北京航空航天大学。其中尤属哈工大的航天专业实力强，毕业生中有很多已成为各领域的专家和骨干，如中国航天科技集团副总经理马兴瑞、中国空间技术研究院院长袁家军、海王集团总裁张思民等。
“关行器设计专业，一共包括三个方向：卫星、火箭和导弹。最开始觉得火箭和导弹都比较‘暴力’，所以高考填报志愿时，我选择了与航天工程紧密相连的卫星方向。”北京航空航天大学宇航学院大四的小和介绍说，北航宇航学院下设三个专业：飞行器设计与工程专业、探测制导与控制技术专业和飞行器动力工程专业。其中，飞行器设计与工程专业的学生主要学习飞行器设计方面的基本理论和基本知识，并受到航空航天飞行器工程方面的基本训练；探测制导与控制技术主要负责航天器送入太空后，对其进行制导和各种变轨姿态调整控制；而飞行器动力工程主要负责研制火箭发动机。据宇航学院的学生介绍，这三个专业中，飞行器设计与工程专业最热门，而选择探测与动力专业的人数则要少一些。
航天专业的学业与素质要求
航空航天类专业对学习者的要求是“厚基础、强能力、高素质、重创新”。学生要学习和掌握航空航天技术的基础理论和知识，接受航空航天飞行器工程方面的系统训练，通过各种实践性教学环节，可具备坚实的理论基础，良好的实践能力和分析、解决问题的能力、以及创新能力。毕业生在数学、物理、力学、计算机等方面的基础比较扎实，在逻辑、分析、空间想象力、推理等思维上优势明显，知识面宽，适应力强，发展潜力大。本科毕业生考取研究生的比例很高，申请国外大学奖学金的成功率也较高。
如果你想学习航天专业，那么，除了一腔热情外，还需要做好哪些心理上的准备呢？
由于航天职业的特殊性，从事航天职业需要三种精神。
1. 刻苦学习精神
航天专业要求高、课程多、任务重，要成长为一个合格的航天人，除了工科的基础课程之外，还要学习诸如发动机设计、自动控制理论、数字电路等专业课程。
以北京航空航天大学飞行器动力工程专业为例，该专业一个本科生成长为博士生，仅力学就要学习20几门，学生们每天自习到11点已是习惯性作息。
同工科专业一样，航天工程对学生的实践能力要求也很强。学生除了修完课程、掌握理论，还要懂技术。因此，动手能力强、有组织协调能力的考生学这个专业很适合。
2. 吃苦奉献精神
“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”被誉为“载人航天精神”。神舟成功发射，被大众熟悉的只有少数几个人，但是背后有数以万计的航天人在默默无闻地工作着。“飞行工作更多的是辛苦，而不是神秘。工作人员需要比较强的抗压能力，以及良好的心理素质。”一位在航天一院702研究所做航天测试测量技术与设备的工作人员告诉记者，他们的工作时间上朝九晚五，但是来了试验任务，就要加班加点不分昼夜地把它完成。具体到个人的职业，航天火箭与飞船的设计制造需要反复测试某些零部件、程序的稳定性及安全性，比如像飞机上的“黑匣子”之类的东西，以保证飞行器、导弹等执行任务时万无一失，并获得飞行中或执行任务时所需要测量的参数。
此外，航天工作人员会经常去酒泉、西昌的靶场执行任务，而靶场是炮弹爆炸或飞船起飞、卫星发射的地方。
3. 团队协作精神
航天系统内部分工精细，一个课题需要众多研究者协作完成，团队协作精神在航天领域体现得更为充分。航天系统内部分工精细，一个课题需要众多研究者协作完成，有的时候自己的成果仅为别人做嫁衣裳而已，因此，在航天领域里少不了团队协作精神，一个人只能完成更多的任务，但是绝对不可能包揽所有的工作。正如一位在航天一院工作的孟先生所说：“航天是一项既神秘又平凡的事业，航天事业是一个巨大的系统工程，需要许多行业、许多不同专业的工程技术人员及科研管理人员共同协作，需要每个人都具有协作意识、吃苦耐劳精神以及奉献精神，安于自己平凡的岗位，做一个螺丝钉，不要太计较个人得失。”
需求趋势与就业前景
近几年，随着神舟飞船的频繁发射，航天专业进一步升温。有媒体报道，最被看好的12类专业中，航空航天专业名列其中。
据哈工大招生就业处负责人介绍，该校航天专业的学生在入学时成绩在全校是数一数二的，录取分数在全校最高，集中了校内的“尖子生”；在就业方面去向也非常好，主要给中国航天科技集团公司和航天科工集团公司输送航天人才。学生毕业时国内的航天科研院所都抢着要。
复旦大学力学与工程科学系博士生导师唐国安教授预测，我国飞行器可供开发的空间很大。载人火箭发射成功，意味着我国准备开始对外空间进行和平开发，航空航天科技工业极具发展前景，对人才的需求会持续旺盛。北京航空航天大学宇航学院党总支书记孟庆春介绍说，我国飞行器可供开发的空间很大，许多应该用到飞行器的民用领域目前还未开发利用，在私人使用上也几乎是空白，因此，飞行器设计与工程专业的人才会是我国将来急需的人才。
航空航天产业将引发对航空航天人才的巨大需求，包括航空航天经营管理、航空航天飞机总体设计与研发、发动机研发与制造、零部件研发与设计、航空航天新材料研发等方向，其中航空航天产品光电通信技术、能源系统设计、力学及环境工程、计算机、仿真、可靠性技术等领域在内的专业人才缺口巨大。
“我想以后在航天五院好好发展，做一名总体设计师。”学飞行器设计与工程专业的小和2012年6月份从北京航空航天大学毕业，去了航天五院深造，完成了他儿时作为一名航天工作者的梦想。
据小和介绍，宇航学院的本科生毕业之后也能找到工作，比如他们班当年就有人去了航天火工、东航、西安飞机强度研究所、北京现代、东风日产、陕西鼓风机等企业。也有很多本科生选择继续深造，读研或读博，并且几乎都去了十大航天院所，如航天一院、二院、三院、五院和八院、沈飞、成飞、西飞等等。“飞行器设计专业是国家自建国以来持续扶植的产业。我国的火箭技术相比于美国俄罗斯还比较落后，为了日后的载人登月计划，必须研制出更强大的火箭。我很看好本专业的就业前景。”
未来十年是我国航空航天事业发展的重大战略机遇期，需要更多更好的人才。为了加强对航空工程骨干专业技术人才的引进和培养，建立高水平、高素质的航空专业技术队伍，航空工业第一、二集团公司在北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学等院校设立了航空奖学金，金额每人每学年7000～11000元不等，以支持立志投身祖国航空事业的学子顺利完成学业，这对于家庭经济比较困难的同学无疑是很好的选择。
同时，除了飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程等专业外，航空航天事业还涉及信息、能源、制造等技术的综合专业。随着我国国民经济的发展和综合国力的提高，航空航天高科技领域的成果已不仅仅应用于航天飞船上，也在逐渐向电子、机械、汽车等领域渗透。也就是说，学习航空航天类专业的同学一样能在其他领域大展才华。
报考注意事项
航天人才≠杨立伟
高校航天专业的培养目标都是航天工程领域的技术与管理人才，而非培养宇航员。形象地说，航天专业出来的人才可以当戚发轫这样的总设计师或袁家军这样的总指挥。要是想当杨立伟一样飞上太空的宇航员，现阶段在我国只能报考飞行员。
身体条件要求
一些考生和家长误以为报考航空航天类专业，体检的标准要按照军检的标准来进行，其实不然。航空航天类专业主要是培养航空航天领域的专业技术人才，对考生的身体状况没有特殊要求，同学们只要符合《普通高等学校招生体检指导意见》，就可放心报考。