授课班级
航空193
授课日期
2020.10.12
授课时数
2
教学目标
知识目标
1、了解民用航空的概念；
2、掌握民用航空的不同类别及其应用。
能力目标
能够准确区分不同的航空活动分属于哪些航空类别。
情感态度价值观
学生在学习民用航空概念及分类知识的过程中体会到航空制造技术和航空运输业的迅猛发展，从而增强学生的专业自信心和自豪感。
教学重点与难点
重点
民用航空的分类
难点
军事航空运输、公共航空运输与通用航空运输的区分
教学方法与手段
方法
讲解法、讨论法
手段
PPT
教 学 过 程
教学步骤
（环节）
教学内容与教师活动
学生活动
时间
新课引入
【师生破冰】
1.教师给出讨论话题：“国庆小长假有意义的事”引导学生讨论，消除师生间的陌生感。
【师生破冰】
1.学生分组讨论话题：“国庆小长假有意义的事”，推选本组最值得讲述的人与事进行展示。
15分钟
【考核讲解】
1.教师展示课程综合评价方案，讲解课程的考核形式及方法，使学生明确考核要求。
1.学生认真听讲，明确考核要求。
【课程介绍】
1.教师播放视频“庆祝祖国七十周年国庆阅兵空中梯队飞机”激发学生学习兴趣，引入课程介绍。
2.PPT展示问题“空中梯队包含哪些梯队”，引导学生带着疑问认真观看视频。
【课程介绍】
1.认真观看教师播放视频“庆祝祖国七十周年国庆阅兵空中梯队飞机”激发学生学习兴趣，引入课程介绍。
2.观看视频的同时记录笔记，回答教师提出的问题。
10分钟
重点学习
【引导自学】
1.教师布置小组学习任务：通过教材及补充学习材料自学，并完成工作页。
学习内容如下：
一、航空与航天
二、航空的概念与类别
三、民用航空的分类
2.引导学生在自学过程中，对难以理解的知识和问题进行小组讨论。
3.及时给予各组学生指导，帮助学生完成自学内容。
【自学新知】
1.自学教材及补充学习材料，并完成工作页。
学习内容如下：
一、航空与航天
二、航空的概念与类别
三、民用航空的分类
2.在自学过程中，对难以理解的知识和问题记录并进行小组讨论。
3.及时给予各组学生指导，帮助学生完成自学内容。
15分钟
巩固讲解
【提问巩固】
1.引导小组推选代表上台展示工作页完成情况，给予各组评判。
2.教师提问问题，帮助学生巩固重点知识的掌握。
3.通过PPT展示航空活动的图片，提问学生区分通用航空及公共航空活动。
【巩固提升】
1.小组推选代表上台展示工作页完成情况，查缺补漏。
2.回答教师提问的问题，巩固重点知识的掌握。
3.通过PPT展示航空活动的图片，区分通用航空及公共航空活动。
4.及时将重点内容记录在笔记上。
15分钟
难点突破
【突破难点】
1.教师分别播放军事航空、公共航空、通用航空等活动的视频，引导学生在观看视频的同时记录各项航空活动。
2.引导学生进行小组讨论，确定各项航空活动的类别归属。
3.各小组分析展示，教师给予评判。
【难点学习】
1.教师分别播放军事航空、公共航空、通用航空等活动的视频，引导学生在观看视频的同时记录各项航空活动。
2.引导学生进行小组讨论，确定各项航空活动的类别归属。
3.各小组分析展示，教师给予评判。
【学习思考】
1、学生认真听讲并将重点乃荣做好笔记。
2、老师讲授过程中，如有不明白的地方，举手示意并提问。
10分钟
10分钟
5分钟
巩固提升
【总结巩固】
1.教师组织活动，小组间进行比赛通过各种形式展示本次课的重难点知识。各小组可采用手抄报、思维导图、手机制作PPT等多种形式进行总结和展示。
2.选择完成最快的小组的成果进行展示，并给予评价。
【总结展示】
1.小组间进行比赛，通过各种形式展示本次课的重难点知识。各小组可采用手抄报、思维导图、手机制作PPT等多种形式进行总结和展示。
2.选择代表进行展示成果，并总结本次课的学习情况。
15分钟
【课后作业】
1.完成书后习题。
2.按照要求完成平台上的作业。
3.完善课上未完成的手抄报等。
【课后作业】
1.完成书后习题。
2.按照要求完成平台上的作业。
3.完善课上未完成的手抄报等。
Wen Xin， Zhang Wenhao， Qin Yuqi
Shenyang University of Aeronautics and Astronautics， Shenyang， 110136， China
Abstract： Discussed the problem of knowledge structure which Chinese colleges and universities facing problems at the present stage， combining with the aerospace and aerospace general education. By their own personal experience， the author summed up the content， meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. Based on the analysis of various problems related to the “Introduction to aerospace technology” as a liberal textbook， this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.
Key words： quality-oriented education； general education； aeronautics and astronautics
随着高校课程改革的不断深入，通识教育在高等教育中的地位和作用越来越受到重视。与此同时，由于科学技术和经济的飞速发展，航空航天技术开始走进人们的日常生活，并影响着人们的思维和观念。特别是近几年来我国航天事业取得了世界瞩目的辉煌成就，更加引起人们对航空航天技术的关注。为了适应时展的需要，目前国内很多知名高校先后成立航空航天专业，如清华大学、北京大学、浙江大学和西安交通大学等高校。与此同时，一些普通高校，如南京财经大学，也将航空与航天（也有的学校称为航空航天技术概论或航空航天技术博览）作为通识课。笔者结合自己的授课经历和体会，并参考欧美高校开设通识课的教学模式，探究航空与航天通识教育教学内容、目的和方法等。
1 我国专业化教育模式的问题与通识教育
1.1 现阶段我国高校人才培养模式面临的问题
我国现阶段的专业化教育模式是高等教育在特定时期（20世纪80年代）和特定社会背景（生产力亟待恢复）中的选择，这个选择尽管在当时有合理性，并对我国社会发展起到了积极作用，但却不适应今天社会发展的需要。
我国目前的高等教育过分强调专业划分，把学生的学习限制在一个狭窄的知识领域内，不利于学生全面发展。过去大学毕业生就业中的“专业对口”已经不再是一个最优目标了，高等教育的专业化做得越好，学生就越难适应变换了的工作，面临的情况可能就越糟糕。
社会和技术发展日新月异，旧的工作岗位不断消失，新的工作岗位不断出现，高校里专业调整的步伐，无法跟上社会职业更新的速度。应对工作岗位的变化，既要培养学生的专业能力，又要培养学生的“一般”能力。
1.2 通识教育起源和目的
通识教育，国外称“General Education”，也称为“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。
通识教育源于19世纪[6-8]，当时大学的学术分科过于精细、知识被严重割裂，于是提出通识教育，目的是让学生对不同学科的知识有所了解，将不同领域的知识融会贯通。20世纪，通识教育成为欧美大学的必修科目。今天，欧美大学仍在不断完善其通识教育。如哈佛大学的通识教育有着悠久的历史，目前已经经历五次较大的通识教育改革[7-10]。
在我国，通识教育的思想源远古代。《易经》主张“君子多识前言往行”，《中庸》主张做学问应“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”。古人认为博学多识就可达到出神入化，融会贯通。《论衡》认为“博览古今为通人”。所以，通识教育旨在培养“通才”，它的培养目的是提高人的整体素质，强调整合不同领域的专业知识，重视培养人的思维方法及敏锐的洞察力，同时也重视培养人的情志等。
2 航空与航天通识教育的意义
航空与航天课程在我国一直是航空航天专业院校的公共必修课[1，2]，其目的首先是为学生未来从事航空航天及其相关领域工作培养兴趣，更主要的是为学生专业课学习奠定基础，它在很大程度上起到了专业导论的作用。
近年来，我国一些普通高校将航空与航天课程纳入通识教育，其教学目的包括如下几个方面。
2.1 提高大学生的整体文化素质
大学教育的目的是培养全面发展的高素质人才，开展通识教育不仅能增加大学生专业课以外的知识，还可以拓宽学生的眼界。航空与航天课程，不仅可以帮助学生了解有关航空航天的基础知识，同时还能潜移默化地影响学生的世界观、人生观和价值观。
2.2 提升大学生的民族自豪感
中国作为东方的文明古国，向往飞翔的梦想由来已久，嫦娥奔月的美丽传说，万户飞天的勇敢实践，表明了古老的中国人渴望飞向蓝天的美好愿望。通过航空与航天课程的学习，让学生了解中国航天事业的发展和取得的瞩目成绩，学习伟大的航天精神，增强学生的民族自信心。
2.3 鼓励大学生在困难面前勇于攀登
学生通过航空与航天课程的学习，了解航天先驱身上所具有的优秀品质和坚忍不拔的毅力。在航天开拓者的眼里，“只有想不到的事情，没有做不到的事情”，通过这样的教育，激发学生努力奋进，敢于开拓创新。
2.4 启发学生规划未来人生
航空与航天知识可以启发和拓展人们的思维，尤其是航天器的出现，极大地推进了人类对宇宙的探索，人们对宇宙了解得越多，就越能感受到重新思索自身存在的价值的意义。飞过天的宇航员大多存在一个共识：“地球在宇宙中是非常渺小的，生命仅仅是宇宙形成过程中的一个产物。”记得有位美国宇航员说过，“昨天的梦想是今天的现实，今天的梦想是明天的现实。”随着人类对宇宙的认识，很多人开始重新思索这些问题，人类存在的意义何在？人类怎样存在？
3 航空与航天通识教育的教材问题与改革
3.1 教材方面的问题
航空航天技术在非专业大学生眼里，是十分神圣的，因为宇宙的奥秘神秘莫测，很多大学生对航空与航天课程比较感兴趣。作为通识课，目前我国没有一本适合通识教育的教材，大多采用“代用”教材，如《航空航天技术概论》《航空航天技术》等，由此带来很多问题。
（1）专业性很强
翻开《航空航天技术概论》教科书，插图不少，可是大部分是平面图、结构图、流程图和设计图。对于非工科专业的大学生而言，内容过深，尤其是文科学生，没有工程概念，理解起来非常困难。
（2）内容单调乏味
细看“代用”教材的文字内容，大多是定义和概念，枯燥乏味，对非专业学生而言，即便把这些内容熟记于心，又有何意义？另外，由于书本的空间有限，介绍性的内容往往类似于纲要。
（3）课后练习或思考题没有价值
思考题是运用大脑思考后得出答案的题目，而目前的“代用”教材章节后的思考题，不适应时代的发展，以第一章课后思考题为例，“试述直升机的发展史，试述火箭、导弹发展史”，很多学生认为是“百度题”，学生只要灵活运用手中的工具，就可以“百度”到答案，这类题能算是思考题吗？
（4）条理性很强带来的问题
航空与航天是两个明显不同的概念和领域，尽管有联系，但对于非专业的学生而言，不能混为一谈。目前的大部分“代用”教材在内容安排上每章都是以飞行器设计为主线，航空器、航天器和导弹与火箭等内容相互交叉[1，2]。如不管是火箭发动机还是航空发动机，统统纳入同一章节，对于非专业学生，理解起来稍显费力。再如，《飞行器构造》这章内容中，既有航空器的构造，也有航天器的构造，根据整体教学效果分析，这种航空航天结构的相互交叉会导致概念的混淆。
另外，由于中国基础教育多年形成的以学科为主导的教育模式，加之应试教育的长期导向作用，使基础教育在单一学科教育上越来越深入，学科分化加剧，基础教育功利性越来越明显，而在人文、心灵和智慧等通识教育方面却越来越弱化。基础教育已经走向思想单一、思维狭窄、僵化，缺乏思辨性、创造性思维的模式，对中华民族的智慧培养是非常不利的。
综上所述，航空与航天作为通识教育课程，不是必修课的陪衬，更不是专业课的附庸，其重要性并不比专业课低。“君子性非异也，善假于物也”，学好航空与航天课程，掌握其相关知识，有助于学生在以后的生活与工作中更好地开阔思维。
3.2 教材改革的建议
对于航空与航天课程，只有拓宽知识面，全面介绍不同学科研究对象的特点，才能更准确地反映这门课的内涵。为使学生具备开拓新领域的基础，课程内容应具有前瞻性，把本学科领域的最新学术成果、最新技术引入教学内容。在反映学科前沿的同时，拓宽学生的知识面。
航空航天技术涉及领域之广是其他学科无法比拟的。因此，如何保持课程的完整性也值得探讨。作为面向非航空航天专业学生的通识课，该课程内容应集知识性、趣味性于一体，需要教学内容丰富多彩，由风筝飞行延伸到飞机，由早期火箭延伸到各种导弹，由嫦娥奔月延伸到阿波罗飞船，由恐龙灭绝延伸到宇宙探索，让学生在感兴趣的实例中汲取航空、航天和航宇知识。国外有一本航天知识方面的书，名字起得非常好，叫“没有公式的航空航天技术”，值得我们借鉴。
以笔者在神舟飞船、卫星及空间防御领域的工作体会以及在北京、南京几所大学讲授航空与航天知识的教学经验来看，对于航空与航天的通识教育，其知识与内容应该注重“启蒙”，致力于开展大众化的教育，太过学术化反而会让人失去兴趣。教材应该具有趣味性，可以漫画的形式展开。现在已经有的《漫画线性代数》《漫画统计学》等一系列的趣味教科书，以漫画的形式将知识传授给学生，让学生在欣赏之余学习到很多知识，两全其美。航空与航天通识教育课程的教科书可以参照这种形式。
[关键词]公选课 生命科学概论 非生物专业教学方法
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）01-0143-03
21世纪被公认为是生命科学的世纪，掌握一定的生命科学知识是21世纪高素质、有创新精神的复合型人才知识结构的重要组成部分，是高等教育的任务之一。[1]《生命科学概论》是高校为深化教学改革、提高学生的综合素质、满足社会对复合型人才的需求而开设的一门跨学科公共选修课。中国民航大学从2006年开始对非生物专业的本科生开设了《生命科学概论》公共选修课，本文就民航院校非生物专业开设《生命科学概论》公选课的教学进行探讨。
一、非生物专业开设《生命科学概论》公选课的必要性
知识经济社会期待的大学毕业生应该是在一定的专业训练的基础上，具有更为全面的知识结构，更为积极的应付挑战的能力以及向多个方向发展的潜力。[2]目前大学生中所存在的问题已经暴露学校在人才培养结构上的缺陷或不足，专业细分化，过于强调专业化培养，使学生知识面过窄，已经很不适应当前社会发展所需要的宽口径、厚基础、创造性、复合型人才培养要求。[3]2012年教育部《关于全面提高高等教育质量的若干意见（教高[2012]4号）》中将“鼓励因校制宜，探索科学基础、实践能力和人文素养融合发展的人才培养模式”作为创新人才培养模式的重要内容。[4]21世纪被公认为是生命科学的世纪，生命科学在农业可持续发展、能源开发、人类健康、生态平衡等领域发挥着重要的作用。[5]近年来生命科学成为科学大系统里最有竞争力的带头学科，引领着世界科技经济的快速发展。因此，世界主要国家都把发展生物科学和生物技术作为基本国策。21世纪世界各国在高科技领域的竞争归根到底是高素质人才的争夺和竞争，在这一历史时期，高校非生物专业开设生命科学课程是新世纪高等教育发展的需要，是历史的必然。作为21世纪的大学生，如果不懂得一点生物学的知识，成为所谓的“生物盲”，将无法适应以生命科学和信息科学为特征的知识经济飞速发展的要求。加强生命科学教育，普及生命科学知识，有利于个人形成正确的人生观、世界观，有利于树立良好的健康观念，提高环保意识，增强学生的社会责任感，促进社会的发展与稳定。[6]因此，在民航院校开设《生命科学概论》对民航人才的培养模式具有重要意义。
高等教育应该是在更高层次上的以整体素质教育为主，有一定专业方向的高层次整体素质教育。《生命科学概论》是一门融合基础知识与前沿进展相结合的综合性课程，是当今高校进行素质教育的重要内容。世界著名大学，如哈佛、剑桥和斯坦福等，早在20世纪80年代就在全校开设类似生物学课程，1995年以来，清华、北大、上海交大等重点理工科大学也陆续把《生命科学概论》列为非生物类专业的限选或必修课程，北京航空航天大学和南京航空航天大学近年来也面向非生物专业开设《生命科学导论》的公修课。随着航空航天事业的飞速发展，生命科学技术在航空航天领域的应用越来越广泛。为发挥航空器整个系统的效率，提高其安全性和可靠性，利用生命科学技术开展航空人因工程研究，开展在航空环境下飞行员的行为及作业工效研究，弄清飞行员与航空器在航空飞行环境下的相互作用与相互关系，提出航空器飞行器的适人性设计要求、安全救生与防护措施、评价方法以及人员的选拔与训练方法等，使人、航空器及其所处的飞行环境有机协调与配合，探讨航空环境对航空人员健康的影响机制及对抗措施，为航空工程提供理论基础和技术支撑，这些将大大促进民航事业的快速发展。
因此，在民航院校开设《生命科学概论》，增加了学生对生命科学知识的了解，尤其是对人体自身的了解，将有利于学生发展仿生的设计思路，落实“以人为本”的根本原则；有利于拓宽学生知识面，改善知识结构，提高学生综合素质，将来更好地为民航服务。
二、非生物专业开设《生命科学概论》公选课的教学内容
中国民航大学是一所以工为主，理工结合，集管理学、经济学和法学等学科全面发展的综合性行业院校，在校学生均为非生物专业。学校利用航空医学研究所的师资力量从2006年开始给全校本科生开设自然科学类公共选修课《生命科学概论》，深受学生欢迎，每学年选课人数达到800人。向非生物学专业学生开设《生命科学概论》课程的教学内容定位于“基础性、系统性、趣味性和学科交叉性”，从介绍生命科学基础知识的物质基础入门，衍射到生命活动的基本单位——细胞，从细胞到细胞工程；从生物物质代谢深入到生物遗传的本质——基因，从基因到基因工程，直至现代的分子生物学技术，从分子水平上阐述生物的奥秘；同时还从动物、植物、微生物等不同的生物类群上描述生物的多样性以及生物与环境的关系，通过科学性、趣味性、学科交叉性和贴近生活性的内容介绍生命科学领域的最新进展以及与我们人类自身生存和健康方面的相关知识，使学生的生命科学素质得到提高。讲授内容在注重系统性的基础上包含了最新的科技前沿、最广泛运用的生物学技术手段、最热点的人类疾病、最新的交叉学科等等。我们密切关注科技最新动态，把其中反映生命科学和生物技术最新进展的内容及时移植到我们的教学中去。例如：在“遗传”部分介绍癌症、糖尿病、高血压等现代慢性疾病在遗传方面的研究近况；在“病毒”部分介绍SARS、H7N9等疾病的致病机理、防治途径和治疗方法；在“免疫系统”介绍艾滋病的基本知识及预防；在“环境”部分介绍日本福岛第一核电站泄漏等。这些“时尚”新内容很受学生欢迎，让学生了解生命科学，激发对生命科学的兴趣。
三、非生物专业开设《生命科学概论》公选课的教学方法
1.采用多媒体教学手段加强学生的感性认识
《生命科学概论》教学内容庞杂、信息量大、知识难点多。所谓“百闻不如一见”，直观的东西更易于接受、理解和记忆。利用多媒体教学，通过图文声像并茂的组合方式讲授课程，将书本知识化静为动，化虚为实，化抽象为直观，不仅增加了课堂的教学信息量，提高了学生学习效率，而且增强了学生对知识的理解及方法的运用。[7]另外，可在课堂上利用多媒体设备播放一些生物学相关影像资料，给学生更为直接的视觉感受。例如播放科教片《人类消失之后》，让学生充分理解人类和大自然和谐相处的重要性。
2.开展课堂主题演讲激发学生的学习兴趣
为了激发学生学习的主动性，提高课堂教学的参与度，了解生命科学的研究进展，我们组织开展了课堂专题演讲的研究性学习活动。教师初步确定当前生命科学重要前沿问题的题目，如生物芯片、基因工程、干细胞、生态与环境可持续发展、转基因食品等，把学生按5～6人一组分组，每组确定一个主题，学生通过网络和图书馆查阅相关文献资料，小组讨论写成小论文，并做成幻灯片在班上交流演讲。这样增强了同学之间以及同学与老师的沟通交流，活跃了课堂气氛，充分锻炼了学生的文献检索利用、团队协作、论文写作和口头表达等综合能力，收到了良好的效果。
3.引入社会热点问题，开展辩论赛，提高学生理论联系实际的能力
科技是一把双刃剑，生物高科技的发展给人们的生活带来舒适快乐，同时也给人们带来了很多的困惑甚至危机。人们在开发利用生物技术时，有可能出现意想不到的安全问题，生物技术的误用以及生物技术的非道德应用也可能带来很大的安全隐患。[8]这些与生命科学有关的热点问题具有鲜明的时代性和综合性，学生对这些热点问题的探讨有利于增强他们的科学敏感性和社会责任感，以培养他们捕捉信息、分析事物的能力。首先，教师初步确定当前生命科学具有争议性的热点社会问题，如食品添加剂的利与弊、克隆人的利与弊、转基因食品的利与弊、垃圾焚烧的利与弊、安乐死是否应该合法化等。学生通过分组每10个人一组，每2组自由选择一个辩论主题作为正方和反方进行辩论，每个班级推举一名主持人来主持辩论赛。通过辩论赛，增强了学生之间的团结、合作、竞争、进取的意识，为学生提供了一个思考和展现自我的平台，并让学生对科学研究有了更进一步的认识，大大提高了学生理论联系实际的能力。
4.多元化的考核方式
学生的课程成绩由平时成绩和考试成绩组成，其计算方式为：最终成绩=平时成绩（占30%）+期末开卷考试成绩（占70%），其中平时成绩的考核主要由课堂出勤（占10%）、课后作业（占10%）以及课堂小论文（占10%）三部分内容构成，期末考试成绩采用撰写课程论文和期末理论考试相结合的方式。这种多元化考核方式不但评价了学生参与教学活动的态度、完成作业的质量，又考查了学生对知识的了解和掌握程度，同时多元化的考试方式也增加了学生的学习兴趣，减轻了学生的思想压力，且避免了少数学生平时不学习，通过考前突击准备获得较高分数，导致课程成绩不合理的情况发生。[9]
四、思考与建议
目前我校开出《生命科学概论》公选课以来，已有7年的教学实践，选课人数每学年达到了800人，每个班级限200人。由于选课人数多，且学生来自不同专业、不同年级，管理起来难度较大。部分学生是为满足学分而选课，因此迟到、早退、旷课现象时有发生；加上不同专业基础知识差异较大，课程内容多但课时少，难以满足部分学生的需要；随着科学技术日星月异地发展，生命科学知识更新速度很快，现有教材也很难满足课程的需要。
通过对《生命科学概论》课程教学的探索，我们清楚地认识到在今后的教学中要进一步增强课程的知识性和趣味性，加强教学管理和教材建设，提高学生的学习积极性和创新意识，从而增强学生的科学素质。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 李娜，毛永强.“生命科学导论”公选课的教学改革初探[J].长春理工大学学报.2011（10）：120-121.
[2] 蔡克勇.建设创新型国家，大力培养创新人才[J].民办高等教育研究.2006（4）：1-7.
[3] 宋怡玲，杨军.“生命科学导论”课程体系建设与创新人才培养[J].高等理科教育，2006（6）：37-39.
[4] 郑丽沙，李德玉，荣龙等.面向非生物专业本科生的“生命科学导论教学改革初步探索”[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2012（7）：112-114.
[5] 黄国琼，罗长坤.生命科学前沿的特征与意义[J].医学与哲学（人文社会医学版），2007（1）：1-4.
[6] 晏琼，何金生，侯玲玲，等.研究型生命科学教学在非生物专业理工科创新人才培养中的探索与实践[J].当代教育理论与实践，2013（1）：83-85.
[7] 王伟章，郑敏.生命科学前沿公共选修课教学探讨[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2010（2）：131-132.
[关键词] 定点跳伞 空中航线 跳伞员
跳伞员操纵降落伞在指定跳靶内着陆的跳伞称定点跳伞。怎样才能落到跳靶上去又怎样才能踩中靶心关键是走好空中航线。从许多训练的经验看大体分为三种类型，即矩形航线、勾形航线和直视目测航线。本文结合个人训练实际对以上三种航线进行比较探讨，以期达到完善训练体系和取得在训练中事半功倍的效果。
一、研究对象与方法
1.对湖南跳伞队、湖北跳伞队、江西跳伞队、河南队共25名新运动员进行观察分析。
2.对国家集训队优秀运动员进行分析。
3.在22届世界跳伞锦标赛上观察、统计和分析。
4.头询问调查。
二、结果与分析
1. 跳伞航线三种类型
（1）矩形航线
采用这种航线其主要优点是规范跳伞员空中航线的概念，首先在高度表的帮助下加入航线的高度（遇回点高度）误差不会太大，只要按程序运行，落在跳靶内或跳靶附近是完全不可能的，随着空中感受的加强，目测也会逐步提高，落点的准确性也会提高。但这种航线缺乏灵活性，特别是对加入航线的高度、位置和对地面风速大小的判断要求很严。照抓数据不放结果航线都难以完成，或者100米以上的高度就到了跳靶上空而无法操纵。所以此航线只适合初学者和小风天训练时运用。
（2）勾形航线
由于降落伞的滑翔比小，所以下降定点的过程应该是一个不断减小纵编差和横差的过程，因而它的航迹正像一枚鱼钩，所以叫勾形航线。从操作方法上多踩用正测、逆测、顺测。其主要特点是速度小可多判断有把握的操纵，再就是基点位置选择准确，伞稳便于目测为五边下滑踩点打下良好的基础。因此，这种航线大小风天都能适应，决不会因为操纵过粗或判断失误而出现大的错误，原则上是精心判断少量多次的操纵，时刻了解自己所处的位置及时修正偏差成绩自然可观。这种航线适用于各种风速和各种体重的跳伞员。
（3）遇回直扦航线
根据空中风向风速跳伞员跳离飞机开伞以后顺风直扦跳靶，在跳靶下方留出适当偏差逆风面向跳靶进行操纵。这种航线的最大特点是在较高的高度上始终视靶心对点时间充裕方向不会偏。使用这种航线只能是小风天或有较强气流的天气运用。但靶后偏差难掌握，缺乏耐心的跳伞员不适用，只适用于较高水平的跳伞员。
2. 三种航线在训练和比赛中的运用
（1）矩形航线在不同风速的情况下它要求有较精确的高度偏差，同时对伞衣的新旧程度和载荷也要相匹配，所以在基础教学过程中由于学员在空中概念、高度概念、观察角等概念都很生疏，然而这些知识在从事空间活动的运动员来说是一定要掌握的，所以转换翼伞的第一课就要求走好矩形航线，但由于前面所提到一些因素，出现了因高度不够或过高而完不成航线达不到定点的目的地方就充分暴露了此种方案的缺陷，不能灵活操纵降落伞靠近靶心影响定点成绩它主要起着学员的航线意识、空间、高度和观察概念的作用。
（2）随着跳伞次数的增加，空中经验逐渐丰富能通过尝试运用勾形航线的运动员发现了勾形航线与矩形的一同，它操纵相对灵活范围大对高度不够或过高有较大的调整余地。因此我们在训练和比赛场上看到70%的运动员采用勾形航线并取得较好的成绩。
（3）采用遇回直扦航线的跳伞员也有约占15%，他们主要是采用无线通话设备指挥定点，把航线简化便于指挥，这当然不是长远之计，比赛是决不允许指挥的。在观察22届世锦赛时实力雄厚的法国男队在5人集体定点时则采用直扦航线，为的是避开三边航线上的强上升气流，因当时地面风速4M/秒以下，这一轮成绩很好全部踩中靶心，而同机第二圈跳下的荷兰队，则由于气流的影响带来高度差失控而全军覆没。
三、结论
1. 因为跳伞比赛时间长（最长可达10天）大、中、小风天都能遇到，加之年年比赛都不可能在同一场地，即使在一个场地上比赛抽签的顺序也不可能一样早、中、晚的气象随时都有变化，所以从比赛的角度看，最适应于各种风速和不同地理环境的应该是走勾形航线掌握好了它取胜的把握就大几分。勾形航线是获得优异成绩的关键，是训练和比赛的最佳方案。
2.矩形航线用在初级训练阶段很有必要。对新跳伞员尽快适应空中生活和提高定点大有好处。
3. 遇回直扦航线只适用于较高水平的运动员遇到特殊气象和特殊环境下使用。在平时训练时应该适当练习，以备不时之需。
参考文献:
[1]《解放五型滑翔机训练教程及教学法》.人民体育出版社出版，1977年12月
关键词 课程教学改革；航空航天类专业；自动控制原理
中图分类号 G642.0
文献标识码 A
文章编号 1005-4634（2012）05-0048-05
0 引言
《自动控制原理》是航空航天类本科专业一门重要的专业基础课。以笔者所在的北京理工大学为例，航空宇航科学与技术一级学科下属的飞行器设计与工程、航天运输与控制、飞行器动力工程、武器系统与发射工程、探测制导与控制技术等专业的本科生，均在大三第一学期必修《自动控制原理》经典控制理论部分，包括54个理论课时和10个实验课时，其任务是通过对自动控制理论知识的学习，培养学生对控制系统的分析设计能力、工程实践能力和创新能力。同时，《自动控制原理》还是学习测试技术、飞行器制导与控制技术、飞行器总体设计、航天器测控原理等诸多专业课程的先修课，在航空航天类专业的本科生培养计划中占据着非常重要的地位。
《自动控制原理》的授课模式一般有两种：一是将经典控制理论部分和现代控制理论部分分开讲述，先讲授经典控制后讲授现代控制，目前国内大部分高等院校均是采用的这种授课模式；二是将经典控制和现代控制融合讲授，这种授课模式有助于培养学生从系统角度、全局高度来思考问题的能力，更利于掌握控制理论的实质。由于授课模式的沿袭性及单学期课时数的限制，北京理工大学航空航天类专业的《自动控制原理》采用了前一种授课模式。授课教师采用A、B角的方式，教师队伍中有授课近20年的教师，还有刚刚博士毕业踏上工作岗位的年轻教师，更难能可贵的是，所有授课教师均有出国留学或访问的经历，兼通中西教学模式之长，融蓬勃朝气与丰富经验于一体。
本文主要是以《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）中“坚持内涵式发展”、“促进高校办出特色”、“创新人才培养模式”、“提升国际交流与合作水平”等内容为指导，结合北京理工大学的学校定位和办学特色，以笔者在《自动控制原理》经典控制理论部分本科教学过程中的思考和认识为基础，对北京理工大学航空航天类专业在《自动控制原理》本科教学改革中的若干有效措施进行总结和探讨。
1 授课内容及学习过程中存在的问题
1.1《自动控制原理》的授课内容
笔者主要讲授《自动控制原理》中的经典控制理论部分，授课内容分为八章，分别是：自动控制系统导论、自动控制系统的数学模型、自动控制系统的时域分析、根轨迹法、频率法分析、控制系统校正、非线性系统和线性离散系统。其中，前六章和第八章是重点讲授内容，第七章是一般讲授内容。就总的讲授内容来说，有理论性强、新概念多、系统性强、与工程尤其是航空航天工程联系紧密的特点，如已列装或在研的大部分导弹飞行器，其自动驾驶仪的设计仍主要是在经典控制理论的框架下完成的。学习过程是先了解控制系统的组成尤其是强调“反馈”的概念，再根据实际的控制系统建立数学模型，然后通过时域法、根轨迹法、频率法等分析系统性能的优劣对比，最后对系统整体性能进行校正和设计，可以说，整个过程是一个完整的体系，更是一个循序渐进的过程。
1.2《自动控制原理》学习过程中的几点问题
无论哪门课程，讲授目的均是希望学习者能够掌握相关知识的基本原理、分析方法并最终做到灵活运用。考试成绩是评价学习者是否达到上述标准的一个参考，但考试成绩并不能表明一个学生是否真正达到了上述标准。为了准确评估《自动控制原理》的讲授效果，真正了解该门课程学习中可能存在的问题，不但要时刻注意本专业学生在修习过程中的反馈意见，而且要广泛调研和阅读其它学校和专业的教师在该门课程上的经验总结。在此基础上，结合笔者的亲身体验和思考，认为航空航天类专业的学生在学习《自动控制原理》过程中可能面对的主要问题包括：（1）部分学生由于数学基础不够扎实，对课程中涉及到的数学知识产生畏难情绪，进而无法很好地掌握控制系统的分析方法；（2）不能将所学的控制理论知识与自己专业的实际案例充分地联系起来，这主要是在学习过程中接触专业案例少造成的；（3）阅读英文文献的能力不足，而且这种不足突出表现在缺乏对专业词汇的正确理解上，这说明《自动控制原理》需要适度地推进双语教学改革；（4）无法将基本理论和计算机辅助设计软件MATLAB结合起来进行更有效地控制系统设计，即割裂了基本理论和计算机辅助软件相辅相成、互相印证、互相促进的关系；（5）从系统角度理解控制系统核心思想的能力不足，即无法做到融会贯通，更谈不上灵活运用，这需要授课过程中注意前后串联，帮助学生建立起系统概念。针对上述问题，结合北京理工大学办学定位和航空航天类专业《自动控制原理》的授课特色，授课教师均提出了有针对性的改革措施。多年来的教学实践证明，这些措施很好地解决了北京理工大学航空航天类专业本科生在《自动控制原理》课程中的学习问题，增强了学生对该门课程的学习兴趣和“自主学习”能力。
2 教学改革的若干举措
2.1从数学基础抓起
“工欲善其事，必先利其器。”《自动控制原理》课程涉及大量的数学知识，如拉氏变换及其逆变换、微分方程、差分方程、复变函数理论、Z变换等。毫不夸张地说，扎实的数学功底是学好该课程的基础。如果学生缺乏必要的数学知识，教师又不能适时补上这个不足的话，很容易造成学生在学习过程中的畏难情绪，不可避免地会影响教学效果。
北京理工大学授课教师的做法是在《自动控制原理》开课伊始，就给学生列出所有需要用到的基础数学知识。一方面引导学生重新复习这些已经学过的数学知识；另一方面，授课教师还会抽出专门的课时来对这些数学知识进行复习和重点讲授。为了不断加深学生对这些数学知识的理解，在用到相应的数学工具时，授课教师都会结合具体的实例进行更详细地讲述。为了尽可能减少学生在学习中的畏难情绪，北京理工大学授课教师在考试中坚持“注重概念，弱化计算”的理念，只要学生思路正确，仅仅是计算错误的情况下，尽量少扣或不扣分。
2.2双语教学，与国际接轨
开展双语教学有助于我国高等教育与国际接轨，是当前教育改革的热点和重点，同时也得到了教育部等相关部门的大力支持。在双语教学的改革中，有一点需要明确的是，专业课双语教学的目的并不是为了增加学生的词汇量，也不是为了提高学生外语的写作水平，更不是为了教学生外语语法，而是为了增强学生阅读专业外文文献的能力和对专业知识的理解能力。近年来，英语已经逐渐发展成为全世界通用的语言，最新的科研成果更主要是以英文形式发表。所以，我国高等教育中大部分的双语教学均是采用中文和英文的双语授课模式。
由于《自动控制原理》涉及到的诸多基本理论和分析方法大都是从国外引进和翻译过来的，加上国外学术界习惯用人名来命名定理的做法，给国内学生记忆和理解这些理论和方法增加了额外的困难。如用于判定线性系统稳定与否的劳斯判据就是以英国数学家Edward John Routh的名字命名的，类似这样的例子还有很多，这对于习惯望文生义的国内学生来说，想仅仅从字面意思来理解劳斯判据本身几乎是不可能的。有鉴于此，基于航空航天类专业《自动控制原理》双语教学改革的目的主要是为了增加学生对专业词汇认知这一基本的出发点，决定了航空航天类专业《自动控制原理》双语教学的授课方针应以中文为主、英语为辅。具体做法是，每当第一次出现新的名词、原理和方法时，授课教师先用中文进行详细讲解，然后告诉大家这些名词、原理和方法在英文中的表示方法和来源，并在以后遇到这些名词、原理和方法时，更多地采用英文表述。如传递函数（Transfer Function）、劳斯判据（Routh Criterion）、阶跃响应（Step Response）、脉冲响应（Impulse Response）、根轨迹（RootLocus）等，都可以采用这种处理方式。此外，还需要注意引导学生适量阅读英文参考书和专业文献，由于Katsuhiko Ogata所著《Modern Control Engineer-ing》一书在世界范围内的广泛被接受性，北京理工大学同样推荐学生将这本书作为英文参考书。
2.3融科研于教学
随着我国高等教育改革的不断实施和深入，昔日的“填鸭式”教学已逐步被更能激发学生“自主学习”能力的“启发式”、“案例式”教学所取代。在《自动控制原理》的教学中，如果只是讲授一般的数学公式和物理定理，而与实际工程割裂开来的话，很可能出现的后果就是学生学习后不知道用在什么地方，更不知道如何用，更糟糕的情况是学生在考试后就把所学的东西全忘掉了。为了避免这一状况的发生，有必要将专业案例、授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去，让科研带动教学、教学促进科研。
如在第一章讲授自动控制系统定义和基本组成的时候，通用的教材是举一些工业上常见的例子，像室温调节系统和水位调节系统来引入自动控制的专业术语和反馈的概念。这种讲授方法是很好的，有利于学生建立对控制系统组成的直观概念，并认识到自动控制的核心思想所在。对于航空航天类专业的学生来说，在讲述通用案例的同时，还可以结合航空航天领域的应用案例，如引入图1所示的导弹攻击飞机的案例。在这个案例中，导弹根据自己探测到的目标机动特性，依据一定的制导律生成最佳攻击曲线，当弹上的测试设备探测到实际飞行路线和预定飞行路线出现偏差的时候，弹载计算机会依据一定的法则生成控制指令，气动舵机来执行这一控制指令，从而达到控制导弹回到预定飞行路线的目的。按照这一描述可以画出它的系统方块图，如图2所示，和基本的负反馈闭环控制系统（如图3所示）对应起来，预定飞行路线对应给定输入、弹载计算机对应控制器、气动舵机对应执行机构、导弹就是被控对象、实际飞行路线即是实际输出、弹载测试设备即对应测量输出的传感器。这样讲授下来，由于比较贴近专业方向，同学们就很容易理解控制系统的结构，并对输入、输出、被控对象、执行机构、控制器的作用及反馈的概念有了更为直观和深刻的认识。
在讲述控制系统稳态性能和动态性能的时候，大量引入航空航天的专业案例，尤其是一些因为控制系统设计失误或控制系统未能正常工作产生重大损失的失败案例，对引发学生的学习兴趣颇有帮助。从教学的效果看，这些案例的引入，不仅加深了学生对《自动控制原理》重要性的认识，激发了他们学习的热情，同时，还培养了他们对所学专业的兴趣。在此基础上，可以注意吸收一些对自动控制理论或应用感兴趣的学生提前进入实验室，并挑选与任课教师负责项目相关或者处于航空航天控制前沿的研究方向，如临近空间飞行器的制导与控制技术，让他们自由发挥，思考和创新，切实培养他们的动手能力。
此外，授课教师要非常注重“基于书本、超越书本”。比如香农（Shannon）采样定理认为：对于一个连续信号来说，当采样角频率是该连续信号所含最高次谐波频率两倍以上的话，即能做到一个周期内采样两次以上的话，那么经采样后所得到的脉冲序列，就包含了原连续信号的全部信息，可通过理想滤波器把原信号毫无失真地恢复出来。这一表述在数学理论上是没有任何问题的，但在实际工程项目中往往是行不通的，比如一个正弦曲线的测试，一个周期里只采样两三个点的情况下，几乎没有可能复现原信号。类似于这样的问题，授课教师需要在授课过程中向学生特别强调。
2.4计算机辅助教学
由于《自动控制原理》在授课过程中涉及到的数学公式、图形（结构图、框图、根轨迹图、伯德图等）比较多，非常不方便在课堂上进行直接板书，一旦板书不清楚会直接影响学生的学习效果。而这些公式和图形是非常适合以幻灯片（PPT）的形式来进行表述的，学生也更乐意看到这种方式。北京理工大学授课教师同样采用了以PPT为主的授课模式，配以适当的动画，给学生一个更为直观的展示。如在讲授动态性能指标的时候，延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、调节时间等名词的定义并不是那么容易理解，但通过动画的形式就可以很清楚、明了地向同学们展示这些概念的不同，学生反映良好。再比如在讲授不同阻尼比情况下二阶系统单位阶跃响应特性的时候，只靠文字表述“随着阻尼比的增大，系统的响应越快，但超调量越大”的话，大部分学生是比较茫然的。如果换成通过PPT展示给同学们如图4所示的响应曲线时，就会一目了然，同时，还有助于同学们掌握零阻尼、欠阻尼、临界阻尼、过阻尼等情况下单位阶跃响应特性的不同。
MATLAB是学习《自动控制原理》的学生必须掌握的一个计算机辅助分析工具。实际上，一个令人引以为傲的事实是，北京理工大学航空航天类专业本科生的MATLAB基础知识都是在《自动控制原理》的课堂上学到的。由于年轻学生对新鲜事物天生的好奇感，当他们看到教材上一幅幅精美的图片是通过MATLAB展示在自己面前的时候，不但会加深他们对所学知识的理解，更会激发他们学习这门课的热情。比如讲二阶欠阻尼系统阶跃响应的时候，可以首先引导学生思考一个问题：“既然阻尼比越小，系统响应越快，超调量越大，那怎么来选择合适的阻尼比呢？”然后再用教学计算机上装载的MATLAB画出图5，这是阻尼比位于[0.10.9]之间，以上升时间为横坐标、超调量为纵坐标的Pareto图，同时在图中标示阻尼比分别为0.4、0.707和0.8所对应的点。以这个直观的示意图做基础，同学们就很容易理解为什么工程上一般要求阻尼比在[0.4 0.8]范围内了，再告诉同学们阻尼比为0.707时控制系统效果最佳，他们也就明白了因果来源。如果更进一步画出阻尼比分别为0.6、0.707和0.8时候的单位阶跃响应曲线来，如图6所示，同学们就会有一个更加明确和直观的印象。此外，授课教师还可以通过课下作业的形式，引导学生利用课堂所学知识编程实现更复杂的响应曲线，使学生可以亲身感受到响应曲线随不同参数变化的规律，不但可以加深学生所学的理论知识，还有助于学生掌握辅助软件的用法。
用MATLAB辅助教学可能会带来的一个副作用就是，同学们可能觉得只要掌握MATLAB就可以了，而忽略了自动控制本身的基本原理和定性的分析方法。这是授课教师在教学过程中需要重点留意并刻意避免的问题之一，北京理工大学授课教师在每次用MATLAB辅助教学时，都会强调基本原理的重要性，同时会刻意用所学的定性分析方法来评估MATLAB结果的正确与否，并一再强调，MATLAB只是一个辅助大家进行控制系统分析的工具，不能取代大家所学的基本原理和分析方法本身，考试中也不会考这方面的内容。
2.5注重前后串联，建立系统概念
《自动控制原理》本身的讲授内容多、跨度时间长，而且学生同时还在修习其它课程，所以用在《自动控制原理》这一门课上的时间是极其有限的。而且一般教材也更倾向于将每个章节的内容独立出来，如仅仅在第二章讲述控制系统模型的建立方法，在以后的学习中就直接拿现成的传递函数来用；再如第三章讲述时域分析法之后，在后续章节的讲述中几乎不会再涉及。很可能造成的一个后果就是学习过程中常常不清楚各个知识点之间的相互联系，也无法真正的做到融会贯通，在遇到实际的工程问题时就会显得束手无策、不知如何下手。这需要授课教师帮助同学们理清线索，弄清楚各个章节之间的因果关系。
北京理工大学授课教师在每个章节开始和结束的时候都会向学生展示图7，告诉大家正在学习的内容在图中什么位置，在整个自动控制原理的框架中起到什么作用，它以哪几个章节为基础、又可以为哪几个章节提供帮助。在课程结束的时候，还会精心选取几个航空航天专业的典型案例，让同学们以小组为单位形成一个大作业，这个大作业涉及到《自动控制原理》所讲授的全部核心内容，从系统建模到系统性能分析，并发挥他们自己的独立思维进行系统的二次设计，从学生的反响及实际的教学效果看，这种做法十分可取。
风险有很多不同的定义：若针对某个项目，风险指在项目执行过程中可能出现的不利事件，其发生会引起该项目在限定的费用、时间和技术约束条件下无法完成甚至完全失败；而GJB5852-2006中对风险的定义是在规定的技术、费用和进度等几个约束条件下，对不利于实现装备研制目标的可能性及所导致的后果严重性的度量。从中可以归纳出风险的两个基本要素，即发生的概率和影响的大小，风险发生的概率越大、影响越严重，风险水平就越高。风险管理就是对可能遇到的各种风险进行规划、识别、评估、应对和监控的过程，是以科学的管理方法实现最大安全保障的实践活动的总称。航天器环境试验是在模拟空间环境条件下，对航天器整体或部分进行考核的一系列试验项目的总称，它涵盖的试验项目主要包括：振动、冲击、噪声、模态、热真空、热平衡、EMC、电磁兼容等。从学科来说，这些试验项目基本上涵盖了航天器有关的力学、热学、电磁学、可靠性等学科。由于不同的试验项目涉及的设备、方法、条件等因素都各不相同，这就更加提高了航天器环境试验项目的风险性。环境试验本身是降低航天器研制风险的一种手段，可以通过模拟环境条件来考核或测试产品在空间环境下的功能、性能是否满足设计要求。合理有效的环境试验可以有效降低航天器的研制风险，但是环境试验本身又会引入新的风险，可能给安全、进度、经费等带来负面影响，所以对航天器研制及环境试验进行有效的风险管理十分重要。
二、国外航天领域风险管理的发展情况
（一）美国国家航空航天局（NASA）的风险管理20世纪50年代，美国国家航空航天局（NASA）开始采用概率计算的方法来对航天器的可靠性进行分析，同时应用故障树方法对导弹的可靠性进行了定性分析。60年代美国开始对大型航天项目进行风险管理，主要手段是失效模式及其影响分析（FMEA）和关键相关项目表（CIL），同时NASA开始将风险分析工作制度化。到70年代，为了提高核反应堆的安全性，研究者在故障树理论的基础上开发出了故障树分析（FTA）方法，使风险分析更加量化。80年代概率风险评价（PRA）法作为一种新的定量风险分析方法被用于核工业和化学工业，但并没有引起NASA的重视和应用。但随着1986年挑战者号航天飞机发生爆炸事故造成重大损失，NASA开始采用PRA方法对航天飞机的飞行过程进行全面的风险分析。1988年2月NASA了管理条例8070.4“载人飞行项目中的风险管理政策”，正式将风险分析工作制度化。1998年4月，NASA的程序和指南NPG7120.5A“型号计划和项目的管理过程与要求”中规定计划或项目的主管人员应将风险管理作为决策工具来保证在计划和技术上的成功，将风险管理和资源管理、性能管理、采购管理、安全和任务成功、环境管理并列，并在该文件的4.2节中对风险管理的目的、要求和方法做出了详细的规定。2002年4月，NASA又颁布了NPG8000.4“风险管理程序和指南”，其中详细规定了整个风险管理过程的实施要求，这充分体现了NASA对风险管理工作的重视程度。（二）欧洲空间局（ESA）的风险管理欧洲空间局（ESA）成立的时间相对较晚，但也对风险管理工作十分重视，风险分析贯穿在其航天项目的各个阶段，但各阶段的侧重点有所不同。ESA在风险管理上主要借鉴了美国的概率风险分析技术，并根据实际情况进行了改进。欧洲空间标准化合作组织（ECSS）也制定了风险管理标准ECSS-M-00-03A，这说明风险管理在欧洲也已经制度化和标准化，成为航天工程中的一项重要工作。
三、主要风险分析及管理方法
（一）专家评估专家评估法是通过咨询本领域或相关领域的专家，依靠专家丰富的知识和实践经验，对项目中可能出现的风险进行识别、预测和分析，并对风险控制措施提出建议的一种方法。专家评估一般是与评审活动同时进行的，在根据专家意见进行风险评估时可以根据专家的水平对其评估的权重加以调整，通过综合考量多个专家的评估意见形成项目风险识别和分析结果或补充。（二）风险矩阵（RiskMatrixMethod，RMM）风险矩阵法是一种定性和定量相结合的风险分析方法，最早由美国空军电子系统中心于20世纪90年代提出，并在美国军方的项目风险管理中得到了广泛的应用。风险矩阵法的基本思路是将风险的两个要素（发生概率和影响）划分为若干等级，然后分别作为矩阵表的行和列，交叉后的结果就是对风险水平的综合考量结果，根据风险水平高低对风险事件进行相应的处理。（三）故障树分析（(FaultTreeAnalysis，FTA）故障树分析技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，其主要思路是把所关注的系统风险事件作为分析的目标（即“顶事件”），然后逐级寻找直接导致风险事件发生的“中间事件”和无法或不需再深入研究的“底事件”，再用适当的逻辑关系把这些事件联系起来从而形成“故障树”，这样就能表明系统的风险事件和引发风险的众多因素之间的逻辑关系。故障树分析法可用于对风险定性分析，这时可通过故障树的生成和分析找到对风险事件出现起主要作用的底事件，然后采取相应的控制措施。故障树分析法还可以结合布尔运算对具有逻辑关系的故障树进行详细的风险定量分析。（四）失效模式及影响分析（FailureModeandEffectsAnalysis，FMEA）失效模式及影响分析是一种由底至顶的分析方法，是在产品的策划设计阶段，对构成产品的各子系统、零部件逐一分析，找出潜在失效模式，分析其可能的后果，从而预先采取措施以提高产品的质量的一种系统化的活动。这种方法的工作原理为：①明确潜在的失效模式，并对失效产生的后果进行评分；②客观评估各种失效原因出现的可能性；③对产品潜在的失效情况进行排序；④采取措施消除产品存在的问题。（五）概率风险评价（ProbabilisticRiskAssessment，PRA）概率风险评价是一种用于辨识与评估复杂系统风险的结构化、集成化的逻辑分析方法。它综合了系统工程、概率论、可靠性工程及决策理论等学科的知识，主要用于分析那些发生概率低、后果严重但统计数据比较有限的事件。PRA方法通过系统地构建事件链并对其进行量化分析来研究系统风险，事件链由一系列事件组成，这些事件孤立地看可能不严重或不重要，但如果组合在一起却可能引起严重的后果。PRA实施过程包括：定义目标与系统分析、识别初因事件、事件链建模、确定故障模式、数据收集和分析、模型量化和集成、不确定性与敏感性分析、评价结果与分析等步骤。
四、结语
本文介绍了风险管理在国外航天领域的发展历史，并给出了几种航天工程中常用的风险分析和管理方法。为保证航天任务的成功，除了提高相关的科学技术水平之外，风险管理水平也要同步提高，这样才能有效地控制风险，减少事故或问题出现的概率或减弱其影响。
作者:胡青 单位:上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
参考文献：
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[4]NPG7120.5A.NASAprogramandprojectmanagementprocessesandrequirements[S].1988-4.
关键词 领航 差错 避免
中图分类号：V32 文献标识码：A
所谓空中领航差错，指的是飞行人员在遂行空中领航任务时所产生的过失或错误。分析曾经发生的一些空中领航差错，其产生的后果轻则完不成飞行任务，重则造成飞行事故。
1 几种常见的领航差错
1.1 空中判断地标差错
空中判断地标差错，指的是飞行人员在空中对预定航线的转弯点、轰炸射击目标以及着陆机场等地面目标的判断错误。例如，炸错目标、落错机场、夜航飞行误把城镇街道当成机场跑道，以及低空飞行误把小河当成大江等。这类差错常发生在飞行时间较短的飞行人员身上，多数是由于地面准备工作不细、过度紧张、以及缺乏空中领航经验造成的。
1.2 调错、飞错导航台
无线电罗盘是飞机上常用的无线电领航设备之一，利用无线电罗盘实施领航，首先要向导航台调谐定向。有些导航台的频率很相近，所以，调台后一定要看准频率，听清呼号，确认后才能使用。曾经发生过调错、飞错导航台的飞行事故。究其原因，往往是由于对导航台资料的校对不细，或者不按照调谐定向的规则操作而造成的。
1.3 空中迷航处置差错
通常产生这一差错的过程是这样的：首先在找不到预定地标（包括机场、转弯点等），弄不清飞机所在位置之初，却产生了想掩盖已经发生空中迷航问题的错误思想动机，于是做出了“不向飞行指挥员报告”的第一个错误决策和“自己闷头找地标”的行为；其次在预定地标仍然在前面的“定式心理”的支配下，做出了“继续向前飞”、以及盲目下降高度力求尽快看到预定目标的第二个错误决策和行动；最后当依然找不到预定地标，心里更加慌乱，更加急于找到预定地标的情况下，则陷入急无理智、慌不择路的情境，在侥幸心理和尽快找到的想法支配下，就会产生一看到与预定地标有点相似的地标就会掉转机头向其飞去的盲目乱飞的第三个错误决策和行动……，直到酿成飞行事故的结局。通过以上分析可以看出，产生空中迷航处置差错的最主要原因，就是企图掩盖已经发生空中领航问题的“错误思想动机”，以及由此而派生出来的一系列的错误决策和行动，完全忘记了迷航后正确的处置方法。
2 产生空中领航差错的原因
2.1 思想上不重视，存在片面性
空中领航的有些工作看起来似乎是微不足道的，如各种仪表的认读、数据的登记、拉尺计算等。但这些看起来不起眼的工作在飞行中却占据着不可或缺的重要地位。对于这些工作很容易出现轻敌思想，所以在飞行中造成差错也是在所难免的。
此外，思想认识上存在片面性。只看到航行科目和转场飞行动作简单，保持飞行状态容易的一面，没有看到飞行活动区域扩大、地形地标生疏、着陆机场导航设施、资料等可能产生新的变化，以及天气突然变坏等飞行环境带来的不利影响。只看到新机型领航设备性能先进的一面，没有看到先进的机导航设备也会出现故障，使用不当也会产生误差的问题。思想上的错误认识，是造成空中领航差错的根本原因。
2.2 理论基础不扎实，死记硬背
航空实践是以理论做指导的，如果有关理论概念不清，往往会在飞行中造成差错。这一类差错的规律是出现的次数多，而又不易被发现，往往是以错为对。如求表速，若已知空温，就能算出，而已知地温就会算错，而且反复多次。再比如对修正航迹的理论不清楚，在飞机基本沿航线飞的时候还能轻松应对，一旦飞机位置有了较大偏差，就会出现不知如何是好，或者修反、反复修的现象。
此外，学习航空理论知识时，如果缺少分析和研究，只是单纯的死记硬背有关的方法步骤，一旦记错记混就很容易出现差错。这种差错的主要特征是经常搞反。例如，空中测量偏流的正负、航向修正的加减、轰炸飞行时瞄准角的增大与减小等等。相关理论概念不清楚，航理学习死记硬背，是造成空中领航差错的主要原因。
2.3 领航作风不细致，随意性大
空中领航是一项十分细致的工作，如果在飞行准备时，不与航管人员校对通信、导航资料，不认真进行领航计算，不分析研究气象条件，不做特情处置准备等问题。在飞行实施过程中，不严格保持航行诸元，不按规定时间转弯，位置不清就盲目下降高度等，这些都属行随意性的表现。领航工作作风不细致，地面准备与空中实施过程中的随意性，是造成各种空中领航差错的重要原因。
3 避免空中领航差错的措施
3.1 思想认识上，要多一些辩证法，克服片面性
要想搞好空中领航工作，首先要提高思想认识。一些严重的飞行事故，其具体原因虽然有所不同，但都或多或少与空中领航工作出现差错有关。而这些空中领航差错的共同特点，都不属于领航技术上的难点，而是由于思想认识上的片面性造成的。主要表现在，只看到熟悉空中领航、熟悉飞行区域、熟悉外场着陆、没有技术难点的一面，没有看到正是因为熟悉可能带来的问题的一面。因此，飞行人员应运用辩证的思想方法，正确认识“熟悉”这一有利条件带来的不利影响，以严肃认真的态度对待空中领航工作，这是防止发生空中领航差错的关键。
3.2 地面准备时，要认真细致，多准备几手
不论是执行长途转场、紧急空投等任务，还是在熟悉的地区执行训练任务，都要认真细致做好领航准备。曾经发生的偏出空域、空中迷航等空中领航差错，多数都是在驻地机场的飞行训练中发生的。防止其重复发生的有效办法，就是认真做好空中领航准备。其具体的做法有很多，其中默画飞行区域图、背记飞行区域及各空域附近的标高等，都是行之有效的方法。
3.3 飞行实施中，要杜绝随意性，注重科学性
飞行中，应严格遵守有关规定，严格按照领航计划飞行。如在确定飞机位置时，应采取“多点定位、综合判断”的方法，一定要防止单凭某一特征或某一信息轻率地做出错误的判断。在飞行过程中，因某种原因需要改变领航计划或航行诸元时，要明确改变计划后带来的影响，并想好相应的领航方法。如果自己不是很清楚，一定要及时请求地面指挥引导，切忌盲目飞行。
3.4 特情处置时，要做到两个“一定”
一、多媒体教学软件的开发在历史课堂教学改革中的必要性
由于现代科学技术日新月异的迅猛发展,知识量猛增,知识更新速度明显加快。学生在校学习的知识量也明显增多,而学生在校学习时间毕竟有限。要解决这个矛盾,只有一个办法:即提高学生学习能力,扩大学习容量。这就必须改变传统的课堂教学方式,实行多媒体辅助教学。据国外有关实验表明,使用传统电教的学习比不使用电教的学习,要“多学三倍的材料”,何况使用优势更显着的多媒体教学软件呢?
在历史学科课堂教改中多媒体教学软件的开发与使用同样是必要的。因为历史学科的特点之一就是具体性,历史资料繁多,结论又是以史料为依据,在此基础上加以分析、推理而得出的。据此,历史课堂教学中,教师经常要求学生通过阅读教材后发现问题,讨论问题,分析问题。为此,教师或需将大量的课外资料带进课堂,或要求学生课前阅读大量材料。在现实中,这两点似乎都不太可能。而多媒体软件的一大优点就是存储信息大,它可以将大量的必需的文字、图像资料等带进课堂教学之中,而且计算机调用资料的速度快、随意强,满足了历史学科的教学要求。历史学科的另一特点就是它所研究的对象均为过去的“时”与“空”。从“时”而讲,历史就是过去发生的事情。今天的学生不可能随“时光隧道”回到已逝去的年代中去亲身感受或体验历史,因而造成了学生对历史学科不感兴趣、不易理解与掌握的状况;从“空”而言,即地理“空间”,也就是历史地理,而学生又往往缺乏空间概念,因此很难向学生表述清楚。另外还有抽象的概念也难以解释。着名教育家夸美纽斯认为“一切知识都是从感官的知觉开始的。”强调直观教学,视演示法为理想的教学方法。可见直观性教学的重要性。而多媒体软件则克服了传统教学手段中的不足,它的另一优点,就是能简便、快捷地制作二维、三维动画、或模拟某些场景,并可将多种媒体组合在一起,做到图、文、声并茂,通过生动、形象、直观的画面展示,将难以表述的“时”、“空”与抽象的概念解释清楚,起到了帮助学生理解与激发学生学习兴趣的作用。同时。在历史课堂教学中,师生之间必然有大量的信息需要交流,而多媒体软件的第三大优点,就是可以利用互联网技术,加快信息量的流动。达到促进师生交流之目的。“实现教学现代化,主要就是实现教学内容和教学手段的现代化。” ①而教学手段现代化尤要开展多媒体教学软件的教学。“历史知识涉及面广,内容丰富多彩,应充分运用多媒体和网络等现代化教育手段,强化文字和图象的组合。应建立多媒体教学的资料库,制作示范性多媒体教学软件,为教师运用现代化教育技术手段进行教学提供有效而便捷的服务。”和“教师对现代化教育技术(如多媒体等)也有一个逐步认识、逐步适应的过程。” ②由此可见多媒体教学软件的研制与应用是势在必行的。
二、教学软件研制开发应注意的若干方面
1.教材内容的选择。教材内容的选择十分重要,它直接关系到能否制作出高质量的符合教学要求的软件。“编制电化教材,要有助于解决重点、难点问题,一般由教师一讲就清楚的问题,就不必编制电化教材。”以及“在教学中有些理论知识、抽象概念,教师讲起来复杂,学生听起来难懂,但通过电化教育,使学生易于理解。” ③由此我依据历史学科教学的特点拟定了选取教材内容的三个原则,1.要将教师与传统教学手段无法表述清楚的历史知识点借助多媒体的优势将其表达清楚。如:“时”、“空”概念等;2.要体现培养学生学习历史能力的要求。即历史学习中发现问题、分析问题、解决问题的能力;3.要努力创造一种培养学生创新意识的氛围,留有余地的让学生发挥其想象力。鼓励学生在正确运用历史资料和方法的前提下,得出不同的结论。为此,我以为不是每节课都需要用多媒体软件,对一节课而言也不是从头至尾都需要用软件来帮助教学。而什么时候、什么地方要用,我认为必须依据历史教学大纲和教学实际需要而定。否则易造成为多媒体教学而教学,形成教师、学生围着软件转的被动局面。从以上原则出发,我在教学中选择了初三历史《开辟新航路》 ④与高一历史《英国资产阶级革命》作为试点。
初三的《新航路》的教学重点和难点是四位航海家的航行经过,其间穿插有大量的地理知识和概念等需表述清楚,而依靠传统的教学手段又很难将其解释清楚,我则通过多媒体擅长制作二维三维动画的优点,配以图、文、声并茂同时展示,生动形象较而易举地将其解释清楚。另外,《新航路》教学中为了达到培养学生将中外历史进行比较以及初步掌握学习历史的能力,我们设计了一组图画来提示学生。如:郑和与达·伽马的比较与开辟新航路的影响的讨论等。高中则注重史学阅读、分析与实践。高一的《英国资产阶级革命》的教学重点和难点是革命的起因与影响,课堂教学中为了培养高中学生通过查阅资料自己动手解决问题的能力,必须将大量的课外阅读材料带入课堂供学生查阅,我借助了多媒体课件存储量大、调用方便的优点,解决了这一难点;为了帮助学生将抽象的概念具体化、形象化便于其加深理解与记忆,我要求学生将抽象的知识通过制作动画形象地将其表达清楚。为了达到这一要求,我利用多媒体技术设计了可供师生共用的“黑板”,让学生将自己查到的资料与制作的动画向全班展示,同时将其所表达的含义解释清楚。实践证明我选择这两个点是正确的,达到了多媒体教学软件的不可取代性的教学要求与效果。
2.加强协作。从目前多媒体教学软件设计制作来看,很难由单一学科人员来完成,因为至今还缺乏横跨两科的综合性人才。在历史软件设计制作中,应以历史学科的专业人员为主,历史学科与计算机专业人员必须紧密配合,各司其职。历史学科的研制人员应从课堂教学的实际出发、从理论上认识多媒体技术的优缺点,选择好教材内容,在深入钻研教材与阅读大量参考书的基础上,写成具有创新理念的、高质量的多媒体教学教案并像导演说戏一样分析讲解给编程人员听,一定要其在充分理解教学意图的基础上才能编制出好的适合课堂教学的软件。我编制的《新航路》与《英国资产阶级革命》均如此,组成了研制群体,体现了协作的优势,这也是符合现代科研集体攻关的特点。
3.技术的定位。目前阻碍我们教学软件开发与使用的重要因素之一就是通用性问题。我们在编程时的指导思想为:研制软件,要使用方便。因而编程中尽量使用普及的软件,利用PHOTOSHOP处理图片与二维动画,制作了四位航海家的航行路线和资本主义社会用金钱来衡量人的地位的动画;又运用3D MAX制作了三维动画地球转动的画面;然后在Authorware中将其合成,压缩打包后制成光盘,在586机型的WIN95中的资源管理器内即可调用,初步解决了通用性问题。
4.教学方法的改进。教学模式是一种得到广大教师认可,程序化了的教学方法。多媒体软件在教学中运用尚属起步阶段,难以构建模式,但多媒体教学软件在历史课堂教学中的运用肯定促进了某些历史教学方法的改进。因为其一使整节课密度增强,知识量增大,节奏加快,结构紧凑。如:多媒体教学软件可以全方位的将“时”“空”通过图、文、声并茂的予以展示。其二培养了学生学习历史的能力与综合运用各科知识有能力。其三由于运用了多媒体网络技术加快了“师生间信息量的流动,使课堂教学更有生气和活力。” ⑤其四将重新确定历史教材中的难点与重点。《新航路》与《英国资产阶级革命》教学软件体现了以上的原则精神,因而达到了某些教学方法转变的要求。
三、教学软件的开发与运用促进了历史课堂教学改革的深入开展
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