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航空航天技术论文样例十一篇

时间:2023-03-17 18:11:24

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航空航天技术论文

篇1

中图分类号:G641 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2015)30-0145-02

引言

航空航天代表了科技和工业发展的最前沿,是促进国家科技发展、满足经济建设、增强国防安全和加快社会进步的重要力量。加强航空航天类高校教育,培养一批具有高素质、创新能力的航空航天类专业人才是服务我国战略发展的必然需求。航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础,培养适应国际竞争的航空航天类本科人才,是我国航空航天科技发展的关键。当前,以美、俄为代表的航空航天大国都建设了自己特色的航空航天专业院系,开展了多年的教学实践,具有丰富的经验。论文旨在通过材料的梳理,了解国外航空航天专业人才培养模式,对国际一流大学航空航天类专业设置、课程安排、学生培养特点等方面进行研究,从中总结经验,为国内航空航天类专业教学教改提供参考。

一、国外著名航空航天院系

(一)美国著名航空航天院系

美国是世界上航空航天类研究最发达、人才培养最成功的国家,其人才培养主要依赖其国内的大学。比较有代表性的有麻省理工学院和斯坦福大学。

麻省理工学院航空航天类教学与科研由航空航天系负责,下设三个部门,分别是信息部、航空系统部、飞行器技术部。信息部分主要研究航天系统有关的信息获取、处理、传输技术,如卫星通信、高空侦察、空中通信、集成防御系统等,负责教授导航、制导、控制、通信、网络、实时软硬件系统等课程。航空系统部门主要研究航空航天高复杂性系统的设计、制造、操作方法,教授最优化方法、故障诊断、系统容错等课程,建有人机实验室、空间系统实验室、国际空运中心、操控台研究中心、复杂系统研究实验室等。飞行器技术部门负责计算方法、流体力学、推进技术、材料科学、结构技术等的研究和教学,建有宇航计算设计实验室、空气涡轮实验室、宇航微小结构协会、空间推进实验室、先进材料和结构技术实验室等。

斯坦福大学航空航天系隶属于工学院,承担航空专业的教学科研任务。该系的研究领域包括空气弹性变形及流体仿真、飞行器设计与控制、应用航空动力学、空气声学计算、流体动力学计算、动态系统计算、机器人控制、复杂材料与结构、湍流模拟、推进、高超声速流体、导航、控制系统辨识与优化、卫星工程、湍流与燃烧等。

(二)俄罗斯著名航空航天院系

俄罗斯也是航空航天强国,开设航空航天专业的主要学院有莫斯科国立航空学院、西伯利亚国立航空航天大学。莫斯科国立航空学院建于1930年,拥有12个学院,56个系,128个实验室,3个设计局,几个计算机中心,一个实验工厂,一套运动航空训练设施,一个莫斯科附近的飞机场,两个科研机构(应用力学和电气力学,低温研究)。该学院通常以数字编号代替学院名称,从一院到十二院分别为航空工程院、发动机院、控制系统院、信息与电力院、无线电电子学院、经济与管理院、航空航天院、机器人与智能系统院、应用数学和物理院、应用力学院、人文科学院、预科院。西伯利亚国立航空航天大学拥有空间研究及高技术学院和航天技术学院,设置了飞机制造系、航空发动机与能源装备系、飞行器管理系统系、航空导弹技术系、飞行器无线电技术系统系。

(三)欧洲著名航空航天院系

英国帝国理工学院在其工学院设置了航空系,主要负责飞机设计制造方面的研究与人才培养,包括航空动力学与航空结构学两个研究方向。航空动力学方向包含流体基础、航空飞行器设计、控制、生物医学、环境与工业关系等方面的研究。航空结构学方向包括计算力学、冲击与损伤、复合材料等方面的研究。

法国国家高等航天航空学院已经有90多年的历史,它位于欧洲航天业发展的中心地带,致力于培养顶尖的技术工程师,在研制协和式客机的工程师当中,有许多就是从法国高等航天航空学院毕业的。学院下设5个系和一个研究中心,分别是空气动力学、能源、推进系、结构与材料力学系、光电子与信号系、语言文化艺术系、航空宇航中心。

二、国外著名航空航天院系专业设置与课程体系

(一)学位与专业设置

国外著名航空航天院系多数是本科四年,研究生二年,英国有本科3年,研究生1年。俄罗斯不同,如莫斯科国立航空学院预科1年、本科4年、硕士2年、博士3年。在学位设置上,各个院校有所不同,归纳起来,主要有工学学士、航空航天工程学士、航空工学学士、航空航天工学学士、航空工程理科硕士、航空航天工程学士、航空与宇航工程学士、航空学理科硕士、航空与航天学理科硕士、机械与航天工程理科硕士。

(二)国外著名航空航天院系课程体系

麻省理工学院(MIT)航空与航天专业是美国同领域中最有名的专业,其人才培养理念和课程设置世界闻名。MIT航空与航天系设有两个本科专业方向:航空与航天科学工程专业和航空与航天信息科学工程专业,两个方向的课程设置都建立在航空航天基础(核心)课程上,下面分别以A和B代指这两个专业。课程主要包括全校统一要求课程和系课程构成。全校统一要求课程包括基础科学课程(6门)、人文、艺术、社会科学课程(8门)、科学与技术限选课程(2门)、实验课程(1门);系课程包括系核心必修课程、专业课程、试验与进展课程,其中系核心必修课程包括一体化工程I、II、III、IV,计算机和工程问题求解引论,自动控制原理、动力学、随机系统分析、微分方程;专业课程中专业A包括空气动力学、结构力学、推进系统引论、航天工程中的计算方法,专业B包括航天系统的评估与控制、数字系统实验室介绍、实时系统与软件、交互系统工程、人为因素工程、自主决策原理;试验与进展课程包括飞行器工程、空间系统工程、试验项目I、试验项目II、飞行器进展、空间系统进展I、空间系统进展II。

(三)学时学分要求

1.学分组成。课程学分组成考虑教学环节,如MIT飞行动力学课程,总学分12分,构成包括课堂3分、实验1分、预习和复习8分。另外还有无学分课程,课程必修但无学分,如普林斯顿没有学分制、强调上课门数,斯坦福大学基础课程要求5门航空航天基础课程,专业课程4选3。英国大学一般不设立学分制,所有学生都按部就班完成规定课程的学习。

2.学分要求。美国大部分学校有明确的毕业学分数要求。如MIT航空航天工程系根据培养计划设课程学分,又分成4类,分别是核心课(core)108、专业领域课(professio-

nal area)48、实验和综合应用(experiment and Capstone)30、非限制性选修课(unrestrictived elective)48,总学分大于234学分。但是在学分数量并不统一,差异很悬殊,如密歇根128学分、MIT大于234学分、宾州州立132学分。航空航天专业必修课比例很高,有的高达90%以上,如斯坦福、佐治亚理工、普渡。另外还有只要求课程而不要求学分的,如普林斯顿毕业要求共36门课。

3.学时要求。有些大学要求学时达到一定数量,如悉尼大学本科至少192学时,研究生核心课程和选修课程,至少144学时。斯坦福大学研究生基础课程设置门数要求,其他按学时要求,数学(6个学时)、技术选修(12学时)、人文社科类选修(45学时)。

三、国外著名航空航天院系专业培养特色

归纳起来,国外著名航空航天院系在专业培养上具有如下特色。一是国外著名大学航空航天专业设置宽、窄各有特色。美英等专业设置以宽口径、大类培养为主,基本不针对特定航空航天器划分专业,学生专业方向只是体现在个别课程的选择上。俄罗斯、乌克兰等的专业划分细而精,如莫斯科国立航空学院几乎整个大学的院系专业就代表了航空航天器的各个不同部分,专业面向具体而明确。二是国外著名大学航空航天专业课程体系具有少而精且多样化特色。美英等课程每学期课程数量相对较少,但课业工作量不少。学生毕业所需学时学分也不少。美英等航空航天专业的课程必修多、选修少,完全学分制的作用并不明显,反映了航空航天专业的特殊性。课程学习课内外并重,还有较多实践环节、交流讨论、项目设计等。课程的环节丰富多样(如剑桥)。教授授课。三是注重通识教育与专业教育的结合。在通识教育上,在课程设置中有重视科技写作、科研道德规范、表达与交流、团队协作、人文素质培养和工程师就业指导。在专业教育上,强化多样化实践环节、注重专题课程和生产实习。四是注重综合素质和个性化培养。例如南安普敦大学设置有工程管理与相关法律的必修与选修课程,让学生学习在工程实践中如何领导团队、进行项目管理与风险评估、做出决策以及熟悉与之相关的法律知识。还会从工业部门请来客座教师来协助授课,并安排有相应的实践环节。针对个性化培养需求,在课程设置上具有较大的选择基数。

四、总结

航空航天类本科人才是高层次航空航天类人才的基础,是航空航天类研究生人才的后备军。论文主要对国际一流大学航空航天类专业学位与专业设置、课程体系、学时学分要求点等方面进行了梳理,总结了人才培养特色,为国内航空航天类专业建设和教学教改提供参考。

参考文献:

[1]田正雨,李桦.麻省理工学院航空航天类本科生课程体系分析[J].高等教育研究学报,2010(1).

篇2

中国航天事业的蓬勃发展也给我们的高考命题提供了很好的素材。2008年发射"神舟七号",航天员出舱在太空行走;2011年8月,"嫦娥二号"成功进入了绕"拉格朗日点"的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家;"神州八号"飞船与"天宫一号"目标飞行器成功实施了首次交会对接等,都给了我们非常生动的情境。下面我就从航天技术的发展历程、载人航天工程七大系统等方面来研究航空航天中的物理问题,具体如下:

一、航空航天技术的发展

人类很早就有了航天的思想,我国古代流传的"嫦娥奔月"、"吴刚砍桂"等传说故事,就是对人类航天理想的生动描绘之一。当然,人类真正实现这种理想是到19世纪末才开始起步的.从那时起,相继涌现出俄国的齐奥尔科夫斯基,美国的戈达德和德国的奥伯特等富于探索精神的航天先驱者。俄国的奥尔科夫斯基最早从理论上证明用多级火箭可克服地球的引力而进入太空,建立了表征多级火箭理想速度的著名的齐奥尔科夫斯基公式。而且他肯定了液体发动机是航天飞行器最适宜的动力装置。美国的戈达德是液体火箭的创始人。他曾指出,要克服地球引力,火箭必须具有每秒79公里的速度。他在1921年开始研制液体火箭发动机,1926年3月16日,他研制的液体火箭飞行成功。德国的奥伯特也是最早的火箭和航天的理论家和实践者。1923年奥伯特论述了火箭飞行的数学理论,并对火箭结构和星际飞行提出了许多新观念。到了1942年10月3日,德国太空协会的青年专家布劳恩领导的航天研究小组,经过艰苦的探索,在总结历次失败教训的基础上,终于发明了再生冷却式燃烧室和燃气舵等新技术。采用这些新技术,终于获得弹道导弹(V-2)的发射成功[1]。从而在工程上实现了航天先驱者的技术思想,取得向地球引力挑战的胜利,并对后来大型火箭的发展起到了继往开来的重大作用。堪称是人类航天发展史上的一个里程碑。

第二次世界大战后,前苏联和美、法、日、加拿大、澳大利亚等国家,都先后发射了探空火箭,创造出发射393公里高度的纪录,获得了许多高层空间的宝贵资料,为发展航天奠定了科学基础。经过10多年的艰苦探索之后,于1957年10月4日,前苏联把世界上第一颗人造地球卫星送入大气层外的运行轨道,开创了人类航天史的新纪元。以后,美、英、法、日和中国、印度等国均成功地发射了人造卫星。自60年代中期开始,卫星的发展便从探索试验转入实用阶段。如今,人类发射的侦察、预警、通信导航、天文气象、海洋监视、测地探矿等应用卫星巳超过2500颗,它们在经济、军事和科研中发挥了非常大的作用。

随着航天技术的发展,人类不断刷新航天纪录.创造出一个个惊人的奇迹。诸如:1961年4月12日开辟了载人航天的成功之路;从1959年开始又开创了对月球的探测和人类登月考察的新篇章;自70年代起,人类对太阳系中的行星先后进行了探测,前苏联和美国并相继在空间建立了航天站;80年代初又发明了能重复使用的航天飞机等等。这些令人鼓舞的成就,对航天技术及其它科学领域的发展都具有深远的历史意义。

二、物理在航空航天中的应用

(一)火箭推进原理

所有航天器的发射都依靠火箭技术,而火箭的飞行是遵循着质点系动量定理和动量守恒的。竖立在发射架上的火箭本身带有燃料和氧化剂,火箭在发射前总动量为零,当点火燃烧后,高温高压的气体不断从火箭尾部的喷管往后喷出,从而使火箭获得向上的巨大推力,克服自身的重力,向太空冲去。下面我们看一下火箭所受的推力大小和火箭的运动速度。

(二)火箭的速度

火箭是依靠连续不断的喷出大量质量m极小的燃料气体才得到连续平稳的加速上行。为了进一步说明火箭在这一过程中获得的速度,先不考虑地球的重力作用,将质量为M的火箭中的燃料燃烧后喷出的燃料气体看成质量为m(远小于M)、相对火箭速度为u的细小弹丸,由于火箭不受任何外力,因此火箭系统总动量守恒,当弹丸以速度u向后喷出,火箭就获得与弹丸等量而方向向前的动量,由于燃料不断燃烧,火箭体的质量就不断减小,因而火箭是一个变质量体系,我们用动量守恒来计算火箭最后得到的速度。

(三)多级火箭

从以上的分析可知,要想航天器上天,至少要获得7.9km/s 的速度,而要到达其他行星或是其他星系,则需要更大的速度。要想火箭得到大的速度,就必须增大燃料气体的喷射速度u和增大质量比M/Me。我们先看燃料气体的喷射速度,它受到诸多因素的影响,一种液态的常规燃料是偏二甲肼( H-N-N-CH3)加四氧化二氮(N2O4),燃料后气体的速度u接近2km/s,另一种非常规的燃料(如液氢加液氧)做推进剂,其喷射速度可达4km/s。同时由于火箭上所装载的仪器设备等的影响质量比M/Me 也有所限制,大约在10到20之间[2]。在这样的条件下,我们可以对一级火箭所能达到的末速度做一估计,其速度必须达到10.8(km/s)这并不是火箭真正能达到的速度,必须考虑地球引力和空气阻力的影响等,所以最终的单级火箭的速度只可能达到7km/s左右,小于第一宇宙速度7.9km/s,无法将航天器送上天。

实际的火箭通常为多级火箭,是用多个单级火箭经串联、并联或串并联(即捆绑式)组合而成的一个飞行整体。

三、载人航天工程七大系统

(一)航天员系统

载人航天首先要有航天员及其上天飞行的保障设施。这是一个航天员为中心的医学和工程相结合的复杂系统。它涉及航天生命科学和航天医学等领域,包括航天员的选拔训练、航天员的医学监督保障、 航天员的一样食品、航天员飞行训练模拟等分系统。

(二)载人飞船系统

飞船是载人航天的核心部分,它为航天员和有效载荷提供必要的生活和工作条件,保证航天员进行有效空间实验和出舱活动,并安全返还地面。

(三)运载火箭系统

运载火箭是把载人飞船安全可靠送入预定轨道的运载工具。包括箭体结构、动力装置等10个分系统,特别是增加了载人所需的故障监测分系统和逃逸救生分系统。

(四)飞船应用系统

载人航天工程最终是为了应用,创造效益,因此飞船应用系统是备受关注的部分。它利用载人飞船的空间试验支持能力,开展对地观测、环境监测、生命科学、材料科学、流体科学等试验,安装有多项任务上百种有效载荷应用设备。

(五)测控通讯系统

当运载火箭发射和载人飞船上天飞行以及返回时,需要靠测控系统通信系统保持天地之间的经常联系,完成飞船遥测参数和电视图像的接受处理,对飞船运行和轨道舱留轨工作的测控管理,这个测控通信系统由北京航天指挥控制中心、陆上地面测控站和海上远望号远洋航天测量船队组成、执行飞船轨道测量、遥控、遥测、火箭安全控制,航天员逃逸控制等任务[3]。

(六)发射场系统

神舟号飞船的发射场选在酒泉卫星发射中心,发射场系统由技术区、发射区、试验指挥区、首区测量和航天员区组成,形成火箭、飞船、航天员从测试到发射以及上升段、返回段测量的一套完整体系。

(七)着陆场系统

载人航天这路着陆场系统包括主、副着陆场,陆上应急援救、海上应急援救、通信测量、航天员医保等部分。

四、结束语

篇3

关键词:中美贸易顺差;高技术产品;形成原因;调整对策

20世纪90年代初,随着美国“新经济”的出现,美国与世界其他国家或地区间的高技术产品贸易迅速发展。作为世界“新经济”的发源地,美国毫无疑问成为世界第一科技强国,科技创新能力和生产能力都超过其他国家。然而,自21世纪初以来,美国对中国的高技术产品贸易却呈现日益扩大的贸易逆差,其形成的真正原因以及如何对其进行调整,需要我们做进一步深入研究。

一、中美高技术产品贸易差额的现状

目前,中美两国商务部均已开始统计双边高技术产品贸易,但相比之下,美国商务部的统计时间较早,数据较为充分。根据美国商务部的划分方法,高技术产品主要分为10类:生物技术、生命科学、光电技术、信息与通讯、电子产品、柔性制造品、高新材料、航空航天技术、武器和核技术。

从2002—2008年中美高技术产品贸易差额的数据看,它主要有三个特征:第一,中美高技术产品贸易顺差的核心是中美信息与通讯贸易顺差。2002—2008年中美信息与通讯产品贸易顺差保持着年均100亿美元左右的增长速度,七年累计总额高达3414.48亿美元,在中美两国10类高技术产品贸易顺差总额中的比重高达109.64%。第二,中美两国间部分高技术产品贸易正从顺差转为逆差。自2007年以来,中国对美国的生物技术、高新材料与核技术贸易正逐步从贸易顺差逆转为贸易逆差,而且2008年这三类商品的中美贸易逆差正日益扩大。第三,虽然部分关键高技术产品双边贸易仍表现为中国对美国的贸易逆差,但其中有部分产品的贸易逆差额在缩小。

从2002—2008年中美高技术产品贸易差额的结构看,并非所有类别的高技术产品都呈现中国对美国的贸易顺差,如在生命科学、电子产品、柔性制造品和航空航天技术等产品上,中国始终对美国呈持续贸易逆差,七年的贸易逆差总额分别达到18.12亿美元、179.19亿美元、42.53亿美元和292.99亿美元,只是因为中国对美国信息与通讯贸易顺差数额过大,才使中美高技术产品贸易整体表现为顺差。需要指出的是,从2008年开始,中国对美国的生命科学、柔性制造品和航空航天技术贸易逆差正呈日趋缩小的趋势,相比2007年同期分别减少了0.07亿美元、3.83亿美元和19.68亿美元。

二、中美高技术产品贸易顺差的形成原因

中美高技术产品贸易顺差是由多因素导致的,因此需要对表现出不同变化趋势的双边高技术产品贸易差额做出解释,才能真正阐释中美高技术产品贸易顺差的形成原因,本文认为可以从三个方面解释其成因。

1、外资对中国信息与通讯行业的产业转移。中美高技术产品贸易顺差的核心是中美信息与通讯产品贸易顺差,要探讨中美高技术产品贸易顺差的形成原因,首先要解释中美信息与通讯产品贸易顺差为什么会持续扩大。20世纪90年代初,在信息与通讯技术革命的推动下,美国率先步入“新经济”时代。进入21世纪,随着东亚各主要国家或地区对美国信息与通讯领域创新技术的模仿,世界信息与通讯领域的市场竞争日益激烈,美国也因此开始调整其高技术产业发展的重心。

首先,美国在继续鼓励国内信息与通讯产品研发和创新的基础上,逐步将处于衰退期的信息与通讯产业的核心制造与加工装配环节让渡给其他国家或地区进行,建立起信息与通讯产品的全球生产网络。目前,美国将信息与通讯产品的零部件制造环节主要是让渡给东亚的日本、韩国、中国台湾地区及东盟进行,而将信息与通讯产业的加工生产工序,与东亚的这些国家或地区一起,通过外商直接投资的方式转移到劳动力成本较低的中国。这使得以外资在华企业加工类产品出口为特征的对美出口不断增多,中美信息与通讯贸易中也因此出现了明显的“外资引致中美加工贸易顺差”的特征。

其次,美国开始将国内政策支持的重点转向新兴高技术产业。如生物技术、生命科学、电子产品、柔性制造品、高新材料等新兴产业。通过将资本、人力资源、税收优惠向这些新兴产业的倾斜,鼓励其产品研发及参与国际市场竞争,以始终保持其对其他国家或地区的技术优势,2008年美国在生物技术、生命科学、电子产品、柔性制造品、高新材料、航空航天技术、核技术等产品上能够保持对中国的贸易顺差,与此有一定关联。因此,综合这两方面因素,可以认为包括美资企业在内的外资企业对中国的信息与通讯产品加工生产工序的产业转移,是导致中美高技术产品贸易顺差的最主要原因。

2、美国对中国的技术出口管制。目前,国内外学术界更多地是从“重商主义”的角度解释中美高技术产品贸易顺差的形成原因,有两种截然不同的观点:其一,美国部分学者认为中国实施的出口鼓励和限制美国对华出口政策,导致中美高技术产品贸易顺差;其二,部分中国学者和国外机构认为美国对华技术出口管制是造成中美高技术贸易顺差的主要原因。沈国兵(2006)认为1989年后美国对华实施的贸易制裁和技术禁运,加强了对华高技术产品出口管制,致使中国从美国高技术产品进口被扭曲,使美国对中国高技术产品贸易出现逆差。中美经济安全委员会(USCC)认为,中美贸易引发了战略技术利害关系,中国是美国先进技术产品的最大供给商,究其原因可归咎于美国对华高技术产品出口管制政策。杜莉(2006)则明确提出,由于美国始终对中国怀有,“戒心”,因此一直限制涉及到安全问题的高技术产品出口,在诸如核电站、卫星、超大型计算机和数控机床等许多产品的对华出口上实施严格限制,使中国在高技术产品进口上出现了“愿买者无可买”的现象。

从中美两国10类高技术产品贸易顺差的趋势看。美国对华技术出口管制可以解释中美部分高技术产品,如光电技术、武器与核技术贸易顺差的形成原因。但是,“中国实施出口鼓励和限制美国对华出口导致中美高技术产品贸易顺差”的观点却难以成立。2004-2007年中国在对美国出现贸易顺差的同时,却对日本、韩国、东盟和中国台湾地区出现了巨额贸易逆差。这充分说明中国对外并没有实施奖出限入的重商主义贸易政策,否则在出现中美贸易顺差时,必然会出现中国对这些国家和地区的贸易顺差。

目前,“美国对华技术出口管制”论的解释力度正不断减弱。美国在决定对外是否实行出口管制政策时一般基于四个原则:一是否涉及敏感技术和武器出口而危及美国国家安全,二是否影响美国国家战略目标和外部政策目标,三是否影响到美国经济利益,四是否允许美国对其先进技术出口进行终端使用情况检查。从这些原则看,由于光电技术、武器与核技术等关键高技术可能在军事领域广泛运用,美国必然会对其出口实行严格限制,导致美国在这些产品上对中国呈贸易逆差。然而,在与军事领域也有密切关联的航空航天技术与柔性制成品上,美国对中国却始终保持贸易顺差,这是美国对华技术出口管制论难以解释的。

3、中国国内技术创新水平的提升。2008年中美两国10类高技术产品贸易最突出的变化表现为中国对美国的生命科学、柔性制造品和航空航天技术贸易逆差在不断缩小,这间接地加快了中美高技术产品贸易顺差的扩大速度,这很可能是近年来中国在这些领域自主创新水平的提升导致的。

21世纪初以来,随着中国加入世界贸易组织,政府对知识产权保护和自主技术创新的日益重视,中国国内科技研发水平日益提升,尤其是在航空航天技术创新能力迅速提高的带动下,中国在上述几类高技术产品上的对美进口日益减少,一定程度上加快了中美高技术产品贸易顺差的扩大。

三、调整中美高技术产品贸易顺差的可行措施

随着中美高技术产品贸易顺差的扩大,贸易各方间实际形成了一种“互利”、但非“共赢”的利益分配格局。贸易各方利益分配不均的现实客观存在,尤其是在美国主导的全球高技术产品生产网络中,中国主要从事的是低附加值的加工装配、贴牌定制等劳动密集型工序,这些工序相比美国从事的研发工序及东亚主要国家或地区从事的核心制成品生产工序,进入门槛低、替代性强、基本处于或接近处于完全竞争状态,因而常常只能获得较低的附加收益。如果这种利益分配不均一直持续,将可能拉大各主要国家或地区的贸易及经济发展差距,不利于中国在国际经济格局中地位的保持或提升。因此,需要对中美高技术产品贸易顺差进行适当调整,以实现贸易各方的真正“互利共赢”。

1、完善外资政策,强化对高技术产业外资流入的政策性引导。中美高技术产品贸易顺差的核心是信息与通讯产品贸易顺差,而其主要来源是包括美资企业在内的外资在华企业。因此,当前要调整中美信息与通讯产品贸易顺差,就需要对外资在华直接投资方向做出调整。

目前,FDI在中国信息与通讯领域的投资主要集中在高技术产品加工生产企业,加工贸易仍然是中国对美信息与通讯贸易的主要方式。这种贸易方式不仅使中国获利较低,而且全部最终产品的出口均被计人中国对美出口。因此,中国政府需要对高技术产业中的外资流入结构进行政策性引导,逐步减少对信息与通讯产业加工类外资流入的“超国民待遇”,将优惠政策集中于其他新兴高技术产业,尤其是具有自主研发和技术创新能力产业的引资上,降低外商对华信息与通讯加工制造业投资对中美贸易顺差的“引致扩大效应”,增加其他新兴高技术产业的引资额,提高其技术创新能力和对外贸易竞争力。

2、改善中美政治关系,游说美国政府及国内利益集团。中美政治关系是否改善是决定中美经贸关系好坏的重要基石。当前调整中美高技术产品贸易顺差的可行途径之一是逐步减轻美国对华技术出口管制。因此,当前中国政府应做的重要工作之一,就是要想方设法改善中美政治关系,通过游说美国国内的部分利益集团,由其作为中国的“代言人”,游说美国政府将中国视为“正常的”贸易伙伴,取消对华实施或即将实施的技术出口管制。

3、继续扩大内需,弥补美国进口需求的下降。在国际金融危机爆发的背景下,如何应对美国对中国进口需求的下降是中国外贸政策需要解决的主要问题之一。中国不仅要想方设法维持对美高技术产品出口的持续扩大,而且应继续坚定不移地推行扩大国内有效需求的政策,变国内过剩储蓄为国内消费,变对美高技术产品出口为国内销售。从而有效弥补美国国内进口需求下降给中国出口带来的“缺口”,使包括外资在华企业在内的中国国内企业的销售实现可持续增长。

篇4

中图分类号:G643 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)03(b)-0000-00

1、引言

高等教育承担者人才培养、科学研究、社会服务和文化传承四大任务,其中,人才培养是核心。本科生教育是高等教育的基石,在整个高等教育体系中具有举足轻重的地位,世界一流大学无不高度重视本科教育。自1999年高校学校实施扩招以来,我国本科生招生一直维持庞大规模,2011年,全国高校院校招收本科生349万人。庞大的招生规模,使得本科生培养质量受到严峻挑战,尤其是作为本科生培养质量和教育教学改革效果重要衡量标准的创新能力和实践能力,存在严重缺失。2011年4月,总书记在清华大学建校100周年大会上指出,高等学校要创新教育教学方法,强化实践教学环节,形成人才培养新优势[1]。

近年来,国内高校积极借鉴国外大学本科生创新实践能力培养经验,努力探索适合我国高等教育实际的政策措施,其中,建立本科生创新实践基地是重要的方式。国外的剑桥大学、麻省理工学院、普度大学、波士顿大学等很早就已积极探索本科生创新实践活动组织形式,开设了形形的本科生创新实践项目,以航空航天专业为例,普度大学组织本科生开展了固液探空火箭和小型云在火箭的设计、加工制造和发射等全流程活动,波士顿大学本科生创新实践活动包括了探空火箭、纳星、临近空间浮空飞行器等诸多项目。据不完全统计,全世界目前有近100所大学在开展纳星研究,有50余所大学组织开展以高空气球为工具的临近空间探测等研究,其中,绝大多数项目都有本科生,甚至是高中毕业后即将入学的本科生发挥着重要作用。国内的浙江大学、华中科技大学、国防科技大学、西北工业大学、南京航空航天大学等国内重点高校相继建立了本科生创新实践基地[2~6],本科生创新能力、实践能力培养取得一定成绩,同时,创新实践基地建设也暴露出一些问题,如运动管理效率较低、创新实践项目设置不合理、创新文化氛围不足、师资队伍薄弱等[7]。

本论文结合国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地建设实践,对航天学科本科生创新实践基地建设问题进行分析研究,研究成果对于加强本科生创新实践基地建设和运行管理,促进本科生创新实践活动高效蓬勃发展,推动本科生创新实践能力提升,加快本科生整体培养质量跃升,具有重要的现实意义。

2、建设航天学科本科生创新实践基地的必要性

2000年以来,随着国家政策调整,航空航天事业地位日益突出,除传统航空航天院校外,高等院校尤其是工科院校,如清华大学、上海交通大学、西安交通大学、大连理工大学等纷纷设立航空航天专业,空天学科本科生招生规模日益扩大。对于航空航天这样的尖端科学技术,通过建设创新实践基地,鼓励本科生从事丰富多彩的创新实践项目,对于增强本科生专业认同感,激发创新激情,培养创新能力、实践能力和协同攻关能力等尤为重要。

2.1是强化本科生认同感、激发学习热情的需要

本科教育是高等教育的第一个阶段,刚刚结束高中阶段学习的本科生,对于高等学校专业的含义理解和认知程度十分有限,对所学专业未来应用领域和应用前景的认识更是少之又少,加上就业压力大等各种因素影响,导致很多航天专业本科生专业认同感缺失,缺乏学习兴趣,更谈不上学习激情,严重影响本科生培养质量,尤其是相对研究生阶段学习,本科阶段是夯实基础理论和学习能力的关键时期,薄弱的本科基础,会严重影响学生未来研究生阶段的学习,进而制约未来的发展。

建设本科生创新实践基地,使本科生在课程学习的同时,有机会参与卫星、运载火箭、无人机、高空科学气球等与所学专业有密切联系的创新实践活动,近距离接触与所学专业密切相关的科研项目和工程项目,可使本科生充分理解航天学科的应用方向和应用领域,认识所学专业的重大战略意义,了解所学专业的前沿发展动态,从而大大增强学生的专业认同感,加深专业认知度,激发浓厚的学习热情[8],打牢专业基础。

2.2是培养本科生创新能力与实践能力的需要

创新能力和实践能力培养历来受到国外高等学校高度重视,通过本科阶段学习培养良好的创新能力和实践能力,是本科生在研究生阶段可出高水平研究成果、走上工作岗位可堪大任的关键。受传统教育模式和教育观念影响,现阶段我国本科生教育对引导学生创新意识,鼓励学生参与创新实践活动,激发学生创新思维,培养学生创新能力和实践能力的关注仍十分不足,造成本科生创新能力和实践能力严重缺乏。在航空航天专业,很多本科毕业生毕业之时,尚未见过真实的飞行器,对飞行器组成和功能的理解仅局限于课堂上所讲的通用的动力、结构、控制等几部分,对更加具体的分系统和部件的认知十分匮乏。

建设本科生创新实践基地,设置丰富多彩的创新实践项目,为学生从事创新实践活动提供良好条件,使本科生充分利用所学知识,设计新概念飞行器,参与诸如无人机等飞行器从方案论证、方案设计、加工制造至发射试验的全寿命周期活动,可大大激发学生的创新热情,激发学生的创新思维,培养实践动手能力,从而大大提升创新能力和实践能力。

2.3是培养本科生团队协作精神和协同攻关能力的需要

人类科技史表明,绝大多数成功的科学家都具有良好的团队协作精神[9]。大力协同、合力攻关的团队协作精神,也是 “两弹一星”、载人航天等国家重大项目研究历程中凝练出来的宝贵财富。尤其是航天科技这样的尖端科研领域,涉及面极广,参与人员多,更是需要团结写作的攻关模式。以载人航天工程为例,包括运载火箭系统、载人飞船系统、航天员系统、发射场系统、测控系统、着陆场系统等大系统组成,每个系统又包括若干子系统。这样复杂的工程没有大力协同、联合攻关的团队协作意识和组织模式是根本无法完成的。由于传统本科教育模式中,学生绝大部分时间都用于课堂学习,最多在相关课程实验或实验课程中会有些许的写作开展实验项目的机会,造成本科生团队协作精神和协同攻关能力难以得到很好培养。

建设本科生创新实践基地,围绕设置的模拟工程实际的飞行器设计项目,众多本科生进行角色分工,共同完成一个实践项目,集智创新,合力攻关,对于培养学生的退队协作精神和集体荣誉感,提高协同攻关能力无疑具有重要作用。

3、航天学科高水平本科生创新实践基地建设的启示

高水平的本科生创新实践基地,对于提高本科生的创新能力和实践能力,培养团队协作精神,培育创新思维,具有重要推动作用,而低质量的创新实践基地,虽然浪费了大量人力物力,却难以在提高本科生培养质量方面发挥作用。作者所在的国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地,坚持以创新实践项目合理设置为核心,以高水平导师队伍配备为关键,以浓郁的创新氛围营造为牵引,以健全规范的运行机制为保障,多年来,在推动提升航天专业本科生培养质量方面起到了重要作用,成为学院本科生创新实践基地的典范。结合无人飞行器本科生创新实践基地多年建设的实践,我们认为,建设高水平的航天学科本科生创新实践基地,必须做好以下几个方面工作。

3.1努力设置高水平的创新实践项目

实践项目设置是创新实践基地工作的核心,创新实践基地的全部活动实际上都是围绕实践项目开展的,实践项目设置的水平直接关系到创新实践活动的效果,关系到基地的运行效果。本科生创新实践基地实践项目设置要充分考虑本科阶段重在夯实专业基础的学习特点,注重蕴含对所学专业知识的运用,充分体现学研结合;注重从多角度锻炼学生的实践动手能力,减少低水平的、粗放的所谓动手能力培养;注重鼓励学生参加创新实践项目的积极性和主动性,尽量减少项目设置限制,让学生可以大胆尝试新概念、新想法;注重实践项目要根据航天技术前沿发展动态不断更新,避免一个实践项目连续使用多年。近几年来,随着无人飞行系统的发展,无人飞行器本科生创新实践基地的实践项目也实现了不断更新,从常规无人机到太阳能无人机,从常规零压气球到长航时超压气球,从常规飞艇到平流层飞艇,实践项目设置紧跟无人系统发展的前沿,实现了持续更新,起到了良好效果。

3.2打造指导能力强的导师队伍

高水平的导师队伍是建好创新实践基地的关键[10]。导师不仅是创新实践项目的设置者,而且直接指导学生参与创新实践活动的全过程。创新实践基地导师队伍,既要保证有一定比例的有多年本科生培养经验的老教授、老专家,又要大力吸纳年轻的、时间充裕、思维活跃的青年教师,还可以适当引入航天工业部门的工程技术人员到创新时间基地兼职。创新基地导师队伍建设可与本科生全程导师制度有机结合,选取在全程导师制中表现突出的导师进入创新实践基地工作。多年来,无人飞行器创新实践基地凝聚了大批年轻的具有博士学位的教师和博士后,吸纳了兵器工业集团附属工厂的工程技术人员,引进了部分具有海外留学经历的青年教师,他们工作热情高、工作时间充裕,创新实践能力强,在创新实践活动开展过程中和学生打成一团,亲自参与无人机设计、加工制造、野外飞行试验、试验结果分析等全部环节,确保了创新实践活动的效果。

3.3推动形成浓郁活泼的创新实践文化

文化作为一种软力量,其影响作用“于无形中见力量”。要采用灵活多样的方式方法,推动形成浓厚的创新实践文化氛围,使学生积极主动参与创新实践活动,勇于创新创造。经常举办各种创新实践活动宣传,让对创新实践活动感兴趣的、切实参与创新实践活动的学生做解说宣传,引导更多学生进入创新实践基地;在创新实践基地举办各种形式的新概念飞行器设计大赛等竞赛活动,设置专门的展区,展出历次竞赛获奖作品,激发学生的创新实践热情[11];可聘请美欧等航天学科创新创新实践活动组织效果突出的院校的负责人,到创新实践基地向学生介绍国外学生创新实践的情况;可安排专门资金,鼓励创新实践能力强的学生参与国际学生创新实践活动,比如参与国际高校大学卫星计划,参与德国、瑞典等联合发起的欧洲学生探空火箭和科学气球创新实践活动等。我校无人飞行器本科生创新实践基地,每年定期安排在创新实践活动中表现突出的本科生开办学术交流活动,宣传创新实践活动成果,交流创新实践活动经验,扩大创新实践基地影响;基地借助“航天科技文化周”等活动,举办各种形式的新概念无人机设计大赛,同时,积极派出学生参加“中航杯”、“挑战杯”等全国性学生作品竞赛活动。极大激发了学生在创新实践活动中力争上游的热情,取得了丰硕的创新实践活动成果,形成了竞争性创新实践文化。

3.4制定规范高效的运行管理机制

健全规范的运行管理机制是本科生创新实践基地高效有序运行、充分发挥作用的重要保障[12]。要设立专门的创新实践基地管理机构,安排专门的高水平管理人员,对基地运行秩序进行管理,尤其是要考虑本科生课程较多的实际,确保实践基地有足够的开放时间,使学生确实在课程之余能够进入基地开展实践活动;要努力发挥信息化手段在创新实践基地运行管理中的作用,依托互联网等手段,实现实践项目选择、实践项目交流、实践成果展示等网络化管理。

4、结束语

建设创新实践基地,是探索提高航天学科本科生培养质量的一种新模式。从国内外著名高校已有航天学科创新基地的运行效果来看,基地的确在促进航天人才培养质量方面发挥了重要作用,从国内航天学科本科教育存在的问题和社会对航天学科毕业生的需求来看,建设创新实践基地势在必行。创新实践基地的建设和运行是一项复杂的系统工程,本文结合作者所在的国防科技大学无人飞行器本科生创新实践基地建设和运行情况,对建设航天学科本科生创新实践基地的必要性进行了深入分析,对建好本科生创新实践基地的政策措施进行了系统总结,为国内航天学科本科生创新实践基地建设提供借鉴。

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一是校本研修是“基于学校和教师的发展”。校本研修是学校、教师在教育教学的实际工作中发现、思考和迫切需要解决的问题,也是教师在教育教学中遇到的最有意义的问题。当多媒体技术全面挑战传统课堂的时候,学校积极应对新形势的发展,开展“信息技术与学科整合”的校本研修;学校以《教育法》《教师法》《教师职业道德规范》等为主要内容,结合实际工作,要求教师对照自己的言行,开展“提高自身修养和责任意识”的校本研修;随着“终身学习”的观念深入人心,学校开展了“创建阅读型校园”的校本研修,旨在以此带动学生终身学习习惯的养成。同时,在新课程改革的大背景下,学校以教研组为单位,积极开展学科知识研修,以顺应课程改革的趋势。

二是校本研修是通过学校自行策划与实施的,即“通过学校和教师的发展”而有效推进的。学校大力支持校本研修活动,通过自行设计与策划安排,做到成系列、分阶段、有层次。例如,在“信息技术与学科整合”的研修活动中,信息技术教师利用课余时间对其他教师进行统一培训,已卓见成效;在“提高自身修养和责任意识”的研修活动中,以党总支和团委为核心,通过集中学习、观看视频材料、小组研讨等方式具体实施,并且积极通过心理课堂等渠道教育学生;学校政教处正与语文组、历史组联合开展国学教育活动,通过示范课、观摩课等方式唤起师生心中对圣贤哲思的温情与敬意。有诸如双语教学等学科问题,也在各教研组开展得如火如荼;加大硬件建设力度,为阅读型校园等活动提供保障。

三是校本研修的主要目的是“为了学校和教师的发展”。经过“信息技术与学科整合”的校本研修,教师们已经掌握了基本的软件操作技术,并与学科教学有效整合,充分发挥多媒体的优势,调动了学生的积极性、主动性,大大提高了课堂效率。“提高自身修养和责任意识”及各学科的研修活动,提高了教师的政治理论水平,增强了其事业心和责任感,使学校形成了一种忠于、勤于、乐于教育事业的优良师风。近两年来,学校涌现出了一大批优秀教师代表,如国家、省、市、区骨干教师55人,各级优秀班主任21人等。学科知识研修是一线教师教育教学能力提升的“加油站”,让教师们自觉地走向了学科教学的最前沿,使学校开设的校本课程上了一个新的台阶。

二、校本研修的实践探索

1.“航天励志”特色,课题引领发展

神舟飞船总设计师戚发轫院士在学校60周年校庆上的讲话燃起了师生心中的激情,开启了校本研修新的思路。学校物理组开展了“探索宇宙空间,继承航天梦想”的研修活动,并以校本课为载体让航天知识走进了课堂。在此活动的影响、推动下,学校先后有百余名学生考入北京航空航天大学、南京航空航天大学以及其他名校的航空航天专业。2016年5月,戚发轫院士在学校建校70周年校庆之际第四次重返母校,为全校师生及老校友做了长达三个小时的题为“航天技术与中国航天”的主题报告,以“热爱祖国、无私奉献、自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇于登攀”的“两弹一星”精神和“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的“载人航天”精神再次勉励师生。

学校分别聘请资深航天科普作家、中国宇航学会《太空探索》杂志社原社长兼主编田如森教授,国家青少年航天科普教育专家、全国青少年科技教育终身成就奖获得者金声老师,莅临学校参观指导,为全校师生作专场报告,展示人类航天成果与航天人的科技素养,开阔了学生的视野,点燃了学生们投身科技事业的热情。田教授还向学校馈赠了珍贵的航天种子,让航天育种项目走进了“金高生态园”,为学校的航天特色发展助力引航。学校抓住这样的机遇,申报了省级课题“航天励志在高中教育教学中的实践研究”,以课题促研修,以研修谋发展。

2.以课堂改革促校本研修

课堂教学改革是一切改革的基础,也是一切改革成败的关键。在全国大力开展教育教学改革的浪潮中,“请进来”“走出去”等各种培训方式被各个学校广泛应用,但此时的校本研修便具有其他形式无可比拟的优势。

现在,翻转课堂教学模式受到学校和教育工作者的高度关注。所谓“翻转课堂”,是指学生提前完成课堂知识的学习,而课堂变成了教师与学生之间和学生与学生之间互动的场所,包括答疑解惑、知识的运用等,从而达到更好的教育效果。学校教师们通过不断地践行翻转课堂,取得了良好的教学效果。

学校派教师到厦门等地学习关于翻转课堂、微课、慕课等相关教学模式,并投资修建了标准化录播教室等。有的教师在欣赏了很多微课后,虽然自我感觉良好,但实际操作起来完全可以用“抓狂”来形容。所以,在接下来的“翻转”路上可能会遇到很多困难,故应做好保障工作,加大对教师相关方面的培训力度,进一步调动学校校本研修及发展的动力。

三、校本研修的主要依托

校本研修的顺利开展必须以大批的骨干教师为依托,带动全校教师共同研修。

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中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2016)11-0001-04

测试技术课是工程类专业的主干专业基础课,对于学生的动手实践和试验探索能力培养具有非常重要的意义。该课程是一门综合性和实践性很强的课程,在教学过程中必须有效兼顾知识传授的广度和深度、试验探索的理论与实践两对矛盾[1]。通常在本科和研究生层次上都会开设相应的课程。

创新能力培养已成为研究生教育改革的基本问题,应将其贯穿于包括课程教学在内的研究生培养的各个环节[2]。研究生创新能力的培养不仅影响高等学校知识创新的水平, 也关系国家未来的整体创新能力[3]。近年来,随着航空宇航事业的迅猛发展和公众对航空宇航的认知提升,研究生学历已经成为从事航空宇航技术工作的基本条件,越来越多的学生跨专业进入航空宇航类专业的研究生行列。培养具有创新能力的航空宇航专业研究生对于提升我国航空宇航领域的技术实力和国际竞争力具有非常重要的意义。鉴于测试技术本身具有很强的实践性,因此有必要探索能激发研究生积极思维和主动参与、具有航空宇航特色的测试技术课程教学模式,使测试技术课程教学成为培养研究生创新和实践能力的重要环节。

关于本科阶段测试技术课的教学改革和实践,国内诸多学者进行了卓有成效的探索。针对机械工程与自动化及相关专业“测试技术”精品课程建设的需要,刘进志等从教学资源建设、师资队伍建设、教学内容革新、实践教学模式改革等方面进行了探索。王丰在“机械工程测试技术”课程体系优化、优质资源开发、教学技术改进、实验内容建设、工程素养和创新能力培养等方面进行了一系列改革与实践[4]。以培养学生综合应用能力为目标,李孟源等提出了强化测试技术实践教学的新思路,并在河南科技大学的教学过程中进行了实践[5]。贺德全对通信、电子信息、测控工程专业测试技术课“现代测试技术及应用”的教学改革进行了有益的探索,提出了课程改革的新思路[6]。王鹏等对应用电子技术、信息工程、测控技术与仪器等专业的测试技术课“自动测试系统”课程建设进行了探索,在教学队伍、教学内容、教学方法与教学手段、教材建设、教学管理和实践教学等方面开展了教学改革实践[7]。

不同于本科测试技术课程,研究生测试技术课更强调以创新和实践能力培养为核心的知识体系广度和试验探索实践。课程教学应充分借鉴国外顶尖高校的先进经验,强化前沿性、研讨性和实践性等教学环节,激发学生主动参与和积极思维的创新意识,为学生创新实践能力的培养提供充足的教学空间[8]。然而遗憾的是,如何对研究生测试技术课进行改革以适应创新实践能力的培养需求在国内还是空白,更遑论航空宇航这样具有鲜明专业特色的研究生测试技术课程的教学改革。

有鉴于此,本文以北京理工大学 “航空宇航测试与试验技术”课程为样本对航空宇航类专业研究生测试技术课程的教学改革进行了探索。在分析该课程的培养需求和教学目标基础上,本文提出了课程教学改革思路和详细的教学环节设置,总结了依托课程网站、科研课题和实验室设备进行课程教学改革的经验和实践效果,以期对国内高校航空宇航类专业及类似专业的研究生测试技术课教学改革有所启发。

一、培养需求分析

“航空宇航测试与试验技术”是北京理工大学宇航学院为航空宇航科学与技术专业开设的一门主干技术基础课,是学术型硕士研究生、全日制硕士专业学位研究生以及本科起点博士的专业必修课。课程课内计划学时为54学时,考核方式为平时考核与期末考试相结合的方式。其中,平时考核占70%,期末考试占30%。在测试技术、航天技术概论等课程学习的基础上,本课程旨在构建合理的课程知识体系,着力培养研究生在航空宇航领域的创新和实践能力,为培养肩负航空航天事业发展重任、理论与工程并重的高层次研究人才奠定必要的基础。

表1给出了近3年来课程的选课情况。需要说明的是:除表中明确列出的四个方向外,学术硕士生和本科起点博士生的研究方向还包括航空宇航制造及其自动化和振动与噪声控制两个方向,专业硕士生的研究方向还包括发射理论与技术、材料与结构力学和空气动力学三个方向。因人数较少,为简化需求分析,表中将这些方向统一归入其他项。从表1可以看出,本课程的选课研究生逐年阶梯式上升,课程的重要性和效果得到了研究生的广泛认可;选课研究生涵盖了北京理工大学航空宇航科学与技术专业的主要研究方向和三个不同层次的研究生。因此课程内容需要精心设计,以满足不同方向和不同层次研究生的学习需求。

与其他类型专业不同,航空宇航科学与技术是针对工程应用背景设置的专业。各研究方向的基础知识和应用领域涵盖很大的技术范畴,跨越机械、电子和信息等多个不同的领域,相应的测试需求也存在很大的差异。表2给出了主要研究方向的专业背景和测试需求。事实上,就本科层次而言,机械、电子信息、测控与仪器等不同专业类型的测试技术课程教学的侧重点和教学内容也存在很大的差别。本课程的教学目标需要充分考虑相关方向研究生在专业基础、应用背景和测试需求等方面的差异。

表2 主要研究方向专业背景及测试需求

鉴于航空宇航科学与技术专业具有专业涉及面宽、创新性强和测试需求明确等特点,本课程的教学目标定位在:(1)深化有关测试的基础知识和理论,介绍相关研究方向测试技术发展前沿,兼顾深度与广度、经典与现代两对矛盾,构建合理的课程知识体系,激发研究生的主动参与热情;(2)以测试系统设计和调试为手段,强化以知识应用为特征的实践能力培养;(3)以文献阅读和

探索研究为手段,通过体会和体验方式培养创新能力。

二、教学改革思路与措施

根据以上教学目标,本课程在北京理工大学精品课程建设项目的支持下,对“航空宇航测试与试验技术”课程的教学进行了改革,期望通过优化课程教学过程,适当压缩理论教学课堂授课内容,借助科研和实验室优势强化前沿性、研讨性和实践性教学环节,提升课程教学效果。

本课程的教学主要由理论教学、专题讨论、测试系统设计和自选试验四个环节组成。

根据教学计划,理论教学应着力于深化测试与试验的基础知识和理论以及介绍本专业测试的工程需求,主要包括测试基础理论及其应用和航空航天试验技术两个部分。具体内容为测试基础理论、数据采集与虚拟仪器技术、测试系统设计及评估、航空航天试验概述、航天测控系统、空间环境试验技术、飞行试验技术。其中,前三者主要着眼于深化测试与试验的基础知识和理论,后四者主要是帮助研究生了解其所在研究方向的测试需求。理论教学在实施过程中主要存在两个方面的问题。一方面,选修本课程的研究生的基础有较大的差异。在选修本课程的研究生中,部分是本校本专业的本科毕业生,选修过类似课程,对专业应用背景和测试需求已有一定的了解,但也有相当部分的研究生是跨专业的,对测试基础知识和理论了解较少,对专业应用背景和测试需求了解不多。另一方面,理论教学学时有限和不同方向的研究生兴趣差异也是需要考虑的问题。基于以上考虑,理论教学采用课堂讲授和课后自学相结合的方式进行。对理论性较强的、各研究方向有共同兴趣的内容采用课堂讲授;对其他内容,依托精品课程项目支持建设的课程网站开展教学,以自学为主,通过网上测验和答疑等方式帮助研究生检验和巩固学习效果。

专题讨论是兼具研讨性和前沿性特点的综合性重点教学环节,对构建研究生课程知识体系广度、提高创新意识以及体会创新过程具有重要的作用。根据研究生人数的不同,本环节占本课程的教学总学时的1/3―1/2。专题讨论要求研究生结合专业方向、课题组科研项目、参研课题或者个人感兴趣领域的测试需求进行调研,以近5年内发表的重要文献为主,完成专题报告,并在课堂上进行时长为20分钟的讲述以及现场质询。现场质询时,先由其他研究生根据自己的理解提出问题,教师补充提问和做最后的评价总结。原则上,专题报告必须有与测试相关的思考和分析,并应提交最终的电子文档。教师根据研究生的报告以及现场回答情况给出相应的评定成绩。研究生在他人报告的现场质询环节所提出的问题的质量将作为其成绩评定的重要组成部分。为便于研究生完成选题、搜集材料以及准备专题报告,教师会在课堂上结合自身的科研积累进行相应的专题报告,并给出选题方向和专题范例供研究生参考。

测试系统设计是针对实践能力培养的教学环节,目的在于强化测试系统设计能力,是在本科课程基础上对研究生知识应用能力的进一步深化。该环节分为两个阶段。一是教师在课堂上对若干个典型设计范例由浅入深地讲解,采用互动教学方式加深研究生对设计难点的理解。课堂教学时共选用3个设计范例。其中,第1个范例较简单,教师通过仔细讲解使研究生对设计流程有所了解;后面进行更接近工程实际的两个范例教学时,教师先给出设计题目,研究生若干人为一组讨论后推荐1人作为代表在黑板上写出设计结果,教师在课堂上组织学生对各组的设计结果进行充分讨论后给出参考答案和总结,以突出设计难点和其解决思路。二是在上述基础上,研究生自主选择设计题目,教师通过对研究生提交的设计作业存在的典型问题进行点评,有针对性地纠正存在的共性问题。

不同于本科测试技术课程的实验环节,自选试验环节属于研究性的试验项目,是兼具前沿性和实践性特点的综合性环节,也是研究生体验创新的重要途径。整个试验过程,研究生自主选题,自由组合,自行组织管理。试验没有确定的答案和结果,要求研究生若干人(一般4―6人)1组围绕课题组科研项目、参研课题、实验室特定设备和自己感兴趣的主题开展试验。自选试验中发现问题、分析问题和解决问题的过程即是研究生体验创新的过程。根据需要,学校可以适当资助研究生自行购置试验器材,搭建测试系统开展试验。教师通过选题讨论、疑难解答和报告评定等方式管理和控制试验进程和教学质量。

各教学环节与教学目标的关联如图1所示。由图1可以看出,改革后各教学环节更有利于强调知识广度和现代前沿的课程知识体系构建,并且设置的测试系统设计、专题讨论和自选试验三个环节大幅增加了前沿性、研讨性和实践性教学内容,有效加强了研究生创新能力和实践能力的培养,形成了鲜明的航空宇航教学特色。这具体体现在以下几个方面。

(1)通用与特色有机结合的教学内容、基础与前沿并重的教学思路是构建课程知识体系的保障。一方面,本课程的教学内容在强调通用测试技术的基础上更注重航空宇航特色,大多与专业应用背景有关,能够有效激发研究生的专业学习兴趣,并为研究生从事相关试验工作奠定基础。另一方面,理论教学安排注重夯实研究生的理论基础,专题讨论可使研究生了解先进测试技术的发展情况及其在航天领域的应用前景。

(2)高度参与互动的教学模式是创新能力培养的前提。创新意识是创新能力的基础,独特的互动教学模式有效激发了研究生的主动参与和积极思维的创新意识。本课程超过1/3的学时是围绕专题讨论展开的,课程要求研究生必须主动参与讨论,同时,教师要将提问情况作为考评标准之一。此外,试验环节也要求研究生相互协作,共同完成预定的试验项目。

(3)理论与应用紧密结合的教学方式是实践能力培养的基础。测试技术课程是一门以知识应用为导向的实践型课程。本课程设置的专题讨论、测试系统设计以及自选试验三个环节占整个课程学时的2/3以上,为研究生应用测试理论和基础知识的学习提供了充分发挥想象力和创造力的展示平台。

三、教学改革的成效

改革后的课程学时分配及考核情况如表3所示。借助于图2所示的具有良好互动性的课程网站,课程的理论教学学时被压缩到10学时。除了《测试基础理论》、《测试系统设计与评估》以及《航空航天试验概述》三章在课堂上讲授以外,其余的理论教学内容均被安排为自学。这种安排方式充分保证了其他三个教学环节(特别是专题讨论环节)的学时,为优化课程教学奠定了基础。

表4给出了近三年专题讨论选题的统计分析结果。需要说明的是:表中的“结合研究方向”是指研究生所选的题目能够结合本学科各研究方向的应用需求。“结合前沿”是指研究生所选的题目能够结合测试技术的发展前沿。“结合科研”是指研究生选题为所在课题组此前开展的科研工作。研究生可通过查阅前人公开发表的论文和已毕业研究生的学位论文了解,也可通过与导师或者高年级研究生的交流理解项目深层次的技术问题。“结合课题”是指研究生所选题目与该研究生作为主要参与人参加的研究课题有关。由表中数据可以看出:绝大多数专题都能够结合研究方向,有助于研究生对专业前沿和工程需求的理解与把握。这主要得益于专题准备阶段指导教师对选题的严格把关和有意引导研究生尽量选择与研究方向相关的题目。专题中也有相当比例的题目结合科研或者课题。尤其是结合课题的专题,由于研究生亲自参与了课题,有深刻的实际体验,报告效果极佳,也易于激发课堂讨论。需要说明的是:结合课题的选题数量基本保持不变,这主要是后续选课的飞行器总体设计和航天器系统与自主技术方向研究生相对接触试验性质科研项目较少以及部分研究生课题暂时没有确定的缘故。

表5给出了2014年度自选试验分析结果。由统计结果可以看出:绝大多数试验选题都是结合科研、课题和实验室设备进行的,并且有相当部分试验使用了专业实验室的重大实验设备。自选试验的调试过程对研究生发现、分析和解决问题的能力提出了挑战。通过参与自选试验,研究生了解了先进设备的用途和前沿课题的试验需求。由于所参与的课题是前沿的,部分试验获得的结果本身就具有创新性。这表明,通过依托专业实验室的科研仪器设备,自选试验取得了良好的教学效果。

依托互动良好的课程网站、反映学科前沿的科研课题以及强大的实验室科研设备,“航空宇航测试与试验技术”课程教学改革压缩了理论教学的学时,并通过专题讨论、测试系统设计和自选试验等三个教学环节,为研究生构建了合理的课程知识体系,加强了研究生创新能力和实践能力的培养力度,取得了良好的教学效果。本课程的教学改革探索开辟了新的航空宇航类专业研究生测试技术课教学模式,也可为类似专业教学改革探索提供有益的借鉴和参考。

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1.科技课与科技活动课结合起来

使教师不仅具有科技意识,更重要的是具有指导学生进行科技创新活动的能力。通过这些活动不仅深受学生的喜爱,教师也在长期的活动中丰富了知识,形成了一定的技能,使科技活动课逐步形成了一定的规模。

2.科技课与科技实践课结合起来

在使用教材的过程中,我们注意结合课程的需要和学生的接受能力调整顺序,并及时补充相关的内容。如根据季节的变化,教师将制作标本设计成实践活动课,带领学生到大自然中去亲自捕捉蝴蝶、蜻蜒,采集各种植物的根、茎,时,指导学生制作标本,使学生亲历标本制作的整个过程。教师充分利用极为丰富的地理资源创造性的使用教材,不仅帮助学生掌握了科学知识、科学方法、操作技能。同时培养了学生了解自然、关注自然的意识。

3.科技课与其它学科结合起来

科技课的开设旨在全面提高学生的科学文化素养,为提高全民的科学文化素养打好基础。我的做法是,在抓好科技课课堂教学的同时,要求在开设所有的学科中渗透科学思想,用现代教学手段传递最新科技信息。如教学《太阳》一课时,教师

要求学生运用多种媒体查阅资料,用生活实例和数据来说明太阳与人类的关系,从而科学地认识宇宙中的自然现象。在教学《蛇与庄稼》一课时,学生通过大量的数据阐述生物链之间相互依存的道理。在教学《三角形的认识》一课时,引导学生观察三角形的稳定性在科学技术和工农业生产上的应用,启发学生运用这一性质设计美观、实用的物品。学校每学期都要举办课题的研究课,评选出优质课。各科教学中这种潜移默化的影响使学生感到科学知识就在我们的身边。

课堂是我们教师的第一战线,也是学生在校接受教育的主要途径。在科学、语文、数学等课中的许多内容与科技有关,只要稍作点拨,在完成教学任务的同时,又可开展一次科普活动。课堂中,我还结合国内发生的大事,对学生进行问题性的科技教育,如在手足口病多发时期,通过校园广播台、宣传栏等对学生进行了如何科学地预防及其他传染性疾病的教育。在我国“神舟五号”载人飞船成功返回地面时,将我国的航空航天技术和航天的历程对学生进行了介绍。总之,对学生科技教育思想的培养要贯穿于平时的教育教学工作中,同时要注意结合学生实际,设计更加趋于弹性化、多样化的课程结构,从而拓宽学生学习的渠道。

二、精心筹划组织形式,开发活动资源

开发科技活动资源是时代和改革的需要,是学校科技活动发展的需要,也是“十五”课题向我们提出的新的挑战。抓好“科技周”活动,根据学生的兴趣爱好创办各类研究所,如气象研究所、花卉研究所、鸟类研究所、环保研究所及信息中心等,开发了适合学生科技创新的活动组织形式,由学生自己操作,辅导教师帮助协调。聘请有关专业人士指导,教师辅助,在全校范围内普及科技知识,规范科技活动,提高活动的科技含量。从而体现科技活动是现代科技教育的最佳途径、最有效的办法和最直接的表现。

科技周以一个主题,开展一个系列活动,活动内容为知识竞赛、作品评选、知识讲座、论文征集等。通过这样的集中活动,有效地推动了科技知识的普及。

创办“少儿科学院”。以“天天是创造之时,处处是创造之地,人人是创造之人 ”为座右铭,将积累的许多活动方案进行整理,反复酝酿,精心筹划,在保留原有活动类型的基础上,开发适合学生科技创新的活动组织形式组建少儿科学院。

“少儿科学院”运作方式完全由学生自己操作,辅导教师帮助协调。学校提供固定的场所,配齐实验设施。三年级以上的学生可根据自己喜爱自愿参加其中任何一种活动并进行管理。

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引言

集成电路是工业化国家的重要基础工业之一,是当代信息技术产业的核心部件,它是工业现代化装备水平和航空航天技术的重要制约因素,由于它的价格高低直接影响了电子工业产成品的价格,是电子工业是否具有竞争力关键因素之一。高端核心器件是国家安全和科学研究水平的基础,日美欧等国均把集成电路业定义为战略产业。据台湾的“科学委员会”称未来十年是芯片技术发展的关键时期。韩国政府也表示拟投资600亿韩元于2015年时打造韩国的集成电路产业。

集成电路主要应用在计算机、通信、汽车电子、消费电子等与国民日常消费相关领域因此集成电路与全球GDP增长联系紧密,全球集成电路消费在2009年受金融危机的影响下跌9%的情况下2010由于经济形势乐观后根据半导体行业协会预计今年集成电路销售额将同比增长33%。

一、我国集成电路业发展情况和特点

有数据统计2009年中国集成电路市场规模为5676亿元占全球市场44%,集成电路消费除2008、2009年受金融危机影响外逐年递增,中国已成为世界上第一大集成电路消费国,但国内集成电路产量仅1040亿元,绝大部分为产业链低端的消费类芯片,技术落后发达国家2到3代左右,大量高端芯片和技术被美日韩以及欧洲国家垄断。

我国集成电路产业占GDP的比例逐年加大从2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增长远远超过国际上任何一个其他国家,是全球集成电路业的推动者,属于一个快速发展的行业。从2000年到2007年我国集成电路产业销售收入年均增长超过18%毕业论文提纲,增长率随着经济形势有波动,由于金融危机的影响2008年同比2007年下降了0.4%,2009年又同比下降11%,其中集成电路设计业增速放缓实现销售收入269.92亿元同比上升14.8%,由于受金融危机影响,芯片制造业实现销售收入341.05亿元同比下降13.2%、封装测试业实现销售收入498.16亿元同比下降19.5%。我国集成电路总体上企业总体规模小,有人统计过,所有设计企业总产值不如美国高通公司的1/2、所有待工企业产值不如台积电、所有封测企业产值不如日月光。

在芯片设计方面,我国主流芯片设计采用130nm和180nm技术,65nm技术在我国逐渐开展起来,虽然国际上一些厂商已经开始应用40nm技术设计产品了,但由于65nm技术成熟,优良率高,将是未来几年赢利的主流技术.设计公司数量不断增长但规模都较小,属于初始发展时期。芯片制造方面,2010国外许多厂商开始制造32nm的CPU但大规模采用的是65nm技术,而中国国产芯片中的龙芯还在采用130nm技术,中芯国际的65nm技术才开始量产,国产的自主知识产权还没达到250技术。在封装测试技术方面,这是我国集成电路企业的主要业务,也是我国的主要出口品,有数据显示我国集成电路产业的50%以上的产值都由封装产业创造,随着技术的成熟,部分高端技术在国内逐步开始开展,但有已经开始下降的趋势杂志网。在电子信息材料业方面,下一代晶圆标准是450mm,有资料显示将于2012年试制,现在国际主流晶圆尺寸是300mm,而我国正在由200mm到300mm过渡。在GaAs单晶、InP单晶、光电子材料、磁性材料,压电晶体材料、电子陶瓷材料等领域无论是在研发还是在生产均较大落后于国外,总体来说我国新型元件材料基本靠进口。在半导体设备制造业方面毕业论文提纲,有数据统计我国95%的设备是外国设备,而且二手设备占较大比例,重要的半导体设备几乎都是国外设备,从全球范围来讲美日一直垄断其生产和研发,台湾最近也有有了较大发展,而我国半导体设备制造业发展较为缓慢。

我国规划和建成了7个集成电路产业基地,产业集聚效应初步显现出来,其中长江三角洲、京津的上海、杭州、无锡和北京等地区,是我国集成电路的主要积聚地,这些地区集中了我国近半数的集成电路企业和销售额,其次是中南地区约占整个产业企业数和销售额的三分之一,其中深圳基地的IC设计业居全国首位,制造企业也在近一部壮大,由于劳动力价格相对廉价,我国集成电路产业正向成都、西安的产业带转移。

二、我国集成电路业发展存在的问题剖析

首先,我国集成电路产业链还很薄弱,科研与生产还没有很好的结合起来,应用十分有限,虽然新闻上时常宣传中科院以及大专院校有一些成果,但尚未经过市场的运作和考验。另外集成电路产品的缺乏应用途径这就使得研究成果的产业化难以推广和积累成长。

其次,我国集成电路产业尚处于幼年期,企业规模小,集中度低,资金缺乏,人才缺乏,市场占有率低,不能实现规模经济效应,相比国外同类企业在各项资源的占有上差距较大。由于集成电路行业的风险大,换代快,这就造成了企业的融资困难,使得我国企业发展缓慢,有数据显示我国集成电路产业有80%的投资都来自海外毕业论文提纲,企业的主要负责人大都是从台湾引进的。

再次,我国集成电路产业相关配套工业落后,产业基础薄弱。集成电路产业的上游集成电路设备制造的高端设备只有美日等几家公司有能力制造,这就大大制约了我国集成电路工艺的发展速度,使我国的发展受制于人。

还有,我国集成电路产成品处于产品价值链的中、低端,难以提出自己的标准和架构,研发能力不足,缺少核心技术,处于低附加值、廉价产品的向国外技术模仿学习阶段。有数据显示我国集成电路使用中有80%都是从国外进口或设计的,国产20%仅为一些低端芯片,而由于产品相对廉价这当中的百分之七八十又用于出口。

三、我国集成电路发展趋势

有数据显示PC机市场是我国集成电路应用最大的市场,汽车电子、通信类设备、网络多媒体终端将是我国集成电路未来增长最快应用领域. Memory、CPU、ASIC和计算机外围器件将是最主要的几大产品。国际集成电路产业的发展逐步走向成熟阶段,集成电路制造正在向我国大规模转移,造成我国集成电路产量上升,如Intel在2004年和2005年在成都投资4.5亿元后,2007年又投资25亿美元在大连投资建厂预计2010年投产。

另外我国代工产业增速逐渐放缓,增速从当初的20%降低到现在的6%-8%,低附加值产业逐渐减小。集成电路设计业占集成点设计业的比重不断加大,2008、2009两年在受到金融危机的影响下在其他专业大幅下降的情况下任然保持一个较高的增长率,而且最近几年集成电路设计业都是增长最快的领域,说明我国的集成电路产业链日趋完善和合理,设计、制造、封装测试三行业开始向“3:4:4”的国际通行比例不断靠近。从发达国家的经验来看都是以集成电路设计公司比重不断加大,制造公司向不发达地区转移作为集成电路产业走向成熟的标志。

我国集成电路产业逐渐向优势企业集中,产业链不断联合重组,集中资源和扩大规模,增强竞争优势和抗风险能力,主要核心企业销售额所占全行业比重从2004年得32%到2008年的49%,体现我国集成电路企业不断向优势企业集中,行业越来越成熟,从美国集成电路厂商来看当行业走向成熟时只有较大的核心企业和专注某一领域的企业能最后存活下来。

我国集成电路进口量增速逐年下降从2004年的52.6%下降为2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于进口量增速。预计2010年以后我国集成电路进口增速将小于出口增速,我国正在由集成电路消费大国向制造大国迈进。

四、关于我国集成电路发展的几点建议

第一、不断探索和完善有利于集成电路业发展的产业模式和运作机制。中国高校和中科院研究所中有相对宽松的环境使得其适合酝酿研发毕业论文提纲,但中国的高端集成电路研究还局限在高校和中科院的实验室里,没有一个循序渐进的产业运作和可持续发展机制,这就使得国产高端芯片在社会上认可度很低,得不到应用和升级。在产业化成果推广的解决方面。可以借鉴美国的国家采购计划,以政府出资在武器和航空航天领域进行国家采购以保证研发产品的产业化应用得以实现杂志网。只有依靠公共研发机构的环境、人才和技术优势结合企业的市场运作优势,走基于公共研发机构的产业化道路才是问题的正确路径。

第二、集成电路的研发是个高投入高风险的行业是技术和资本密集型产业,有数据显示集成电路研发费用要占销售额的15%,固定资产投资占销售额的20%,销售额如果达不到100亿美元将无力承担新一代产品的研发,在这种情况下由于民族集成电路产业在资金上积累有限,几乎没有抗风险能力,技术上缺乏积累,经不起和国际集成电路巨头的竞争,再加上我国是一个劳动力密集型产业国,根据国际贸易规律,资本密集型的研发产业倾向于向发达国家集中,要想是我国在未来的高技术的集成电路研发有一席之地只有国家给予一定的积极的产业政策,使其形成规模经济的优势地位,才能使集成电路业进入良性发展的轨道.对整个产业链,特别是产业链的低端更要予以一定的政策支持。由政府出资风险投资,通过风险投资公司作为企业与政府的隔离,在成功投资后政府收回投资回报退出公司经营,不失为一种良策。资料显示美国半导体业融资的主要渠道就是靠风险基金。台湾地区之所以成为全球第四大半导体基地台就与其6年建设计划对集成电路产业的重点扶植有密切关系,最近湾当局的“科学委员会”就在最近提出了拟扶植集成电路产业使其达到世界第二的目标。

第三、产业的发展可以走先官办和引进外资再民营化道路,在产业初期由于资金技术壁垒大人才也较为匮乏民营资本难于介入,这样只有利用政府力量和外资力量,但到一定时期后只有民营资本的介入才能使集成电路产业走向良性化发展的轨道。技术竞争有利于技术的创新和发展,集成电路业的技术快速更新的性质使得民营企业的竞争性的优势得以体现,集成电路每个子领域技术的专用化特别高分工特别细,每个子领域有相当的技术难度,不适合求小而且全的模式。集成电路产业各个子模块经营将朝着分散化毕业论文提纲,专业化的方向发展,每个企业专注于各自领域,在以形成的设计、封装、测试、新材料、设备制、造自动化平台设计、IP设计等几大领域内分化出有各自擅长的专业领域深入发展并相互补充,这正好适应民营经济的经营使其能更加专注,以有限的资本规模经营能力能够达到自主研发高投入,适应市场高度分工的要求,所以民间资本的投入会使市场更加有效率。

第四、技术引进吸收再创新将是我国集成电路技术创新发展的可以采用的重要方式。美国国家工程院院士马佐平曾今说过:中国半导体产业有着良好的基础,如果要赶超世界先进水平,必须要找准方向、加强合作。只有站在别人的基础上,吸取国外研发的经验教训,并充分合作才是我国集成电路业发展快速发展有限途径,我国资金有限,技术底子薄,要想快速发展只有借鉴别人的技术在此基础上朝正确方向发展,而不是从头再来另立门户。国际集成电路产业链分工与国家集成电路工业发展阶段有很大关系,随着产业的不断成熟和不断向我国转移使得我国可以走先生产,在有一定的技术和资金积累后再研发的途径。技术引进再创新的一条有效路径就是吸引海外人才到我国集成电路企业,美国等发达国家的经济不景气正好加速了人才向我国企业的流动,对我国是十分有利的。

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二、理论综述

(一)高新技术企业定义 高新技术企业是指在《国家重点支持的高新技术领域》内,持续进行研究开发与技术成果转化,形成企业核心自主知识产权,并以此为基础开展经营活动,在中国境内(不包括港、澳、台地区)注册一年以上的居民企业。它是知识密集、技术密集的经济实体。我国重点支持的高新技术领域有电子信息技术、生物与新医药技术、航空航天技术、新材料技术、高技术服务业、 新能源及节能技术、资源与环境技术、高新技术改造传统产业。

(二)高新技术企业的特点 主要包括:(1)高知识技术密度。高知识技术是指大量高级技术实验设备、生产设备和最先进的工艺水平以及技术人员这一企业中的无形价值都在高新技术企业中占有很大比重。高知识技术的高投入使得高新技术企业与更多地强调固定资产等硬件设备创作利润的传统企业有很大差异。(2)高投入。高新技术企业在研究、中试、生产等各个阶段都需要大量的高科技人才、先进的设备和资金。根据发达国家的经验,研究、中试、生产投入资金的比例关系为1:10:100。总投入至少数千万,多则数百亿美元。在传统企业中,更强调对材料成本的控制,在新产品开发上也就逊色于高新技术企业。 (3)高风险与高收益并从。高新技术企业无论是在研究实验阶段,还是最后产品投产上市阶段都存在着高风险,实验阶段会出现资金不足,理论基础不成立等实验失败的风险,而投产上市后也有新产品、新技术能否为消费者普遍接受的风险。但高风险必然伴随着高产出,据统计表明,高新技术产品的投入产出比例一般会高达1:10~20,大大高于传统企业的综合效益。

三、研究设计

(一)样本选取 近年来,环保企业研发投入多,发展速度快,是我国高新技术企业中具有典型代表意义的行业。本文以上海证券交易所和深圳证券交易所两市A股市场环保概念的上市公司为研究对象,利用2010年我国环保概念上市公司年报中披露的信息,共选取了37家环保概念上市公司作为研究样本。

(二)指标选取与处理 具体表现在:

(1)高新技术企业经营业绩评价指标体系。为客观、真实、全面、系统评价高新技术企业上市公司的经营业绩,本文将无形资产占总资产比重、研发费用占销售收入比重、研发人员占职工比重这三个指标纳入指标体系中,作为衡量高新技术企业创新能力方面的指标,同时兼顾了指标体系的系统性和可操作性相结合的原则,建立的指标体系包括偿债能力指标、营运能力指标、获利能力指标、发展能力指标和创新能力指标等五类指标,解决了现有评价体系没有针对高新技术企业的特点的问题。建立的高新技术企业经营业绩评价指标体系,如图1所示:

(2)指标同向化处理。本文用于评价环保概念企业绩效的指标中,速动比率、资产负债率、无形资产占总资产比重和研发费用占销售收入比重并不是越大越好,属于适度指标;研发人员占职工比重这个指标由于是衡量高新技术企业的创新能力的指标,因此这个指标属于正指标,数值越大,说明企业的科技人才越多,创新能力也就视为越强;另外十个指标也都是正指标,越大越好。为便于比较,需要对上述反映偿债能力和创新能力的四个适度指标进行同向化处理。

同向财务比率=-|原始财务比率-原始财务比率的平均值|

(3)指标标准化处理。为了消除不同指标数据不同量纲没法比较的缺点,需要对原指标数据进行标准化处理,把不同指标数据转化成相同量纲的数据,使得各指标数据具有可比性。

(三)模型构建 高新技术企业的经营业绩受多项指标的影响,像偿债能力指标、总资产周转率、总资产收益率、无形资产占总资产比重等,从直观上能够看出其单项指标的好坏程度,但不能直接看出企业的综合水平。为了获得对高新技术企业的经营业绩的评价,就必须寻求一种建立在评价指标体系基础上的整体经营业绩评价方法。鉴于此,本文根据统计学中的因子分析模型,提出一种能够客观评价高新技术企业某方面水平以及整体业绩的评价模型——因子分析综合评价模型,来确定高新技术企业的综合业绩。

高新技术企业的经营业绩=偿债能力+营运能力+获利能力+发展能力+创新能力

四、实证研究

(一)因子旋转 由于公共因子在原始变量上的载荷值不太好解释,故需进一步进行因子旋转,其旋转的结果如表1所示:

由表1可以看出,公共因子F1在销售净利率、总资产净利率、每股收益和净资产收益率上的载荷值较大,故其归为第一个因子,由于其衡量的是企业获利方面的能力,故将其归为获利因子;公共因子F2在速动比率、资产负债率上的载荷值较大,故其归为第二个因子,由于速动比率、资产负债率是衡量企业偿债能力方面的指标,故称其为偿债因子;公共因子F3在存货周转率、总资产增长率上的载荷值较大,故其归为第三个因子,称为发展因子;公共因子F4在固定资产周转率、总资产周转率和总资产增长率上的载荷值较大,故将其称为营运因子;公共因子F5在销售收入增长率和研发人员占职工比重上载荷较大,故其归为第五因子,称为创新因子;公共因子F6在应收账款周转率和研发费用占销售收入比重上的载荷较大,由于其衡量的是企业内部运营和管理方面的投入,故称其为管理因子。

(二)解释总方差 根据特征值大于1的原则,选人六个公共因子,其累计方差贡献率为81.625%。对于负载较小的因子,由于其解释方差较小,所以予以舍弃。如表2所示:

(三)公共因子得分 因此,可将公司评价指标分为六大类,有了各个公共因子合理的解释后,再继续求得环保概念公司的各个公共因子得分及其综合得分。如表3所示:

表3是因子得分系数矩阵,根据因子得分系数和原始变量的值可以计算每个观测量的各因子的分数,并可以据此对观测量作进一步分析,旋转后的因子得分表达式及其计算结果:

F1=0.024速动比率+0.277资产负债率+……-0.273研发费用占销售收入比重-0.235研发人员占职工比重

…… ……

(四)综合得分 为了便于对上市公司进行绩效评价,现利用各上市公司的因子得分表计算综合得分,上市公司综合经营绩效的获取是基于总方差分解表中旋转后各因子的方差贡献率及计算所得的上市公司各因子得分获取的,其计算公式如下:

综合经营绩效=(22.392%×F1+14.832%×F2+13.479%×F3+11.141%×F4+11.017×F5+8.765%×F6)/81.625%

计算结果如表4所示:

五、研究结论

通过使用因子分析法对选取的37家环保概念上市公司评价其2010年综合经营绩效,维尔利的绩效评价得分为最高分,分值为1.129075,而先河环保最后绩效评价得分为最低分,分值为-0.6879。从环保概念上市公司综合绩效实证结果来看,南海发展第一因子得分最高,是因为企业有较强的获利能力;第二因子得分较高的是聚光科技,偿债能力很强,速动比率、资产负债率指标较高,但聚光科技的其他因子得分在样本企业中属于中等水平;第三因子得分最高的是洪城水业,其存货周转率和总资产增长率较高,企业的营运和发展能力都在较高的水平;第四因子得分最高的是维尔利,其固定资产周转率最快,总资产周转率和无形资产占总资产比重也适中,说明企业较好的运用了创新能力,将企业的整体运营与新产品研发很好的结合了起来;第五因子得分最高的东湖高新,其销售收入增长率和研发人员占职工比重较大,企业的财务风险不大且创新投入多,所以其第五因子得分最高;第六因子得分最高的是霞客环保,其应收账款周转率处于较高水平,研发人员占职工比重也很高。

结果表明,本文建立的指标体系和指标模型是可以应运于高新技术企业经营业绩的综合评价中的。一个公司尤其是高新技术企业,在整个运营过程中创新能力的重要作用是不容忽视的,只有注意对其经营业绩有影响的偿债、营运、获利、发展及创新这五个方面能力的整体把握,才可实现高新技术企业持续高速稳定的发展。

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2.与个人或家底生活密切相关的问题。如改造家庭炉灶以提高燃料的效率、设计特殊电路、制作自动控制电器等。从一些装置产生的问题。如傻瓜相机为什么不用调焦?为什么人能通过门镜(“猫眼”)看到门外的人而门外的人却看不到室内的人?

与工农业生产密切相关的问题。如惯性在汽车制动和导航中的应用、太阳能的综合利用、静电利用和危害防范,农业生产中的物理学知识、高科技在抗洪救灾中的应用等。

4.与科技发展有关的问题。如新型电池、超导体、激光、航空航天技术,现代信息技术、纳米技术、记忆合金等。

5.一些重大社会问题。如环境保护,物理污染、能源危机、新能源开发等。

具体拓展方式可分为以下几种:

一、结合活动进行拓展

我们应根据不同的物理教学内容,将问题的探究结合到各种活动中。活动的设计要尽可能贴近日常生活、生产的实际,使学生有积极参与各类活动的兴趣和主动性。

比如我们学习了八年级物理《第一章物质的状态及其变化》,就可开展“物理就在我们身边”的主题活动。鉴于学生的知识有限,可将主题范围缩小为“厨房里的热学知识”,引导学生去对平时“视而不见’的厨房用具、设备、现象进行仔细观察、思考:这些用具、设备为什么要这样造?厨房中的现象为什么会这样?并要求学生用物理知识进行解释。

二、补充课外小实验,撰写科技小论文

在以往的学生实验中,实验材料、试剂都是书本上指定的,课前由教师准备好,实验时,学生完全按规定的步骤进行。在这个过程中、学生完全成了不用思考的机械操作者。这种教学没有给学生思维空间和余地,抑制了学生的主动性和思考的独立性。而现代教育就是要引导学生自主学习,因此,教师可以结合具体的实验,教会学生一些基本的实验研究方法。然后让学生自己查资料,弄清实验的原理,选择合适的实验材料和实验方法。还可以补充一些课外的小实验。比如:学习八年级物理《第一章物质的状态及其变化》时,可以让学生做几个小实验,如“纸锅烧水”“鱼在沸水中生存”“用冰水煮开水”等,并解释其物理现象和规律。

学习了《水的循环》一节内容后,让学生以“日常生活中水的再利用”为题,撰写小论文或设计一个学校、家庭的节水方案并在班上交流,以增强学生对水资源的保护意识,还可以让学生开展对校园生活垃圾的处理和合理利用的研究,讨论制定“怎样处理和合理利用校园生活垃圾”的科学方案。

三、结合物理游艺表演进行拓展

在学习了八年级物理《第一章物质的状态及其变化》和《第二章物质性质的初步认识》 后,让学生观看“油锅取物’的游艺表演。表演者从沸腾的油锅中伸手取出物体后若无其事。在学生惊叹的同时,让其明白其中的物理知识:原来油锅中的液体是油和白醋的混合物,由于油的密度小,所以漂浮在白醋的上面,并且白醋的沸点比油的沸点低,在40-50℃之间即可沸腾,看起来像是油锅中的油沸腾了,而实际上是白醋在沸腾。表演者伸手到50℃左右的液体中拿物体时,虽然感到热但不会烫伤皮肤,加之动作快,是不会有危险的。这种趣味性、娱乐性与知识性相结合的活动创造出一个和谐高效的课堂气氛,极大地吸引了学生的注意力。充分调动了学生的眼、脑、口、手等对教学信息进行反应。

四、结合网络及课外读物进行拓展

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根据新课程理念要求一要注重全体学生的发展,改变学科本位;二要注重从生活走向物理,从物理走向生活;三要注重科学探究,提倡学习方式的多样化;四要注意学科渗透,关心科技发展,具有可持续发展意识。而目前的初中物理教学存在着重视书本忽视其他学习资源、重视课内忽视课外学生活动的问题。反思多年的教学实践,认识到教师的任务不仅仅是教给学生物理概念、规律(定律)以及解的方法,而应该和学生一起开发尽可能多的物理学习资源,以拓展知识,弥补教材的不足。可以引导学生探究以下一些问题。

1.有些问题教材未作深入阐述或未阐述,但在学生探索能力范围之内,可以引导学生进行研究探讨。

2.与个人或家庭生活密切相关的问题。如改造家庭炉灶以提高燃料的效率、设计特殊电路、制作自动控制电器等。从一些装置产生的问题。如傻瓜相机为什么不用调焦?为什么人能通过门镜(“猫眼”)看到门外的人,而门外的人却看不到室内的人?

3.与工农业生产密切相关的问题。如惯性在汽车制动和导航中的应用、太阳能的综合利用、静电利用和危害防范、农业生产中的物理学知识、高科技在抗洪救灾中的应用等。

4.与科技发展有关的问题。如新型电池、超导体、激光、航空航天技术、现代信息技术、纳米技术、记忆合金等。

5.一些重大社会问题。如环境保护、物理污染、能源危机、新能源开发、电脑病毒以及犯罪克隆与伦理等。

一、结合物理游艺表演进行拓展

在学习了八年级物理《第一章物质的状态及其变化》和《第二章物质性质的初步认识》后,让学生观看“油锅取物”的游艺表演。表演者从沸腾的油锅中伸手取出物体后若无其事。在学生惊叹的同时,让其明白其中的物理知识:原来油锅中的液体是油和白醋的混合物,由于油的密度小,所以漂浮在白醋的上面,并且白醋的沸点比油的沸点低,在40~50℃之间即可沸腾,看起来像是油锅中的油沸腾了,而实际上是白醋在沸腾。表演者伸手到50℃左右的液体中拿物体时,虽然感到热但不会烫伤皮肤,加之动作快,是不会有危险的。这种趣味性、娱乐性与知识性相结合的活动,创造出一个和谐高效的课堂气氛,极大地吸引了学生的注意力,充分调动了学生的眼、脑、口、手等对教学信息进行反应。

二、结合活动进行拓展

我们应该根据不同的物理学内容,将对这些问题的探究结合到各种活动中。活动的设计要尽可能贴近日常生活、生产的实际,使学生有积极参与各类活动的兴趣和主动性。

比如,我们学习了八年级物理《第一章物质的状态及其变化》,就可开展“物理就在我们身边”的主题活动。鉴于学生的知识有限,可将主题范围缩小为“厨房里的热学知识”,引导学生去对平时“视而不见”的厨房用具、设备、现象进行仔细观察、思考:这些用具、设备为什么要这样造?厨房中的现象为什么会这样?并要求学生用物理知识进行解释。

三、补充课外小实验,撰写科技小论文

在以往的学生实验中,实验材料、试剂都是书本上指定的,课前由教师准备好,实验时,学生完全按规定的步骤进行。在这过程中,学生完全成了不用思考的机械操作者。这种教学没有给学生思维空间和余地,抑制了学生的主动性和思考的独立性。而现代教育就是要引导学生自主学习,因此,教师可以结合具体的实验,教会学生一些基本的实验研究方法,然后让学生自己查资料,弄清实验的原理,选择合适的实验材料和实验方法。还可以补充一些课外的小实验。比如:学习八年级物理《第一章物质的状态及其变化》时,可以让学生做几个小实验,如“纸锅烧水”、“鱼在沸水中生存”、“用冰水煮开水”等,并解释其物理现象和规律。

学习了《水的循环》一节内容后,让学生以“日常生活中的水的再利用”为题,撰写小论文或设计一个学校、家庭的节水方案,并在班上交流,以增强学生对水资源的保护意识。

还可以让学生开展对校园生活垃圾的处理和合理利用的研究,讨论制定“怎样处理和合理利用校园生活垃圾”的科学方案。

四、结合网络及课外读物进行拓展