航天航空技术范文1
【关键词】航天事业;测控通信技术;发展态势;发展趋势
前言：
航天测控通信技术在应用过程中，可以对相应航天器进行有效的跟踪测轨外测，内遥测，通信与远程操控，如数据的传输、图像、语音等。应用航天测控通信系统可以使航天器与地面基站形成有效联系，同时传输重要的数据信息，是航天工程与空间站基础设施中不可或缺的重要部分。
一、航天测控通信技术的发展态势分析
1.1星间射频与光学链路技术
星间射频与光学链路技术应用过程中，可以加强通信与测量工作的时间同步效果，也可以提升星座管理质量，降低对地面测控站的依赖程度。使用星间链路技术可以在卫星之间形成射频、光学通信与测量链路。通过使用该技术可以使每个卫星互相联结转化成整体，可以完成星座在太空组网的目标，还可以不使用地面设备连接全部的太空网络节点[1]，主要功能包含星间的通信、测量、时间同步等。导航卫星为GPSIIR/IIF已经在轨开始使用，星间链路的方式为UHF频段、时分多址与扩频体制。目前正在对GPSIIIKa频段与激光星间链路进行研究。GPSIII中的每个卫星可以形成3-4条Ka频段星间链路，其在进行遥测跟踪与控制时，会依靠发射早期的在轨操作与处理故障，还可以利用星间链路完成美国本土地面站的通信与数据传输，从而解决应用海外地面站等相关问题。
1.2空间移动网络技术
空间移动网络技术应用过程中，无论处于何地点、何时间，都可以形成有效接入的全新近地空间通信与导航网络技术。在2015年，NASA将空间通信与导航计划为基础，研究了地球空间网络发展等相关技术，为2025年之后的空间、地面通信与导航网发展构建了全新的体系框架，通过采用地面移动无线网技术，可以高效利用近地网与天基网，结合相关技术构成全球通信与导航网络，即空间移动网络技术，主要目标为将地球作为中心，半径为200万公里范围中，为近地空间用户提供更好的操作体验，直到2040年，可以达成任何时间、任何地点地接入新型近地空间通信与导航体系目标。为了达成SMN相关技术目标[2]，可以将其划分为五个部分：链路多址，光学多址，射频多址；单址链路；用户的启动服务，主要包含UIS协议与；数据服务；定位与导航。
1.3国内航天测控通信技术发展态势分析
近几年来我国的近地测控网建设水平持续提升，同时在其中加入了Ka频段、扩频测控体制，从而达成天线与机房距离增加、多天线共同使用基带池、测控一体化等多项目标。杜宇深空测控网建设方面来说，开始使用66mS/X双频段深空测控通信系统、深空干涉等相关系统，3个深空站可以对深空目标形成超过90%之上的覆盖。对于天基测控网工程方面来说，通过采用天链一号中继卫星系统可以达成三星组网的运行目标。测控网整体运行过程中，无需人工操作，还具备远程监控与自动化运行的性能。在研发先期技术的过程中，解决了全空域相控阵多个目标同时测控、同步轨道卫星高精度测量距离等多种关键技术，从而促进了我国型号工程研制工作的进一步发展。
二、航天测控通信技术未来发展趋势展望
从国内与国际航天测控通信技术发展态势来看，未来该技术的主要发展趋势包含以下几点：第一，突破测控系统、运控系统烟囱式格局的限制，通过采用具备更多功能的地面站、多任务操作中心等相关技术可以使航天地面站网形成有效融合，促进测控、运控操作业务的自动化发展，进而加强航天地面资源的利用效率与可靠性，减少运维成本。第二，对于中低轨航天器测控通信与卫星数据接收技术方面，传统的抛物面天线将会逐渐发展成全空域多个目标的光控相控阵天线。对于深空测控通信技术来说，超大口径天线逐渐将会发展成中、小天线组阵。第三，对于星间射频与光学链路技术来说，其在未来会被应用在星座、星群测控通信过程中，可以避免对地面测控站形成高度依赖，也可以将其当做天基测控通信的主要拓展方式。第四，对于空间移动网络技术来说[3]，其在未来会成为全新的近地空间通信与导航体系的主要载体，可以使航天器获取按需、任何时间、任何地点的接入服务，同时在航天器中还可以拥有与地面移动无线网智能手机用户相同的操作体验。
三、结语
基于技术发展与用户需求的共同基础上，测控通信技术未来主要发展趋势为数字化、网络化与智能化，从而加强服务、资源管理、数据处理等相关工作的效率。因此相关技术人员应积极研发航天测控通信新技术，才能促进我国航天事业获得进一步发展。
参考文献
[1]李佩珊.一体化测控通信传输体制研究[D].电子科技大学,2016.
[2]苏杰.航海模拟训练仿真系统集成及应用研究[D].南京理工大学,2014.
航天航空技术范文2
关键词：三阶递进式；创新创业教育
一、引言
近年来，各高校毕业生增加，所面临的就业战役也是十分严峻，如何快速探索并长期缓解毕业生就业问题的可行之路已由毕业生自主创业覆盖。建设创新型国家需要更多的自主创业人群、自主创业是提高国家总体就业水平的重要路径、国家越来越重视自主创业、相关创业政策也在逐渐增加、想最快速度的实现人生价值还要借助自主创业的平台、自主创业也慢慢深入人心并逐渐成为一种趋势。但就目前大学生创新创业教育工作来看，总体效果还不理想，如何开辟出新效果？当务之急还是要让创新创业教育与教育产教相融合，以及将课程体系建设与创新创业教育相融合，如果无法完善创业环境，就会导致学生的创新意识低弱，那么，与创新创业工作的积极性就不可能高。南昌理工学院2005年被江西省人民政府授予国防教育基地，2018年被国家教育部授予全国国防教育特色学校，南昌理工学院的国防教育在教学科研方面荣获多项荣誉，其中“军事法学”被评为江西省十二五重点学科，荣获江西省教学成果一等奖一项，荣获国家社科基金资助研究项目一项，先后承担了与国防教育、军事等方面的国家和地方科研课题10余项，发表相关论文30余篇，出版专著4部，教材4部，学校主办或参与国际、国内相关学术交流活动近20余次。学校教官队伍应该到省内外高校、中学开展军事理论和军事体育培训工作近13万人次，接待参观学习3000人次。本文结合南昌理工学院的办学特色，在学生群体中开展国防教育、军事体育训练、航空航天科普教育、航天精神主题教育与创新创业教育的“三阶递进式”教育，在开展创新创业教育同时充分激发学生的爱国热情和社会责任感，对锻造新时代创新创业人才具有重要应用价值和社会意义。南昌理工学院自1999年建校至今，一直遵循“航天科教兴我中华”的办学宗旨，学校校园环境内以电影、图文展示、实物模型展示、电子触摸互动、航天航空模型、手动体验、VR体验等各种形式弘扬航空报国、载人航天精神和两弹一星精神教育，学校2015年被江西省科学技术协会授予江西省航天航空科普教育基地，学校现有科普教育工作人员19人，自成立以来已接待国内外各地大学、中学、小学生及社会人士二十余万人次，为中国航天科普教育中作出了大量工作，大批青少年经过系统性地航天科普教育受到了极大鼓舞和思想教育。2018年学校与中国航天科技集团第十二研究院合作专门成立了钱学森学院，钱学森学院按照学校思想好、基础实、有较强学习能力、实践能力和创新精神，人格健全的高素质应用型人才培养目标定位，结合学校建设国防教育、军魂育人和航空航天特色鲜明的高水平应用型高等学校的发展目标，遵循著名科学家钱学森“大成智慧教育”理念，特制定钱学森学院的人才培养方案。
二、“三阶递进式”的创新创业教育模式
国家为深化高等学校创新创业教育改革，以通过实施创新驱动发展战略的办法来促进经济提质增效升级，一边推进高等教育综合改革一边促进高校毕业生更高质量创业就业，稳步发展。党的十八大以来对创新创业人才培养作出重要部署，国务院对加强创新创业教育提出明确要求。政府相关部门积极推进创新创业工作，各高校具体实施过程中也存在一些不容忽视的问题，在学生创新创业教育方面，学生普遍性理念和思想滞后，没有接受和紧靠专业教育，与社会工作实践脱离，实行一贯的纸上谈兵；在教师创新创业教育方面，欠缺开展创新创业教育的意识和能力，思想老旧导致教学方式方法单一，与目前社会快速发展的大环境下对比，针对性和实效性都较为薄弱；创新创业教育体系亟待健全，增加相应的创新创业教育课程，教师之间要相互比较教学方法，对学习内容做出符合发展的调整，采取一些有趣的考核方法，在最大程度内提高学生对创新创业的兴趣，才能让学生保持创新创业激情。在高校将创新创业课程体系建设当作核心基础来建设的前提下，最大范围内扩充基础理论知识用于创新创业实践设计、覆盖项目平台孵化机会，营造相关文化氛围，一起融入到学生创新意识、创新能力的培养和教育中。在第一阶梯中，主要让学生接受国防教育、系统科学工程思想教育、专利申请指导、人文艺术修养教育、创新思维教育、创业案例分析、人生规划指导教育，通过第一阶梯的教育和指导有助于增强学生的民族自豪感和责任使命感，增强学习动力，培养良好的纪律观念和行为习惯，在大一新学期开始对学生贯彻人生规划指导的相关思想知识，积极辅助学生树立正确的人生观、价值观、世界观，提高大学生的科学文化素质同时也要提高身体心理素质。通过专利知识培训有助于培养学生正确的科学观，系统科学工程思想教育有助于学生在组织管理各项事务的培养锻炼，对学生进行初步的创新思维引导教育和创业意识教育，有助于在高年级期间的创新创业锻炼开展。在第二阶梯教育中，让学生接受军事体育训练、航天航空实地体验式教学、知识产权系统性培训、红色文化实地体验教育和科学实验实训教育，通过第二阶的教育和指导，有助于增进学生的强健体魄，通过现场参与航天航空和红色文化体验教育来激发学生的爱国情怀和对航天航空事业的热爱，不断地提高学生的创新精神以及实践能力，学习一辈辈革命家为祖国的民族独立、人民富裕、国家强盛不怕牺牲、不畏艰险、无私奉献、艰苦奋斗的精神，塑造具有敢于承担、勇于攀登、改革创新意识的新时代大学生。在第三阶梯教育中，对学生进行系统的创新创业指导教育、经济管理培训、竞赛指导和锻炼，让学生系统性参与到“大众创新万众创业”的浪潮中，经过第一阶梯和第二阶梯的教育，再回到第三阶梯的实践训练教育，更进一步凝练学生的创新创业精神。研究表明，学生的创新能力不是教育的，而是通过生活和学习中自己意识到的，学生的创业能力是通过后天的各种知识和能力锻炼通过复杂的过程锻造而来的结果，不是每个学生都适合创新和创业的，我们通过三阶梯融合创新创业教育，培养更多载人航天精神和两弹一星精神，建立正确国防教育世界观、人生观、价值观、科学观，具有改革创新意识和系统科学理论体系思维能力的新时代大学生才是教育的初心。
三、研究结论
“三阶递进式”的创新创业教育融入教学过程，进一步强化了翻转课堂在创新创业教育中的教育新理念，通过实践和研学的方式开展灵活的创新创业教育，以实例和榜样结合的方式开展创新创业精神教育。本研究在南昌理工学院开展“三阶递进式”的创新创业教育初见成效，通过在学生中开展国防教育和军魂育人工作以来，所培养的学生组织纪律性明显加强，自律意识、集体观念大大提高，吃苦耐劳、顽强拼搏、甘于奉献的精神和社会责任感得到彰显。通过“三阶递进式”的创新创业教育，广大师生参与创新创业大赛的积极性明显提高，自2019年教育改革以来，学院师生荣获第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛江西省赛银奖1项、全国铜奖1项，晋级科技部第八届全国创新创业大赛1项，荣获第十六届“挑战杯”全国大学生科技竞赛江西省赛三等奖8项；2020年学院师生荣获第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛江西省赛银奖1项，铜奖3项，荣获第十二届“挑战杯”江西省大学生创业大赛三等奖6项。学生在创新创业能力得到显著提高，有效营造了良好的创新创业教育氛围。
参考文献：
[1]左旭乾，武剑英.构建创业教育实践体系提升高职大学生创业竞争力[J].才智，2016（32）：148.
[2]王楚媛.“双创”背景下高校创新创业人才培养模式探析[J]人力资源开发，2017（16）：62-63.
[3]李文博，徐春霞.应用型本科院校创新创业教育路径探讨[J].教书育人（高教论坛），2019（15）：28-29.
航天航空技术范文3
［关键词］机械；动力学；技术
对于现代化的机械来说，人们不仅要更加精巧地设计出机械结构、零件、以及各个方面的组合形式，还要充分、合理地将其他行业中的科研结果运用进来，设计出新型的机电系统，不仅能够使机械设备达到高速、高精度、高自动化的状态，还可以在最大的程度上降低在机械设备上投入的成本以及机械操作者的劳动程度，从而实现操作简易化和人性化。这些功能的出现，都与人们在现代力学的分析、研究有很大的关系。
1关于现代汽车设计中所存在的动力学问题
汽车，是我们在日常生活中能够见到的一种极为典型的现代机械产品。现代汽车是在传统汽车的基础上进行技术改造的，并且还在其中引入了现代电子技术、现代力学以及控制理论等技术，从而研制出了一种高新电子控制装置技术。这种技术在现代汽车的运用中，不仅能够使汽车拥有高速行驶的功能，还能够在很大的程度上提高汽车的乘坐舒适性、安全性以及操作便利性等。而且，现代汽车的尾气排放也会得到相应的控制，拥有更节能、排放性更低的特点。现如今，人们将很多技术都与汽车融合在一起，包括才诞生不久的电子技术、材料技术以及一些生物技术等，都跟汽车有了联系。甚至，还有人专门研制出了可以适用于任何汽车的新技术。因此，我们这才能够看到一些电喷式发电机、电动助力转向、安全气囊，以及雷达测距装置等新技术的出现。为了让这些装置和技术能够得到充分的运用，人们就不得不弄清楚人机之间的关系问题，弄清楚人体的生理承受能力，弄清楚电喷式发动机在工作过程中的喷油参数以及发动机的排放物成分等。另外，还要研究出这些装置技术的动力学特性以及控制规律，研究出电力汽车和无排放汽车的电机动力学特性和其他相关传动装置的动力学特性等。
2关于小、微型机电系统中所存在的动力学问题
现如今，一些小、微型的机电系统已经在人们的生活中开始了广泛的运用。比方说，人们经常使用的照相机、手表以及一些微型电器，甚至是在航天航空的领域中，都有用到一些直径仅仅只为几毫米的超声电机。甚至，还有更小尺寸的微型机电系统也在运用当中。比方说，喷墨打印机中的微型泵。除此之外，还有一些借助于生物技术或者是化学工艺加工而成的更小尺寸的MEMS、NEMS系统也在逐渐地发展过程中。对于这些微型的机电系统来说，是与传统的电机或者电泵完全不同的，不管是结构，还是工作原理，都截然不同。这些现代化的微型机电系统完全是利用动力学的原理和现代的控制技术来发挥作用的。在这里，笔者就拿超声电机来举例：在通常情况下，超声电机一般是利用压电陶瓷等材料的压电效应来进行工作的。这种压电效应就是指通过使用20kHz以上的高频电源，使得压电材料产生微观的机械振动，然后通过定子和转子之间的摩擦作用，将定子的微观振动转换成转子的宏观直线运动。这种超声电机的工作转速和载荷都是通过控制技术和装置来进行的。超声电机的使用是属于一种典型的机电耦合动力学问题，其理论核心就是建立起一种系统性的机电耦合动力学模型，其中包含了驱动电源的输出特性、定子与转子之间的摩擦副力学特性，以及定子和转子之间的动力学特性等等。
3关于大型的机电设备中所存在的动力学问题
关于动力学的问题，不仅仅只是存在于小型的机电设备中，在大型的机电设备中也有。对于一些大型的发电机、大型的航天航空运输工具或者是大型的海洋运输工具来说，都会受到不同形式的动载荷作用。在实际的设计和运用过程中，若是没有对这些动载荷进行合理的考虑，不仅会在很大的程度上对这些设备的工作性质产生影响，航天航空设备还有可能会因为这种原因发生机毁人亡的重大事故。因此，从设计的时候开始，人们就会对设备结构的静强度、动强度进行考虑。在实际情况中，不同的设备受到的载荷往往都是不同的，具有很强的随机性和时变性，而导致这种现象产生的原因就是非线性随机无线自由度的动力学问题。因此，对于大型机电设备的设计，要充分地考虑到设备的动平衡、减震降噪以及偏载处理与控制等等。另外，这些大型机电设备除了在正常的设计与工作的工程中需要有现代动力学理论的指导，在之后的维修和检测过程中也会运用到现代动力学。比方说，在卫星的发射升空过程中，就需要运用到动力学中的减振技术。而卫星在地球表面执行任务的时候，也需要不断地调整运行轨道和姿态控制，这也需要动力学的支持。另外，高速飞行的航天运载工具与空间站在对接的过程中，也需要精确地考虑到定位，避免碰撞的情况发生。
4结语
综上分析可以知道，现代动力学在如今的机械设备中是运用得非常广泛的。不管是小微型机电系统，还是大型的机电设备，都有运动到现代动力学。由此我们可以发现，现代动力学和控制技术对于很多现代化的机器的成功运行都有着很紧密的联系，在以后的机器开发和设计中也将会扮演着极为重要的角色。
[参考文献]
[1]武时会.某特种机械刚柔耦合动力学仿真分析[J]现代机械,2017(04).
[2]张强.夹心式直线超声电机机电及摩擦耦合建模与实验研究[D].哈尔滨工业大学,2017.
航天航空技术范文4
【关键词】GPS控制测绘技术;地理信息系统;应用分析
GPS控制测绘技术是一种依靠人造地球卫星，提供高精度无线导航的定位系统。它能够对全球范围内的各个区域展开精准的定位、测量并且提供精准的时间、位置数据等。在现代生活生产中，GPS能够发挥巨大的作用。如，它展开对地球动态参数以及海洋陆地基准的构建，展开对地球板块的活动检测，展开对自然灾害的有效监控。还可以应用到航天航空领域中，实现对航天航空照片等参数确定，推动航天航空项目发展。总而言之，GPS控制测绘技术具有广阔的发展空间，若是将其同gis系统进行信息化的综合发展，其所带来的服务效果更加精准化、个性化。具体如下所示：
1.GPS控制测绘技术同地理信息系统融合应用的特点
（1）高效性。地理信息系统是基于计算机系统支持下所展开的对地球地理信息管理的一种技术系统，GPS技术则是有效地展开地球地理位置的定位，对于该区域的三维坐标的获取，从而测量的技术工具。当前将GPS控制测绘技术同地理信息系统相互融合应用，能够展开高效率的定位和数据获取，使得测量更加精准高效。在传统的测量技术中，需要对整个测绘区域的布点，定位测量。而GPS则可以实现任意取点，不需要展开后续补点测量，就可以获取高精准的测量数据。（2）可持续性。GPS控制测绘技术在地理信息系统应用过程中，通过对三维测量控制网的建立，这些控制网上的基准点是固定着的，能够定时定期地展开数据测量，并且将所测量到的数据保持到地理信息系统的数据处理中心中，由此形成一个测量的“标本”，后续工作开展时，就可以基于该“标本”数据展开测量应用。可以节约大量的时间和精力，实现可持续发展。
2.GPS控制测绘技术在地理信息系统中的具体应用
（1）定点实物测量中的应用
在地理信息系统生产应用中，其对于定点实物的相关数据的获取难度较大。但是导入GPS控制测绘技术，其能够涵盖各种对象的定点、动态等数据的测量，通过对获取到的精确的数据进行分析加工，从而形成可以多种形式输出的图形。GPS控制测绘技术所带来的明确的精准的地理信息数据更有助于提高人们的生活生产质量和效率。
（2）在勘测定界中的应用
勘测定界是城市地籍图是支持一个城市展开合理规划发展，制订可持续发展规划目标的重要依据。目前，GPS控制测绘技术在地籍管理中的勘测定界工作中发挥巨大作用。如，在传统的地理信息系统中，其无法对于地形复杂的区域展开精准的数据收集和分析，导致出现行政区域之间的权属划分不清晰，为城市开发建设带来问题。而利用GPS控制测绘技术可以提供对复杂地形地势等测绘控制的高效性和精准度，同时还可以凭借其可持续性特点，简放样作业，在勘测定界环节中所构架的三维坐标，在后期的开发建设中同样可以当作是参考坐标。
（3）在空间分析方面应用
在地理信息系统中，空间分析是至关重要的组成部分，展开空间分析能够还原地球空间实时动态信息，从而能够提取相应的数据。如，在天气监测中的应用。精准度较高的空间分析可以提高天气预报的准确性。但是单纯依靠地理信息系统展开的空间数据分析，无法精准到一些细微的实物上。而融入GPS控制测绘技术，则可以通过GPS进行数据信息的收集，展开更加详尽明确的空间分析，并且能够借助计算机技术展开空间模型构建，进行数据查询。如，当前在无人机领域中，将GPS控制测绘技术导入到空间分析中，可以为无人机的精准飞行提供最直接的数据支持，并且为无人机提供决策方案。
（4）在数字测绘系统中的应用
当前只有因地制宜，收集到区域具体的详细的数据信息，才能够确保各个项目工程的有序展开。实现GPS控制测绘技术同地理信息系统实现有机结合，实现数字化测绘系统构建奠定良好基础。如，当前在野外复杂、恶劣的地形环境下，可以借助全站仪采集地理图像信息，并且利用地理信息系统将其转换为可视化的数据，便于数据的信息化应用。其中在展开数据的转换处理时，主要是采用拓扑建模技术，利用叠加分析的方式，分析GPS控制测绘技术多次测量得到的数据，确保所获取的数据能够清晰的证明复杂的空间关系。
3.结语
综上所述，伴随着科学技术的发展，人们的生产生活都需要更加精准、个性化的数据信息，当前实现GPS控制测绘技术和地理信息系统的综合化应用可以为人们提供精准、详细的地理信息情况。可以说GPS控制测绘技术同地理信息系统的综合应用已经是社会发展的趋势，它对生产生活所带来的积极作用是有目共睹。但是受到现有的一些技术手段的影响，未来仍需展开对GPS控制测绘技术和地理信息系统综合应用的技术创新，为社会可持续发展提供更加强有力的支持。
参考文献
[1]高邰.浅谈GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用[J].科学技术创新,2018,05:42-43.
[2]苑占清.GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用[J].海峡科技与产业,2016,02:59-60.
航天航空技术范文5
关键词：新时期；矿山测绘工程；测量技术
在我国矿产产业发展中，要注重矿山的开采工作，尤其是矿山开采中的安全管理工作。矿山测绘工程在矿山开采中占据着重要的位置，能够为矿山的开采提供可靠的地质勘探信息。随着我国信息技术不断发展，矿山测绘工程测量技术得以更新，且在矿山资源定位、矿山环境监测以及矿山地质勘探等多个工程项目中发挥着作用。新时期，矿山工程的发展，对矿山测绘工程测量技术提出新要求，既要提高矿山测绘工程测量的整体水平，同时也要满足矿山测绘工程精准要求[1]。
1新时期矿山测绘工程测量技术的特点
（1）自动化水平高。新时期矿山测绘工程测量技术得到长足发展，并且在矿山工程的实际测量中体现出更高的自动化水平。相比较于传统的矿山测量技术，有效的控制了成本，即降低了人工成本和时间成本的浪费，大大地提升矿山工程测量的工作效率，矿山测绘工程自动化发展，保证了矿山测量工作的质量。矿山测绘工程测量技术的有效运用，促使矿山工程测量工作的灵活性突显，利用新型测绘仪器中的自动化计算方式，自动绘制矿山情况，减少了工作人员的工作量以及劳动强度，对矿山工程的发展有着重要的意义[2]。（2）精准度高。在传统矿山测量工程中，会因为人为因素而出现误差，这种误差在传统测量工程中是不可避免的。运用矿山测绘工程测量新技术，其可以降低人为因素导致误差的发生率，提升测量工程的精准度。在传统测量工作中，技术工作人员需要计算大量的数据，并利用结果进行图纸的绘制，种种环节，对于测量的精准度无法保障，最终出现误差。新时期矿山测量信息技术的运用，降低了人为因素的影响，降低误差，保障了矿山生产工作的顺利开展。（3）实现数字化转变。在新时期的矿山测绘工程测量信息技术的运用中，其会运用到多种专业绘图软件。测量工作人员可以利用专业绘图软件对测量信息中的测量体积、面积以及距离等数据进行有效的处理。测量信息技术可以将相应的图像进行数字化的处理，储存在平台中，为其他相关工作人员提供信息数据支持[3]。
2新时期矿山测绘工程测量技术应用
（1）GPS测绘技术的应用。在新时期矿山测绘工程中，被运用最为广泛的测量技术为GPS定位测绘技术。其主要依托于全球定位技术原理，并由此发展而来。GPS定位技术的运用可以实现实时监控的目的。实时监测矿山环境，能都对矿山资源进行精准定位，并且对矿山测绘测量精准度的提升有着重要作用。在矿山测绘工程运用GPS定位技术，为矿山开采工作提供者可靠的信息数据支持。GPS定位技术能够实现对矿山环境全方位的监测，GPS定位测绘技术将收集到的数据信息进行整理，并且将其转换成数字化，运输到计算机终端中，测量技术人员可以依据相应的数据，在专业绘图软件进行绘制，从而保证了矿山测绘工程测量结果的精准度[4]。（2）GIS测绘技术的应用。在新时期矿山测绘工程中运用地理信息系统，即GIS测绘技术。GIS测绘技术主要就是将无线通信遥感技术、计算机信息技术与地理环境科学相结合，实现对地理信息数据有效收集与保存，有利于后期对矿山资源开采过程中的精准分析。为了保障矿山测绘工程测量技术的精准度，GIS测绘技术基于矿山测绘工程的系统化、智能化测绘信息数据库，可以测量工作人员提供相应的信息决策依据，提升矿山测绘工程的质量。同时也能提升矿山测绘工程的运行效率，降低了矿山测绘工程实施难度，且加快矿山测绘数据的储存与管理，为测量工作人员提供信息数据支持。（3）RS测绘技术的应用。在新时期矿山测绘工程中运用RS测绘技术，实现对矿山测绘信息的数字化管理。RS测绘技术主要依托于航天航空行业所形成的一种矿山测绘测量技术，其主要运用航天航空摄影技术原理，充分地利用实时卫星通信技术，将矿山周围的环境数据进行采集，确保信息的准确性。RS测绘技术利用卫星通信技术增强测绘技术的覆盖面，进而实现了全方位的测量。RS测绘技术运用的范围越来越广泛，尤其是在矿山地势形态以及中小型比例图测量方面，表现出巨大的优势，为矿山测绘工程提供可靠的数据支持[6]。（4）高分辨率数字化摄影测绘技术，在新时期矿山测绘工程中运用高分辨率数字化摄影测绘技术，实现矿山测绘工程数字化发展。利用图像信息处理技术将矿山测量信息精准快速的采集，进而形成数字化摄影测量。高分辨率数字化摄影测绘技术能够高精准度、高效地完成矿山测量工程。因为高分辨率数字化摄影测绘技术自身所具有的优势，其可以在恶劣复杂的测量环境中工作，能够保证测量信息的准确性。高分辨率数字化摄影测绘技术能够形成全面的矿山测绘测量图像，对矿山的开采工作有着至关重要的作用。该项技术的运用将矿山测绘制图工作简化，提升了侧脸工作人员的工作效率。在矿山测绘工程中运用高分辨率数字化摄影测绘技术，有效提升矿山测绘工程测量效率，实现矿山测绘工程数字化发展。
3新时期矿山测绘工程测量技术发展趋势
随着信息技术不断发展，信息技术被运用的范围越来越广泛。在矿山测绘工程测量技术中运用信息技术，确保了测绘工作中数据分析和保存工作的高效性。在矿山测量技术中，融合了多个领域的科学技术，逐渐形成了全方位综合化矿山测绘工程测量体系。同时要注重智能化、数字化等技术在矿山测量技术中的运用，实现矿山测绘工程智能化、数字化发展，解决矿山测绘遇到的各种问题，降低人工成本与误差，提高工作效率，进而提升矿山测绘工程的经济效益。要加强矿山测绘工程测量技术的更新力度，实现矿山测绘工程自动化、智能化的持续发展。
4结束语
综上所述，在新时期矿山工程发展中，矿山测绘工程为基础环节，测量技术在推进矿山工程发展中发挥着至关重要的作用。在矿山测绘工程运用新型测量技术，可以提升矿山测绘工程测量的精准度以及工作效率，降低人为因素造成的误差，满足我国矿山测绘工程的发展需求。
参考文献
[1]李长松.矿山工程测量中的现代测绘技术应用[J].科技风,2019(28):130.
[2]字立先,方超,徐东方.GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].居舍,2019(27):190.
[3]原慧.新时期矿山测绘工程测量技术的发展与应用分析[J].中国金属通报,2019(07):191+193.
[4]李建洪.探究数字化测绘技术在现代矿山工程测量中的应用[J].世界有色金属,2019(08):49+51.
[5]李宁.浅谈新时期矿山测绘工程测量技术的发展及应用[J].中国金属通报,2019(03):26+28.
航天航空技术范文6
关键词：新时期；矿山测绘工程；测量技术
在我国矿产产业发展中，要注重矿山的开采工作，尤其是矿山开采中的安全管理工作。矿山测绘工程在矿山开采中占据着重要的位置，能够为矿山的开采提供可靠的地质勘探信息。随着我国信息技术不断发展，矿山测绘工程测量技术得以更新，且在矿山资源定位、矿山环境监测以及矿山地质勘探等多个工程项目中发挥着作用。新时期，矿山工程的发展，对矿山测绘工程测量技术提出新要求，既要提高矿山测绘工程测量的整体水平，同时也要满足矿山测绘工程精准要求[1]。
1新时期矿山测绘工程测量技术的特点
（1）自动化水平高。新时期矿山测绘工程测量技术得到长足发展，并且在矿山工程的实际测量中体现出更高的自动化水平。相比较于传统的矿山测量技术，有效的控制了成本，即降低了人工成本和时间成本的浪费，大大地提升矿山工程测量的工作效率，矿山测绘工程自动化发展，保证了矿山测量工作的质量。矿山测绘工程测量技术的有效运用，促使矿山工程测量工作的灵活性突显，利用新型测绘仪器中的自动化计算方式，自动绘制矿山情况，减少了工作人员的工作量以及劳动强度，对矿山工程的发展有着重要的意义[2]。（2）精准度高。在传统矿山测量工程中，会因为人为因素而出现误差，这种误差在传统测量工程中是不可避免的。运用矿山测绘工程测量新技术，其可以降低人为因素导致误差的发生率，提升测量工程的精准度。在传统测量工作中，技术工作人员需要计算大量的数据，并利用结果进行图纸的绘制，种种环节，对于测量的精准度无法保障，最终出现误差。新时期矿山测量信息技术的运用，降低了人为因素的影响，降低误差，保障了矿山生产工作的顺利开展。（3）实现数字化转变。在新时期的矿山测绘工程测量信息技术的运用中，其会运用到多种专业绘图软件。测量工作人员可以利用专业绘图软件对测量信息中的测量体积、面积以及距离等数据进行有效的处理。测量信息技术可以将相应的图像进行数字化的处理，储存在平台中，为其他相关工作人员提供信息数据支持[3]。
2新时期矿山测绘工程测量技术应用
（1）GPS测绘技术的应用。在新时期矿山测绘工程中，被运用最为广泛的测量技术为GPS定位测绘技术。其主要依托于全球定位技术原理，并由此发展而来。GPS定位技术的运用可以实现实时监控的目的。实时监测矿山环境，能都对矿山资源进行精准定位，并且对矿山测绘测量精准度的提升有着重要作用。在矿山测绘工程运用GPS定位技术，为矿山开采工作提供者可靠的信息数据支持。GPS定位技术能够实现对矿山环境全方位的监测，GPS定位测绘技术将收集到的数据信息进行整理，并且将其转换成数字化，运输到计算机终端中，测量技术人员可以依据相应的数据，在专业绘图软件进行绘制，从而保证了矿山测绘工程测量结果的精准度[4]。（2）GIS测绘技术的应用。在新时期矿山测绘工程中运用地理信息系统，即GIS测绘技术。GIS测绘技术主要就是将无线通信遥感技术、计算机信息技术与地理环境科学相结合，实现对地理信息数据有效收集与保存，有利于后期对矿山资源开采过程中的精准分析。为了保障矿山测绘工程测量技术的精准度，GIS测绘技术基于矿山测绘工程的系统化、智能化测绘信息数据库，可以测量工作人员提供相应的信息决策依据，提升矿山测绘工程的质量。同时也能提升矿山测绘工程的运行效率，降低了矿山测绘工程实施难度，且加快矿山测绘数据的储存与管理，为测量工作人员提供信息数据支持。（3）RS测绘技术的应用。在新时期矿山测绘工程中运用RS测绘技术，实现对矿山测绘信息的数字化管理。RS测绘技术主要依托于航天航空行业所形成的一种矿山测绘测量技术，其主要运用航天航空摄影技术原理，充分地利用实时卫星通信技术，将矿山周围的环境数据进行采集，确保信息的准确性。RS测绘技术利用卫星通信技术增强测绘技术的覆盖面，进而实现了全方位的测量。RS测绘技术运用的范围越来越广泛，尤其是在矿山地势形态以及中小型比例图测量方面，表现出巨大的优势，为矿山测绘工程提供可靠的数据支持[6]。（4）高分辨率数字化摄影测绘技术，在新时期矿山测绘工程中运用高分辨率数字化摄影测绘技术，实现矿山测绘工程数字化发展。利用图像信息处理技术将矿山测量信息精准快速的采集，进而形成数字化摄影测量。高分辨率数字化摄影测绘技术能够高精准度、高效地完成矿山测量工程。因为高分辨率数字化摄影测绘技术自身所具有的优势，其可以在恶劣复杂的测量环境中工作，能够保证测量信息的准确性。高分辨率数字化摄影测绘技术能够形成全面的矿山测绘测量图像，对矿山的开采工作有着至关重要的作用。该项技术的运用将矿山测绘制图工作简化，提升了侧脸工作人员的工作效率。在矿山测绘工程中运用高分辨率数字化摄影测绘技术，有效提升矿山测绘工程测量效率，实现矿山测绘工程数字化发展。
3新时期矿山测绘工程测量技术发展趋势
随着信息技术不断发展，信息技术被运用的范围越来越广泛。在矿山测绘工程测量技术中运用信息技术，确保了测绘工作中数据分析和保存工作的高效性。在矿山测量技术中，融合了多个领域的科学技术，逐渐形成了全方位综合化矿山测绘工程测量体系。同时要注重智能化、数字化等技术在矿山测量技术中的运用，实现矿山测绘工程智能化、数字化发展，解决矿山测绘遇到的各种问题，降低人工成本与误差，提高工作效率，进而提升矿山测绘工程的经济效益。要加强矿山测绘工程测量技术的更新力度，实现矿山测绘工程自动化、智能化的持续发展。
4结束语
综上所述，在新时期矿山工程发展中，矿山测绘工程为基础环节，测量技术在推进矿山工程发展中发挥着至关重要的作用。在矿山测绘工程运用新型测量技术，可以提升矿山测绘工程测量的精准度以及工作效率，降低人为因素造成的误差，满足我国矿山测绘工程的发展需求。
参考文献
[1]李长松.矿山工程测量中的现代测绘技术应用[J].科技风,2019(28):130.
[2]字立先,方超,徐东方.GPS测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].居舍,2019(27):190.
[3]原慧.新时期矿山测绘工程测量技术的发展与应用分析[J].中国金属通报,2019(07):191+193.
[4]李建洪.探究数字化测绘技术在现代矿山工程测量中的应用[J].世界有色金属,2019(08):49+51.
[5]李宁.浅谈新时期矿山测绘工程测量技术的发展及应用[J].中国金属通报,2019(03):26+28.
航天航空技术范文7
关键词:复杂系统；产品；消费类；工业设计
一、复杂系统产品的产生
随着科学技术和创新理念的飞速发展和提升,人们对生活质量的要求逐步提高，对使用的产品的要求也随之变高，产品形式将越来越趋向于复杂化、系统化、智能化，复杂系统产品成为时展的必然产物，其中与用户联系最紧密的消费类复杂系统产品更是成为研究者和设计师的主要研究领域和方向。复杂系统产品的定义就是该产品由一个以上的实体原件或子系统所组成，这些实体间相互联系又相互独立，且同时具备整体性与复杂性的特质，如中央空调系统产品——具有内机、外机、遥控器、线控器和集控器，它们是同属于一个中央空调系统产品的实体和子系统，具有高度关联性与整体性，互相作用和控制，但又相互独立存在。而与之相对的简单系统产品则是有且只有一个实体原件或子系统的产品，如台灯——单一独立的产品，由自身的控制键来控制，没有其他的实体与子系统与之互联作用。复杂系统产品最早产生于第三次工业革命即我们常说的“科技革命”，信息控制技术极大的推动了社会经济、政治、文化领域的变革和人们生活方式与水平。飞机和火箭等航天航空类复杂系统产品，核武器和坦克等军工类复杂系统产品均是在这个时期开始出现。随着人们的经济水平的提升和对生活质量的要求的提升，对使用的产品也提出了“更多更高的要求”：要求产品有更多的功能、更好的性能、更优越的用户体验等等；要求相关的系统更加全面、更加稳定、更加高效等等。产品的功能、系统的结构与人的交互变得越来越复杂，再加上无线互联网技术、信息技术、传感器等技术愈发成熟，所以使复杂系统产品不再只存在于航天航空、军工、工业生产等领域，它逐渐开始渗透到人们消费生活的各个领域，所以消费类复杂系统产品在未来产品的比重将会越来越大同时也越来越重要。
二、复杂系统产品的概念解析
“复杂系统产品”中“系统”的定义是由一组实体和这些实体之间的关系所构成的集合，其功能要大于这些实体各自的功能之和。关于系统的定义有两个重点需要注意：首先是系统是由相互作用或相互联系的实体所组成。根据这个重点我们可以确定两点：1.如果物品是一个连贯的整体，那它就不是系统。比如一块砖，因为它不包含实体指示单独存在的，它就不能构成系统，但是一面墙却可以构成一个系统，因为它包含不止一个实体（许多砖块和砂浆）以及关系（负载，粘合以及几何关系）；2.存在不止一个实体但这些实体之间没有任何关系的话也无法构成系统，例如天安门的墙和美国的一对父子是不构成系统的。而与系统密切联系的另外两个概念是架构和系统思维，架构的概念是对系统中的实体和实体之间的抽象关系用文字、流程图、思维导图等简洁直观的表达出来。而系统思维的概念就是把某个现象或某个问题明确视为一个系统来进行分析，系统思维与其他思维并列，例如批判思维（评估或质疑某个说法的有效性）、分析思维（根据一套规律或原则进行分析）、创新思维（从0到1或组合现有的创造新产品或想法）等。其次是实体之间发生相互作用的时候，会出现一种功能，这种功能大于或者不同于这些实体各自所具备的那些功能。根据这个重点我们可以知道系统之间因为发生相互作用时产生了新的功能，我们将这种现象称之为涌现，我们通过构建系统可以得到令人满意的涌现物或者创新功能（系统所做的事情就是它的整体动作和输出），需要注意的是有时候系统也会出现我们不可预料和不合人意的涌现物。所以“复杂系统”的概念就是由许多（不止一个）高度相关、高度互联但又各自独立的、互相作用的子系统或实体原件所组成的系统。“复杂系统产品”中的“产品”种类繁多范围广泛，根据种类大致分为工业用复杂系统产品、高技术高成本复杂系统产品、军工类复杂系统产品和消费类复杂系统产品。其中工业用复杂系统产品多为集成电路和机床等；高技术高成本复杂系统产品研发复杂技术要求高如航天航空产品；而一般军工类复杂系统产品多为高度机密；这些复杂系统产品一般只有专门技术人员、保密人员和研发相关人员才能使用操作，人们在日程生活中很少也很难去接触使用。而消费类复杂系统产品主要是只与用户接触最多并且与用户的生活紧密相关的产品。随着人们对生活质量和生活体验的要求越来越高，消费类产品将会越来越“复杂”、涉及到的领域将会越来越多，所以消费类复杂系统产品将成为工业设计师和研究者在职业生涯中主要设计研究的产品类型，它的创新优化将直接影响人们的生活水平质量。
三、消费类复杂系统产品的特征解析及其分类
（一）消费类复杂系统产品的特征
消费类复杂系统产品是具有很多互相关联、互相连接或者互相混杂的实体关系的系统的消费类电子产品,各组件相互高度关联又具有独立性,组件往往自身就具有用户定义和高成本的特性，需要注意的是，与一般简单产品不同，复杂系统产品是由不止一个的子系统和实体所组成的，它们相互关联却又具有独立性。我将从外观、界面交互、生产技术和研发流程三个方面来阐述其特征。产品的外观作为产品功能信息的主要载体往往决定能否第一时间吸引用户注意，所以对外观造型的研究是必不可少的，其具备以下四点特征：1.统一性和整体性。由于消费类复杂系统产品具有不止一个主体的特性，所以在外观设计上最大的要求是不同实体要有设计共性，要保证统一性和整体性；2.安全性。由于我将复杂系统产品的范围定为位与人密切相关的消费类产品，而该类产品渗透涉及到人们生活的各个领域，所以其设计首先应该保证使用者在使用过程中的安全性，避免不必要的人身伤害，这就需要考虑功能、造型、材料等方面的问题；3.通用性。产品外观造型的设计和材料工艺的选择都需要与产品的使用功能和操作方式相结合，结合人机工程学设计原理，通过外观、形状、颜色、文字和材质尽可能准确的向使用者传达产品使用操作方式，让使用者更快速、方便且准确的使用，给使用者带了愉悦的使用体验；4.美学法则。为了可以平衡复杂系统产品的复杂性，需要在外观设计上尽可能的简单化，要尽量避免复杂的设计元素和杂乱的设计色彩给用户造成不必要的视觉困扰，无特殊情况要尽量避免不必要的造型线条和形状，通过最简单的外观造型传达产品使用功能信息，保证使用操作的简便性；我们需要研究产品外观与人的审美之间的关系，最大限度满足人的个体与社会的需求而获取普遍认同感。人机界面作为用户与产品之间的衔接者起到了重要且不可或缺的作用。对于复杂系统产品而言内部系统的复杂性决定了其使用操作的复杂性和困难度，而交互设计的运用则可以提高用户使用复杂系统产品时的用户体验。而对于消费类复杂系统产品来说的话交互设计界面还需要特别注意的是：其控制端的可能不止一个，可分为主控制端与分控制端，这些控制端的界面交互设计需要有一定的统一性和整体性且要与外观设计搭配和谐，但是不同的控制端的界面交互设计又需要有各自的特征要素。消费类复杂系统产品在技术方面的特性体现在两方面：1.技术的多样性。复杂系统产品将它范围定在消费类电子产品，所以与其相关的技术有电子信息工程技术，当今的信息技术的包含范围是全方位的，包括传感技术、网络技术、无线的传输技术(如：红外线、蓝牙、Wi-Fi、射频、ZigBee、电力载波等)、虚拟现实技术、数据可存储技术、人工智能技术等等。比如传感技术实现了延长人的感觉器官收集信息的功能,通信技术实现了延长人的神经系统传递信息的功能，存储技术实现了延长人的记忆器官存储信息的功能,人工智能技术延长了实现人的思维器官处理信息与决策的功能。2.集成性。复杂系统产品一般为制造业大批量生产或者特定用户以单件/小批量进行定制生产，复杂系统产品的研发与生产往往融合在一起。由于复杂系统产品的系统集成化程度高，由许许多多的模块和零部件组成，其开发成功能够推动其它相关产业的发展，进而带动其它普通大规模制造产品的发展，而这其中科学技术的发展对其有不可忽视的作用。消费类复杂系统产品的优化和创新并不遵循厄特巴克所描述的一般产品的研发流程，要注意的有两点：1.用户的高度介入。不同于简单的设计开发流程，复杂系统产品的研发创新过程需要多项、反复的设计和测试以及用户的高度介入，从开始规划到验证试产整个过程中都需要做到从用户出发，由用户检验，使用户愉悦。2.多专业合作：由于复杂系统产品不止一个的子系统和实体以及其本身系统的复杂性，这就决定了其研发的复杂困难度。所以复杂系统产品的设计研发过程中需要有多专业的融合(如：信息技术学、人类心理学、社会科学、工程技术、人机工程学、艺术设计等)和多技术的交叉（如：人工智能技术、传感技术、网络技术、无线的传输技术等）。
（二）消费类复杂系统产品的分类
根据对消费类复杂系统产品的研究分析，我将其分为了智能家居、新能源交通、医疗保健及安防防盗四类产品。
1.智能家居类产品
随着智能技术的发展，以中央空调控制器为代表的智能控制终端会与笔记本电脑一样迅速普及并运用在越来越多的产品上，如：家用中央空调、信息家电、照明系统等一体化家电。
2.新能源交通类产品
随着电池存储技术的革新，以特斯拉为代表的电动交通工具将成为未来发展的主要趋势，交通工具领域正在迅速转向新能源方向，以更好的追求数据化、智能化、舒适性、节能性，如：汽车、公交、游艇、无人机等。
3.医疗保健类产品
科技的进步和医疗设备的发展，使得在家中进行检测及治疗成为可能，人们在家里就可以使用疾病预防与检查的专用设备产品，并可以与医院医生实时沟通，如：家用检测系统、远程就诊系统等。
4.安防防盗类产品
安全和防盗始终是人们首要关注问题，以家庭智能安防系统为代表的安防防盗产品很好地承担了安全防盗的功能，使人们能够更加安全放心的生活，与此相似的产品如：数字可视对讲系统、安保系统、智能监控系统等。
四、消费类复杂系统产品的发展趋势
消费类复杂系统产品在消费类产品中的比重将会越来越大，而消费类产品在国家经济比重中占主要位置，所以消费类复杂系统产品创新优化作为影响国家竞争优势的主要来源，对现代经济社会发展起到至关重要的作用，其发展趋势主要体现在以下四个方面：
（一）简洁统一的外观
为了平衡消费类复杂系统产品的“复杂性”以及顺应当今社会“简约设计”的趋势，消费类复杂系统产品在外观上是简洁且统一的设计趋势。
（二）交互的深度介入
交互设计必将是消费类复杂系统产品创新优化的重要而有力的工具，受数字信息化大环境的影响，计算机技术和信息技术深度介入了智能产品的研发，改变了消费者的使用方式和习惯，消费类复杂系统产品与交互设计的深度融合将成为发展趋势。
（三）技术的复合
复杂系统产品对于技术的依赖不言而喻，各种不同的技术要求、繁多的功能设置、复杂的操作流程都依赖于技术的高度复合化，基于技术与设计相协同的研究将在复杂系统产品的研发中起到至关重要的作用。
（四）专业的交叉
由于消费类复杂系统产品的“复杂性”，其设计研究需要越来越多专业的合作，用户研究、心理学、社会科学、工程技术、人机工程学、艺术设计等多专业的交叉研究可以提升消费类复杂系统产品的更易性，带来更加完美的用户体验。
五、结语消
费类复杂系统产品的产生和发展，使得人们对产品的要求不再只停留在它的基础功能和使用价值上，而是开始要求尽可能多的功能和开始越来越注重其附加价值——创新、情感、美学、个性化等等，“功能创新”和“人性化”的需求会越来越高。从长远看，消费类复杂系统产品将是未来研究者和设计师主要研究方向和领域，面对其特有的“复杂性”需要深入研究才能最大化的满足人们对功能与情感的双需求。本文关于消费类复杂系统产品的浅析，是基于复杂系统产品的产生和定义，重点解析消费类复杂系统产品的特征与分类，并梳理出其未来发展趋势，希望可以抛砖引玉，为未来的复杂系统产品设计研究提供一定的启发和参考。
参考文献：
[1]逢金玉.“智慧城市”——中国特大城市发展的必然选择[J].经济与管理研究，2011（12）：74-78.
[2]维克托•迈尔-舍恩伯格，肯尼斯•库克耶.大数据时代：生活、工作与思维的大变革[M].杭州：浙江人民出版社，2013.
[3]爱德华•克劳利，布鲁斯•卡梅隆，丹尼尔•塞尔瓦.系统架构：复杂系统的产品设计与开发[M].爱飞翔，译.北京:机械工业出版社，2016.11.
[4]陈虹,刘艳萍.工业设计的用户体验与交互设计[J].商,2013（20）：103.
航天航空技术范文8
在《材料化学》绪论课的教学过程中，采用启发引导教学方式，以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行教学设计，通过讲解材料发展中的化学，引入材料科学与化学的区别与联系，重点从材料结构、制备、性能和应用四个方面讲授了材料研究中的化学问题，使学生对本课程的内容有了清晰的认识，激发了学生学习本课程的信心和兴趣，并取得了满意的教学效果。
关键词:
材料化学;绪论课;教学设计
材料化学是材料科学与化学的交叉学科，伴随着材料科学的发展而诞生和成长，即是材料科学的重要部分，又是化学学科的一个分支［1］。目前，很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程，对于培养学生的材料科学基础知识，分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛，内容庞杂、概念甚多、加上课程改革，理论课时数减小，学生在学习《材料化学》课程过程中，普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书，是师生之间学习和交流的起始点，能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习，学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用，以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题［2］。如何激发学生学习该课程的兴趣，提高课程的教学质量，绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践，就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。
1首先明确课程性质、特点及地位
教学之初，首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位，是学习后面材料专业课程的基础课程，同时明确考核方式，加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科，课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题，又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科，很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复，很多学生以为学过相关知识，就会从思想上松懈。然而，相关知识点虽然出现重复，但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中，要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题，使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例，讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系，使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程，化学是偏理论的理科课程，材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。
2材料
以材料的实际应用为引子，如材料在航天航空、交通运输、电子信息、生物医药等领域的应用，带领学生进入学习状态，引导学生回想什么是材料?材料的种类?提出材料是对人类有用的物质，是人类赖以生存和发展，征服自然和改造自然的物质基础;是人类进步的里程碑。然后介绍材料的发展历史，说明人们对材料的使用，是从最早的天然材料，依次经历了陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料以及新型功能材料。根据材料的发展史，启发学生思考材料研究和发展过程中的规律和特点。人们对材料的使用经历了从天然材料到合成材料，从传统材料到新兴材料。传统的材料主要以经验，技艺为基础，材料靠配方筛选和性能测试，通过宏观现象建立的唯象理论对材料宏观性能定性解释，不能预示性能和指明新材料开发方向，而新型材料则以基础理论为指导。材料科学的历史表明，当一种全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的进展就常常随之而来。化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中，化学一直担当着关键的角色［3］。任何新材料的获得都离不开化学，以石墨烯为例，物理学家主要关注其电子结构及输运理论，材料学家主要测试材料的电磁、光电、传感和催化等性能，而化学家的任务则是利用化学气相沉积和插层剥离等方法制备该材料。只有通过化学气相沉积法制备出高质量大尺寸的石墨烯，才能推动石墨烯在电子信息领域走向实用化。
3材料与化学
材料化学是材料科学与化学学科的交叉，很多学生容易混淆材料科学和化学的研究范畴。在本课程的第一节课，一项重要的任务是使学生明确材料科学和化学的研究内容和范畴，这对于后续相关概念的讲解至关重要。材料科学的研究对象是材料，材料是对人类有用的物质，指的是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。而化学的研究对象是物质，物质是构成人类物质世界的基础。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料;材料科学是一门研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能及应用之间相互关系的科学;而化学则是从原子和分子角度研究物质的组成，结构、性质及相互转变规律的科学。因此，化学研究的尺度范围是原子、分子、分子纳米聚集体。材料科学最早研究的尺度范围在微米以上，如钢和陶瓷的组织结构。随着一些新兴材料的出现和发展，人们对材料的研究甚至小到电子结构。如近些年发现的拓扑绝缘体，其表面导电，体内不导电的性质由其拓扑的能带结构决定，而该拓扑结构则与电子的自旋运动有关，研究拓扑绝缘体必须从电子自旋角度认识其结构。因此，材料科学的研究范畴不断拓展，并于其它学科交叉。
4材料化学
通过学习材料的发展历程、材料科学与化学之间的区别和联系，学生已经对材料化学有了一定的认识，引导学生给材料化学下一个定义。材料化学是关于材料结构、制备、性能和应用的化学。本校材料化学专业选用曾兆华、杨建文编著第二版《材料化学》作为教材，教材的章节也是按照材料结构、制备、性能和应用进行安排的［4］。在这部分内容讲授过程中，可以让学生以教材目录为参照，讲到相关内容可以与教材相关章节进行对应。
4.1材料的结构
从三个层次讲解材料的结构，分别是电子原子结构、晶体学结构和组织结构。电子原子结构在很大程度上影响材料的电、磁、热和光的行为，并可能影响到原子键合的方式，因而决定材料的类型。在这个层次上研究的化学问题主要涉及原子序数、相对原子量、电离势、电子亲核势、电负性、原子及离子半径等。原子序数决定了材料的化学组成，电负性决定材料内部原子之间的键合方式，从而影响材料的导电性、强度和热膨胀系数等。晶体学结构主要指原子或分子在空间排列的方式，根据原子排列的有序性，将材料分为晶体和非晶体。晶体中出现局部无序，或对理想晶体的产生偏离，则出现缺陷。缺陷的存在影响材料的力学性能和电学性能等。如在本征硅内部掺杂磷元素，磷原子替代硅原子的位置，形成杂质原子缺陷，增加本征硅的导电性，形成N型半导体。组织结构主要指材料的物相组成及结构、晶粒的大小和取向等。在大多数金属、某些陶瓷以及个别聚合物材料内部，晶粒之间原子排列的变化，可以改变它们之间的取向，从而影响材料的性能。一般来说，减小金属的晶粒可以降低其熔点。在这一结构层次上，颗粒的大小和形状起着关键作用。大多数材料是多相组成的，控制材料内部物相的类型、大小、分布和数量可以调控材料的性能。
4.2材料制备
材料合成与制备就是将原子、分子聚集在一起，并转变为有用产品的一系列过程。材料制备的方法和工艺影响材料的结构，从而影响材料的性能。根据制备原理的不同，材料制备方法可以分为物理法和化学法。物理法指在材料制备过程中，仅改变材料内部原子或分子的聚集状态，不涉及化学反应的方法。如真空镀膜、溅射镀膜、脉冲激光沉积法等。化学法则在材料制备过程中，涉及化学反应，并且有新物质的生成。如固相反应法、有机合成法、水热法、沉淀法、化学气相沉积法等。以石墨烯材料为例讲解材料的制备方法。石墨烯作为二维单原子层材料，既可以采用物理法制备，也可以采用化学法制备。2004年发现石墨烯的报道，便是采用简单的胶带对撕方法制备，该方法依靠外力使石墨片层克服层间范德华力，使层与层之间分离，从而获得单层石墨，该方法也称为物理机械剥离法。利用甲烷、乙烯等烃类气体作为碳源，镍、铜、金等金属作为基片，采用化学气相沉积法则可以制备高质量大尺寸的石墨烯。另外，以石墨为原料，利用化学插层剥离的方法也可以用来制备石墨烯［5］。但不同方法制备获得石墨烯的尺寸及性能差别较大，在不同的应用领域采用的石墨烯制备方法是不同的。
4.3材料性能
材料的性能由其结构决定，与材料制备的工艺和方法有关。性能是指材料固有的物理、化学特性，材料性能决定了其应用。广义地说，性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述，例如力学性能是材料对外力的响应、电学性能是对电场的响应、光学性能是对光的响应等。因此，材料的性能可分为力学性能和特殊的物理性能。常见的力学性能包括材料的强度、硬度、塑性、韧性等。力学性能决定着材料工作的好坏，同时也决定着是否易于将材料加工成使用的形状。锻造成型的部件必须能够经受快速加载而不破坏，并且还要有足够的延性才能加工变形成适用的形状。微小的结构变化往往对材料的力学性能产生很大的影响。材料特殊的物理性能包括电、磁、光、热等行为。物理性能由材料的结构和制造工艺决定。对于许多半导体金属和陶瓷材料来说，即使成分稍有变化，也会引起导电性很大变化。过高的加热温度有可能显著地降低耐火砖的绝热特性。少量的杂质会改变玻璃或聚合物的颜色。
4.4材料应用
材料化学已经渗透到现代科学技术的众多领域，如电子信息、环境能源、生物医药和航天航空等领域。例如，在电子信息领域，现代芯片制造离不开化学。光刻过程使用的光刻胶和显影液，镀膜过程中的化学气相沉积和原子层沉积，刻蚀过程中的反应离子刻蚀，这些工艺过程都离不开化学的作用。在环境能源领域，新型光催化材料和太阳能电池材料的研究和开发，离不开化学法制备材料和对材料进行化学掺杂改性。在生物医药领域，对传感材料进行化学改性提高其传感特性，对仿生材料进行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空领域，各种轻质、耐高温、耐摩擦等结构材料和功能化智能材料的研发都离不开化学。
5结语
通过对“材料化学”绪论课的精心设计，使学生明确了该课程的性质和重要地位，大量的实例激发了学生学习的兴趣和求知欲，树立了学生学好该课程的信心，为课程的深入学习起到了奠基石的作用。以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行讲授，使学生对本课程的内容有了更加清晰和深入的认识，取得了良好的教学效果。
参考文献
［1］禹筱元，罗颖，董先明.材料化学专业人才培养模式的改革与实践［J］．高教论坛，2010，1(1):23－25.
［2］杨卓娟，杨晓东.关于高校课程绪论教学的思考［J］．中国大学教学，2011(12):39－41.
［3］唐小真，杨宏秀，丁马太.材料化学导论［M］．北京:高等教育出版社，1997.
［4］曾兆华，杨建文.材料化学.2版［M］．北京:化学工业出版社，2013.
