時(shí)間:2023-09-14 17:28:09
引言:易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實(shí)踐,為您精心挑選了九篇人工智能科普教育范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容,可隨時(shí)聯(lián)系我們的客服老師。
烏當(dāng)區(qū)下壩中學(xué)座落在烏當(dāng)區(qū)東北角的下壩鄉(xiāng)下壩街上,學(xué)校占地面積6705 m2。現(xiàn)有在校生379名,教職工49名,專任教師43人,工勤人員3人,教輔人員3人。學(xué)校現(xiàn)有教學(xué)樓一棟,學(xué)生宿舍樓和綜合樓各一幢。理化生教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器按國(guó)家一類標(biāo)準(zhǔn)配備,實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備值達(dá)到22.3萬(wàn)元。配有物理實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室、生物實(shí)驗(yàn)室各1間;物理儀器保管室各一間、化學(xué)儀器保管室、生物儀器保管室各1間。所有的實(shí)驗(yàn)室通水通電,并按照要求建立臺(tái)帳管理,實(shí)驗(yàn)儀器入柜。圖書(shū)室和閱覽室各1間,生均圖書(shū)52冊(cè),電腦87臺(tái),全部能上網(wǎng)。
二、學(xué)校開(kāi)展科普活動(dòng)遇到的困難
(一)教育評(píng)估體系對(duì)青少年科技創(chuàng)新教育評(píng)估的缺失
目前,農(nóng)村中小學(xué)科技教育教師承擔(dān)科技活動(dòng)輔導(dǎo)任務(wù)未能被列入本人工作量,屬“額外工作”;科技輔導(dǎo)教師在工作中取得的成績(jī)和榮譽(yù)在晉級(jí)和評(píng)選先進(jìn)時(shí)得不到教育行政部門的承認(rèn);其次,科技輔導(dǎo)教師在撰寫(xiě)科技活動(dòng)學(xué)術(shù)論文,即使是參加全國(guó)或省級(jí)論文評(píng)審獲獎(jiǎng),其論文在評(píng)定職稱時(shí),也得不到主管部門的承認(rèn)等。上述問(wèn)題的存在,難以調(diào)動(dòng)科技輔導(dǎo)教師(特別是年輕教師)的工作積極性。
(二)農(nóng)村中小學(xué)開(kāi)展青少年科技教育工作經(jīng)費(fèi)不充分的矛盾,制約了科技創(chuàng)新活動(dòng)的開(kāi)展
多年來(lái),學(xué)校的經(jīng)費(fèi)上只能維持正常的辦公運(yùn)轉(zhuǎn)。搞科技創(chuàng)新的實(shí)踐活動(dòng)需要購(gòu)買儀器、材料,培訓(xùn)教師等,每一項(xiàng)都需要一筆不菲的支出。這對(duì)于本來(lái)經(jīng)費(fèi)就捉襟見(jiàn)肘的農(nóng)村學(xué)校來(lái)說(shuō)是不堪重負(fù)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此,科技活動(dòng)的開(kāi)展也只能停留在“紙上談兵”的層次,想在科技競(jìng)賽的活動(dòng)獲得科技創(chuàng)新大獎(jiǎng)也只能是“望洋興嘆”了。
(三)農(nóng)村教師的知識(shí)老化和自身動(dòng)手能力不強(qiáng)
由于教師教學(xué)工作任務(wù)重、信息閉塞等多方面的原因,許多教師基本上無(wú)法了解學(xué)科發(fā)展的前沿信息,不能掌握必要的組織開(kāi)展活動(dòng)的理論和方法,科技輔導(dǎo)教師知識(shí)老化,學(xué)科單一的弱點(diǎn),缺少綜合駕馭各門學(xué)科知識(shí)的能力,迫切需要充實(shí)和更新。
三、我校近幾年開(kāi)展科普活動(dòng)的探索
(一)領(lǐng)導(dǎo)高度重視,構(gòu)筑青少年科技教育保障體系
學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)要切實(shí)轉(zhuǎn)變觀念,像開(kāi)展新課程改革和藝術(shù)教育一樣重視青少年科技教育活動(dòng),在人力、財(cái)力上給予全力支持。為使科技教育活動(dòng)落到實(shí)處,學(xué)校成立以校長(zhǎng)為組長(zhǎng),科技輔導(dǎo)教師為成員的科技活動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)小組,形成一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)總體抓、教導(dǎo)處具體抓、各科學(xué)任課老師重點(diǎn)抓的科技活動(dòng)組織網(wǎng)絡(luò)。學(xué)校還應(yīng)該廣泛宣傳,使全體教師達(dá)成共識(shí),形成全校師生共同參與科技活動(dòng)的良好氛圍。
(二)加大宣傳力度,創(chuàng)設(shè)科普文化氛圍
學(xué)校充分利用廣播、墻報(bào)、黑板報(bào)等形式進(jìn)行科普宣傳,讓學(xué)生感受科技的重要性,營(yíng)造學(xué)科學(xué)、愛(ài)科學(xué)、講科學(xué)、用科學(xué)的濃厚氛圍,推動(dòng)學(xué)習(xí)型學(xué)校建設(shè),促進(jìn)全體學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的提高,很受學(xué)生歡迎。為了讓學(xué)生自始至終都帶著一種高漲的,激動(dòng)的情緒參加科普活動(dòng),在活動(dòng)中感到自己的智慧和力量,體驗(yàn)到創(chuàng)造的歡樂(lè),我們以專業(yè)為主線,挖掘各種蘊(yùn)涵于專業(yè)教學(xué)、生活習(xí)慣養(yǎng)成教育中的宣傳陣地,耳濡目染地滲透科普教育,使得科普教育看得見(jiàn),摸得著,不僅具有雕塑的代表性而且更有實(shí)踐功能。
(三)以少年宮建設(shè)為載體,推動(dòng)學(xué)校科普活動(dòng)健康有秩地發(fā)展
我校少年宮于籌建于2014年,共投入20萬(wàn)元,裝備了可供培訓(xùn)和訓(xùn)練、活動(dòng)功能室十幾間。如何將我校科普活動(dòng)的有秩開(kāi)展與少年宮的資源相整會(huì),從而解決科普活動(dòng)所臨的師資、課時(shí)和經(jīng)費(fèi)缺乏的困難?學(xué)校從以下幾個(gè)方面,將兩項(xiàng)活動(dòng)的資源進(jìn)行整合,確保科普活動(dòng)在學(xué)校有秩的開(kāi)展:
1.適當(dāng)調(diào)整課程設(shè)置。
學(xué)校根據(jù)實(shí)際情況出發(fā),每學(xué)期定期將七、八年級(jí)某個(gè)下午三節(jié)課程全部調(diào)整為:體育、美術(shù)、綜合實(shí)踐課程,此下午三節(jié)課都統(tǒng)稱為活動(dòng)興趣課。學(xué)生根據(jù)自己個(gè)人的興趣愛(ài)好選擇參加不同的興趣小組。經(jīng)過(guò)近兩年的探索,現(xiàn)我校興趣小組共分為:舞蹈、合唱、美術(shù)、聲樂(lè)、民族特長(zhǎng)、信息技術(shù)、人工智能、科技、武術(shù)、籃球、國(guó)學(xué)、蘆笙、嗩吶。
其中,信息技術(shù)主要依據(jù)學(xué)校的電腦室,由信息技術(shù)教師負(fù)責(zé)開(kāi)展,課程內(nèi)容為電腦的一些常用軟件的使用和后期電腦組裝的實(shí)踐;人工智能的教學(xué)內(nèi)容為簡(jiǎn)單機(jī)器人的設(shè)計(jì)和實(shí)踐,教師主要是聘請(qǐng)貴州師范大學(xué)人工智能社團(tuán)的在校大學(xué)生擔(dān)任;科技興趣小組的教學(xué)內(nèi)容為學(xué)校義務(wù)教育階段各學(xué)科知識(shí)的外延,輔導(dǎo)老師為學(xué)校老師或貴州師范學(xué)院相關(guān)社團(tuán)的在校學(xué)生擔(dān)任。我校擔(dān)任興趣小組的輔導(dǎo)教師,其三節(jié)課時(shí)量計(jì)為教師的工作量,解決了科普活動(dòng)輔導(dǎo)教師工作量的問(wèn)題。
2.聘請(qǐng)貴州師范學(xué)院的社團(tuán)擔(dān)任我校興趣小組的指導(dǎo)教師。
由于我校是一所農(nóng)村寄宿制學(xué)校,師資力量不足和師資結(jié)構(gòu)不配套等方面的影響,擔(dān)任科普方面輔導(dǎo)的教師比較少,為解決此師資力量不足的問(wèn)題,依靠貴州師范學(xué)院落戶烏當(dāng)區(qū)這一特殊優(yōu)勢(shì),學(xué)樣主動(dòng)和師范學(xué)院團(tuán)支部聯(lián)系,聘請(qǐng)師范學(xué)院相關(guān)社團(tuán)的在校生介入我校擔(dān)任興趣小組的輔導(dǎo)員。不僅解決了科普興趣小組缺乏師資的困難,同時(shí)師范學(xué)生自己帶來(lái)的相關(guān)教學(xué)硬件設(shè)備解決了我校無(wú)力購(gòu)買硬件的困難。
3.將少年宮的活動(dòng)經(jīng)費(fèi)用于科普活動(dòng)的開(kāi)展。
少年宮每年有一定的活動(dòng)經(jīng)費(fèi),而聘請(qǐng)貴州師范學(xué)院社團(tuán)學(xué)生所需相關(guān)的經(jīng)費(fèi)學(xué)校又無(wú)力承擔(dān),如何解決此問(wèn)題?將科普活動(dòng)的開(kāi)展納入少年宮活動(dòng)建設(shè)體系,彌補(bǔ)了科普活動(dòng)開(kāi)展經(jīng)費(fèi)不足的問(wèn)題。
4.科普活動(dòng)開(kāi)展的延續(xù)性
關(guān)鍵詞:小班幼兒;科技教學(xué);關(guān)愛(ài)情懷
一、科技館的傳播特點(diǎn)
科技館是面向公眾普及科學(xué)知識(shí)、傳播科學(xué)思想和方法、倡導(dǎo)科學(xué)精神,提升公眾求知、探索和創(chuàng)造的能力以及增強(qiáng)科技進(jìn)步意識(shí)的重要教育場(chǎng)所。作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展尤其是科技發(fā)展的產(chǎn)物,科技館在為國(guó)民學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、提高科學(xué)文化素養(yǎng)中創(chuàng)造了良好的環(huán)境和條件。組織開(kāi)展群眾性、社會(huì)性、經(jīng)常性的科普活動(dòng),既是公眾適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展、提高生活質(zhì)量的基本需求,也是提升公眾科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)展創(chuàng)新文化的重要手段。科普教育形式主要有學(xué)校、媒體(包括報(bào)紙、書(shū)籍、影視、網(wǎng)絡(luò)等)、科普活動(dòng)(包括各種科技周、科普日等教育活動(dòng))和科技類博物館。其中,科技類博物館既通過(guò)各種標(biāo)本、實(shí)物、模型、互動(dòng)體驗(yàn)設(shè)施、多媒體互動(dòng)和演示設(shè)施傳播現(xiàn)代科技知識(shí),又重視個(gè)體的參與和體驗(yàn)。
因此,科技館在普及科學(xué)知識(shí)、倡導(dǎo)科學(xué)方法上的優(yōu)勢(shì)非常獨(dú)特。科技館是科學(xué)教育與傳播的重要平臺(tái),作為一種傳播機(jī)構(gòu),它有兩個(gè)最明顯的屬性:第一,它是一種非正式教育機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)的教育觀念把教育與學(xué)校等同起來(lái)。在終身教育背景下,非正式學(xué)習(xí)逐漸得到關(guān)注和重視。近年來(lái),場(chǎng)館學(xué)習(xí)已經(jīng)逐漸成為一個(gè)新的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。科技館教育的基本屬性是非正規(guī)教育,從獨(dú)特的展品資源入手展現(xiàn)其在教育學(xué)、傳播學(xué)上的特殊意義,科技館教育的基本特征是引導(dǎo)觀眾通過(guò)模擬再現(xiàn)的科技實(shí)踐進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)。第二,它是以空間形態(tài)為特征的視覺(jué)文化傳播機(jī)構(gòu)。人工智能、信息技術(shù)的發(fā)明構(gòu)造了一個(gè)高速發(fā)展的信息社會(huì)。人們獲取信息的途徑得以空前拓展,形成以視覺(jué)傳播為特征的視覺(jué)文化時(shí)代。信息傳播方式的轉(zhuǎn)變必然引起圖形設(shè)計(jì)在方法論層面上的變革。越來(lái)越多的圖形設(shè)計(jì)家和傳播學(xué)家關(guān)注如何使信息向目標(biāo)受眾進(jìn)行快速、有效傳播,對(duì)視覺(jué)圖形的形式語(yǔ)言進(jìn)行創(chuàng)造性研究正是順應(yīng)了信息時(shí)代的呼喚。現(xiàn)代科技館通過(guò)建筑形態(tài)、內(nèi)部空間、功能流線、景觀、節(jié)能技術(shù)、主體結(jié)構(gòu)等表達(dá)以人為本、師法自然的設(shè)計(jì)宗旨,體現(xiàn)創(chuàng)新風(fēng)格和傳播要求。
二、國(guó)內(nèi)外科技館利用社交網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展科普服務(wù)情況
建設(shè)好、管理好、利用好科技館,是貫徹落實(shí)《科普法》和《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要》的需要,更是推進(jìn)科技創(chuàng)新和提高全民公眾科學(xué)素質(zhì)的需要。改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)科技館事業(yè)獲得快速發(fā)展,形成以國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市(州)級(jí)和縣(市、區(qū))級(jí)科技館組成的科技館網(wǎng)絡(luò)體系,科技館科普事業(yè)邁上了新臺(tái)階。近年來(lái),四川科技館大力構(gòu)建實(shí)體科技館、數(shù)字科技館、科普大篷車和流動(dòng)科技館協(xié)同發(fā)展的“四位一體”模式,強(qiáng)力打造科普系列展覽、活動(dòng)、講座“三大系列”科普活動(dòng)精品,在科普服務(wù)領(lǐng)域的探索與實(shí)踐上取得了巨大成績(jī)。由于多種因素的制約,目前我國(guó)大部分科技館還無(wú)法滿足公眾參加科普活動(dòng)的多樣化需求。我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)世界第一,智能手機(jī)已深入到普通人當(dāng)中,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)也已經(jīng)成為人們獲取科技知識(shí)的最重要工具,如何利用好移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)展科普教育活動(dòng)成為科技館體系一項(xiàng)緊迫的研究課題。
2007年,美國(guó)教育部的《美國(guó)學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力咨詢報(bào)告》中指出,非正規(guī)教育是美國(guó)教育系統(tǒng)的三個(gè)相互整合的部分之一,即K-12教育、高等教育、非正規(guī)教育。“逛科技館”這種科普教育已成為非正規(guī)教育的重要形式。成立于1846年的史密森學(xué)會(huì)擁有19家博物館、畫(huà)廊、動(dòng)物園和9家研究院。2012年,史密森學(xué)會(huì)的公共機(jī)構(gòu)共接待了3000萬(wàn)訪客,還有1.03億公眾通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)了史密森學(xué)會(huì)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)2009年出版的《在非正規(guī)環(huán)境中學(xué)習(xí)科學(xué)》中顯示,人們可以從日常生活經(jīng)驗(yàn)、特定場(chǎng)所(博物館、科技館、科學(xué)中心、動(dòng)植物園等)、非學(xué)校組織的科學(xué)活動(dòng)當(dāng)中,不分年齡層,而且比學(xué)校教學(xué)更有效地學(xué)習(xí)科學(xué)。美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)(AAAS)致力于推動(dòng)學(xué)術(shù)交流、科學(xué)教育、科技政策咨詢,其網(wǎng)站專設(shè)“新聞與公眾參與”版面,面向公眾和媒體提供科學(xué)傳播與普及服務(wù),主要以信息提供以及線下活動(dòng)為主。
美國(guó)大量科普內(nèi)容的網(wǎng)站以“gov”為后綴,如美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)、航空航天局(NASA)、疾控中心、農(nóng)業(yè)部、環(huán)保署等政府機(jī)構(gòu)和部門開(kāi)辦的科普網(wǎng)站是網(wǎng)絡(luò)科普的重要基地[3]。越來(lái)越多的移動(dòng)應(yīng)用通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò)的形式讓用戶參與到科學(xué)傳播中來(lái),發(fā)揮出意想不到的獨(dú)特作用。在發(fā)達(dá)國(guó)家,科技博物館已成為市民文化生活的重要組成部分。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的積累和發(fā)展,科技博物館在功能定位、經(jīng)營(yíng)管理、運(yùn)行模式等可持續(xù)發(fā)展能力方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。其功能定位主要是收藏、研究、文化交流和科普,將科技博物館提升到了文化產(chǎn)業(yè)的高度,每家科技博物館都有自己顯著的特色和不可替代的功能,有著獨(dú)特的運(yùn)作模式。科技博物館也從立法和資金保障兩方面得到政府的大力扶持,政府也通過(guò)種種政策鼓勵(lì)民間機(jī)構(gòu)對(duì)科技博物館進(jìn)行資助。借鑒國(guó)內(nèi)外科技館建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn),就是要使科技館建設(shè)數(shù)字化,包含兩方面內(nèi)容:一是利用信息技術(shù)管理和保護(hù)藏品,二是更有效地為觀眾提供個(gè)性化服務(wù)。
三、科技館科普傳播的基本方法及其媒介形式
傳播是社會(huì)信息的傳遞或社會(huì)信息系統(tǒng)的運(yùn)行,是人類通過(guò)符號(hào)和媒介交流信息以其發(fā)生相應(yīng)變化的活動(dòng)。它的基本特征有:1.社會(huì)傳播是一種信息共享活動(dòng)。2.它是在一定社會(huì)關(guān)系中形成的,也是一定社會(huì)關(guān)系的體現(xiàn)。
3.從傳播的社會(huì)關(guān)系而言,它又是一種雙向的是社會(huì)互動(dòng)行為。4.傳播成立的重要前提之一就是傳授雙方必須要有共通的意義空間。5.傳播是一種行為,是一種過(guò)程,也是一個(gè)系統(tǒng)。
(一)科技館傳播的基本形式分為面對(duì)面?zhèn)鞑ズ头敲鎸?duì)面?zhèn)鞑煞N形式。
1.面對(duì)面?zhèn)鞑ァJ钦菇虇T與觀眾之間直接的信息交流,包括語(yǔ)言傳播(如講解、討論、演講等)和非語(yǔ)言傳播(如手勢(shì)、情感、姿態(tài)等)。兩者互相補(bǔ)充、交替使用。其特點(diǎn)是:第一,雙方交流充分、反饋及時(shí),并給對(duì)方留下直接的印象。第二,雙方可以更多地進(jìn)行感情交融,更好地相互理解。第三,可以根據(jù)信息反饋及時(shí)調(diào)整要說(shuō)明的內(nèi)容,或?qū)ζ渥龀鲞M(jìn)一步解釋。由于信息的傳播范圍小、速度慢,面對(duì)面?zhèn)鞑ピ诤芏痰臅r(shí)間內(nèi),難以讓更多的社會(huì)公眾了解某一信息。
2.非面對(duì)面?zhèn)鞑ァJ莻鞑フ吲c受傳者之間使用文字媒體(如圖片、展板等)、電子媒體(如電話、錄音機(jī)、錄像機(jī)、電視等)和新興媒體(電腦、手機(jī)等)進(jìn)行信息交流的一種傳播形式。傳播者與受傳者雙方既可以通過(guò)熒屏內(nèi)外進(jìn)行交談,也可以通過(guò)電視電話電腦進(jìn)行交流,這是一種新型的人際傳播。通過(guò)文字媒體,特別是電訊媒體傳遞信息,大大縮短了傳播者與受傳者雙方的空間距離。
(二)充分發(fā)揮各類傳播媒體的功能1.文字媒體。是指借助于可視的語(yǔ)言文字符號(hào)傳遞社會(huì)信息的各種載體,如館報(bào)、館刊、雜志、工作簡(jiǎn)報(bào)、工作手冊(cè)等。
2.實(shí)物媒體。是指包含某種信息,能充當(dāng)信息傳遞載體的實(shí)物,如墻報(bào)、櫥窗、意見(jiàn)箱等。對(duì)科技館來(lái)說(shuō),展品本身就是一種典型的實(shí)物媒體,品牌、形態(tài)、質(zhì)量、設(shè)計(jì)、布局等都能傳遞信息。
3.電子媒體。是指運(yùn)用電子技術(shù)、電子技術(shù)設(shè)備及其產(chǎn)品進(jìn)行信息傳播的媒體,如廣播、電視、電影、錄音、錄像、光碟等。
4.新興媒體。是指新的技術(shù)支撐體系下出現(xiàn)的媒體形態(tài),如數(shù)字雜志、數(shù)字報(bào)紙、數(shù)字廣播、手機(jī)短信、移動(dòng)電視、網(wǎng)絡(luò)、桌面視窗、數(shù)字電視、數(shù)字電影、觸摸媒體等,被稱為“第五媒體”。
四、提升科技館科普傳播的對(duì)策措施
提升科技館科普傳播,要在利用傳統(tǒng)大眾傳播、營(yíng)造良好的視覺(jué)效果、發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的作用等方面上下工夫。
(一)要廣泛利用傳統(tǒng)大眾傳播
科技館不是小眾傳媒,更不是個(gè)人行為,而是屬于社會(huì)公共文化范疇,其科普活動(dòng),離不開(kāi)大眾傳媒的宣傳報(bào)道。科技館的科普活動(dòng)吸引社會(huì)及大眾傳媒的關(guān)注,大眾傳媒的關(guān)注又促進(jìn)了科技館科普活動(dòng)的有效開(kāi)展。科技館必須緊跟時(shí)展,圍繞滿足公眾需求,與大眾媒體廣泛合作,開(kāi)展科普活動(dòng),積極探索和創(chuàng)新傳播形式、方法,打造科普講壇、策劃科普電視節(jié)目,舉辦科普講解大賽,利用平臺(tái)開(kāi)展科普咨詢、講解、互動(dòng)服務(wù)。
(二)要重視營(yíng)造良好的視覺(jué)效果
科技館展示設(shè)計(jì)活動(dòng)是一項(xiàng)“科學(xué)信息的傳播”活動(dòng),以科學(xué)概念和思想為其主要內(nèi)容,同時(shí)還重視對(duì)科學(xué)方法的培養(yǎng);通過(guò)展示設(shè)計(jì)的造型、色彩與空間等元素的系統(tǒng)構(gòu)造,在獨(dú)特的藝術(shù)氛圍中傳達(dá)展品信息,展現(xiàn)出強(qiáng)烈的視覺(jué)文化色彩。因此,科技館的展覽應(yīng)該重視營(yíng)造良好的視覺(jué)效果,深化科技與科普的融合,不斷豐富展教形式,拓展多動(dòng)體驗(yàn)?zāi)J剑扇《喾N形態(tài)吸引觀眾主動(dòng)參與體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)科普、快樂(lè)科普。
(三)要充分發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的作用
科技館展示設(shè)計(jì)是傳達(dá)展品信息、營(yíng)造獨(dú)特風(fēng)味、實(shí)現(xiàn)觀眾體驗(yàn)互動(dòng)的時(shí)空媒體藝術(shù),綜合性、交叉性、邊緣性特征明顯。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代,科技館尤其要充分發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)的作用,建立和利用科普微博、科普微信、科普微視頻等,擴(kuò)大其影響力。利用二維碼技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、社交軟件平臺(tái)、開(kāi)發(fā)適合觀眾使用的手機(jī)游戲、APP等,使觀眾的參觀更具有自主性,游覽更具智能化和人性化,增強(qiáng)科普傳播活動(dòng)的趣味性和參與性。科技館應(yīng)該摒棄原有的舊有服務(wù)模式,積極應(yīng)用社交網(wǎng)絡(luò)技術(shù)拓展新的服務(wù)方式。
綜上所述,科技教育界要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)科技傳播的認(rèn)知過(guò)程及特點(diǎn)的研究,探尋科技館如何更好地運(yùn)用傳統(tǒng)大眾媒體和新興媒體,吸收更多的先進(jìn)技術(shù),建立完善現(xiàn)代科技館體系,增強(qiáng)科技館信息化、時(shí)代化、標(biāo)準(zhǔn)化、體系化、普惠化和社會(huì)化發(fā)展理念,充分發(fā)揮其展覽教育特有功能,進(jìn)一步深入有效提升科普傳播。同時(shí),要對(duì)科技館科普傳播中取得積極成效的案例進(jìn)行總結(jié),并將其上升到理論層面,提出更系統(tǒng)的理論,用以指導(dǎo)科技館科普傳播的實(shí)踐。
參考文獻(xiàn):
[1]朱幼文.科技館教育的基本屬性與特征[M].中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)2014年年會(huì)論文集.
[2]楊凌.試論充分發(fā)揮科技館的展覽教育功能[J].內(nèi)江科技,2016(2).
[3]中國(guó)科普研究所網(wǎng)絡(luò)科普課題組.看國(guó)外網(wǎng)站如何做科普[N].科技日?qǐng)?bào),2014-08-15.
[4]吳晶平.聯(lián)合大眾媒體開(kāi)展科普活動(dòng)的實(shí)踐與探索[J].廣東科技,2015(14).
[5]省科博協(xié)二屆三次理事會(huì)暨科技館建設(shè)研討會(huì)在雅安召開(kāi)[EB/OL].四川科技館網(wǎng)站,2016-04-26.
傳播學(xué)是研究人類一切傳播行為和傳播過(guò)程發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律以及傳播與人和社會(huì)的關(guān)系的學(xué)問(wèn)。展示設(shè)計(jì)是一種以視覺(jué)信息為主的傳播活動(dòng),視覺(jué)是影響展示最重要的因素,科技館展示設(shè)計(jì)是傳達(dá)展品信息、營(yíng)造獨(dú)特風(fēng)味、實(shí)現(xiàn)觀眾體驗(yàn)互動(dòng)的時(shí)空媒體藝術(shù),視覺(jué)傳播在其展示設(shè)計(jì)中具有奇妙且獨(dú)特的作用。本文擬就基于傳播學(xué)的現(xiàn)代科技館發(fā)展做些探究。
一、科技館的傳播特點(diǎn)
科技館是面向公眾普及科學(xué)知識(shí)、傳播科學(xué)思想和方法、倡導(dǎo)科學(xué)精神,提升公眾求知、探索和創(chuàng)造的能力以及增強(qiáng)科技進(jìn)步意識(shí)的重要教育場(chǎng)所。作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展尤其是科技發(fā)展的產(chǎn)物,科技館在為國(guó)民學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、提高科學(xué)文化素養(yǎng)中創(chuàng)造了良好的環(huán)境和條件。組織開(kāi)展群眾性、社會(huì)性、經(jīng)常性的科普活動(dòng),既是公眾適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展、提高生活質(zhì)量的基本需求,也是提升公眾科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)展創(chuàng)新文化的重要手段[1]。科普教育形式主要有學(xué)校、媒體(包括報(bào)紙、書(shū)籍、影視、網(wǎng)絡(luò)等)、科普活動(dòng)(包括各種科技周、科普日等教育活動(dòng))和科技類博物館。其中,科技類博物館既通過(guò)各種標(biāo)本、實(shí)物、模型、互動(dòng)體驗(yàn)設(shè)施、多媒體互動(dòng)和演示設(shè)施傳播現(xiàn)代科技知識(shí),又重視個(gè)體的參與和體驗(yàn)。因此,科技館在普及科學(xué)知識(shí)、倡導(dǎo)科學(xué)方法上的優(yōu)勢(shì)非常獨(dú)特。
科技館是科學(xué)教育教學(xué)與傳播的重要平臺(tái),作為一種傳播機(jī)構(gòu),它有兩個(gè)最明顯的屬性:第一,它是一種非正式教育機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)的教育觀念把教育與學(xué)校等同起來(lái)。在終身教育背景下,非正式學(xué)習(xí)逐漸得到關(guān)注和重視。近年來(lái),場(chǎng)館學(xué)習(xí)已經(jīng)逐漸成為一個(gè)新的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。科技館教育的基本屬性是非正規(guī)教育,從獨(dú)特的展品資源入手展現(xiàn)其在教育學(xué)、傳播學(xué)上的特殊意義,科技館教育的基本特征是引導(dǎo)觀眾通過(guò)模擬再現(xiàn)的科技實(shí)踐進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)。
第二,它是以空間形態(tài)為特征的視覺(jué)文化傳播機(jī)構(gòu)。人工智能、信息技術(shù)的發(fā)明構(gòu)造了一個(gè)高速發(fā)展的信息社會(huì)。人們獲取信息的途徑得以空前拓展,形成以視覺(jué)傳播為特征的視覺(jué)文化時(shí)代。信息傳播方式的轉(zhuǎn)變必然引起圖形設(shè)計(jì)在方法論層面上的變革。越來(lái)越多的圖形設(shè)計(jì)家和傳播學(xué)家關(guān)注如何使信息向目標(biāo)受眾進(jìn)行快速、有效傳播,對(duì)視覺(jué)圖形的形式語(yǔ)言進(jìn)行創(chuàng)造性研究正是順應(yīng)了信息時(shí)代的呼喚。現(xiàn)代科技館通過(guò)建筑形態(tài)、內(nèi)部空間、功能流線、景觀、節(jié)能技術(shù)、主體結(jié)構(gòu)等表達(dá)以人為本、師法自然的設(shè)計(jì)宗旨,體現(xiàn)創(chuàng)新風(fēng)格和傳播要求。
二、國(guó)內(nèi)外科技館利用社交網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展科普服務(wù)情況
建設(shè)好、管理好、利用好科技館,是貫徹落實(shí)《科普法》和《全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要》的需要,更是推進(jìn)科技創(chuàng)新和提高全民公眾科學(xué)素質(zhì)的需要。改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)科技館事業(yè)獲得快速發(fā)展,形成以國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市(州)級(jí)和縣(市、區(qū))級(jí)科技館組成的科技館網(wǎng)絡(luò)體系,科技館科普事業(yè)邁上了新臺(tái)階。近年來(lái),四川科技館大力構(gòu)建實(shí)體科技館、數(shù)字科技館、科普大篷車和流動(dòng)科技館協(xié)同發(fā)展的“四位一體”模式,強(qiáng)力打造科普系列展覽、活動(dòng)、講座“三大系列”科普活動(dòng)精品,在科普服務(wù)領(lǐng)域的探索與實(shí)踐上取得了巨大成績(jī)[2]。
由于多種因素的制約,目前我國(guó)大部分科技館還無(wú)法滿足公眾參加科普活動(dòng)的多樣化需求。我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)世界第一,智能手機(jī)已深入到普通人當(dāng)中,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)也已經(jīng)成為人們獲取科技知識(shí)的最重要工具,如何利用好移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)展科普教育活動(dòng)成為科技館體系一項(xiàng)緊迫的研究課題。
2007年,美國(guó)教育部的《美國(guó)學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力咨詢報(bào)告》中指出,非正規(guī)教育是美國(guó)教育系統(tǒng)的三個(gè)相互整合的部分之一,即K-12教育、高等教育、非正規(guī)教育。“逛科技館”這種科普教育已成為非正規(guī)教育的重要形式。成立于1846年的史密森學(xué)會(huì)擁有19家博物館、畫(huà)廊、動(dòng)物園和9家研究院。2012年,史密森學(xué)會(huì)的公共機(jī)構(gòu)共接待了3000萬(wàn)訪客,還有1.03億公眾通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)了史密森學(xué)會(huì)。
美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)2009年出版的《在非正規(guī)環(huán)境中學(xué)習(xí)科學(xué)》中顯示,人們可以從日常生活經(jīng)驗(yàn)、特定場(chǎng)所(博物館、科技館、科學(xué)中心、動(dòng)植物園等)、非學(xué)校組織的科學(xué)活動(dòng)當(dāng)中,不分年齡層,而且比學(xué)校教學(xué)更有效地學(xué)習(xí)科學(xué)。美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)(AAAS)致力于推動(dòng)學(xué)術(shù)交流、科學(xué)教育、科技政策咨詢,其網(wǎng)站專設(shè)“新聞與公眾參與”版面,面向公眾和媒體提供科學(xué)傳播與普及服務(wù),主要以信息提供以及線下活動(dòng)為主[3]。美國(guó)大量科普內(nèi)容的網(wǎng)站以“gov”為后綴,如美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)、航空航天局(NASA)、疾控中心、農(nóng)業(yè)部、環(huán)保署等政府機(jī)構(gòu)和部門開(kāi)辦的科普網(wǎng)站是網(wǎng)絡(luò)科普的重要基地[3]。
越來(lái)越多的移動(dòng)應(yīng)用通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò)的形式讓用戶參與到科學(xué)傳播中來(lái),發(fā)揮出意想不到的獨(dú)特作用。在發(fā)達(dá)國(guó)家,科技博物館已成為市民文化生活的重要組成部分。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的積累和發(fā)展,科技博物館在功能定位、經(jīng)營(yíng)管理、運(yùn)行模式等可持續(xù)發(fā)展能力方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。其功能定位主要是收藏、研究、文化交流和科普,將科技博物館提升到了文化產(chǎn)業(yè)的高度,每家科技博物館都有自己顯著的特色和不可替代的功能,有著獨(dú)特的運(yùn)作模式。科技博物館也從立法和資金保障兩方面得到政府的大力扶持,政府也通過(guò)種種政策鼓勵(lì)民間機(jī)構(gòu)對(duì)科技博物館進(jìn)行資助。
借鑒國(guó)內(nèi)外科技館建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn),就是要使科技館建設(shè)數(shù)字化,包含兩方面內(nèi)容:一是利用信息技術(shù)管理和保護(hù)藏品,二是更有效地為觀眾提供個(gè)性化服務(wù)。
三、科技館科普傳播的基本方法及其媒介形式
傳播是社會(huì)信息的傳遞或社會(huì)信息系統(tǒng)的運(yùn)行,是人類通過(guò)符號(hào)和媒介交流信息以其發(fā)生相應(yīng)變化的活動(dòng)。它的基本特征有:1.社會(huì)傳播是一種信息共享活動(dòng)。2.它是在一定社會(huì)關(guān)系中形成的,也是一定社會(huì)關(guān)系的體現(xiàn)。3.從傳播的社會(huì)關(guān)系而言,它又是一種雙向的是社會(huì)互動(dòng)行為。4.傳播成立的重要前提之一就是傳授雙方必須要有共通的意義空間。5.傳播是一種行為,是一種過(guò)程,也是一個(gè)系統(tǒng)。
(一)科技館傳播的基本形式
分為面對(duì)面?zhèn)鞑ズ头敲鎸?duì)面?zhèn)鞑煞N形式。
1.面對(duì)面?zhèn)鞑ァJ钦菇虇T與觀眾之間直接的信息交流,包括語(yǔ)言傳播(如講解、討論、演講等)和非語(yǔ)言傳播(如手勢(shì)、情感、姿態(tài)等)。兩者互相補(bǔ)充、交替使用。其特點(diǎn)是:第一,雙方交流充分、反饋及時(shí),并給對(duì)方留下直接的印象。第二,雙方可以更多地進(jìn)行感情交融,更好地相互理解。第三,可以根據(jù)信息反饋及時(shí)調(diào)整要說(shuō)明的內(nèi)容,或?qū)ζ渥龀鲞M(jìn)一步解釋。由于信息的傳播范圍小、速度慢,面對(duì)面?zhèn)鞑ピ诤芏痰臅r(shí)間內(nèi),難以讓更多的社會(huì)公眾了解某一信息。
2.非面對(duì)面?zhèn)鞑ァJ莻鞑フ吲c受傳者之間使用文字媒體(如圖片、展板等)、電子媒體(如電話、錄音機(jī)、錄像機(jī)、電視等)和新興媒體(電腦、手機(jī)等)進(jìn)行信息交流的一種傳播形式。傳播者與受傳者雙方既可以通過(guò)熒屏內(nèi)外進(jìn)行交談,也可以通過(guò)電視電話電腦進(jìn)行交流,這是一種新型的人際傳播。通過(guò)文字媒體,特別是電訊媒體傳遞信息,大大縮短了傳播者與受傳者雙方的空間距離。
(二)充分發(fā)揮各類傳播媒體的功能
1.文字媒體。是指借助于可視的語(yǔ)言文字符號(hào)傳遞社會(huì)信息的各種載體,如館報(bào)、館刊、雜志、工作簡(jiǎn)報(bào)、工作手冊(cè)等。
2.實(shí)物媒體。是指包含某種信息,能充當(dāng)信息傳遞載體的實(shí)物,如墻報(bào)、櫥窗、意見(jiàn)箱等。對(duì)科技館來(lái)說(shuō),展品本身就是一種典型的實(shí)物媒體,品牌、形態(tài)、質(zhì)量、設(shè)計(jì)、布局等都能傳遞信息。
3.電子媒體。是指運(yùn)用電子技術(shù)、電子技術(shù)設(shè)備及其產(chǎn)品進(jìn)行信息傳播的媒體,如廣播、電視、電影、錄音、錄像、光碟等。
4.新興媒體。是指新的技術(shù)支撐體系下出現(xiàn)的媒體形態(tài),如數(shù)字雜志、數(shù)字報(bào)紙、數(shù)字廣播、手機(jī)短信、移動(dòng)電視、網(wǎng)絡(luò)、桌面視窗、數(shù)字電視、數(shù)字電影、觸摸媒體等,被稱為“第五媒體”。
四、提升科技館科普傳播的對(duì)策措施
提升科技館科普傳播,要在利用傳統(tǒng)大眾傳播、營(yíng)造良好的視覺(jué)效果、發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的作用等方面上下工夫。
(一)要廣泛利用傳統(tǒng)大眾傳播
科技館不是小眾傳媒,更不是個(gè)人行為,而是屬于社會(huì)公共文化范疇,其科普活動(dòng),離不開(kāi)大眾傳媒的宣傳報(bào)道。科技館的科普活動(dòng)吸引社會(huì)及大眾傳媒的關(guān)注,大眾傳媒的關(guān)注又促進(jìn)了科技館科普活動(dòng)的有效開(kāi)展。科技館必須緊跟時(shí)展,圍繞滿足公眾需求,與大眾媒體廣泛合作,開(kāi)展科普活動(dòng),積極探索和創(chuàng)新傳播形式、方法,打造科普講壇、策劃科普電視節(jié)目,舉辦科普講解大賽,利用平臺(tái)開(kāi)展科普咨詢、講解、互動(dòng)服務(wù)[4]。
(二)要重視營(yíng)造良好的視覺(jué)效果
科技館展示設(shè)計(jì)活動(dòng)是一項(xiàng)“科學(xué)信息的傳播”活動(dòng),以科學(xué)概念和思想為其主要內(nèi)容,同時(shí)還重視對(duì)科學(xué)方法的培養(yǎng);通過(guò)展示設(shè)計(jì)的造型、色彩與空間等元素的系統(tǒng)構(gòu)造,在獨(dú)特的藝術(shù)氛圍中傳達(dá)展品信息,展現(xiàn)出強(qiáng)烈的視覺(jué)文化色彩。因此,科技館的展覽應(yīng)該重視營(yíng)造良好的視覺(jué)效果,深化科技與科普的融合,不斷豐富展教形式,拓展多動(dòng)體驗(yàn)?zāi)J剑扇《喾N形態(tài)吸引觀眾主動(dòng)參與體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)科普、快樂(lè)科普[5]。
(三)要充分發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的作用
科技館展示設(shè)計(jì)是傳達(dá)展品信息、營(yíng)造獨(dú)特風(fēng)味、實(shí)現(xiàn)觀眾體驗(yàn)互動(dòng)的時(shí)空媒體藝術(shù),綜合性、交叉性、邊緣性特征明顯[6]。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代,科技館尤其要充分發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)的作用,建立和利用科普微博、科普微信、科普微視頻等,擴(kuò)大其影響力。利用二維碼技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、社交軟件平臺(tái)、開(kāi)發(fā)適合觀眾使用的手機(jī)游戲、APP等,使觀眾的參觀更具有自主性,游覽更具智能化和人性化,增強(qiáng)科普傳播活動(dòng)的趣味性和參與性。科技館應(yīng)該摒棄原有的舊有服務(wù)模式,積極應(yīng)用社交網(wǎng)絡(luò)技術(shù)拓展新的服務(wù)方式。
綜上所述,科技教育界要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)科技傳播的認(rèn)知過(guò)程及特點(diǎn)的研究,探尋科技館如何更好地運(yùn)用傳統(tǒng)大眾媒體和新興媒體,吸收更多的先進(jìn)技術(shù),建立完善現(xiàn)代科技館體系,增強(qiáng)科技館信息化、時(shí)代化、標(biāo)準(zhǔn)化、體系化、普惠化和社會(huì)化發(fā)展理念,充分發(fā)揮其展覽教育特有功能,進(jìn)一步深入有效提升科普傳播。同時(shí),要對(duì)科技館科普傳播中取得積極成效的案例進(jìn)行總結(jié),并將其上升到理論層面,提出更系統(tǒng)的理論,用以指導(dǎo)科技館科普傳播的實(shí)踐。
王家耀院士做了題為《時(shí)空大數(shù)據(jù)及其應(yīng)用》的主題報(bào)告。他指出,現(xiàn)代城市的管理對(duì)空間和時(shí)間具有越來(lái)越高的依賴性,本質(zhì)上是對(duì)城市時(shí)空大數(shù)據(jù)具有越來(lái)越高的依賴性,新型智慧城市建設(shè)需要有一個(gè)“大腦”,這個(gè)“大腦”就是城市時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái),它應(yīng)是開(kāi)放的、動(dòng)態(tài)的、可計(jì)算的,應(yīng)具有傳感網(wǎng)接入、共享、聚合、交換、分析與挖掘、知識(shí)服務(wù)與輔助決策功能,其核心技術(shù)是深度學(xué)習(xí)和深度增強(qiáng)學(xué)習(xí),人類自然智能與計(jì)算機(jī)人工智能的深度融合等。這個(gè)“大腦”建設(shè)好了,越來(lái)越聰明或智慧了,城市才能智慧。
潤(rùn)生院士做了題為《基因組、大數(shù)據(jù)與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)》的主題報(bào)告。他指出,精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究已成為新一輪國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)和引領(lǐng)國(guó)際發(fā)展潮流的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)就是組學(xué)大數(shù)據(jù)與醫(yī)學(xué)的結(jié)合,使醫(yī)學(xué)發(fā)生本質(zhì)變化,實(shí)現(xiàn)從診斷治療到健康保障的轉(zhuǎn)變。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,孕育巨大市場(chǎng)空間。
龔健雅院士做了題為《社會(huì)感知時(shí)空大數(shù)據(jù)分析》的主題報(bào)告。他認(rèn)為,大數(shù)據(jù)是創(chuàng)新、競(jìng)爭(zhēng)和生產(chǎn)力的下一個(gè)前沿,也是一個(gè)交叉學(xué)科。社會(huì)感知時(shí)空數(shù)據(jù)包含了多源、異構(gòu)、海量的數(shù)據(jù),同時(shí)包含了復(fù)雜的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。社會(huì)感知是借助于各類地理空間大數(shù)據(jù)研究人類時(shí)空間行為特征,并進(jìn)而揭示社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的時(shí)空分布格局、聯(lián)系以及演化過(guò)程的理論和方法。相比于傳統(tǒng)遙感技術(shù)主要用于捕獲地理空間中的自然現(xiàn)象,社會(huì)感知方法則長(zhǎng)于發(fā)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象,從而有效彌補(bǔ)遙感方法的不足。
武向平院士做了題為《引領(lǐng)大數(shù)據(jù)時(shí)代的平方公里射電陳列:SKA》的主題報(bào)告。他指出,SKA望遠(yuǎn)鏡是ICT時(shí)代的產(chǎn)物,將會(huì)主導(dǎo)未來(lái)五十年射電天文領(lǐng)域的發(fā)展方向。SKA產(chǎn)生的巨大數(shù)據(jù)量,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)有大數(shù)據(jù)的概念范疇,將對(duì)傳統(tǒng)研究模式產(chǎn)生巨大挑戰(zhàn)。
方向東研究員做了題為《大數(shù)據(jù)時(shí)代的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)與健康管理》的主題報(bào)告。他指出,大數(shù)據(jù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域存在很多亟待解決的問(wèn)題,比如數(shù)據(jù)開(kāi)放共享、數(shù)據(jù)隱私安全、保障體系和人才匱乏等。特別需要關(guān)注的是,在現(xiàn)有基因組樣本庫(kù)建設(shè)過(guò)程中,數(shù)據(jù)受到嚴(yán)重威脅,呼吁相關(guān)研究機(jī)構(gòu)要保護(hù)自己產(chǎn)生的生物數(shù)據(jù)資源,把這些寶貴資源留在國(guó)內(nèi)。
一、機(jī)器人集成教學(xué)平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)與開(kāi)發(fā)思路
囿于水平和條件的限制,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容很容易與計(jì)算機(jī)普及教育相混淆,多以計(jì)算機(jī)編程入門或簡(jiǎn)單的機(jī)器人拆裝為主,忽略了機(jī)器人本身多學(xué)科融合的技術(shù)特點(diǎn)。
樂(lè)高機(jī)器人是一個(gè)理想的機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)[3]。但其主要的問(wèn)題是價(jià)格昂貴,在很大程度上制約了它在機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐和創(chuàng)新活動(dòng)中的普及應(yīng)用。而國(guó)內(nèi)雖然已有高校和企業(yè)從事教育機(jī)器人的研究開(kāi)發(fā),對(duì)開(kāi)放性和圖形化、模塊化等方面的認(rèn)識(shí)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但實(shí)現(xiàn)方法仍多沿用的是傳統(tǒng)的嵌入式單片機(jī)開(kāi)發(fā)模式[4-6]。過(guò)于注重開(kāi)發(fā)過(guò)程而非應(yīng)用需求,所開(kāi)發(fā)的樣機(jī)直接應(yīng)用于教學(xué)推廣存在諸多問(wèn)題。
近幾年來(lái),以智能手機(jī)、平板電腦和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品為代表的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及移動(dòng)智能技術(shù)日新月異,應(yīng)用開(kāi)發(fā)也越來(lái)越普及。這些移動(dòng)智能和系統(tǒng)集成技術(shù)的迅速普及也使得教育智能機(jī)器人的集成開(kāi)發(fā)有了更大的實(shí)現(xiàn)可能。
人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)作為機(jī)器人科學(xué)中最為核心的部分,應(yīng)當(dāng)成為機(jī)器人普及教育中最重要的內(nèi)容。這部分主要就是靠控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,一個(gè)好的機(jī)器人控制器平臺(tái)可以讓學(xué)生充分發(fā)揮想象力,將學(xué)過(guò)的數(shù)學(xué)、物理知識(shí)融會(huì)貫通,并對(duì)計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等知識(shí)有更深的了解。因此,我們將控制器DIY作為了機(jī)器人教學(xué)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)重點(diǎn),以充分適應(yīng)目前機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)現(xiàn)狀和機(jī)器人教學(xué)的多學(xué)科、多層次需求。
二、機(jī)器人集成教學(xué)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)
綜合考慮性價(jià)比、易于拆裝和開(kāi)發(fā)難易度等因素,最終選擇采用了市售的無(wú)線路由器進(jìn)行改裝。通過(guò)選擇開(kāi)源操作系統(tǒng)進(jìn)行固件升級(jí)和嵌入具有圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境的控制軟件,成功開(kāi)發(fā)完成了一種性價(jià)比更高、更加開(kāi)放,能讓青少年學(xué)生真正自己一步步DIY開(kāi)發(fā)的機(jī)器人控制器。
控制器的開(kāi)發(fā)步驟如圖1所示。可以看出,其完全采用了系統(tǒng)集成模式和主流的成熟產(chǎn)品,不需要進(jìn)行任何計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程或電路開(kāi)發(fā),卻能全面了解與機(jī)器人相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟、硬件及自動(dòng)控制的基本知識(shí)。而且與學(xué)生平時(shí)使用智能手機(jī)和玩游戲的模式極為相近,易于掌握,學(xué)能致用。
圖1 基于無(wú)線路由器的機(jī)器人控制器DIY流程
該控制器不到名片大小,功耗僅2~3 W,很適合用于各種功能的機(jī)器人集成開(kāi)發(fā)。同時(shí),集中反映了目前機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的主流趨勢(shì)和技術(shù)特點(diǎn)(見(jiàn)表1)。
表1 DIY控制器的技術(shù)特點(diǎn)
控制器采用了成熟的工業(yè)控制軟件,具有直觀的圖形開(kāi)發(fā)界面和豐富的模塊化控制算法,并且支持PC機(jī)離線組態(tài)和控制器的虛擬仿真。這樣學(xué)生在完成控制器DIY之后,即可采用該控制器進(jìn)行機(jī)器人功能的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā),與單純采用虛擬教學(xué)軟件的方式相比[7],更加直觀,所學(xué)知識(shí)面更廣,動(dòng)手實(shí)踐效果更好。
由于控制器DIY成本很低,因此學(xué)校或科技活動(dòng)中心只需配置少量的樂(lè)高機(jī)器人或與Arduino等價(jià)廉物美的開(kāi)源電子原型產(chǎn)品組合在一起,即可構(gòu)成不同性價(jià)比和側(cè)重點(diǎn)的集成教學(xué)平臺(tái)。
三、結(jié)束語(yǔ)
我們結(jié)合目前我國(guó)機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)的現(xiàn)狀,開(kāi)發(fā)完成了一個(gè)能夠充分適應(yīng)不同類型和多層次機(jī)器人教學(xué)創(chuàng)新活動(dòng)的機(jī)器人教學(xué)控制器。與國(guó)內(nèi)常見(jiàn)模式相比,簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)過(guò)程,更加注重實(shí)用性。采用模塊化、圖形化和虛擬化等先進(jìn)教學(xué)手段降低了機(jī)器人教學(xué)的入門難度。同時(shí)充分利用現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和移動(dòng)智能技術(shù)迅速發(fā)展所帶來(lái)的便利條件,符合機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和技術(shù)特點(diǎn),也大大降低了推廣應(yīng)用成本。更為重要的是,DIY模式能使更多的學(xué)生全面加深對(duì)機(jī)器人核心知識(shí)的認(rèn)識(shí),進(jìn)而激發(fā)他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄭劍春,李甫成.LabVIEW與機(jī)器人科技創(chuàng)新活動(dòng)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2012.
[2] 張國(guó)民,張劍平.我國(guó)基礎(chǔ)教育中機(jī)器人教育的現(xiàn)狀與對(duì)策研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2008(5):98-100.
[3] 鄭清春,武剛,郝麗芳.基于樂(lè)高機(jī)器人系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放實(shí)踐探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008(10): 27-28,44.
[4] 陳學(xué)鋒.教學(xué)型移動(dòng)機(jī)器人嵌入式控制開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D].南京:南京航空航天大學(xué),2005.
[5] 殷樹(shù)明.基于圖形化設(shè)計(jì)的教育機(jī)器人開(kāi)發(fā)平臺(tái)[D].蘇州:蘇州大學(xué),2008.
[6] 朱勇勇.開(kāi)放式教學(xué)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)[D].上海:上海交通大學(xué),2007.
每次與學(xué)生討論信息技術(shù)是什么的時(shí)候,大多數(shù)學(xué)生說(shuō)是與計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的種種技術(shù)。再和學(xué)生探討信息技術(shù)的發(fā)展歷程,如五次信息技術(shù)革命、第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生、從占地170平方米重30噸的龐然大物發(fā)展到如今可以拿在手里使用的平板電腦、智能手機(jī),學(xué)生們似乎也感覺(jué)不到信息技術(shù)發(fā)展的迅速。如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到信息技術(shù)的文化,如何讓學(xué)生直觀地接受信息技術(shù)課程,如何讓學(xué)生全面地提高信息素養(yǎng),根據(jù)這些想法,我們進(jìn)行了與學(xué)生一起建設(shè)信息技術(shù)博物館的籌建,以期通過(guò)信息技術(shù)博物館記錄信息技術(shù)發(fā)展長(zhǎng)河中的那些人和事、道和器、理論和實(shí)踐、存在和發(fā)展,留住值得我們用心珍藏的經(jīng)過(guò)歷史沉淀的信息技術(shù)財(cái)富,回顧信息技術(shù)學(xué)科和信息技術(shù)事業(yè)的發(fā)展歷程,展望信息技術(shù)的美好未來(lái)。
1 信息技術(shù)博物館建設(shè)的目的和意義
創(chuàng)建信息技術(shù)博物館,是信息技術(shù)教學(xué)組對(duì)信息技術(shù)內(nèi)涵與發(fā)展的一次認(rèn)真梳理和思考,其實(shí)物整理價(jià)值及歷史意義重大而深遠(yuǎn)。首先,能讓學(xué)生親臨整個(gè)信息技術(shù)發(fā)展史,更深刻地認(rèn)識(shí)信息技術(shù)及其價(jià)值所在;其次,將告訴我們?cè)鯓影凑照_的技術(shù)路線,更有績(jī)效、合乎道德地運(yùn)用信息技術(shù)服務(wù)教育事業(yè)發(fā)展;同時(shí),博物館更是信息技術(shù)教育的研究基地,有著很多信息技術(shù)實(shí)物供教師參考、研究,將激發(fā)教師對(duì)信息技術(shù)教學(xué)的興趣和探索精神,從而促進(jìn)教育教學(xué)工作。
博物館是學(xué)生素質(zhì)教育基地,將激發(fā)更多學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣,培養(yǎng)他們愛(ài)科學(xué)、愛(ài)技術(shù)的情感。建立博物館可以將知識(shí)性、趣味性、觀賞性完美結(jié)合,它的實(shí)物性和直觀性優(yōu)勢(shì)是課堂教育所無(wú)法比擬的。使師生在參觀過(guò)程中輕松體驗(yàn)信息技術(shù)歷史的燦爛輝煌、先人智慧的博大精深以及信息技術(shù)發(fā)展的美好前景,不僅在于傳播知識(shí),更在于弘揚(yáng)科學(xué)精神,在潛移默化中凈化人的心靈,在啟發(fā)心智中充實(shí)人生,完善人格,提高文化與道德修養(yǎng),激勵(lì)向更高文明發(fā)展進(jìn)取精神。
建設(shè)信息技術(shù)博物館使之成為課程資源的補(bǔ)充。高中信息技術(shù)課程的理念核心是提升信息素養(yǎng),培養(yǎng)信息時(shí)代的合格公民。隨著新課程的逐步推進(jìn),信息技術(shù)作為一種普及的技術(shù)文化和公民素養(yǎng)被得到充分認(rèn)可。20世紀(jì)90年代,高中信息技術(shù)教學(xué)教的是計(jì)算機(jī)編程,是基于“計(jì)算機(jī)文化”為核心的程序教學(xué),即以思維為主,其后發(fā)展中教學(xué)核心逐漸轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)軟件工具和因特網(wǎng)應(yīng)用,直至新課程標(biāo)準(zhǔn)的頒布。在未來(lái)發(fā)展中如何彌補(bǔ)技術(shù)缺憾、提高技術(shù)應(yīng)用,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展思維和創(chuàng)新意識(shí),糾正學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中缺乏對(duì)信息技術(shù)整體的認(rèn)識(shí),對(duì)信息技術(shù)具體的應(yīng)用漠不關(guān)心,對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)更是缺乏思考,對(duì)計(jì)算機(jī)硬件也是知之甚少的趨向,這都是迫切需要解決的深刻問(wèn)題。通過(guò)信息技術(shù)博物館建立研究、教育、科普平臺(tái)和實(shí)物展示,可以成為課程資源的補(bǔ)充,讓更多的人了解信息技術(shù),喚醒人們對(duì)信息素養(yǎng)的重新認(rèn)識(shí)和重視,讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái),對(duì)技術(shù)文化有新的感悟,彌補(bǔ)信息文化導(dǎo)向的不足。既建設(shè)了有特色的信息技術(shù)課程,又豐富了信息技術(shù)文化。
有了博物館這個(gè)平臺(tái),學(xué)校可以把它作為傳承學(xué)校歷史文化、教學(xué)設(shè)施沿伸、促進(jìn)對(duì)外交流的窗口,著力將博物館打造成為學(xué)校文化的“名片”和新時(shí)期學(xué)校的文化殿堂,成為校園文化建設(shè)的重要組成部分。在宣傳、展示中,博物館可以體現(xiàn)學(xué)校的文化涵養(yǎng),以展覽和宣傳內(nèi)容為課題,帶動(dòng)教學(xué)活動(dòng)。對(duì)于校園文化建設(shè)的方式過(guò)去人們更多關(guān)注的是學(xué)校的文化精神,如校訓(xùn)、各類講壇、講座、社團(tuán)、比賽、校園文化娛樂(lè)等等,更注重軟實(shí)力方面的因素。通過(guò)博物館的建設(shè)可以使校園文化更有內(nèi)涵和追求,并同學(xué)校的教育教學(xué)和人才培養(yǎng)緊密結(jié)合,體現(xiàn)學(xué)校特色和精神的優(yōu)良傳統(tǒng)、校訓(xùn)校風(fēng)、人文精神、教育精神和科學(xué)精神。
2 信息技術(shù)博物館的定位
展示信息技術(shù)內(nèi)涵與發(fā)展的實(shí)體博物館。以實(shí)物、文字、圖片、視頻的形式系統(tǒng)展現(xiàn)信息技術(shù)的內(nèi)涵與發(fā)展。讓學(xué)生到博物館參觀,不一定指望把陳列展覽試圖介紹給他們的東西都學(xué)到,也不一定按照陳列展覽的主題結(jié)構(gòu)所確定的順序或者設(shè)計(jì)人員安排組織內(nèi)容的方式來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí),重要的是他們要面對(duì)新的經(jīng)驗(yàn),根據(jù)新經(jīng)驗(yàn)與頭腦中原有知識(shí)相互映射或者聯(lián)系的程度來(lái)進(jìn)行“意義建構(gòu)”。
小型博物館布展面積計(jì)劃不超過(guò)100平方米,主要面向校內(nèi),為本校的教育教研服務(wù),適時(shí)開(kāi)展校際交流活動(dòng),促進(jìn)校園文化建設(shè)。
不建立歷史博物館,不作為科技?xì)v史收藏中心。僅收集、保存、研究并詮釋具有歷史價(jià)值的信息技術(shù)產(chǎn)品遺產(chǎn),其中包括各種具有時(shí)代特征的檔案、圖片和文字資料,以加強(qiáng)社會(huì)認(rèn)同感與教育精神。
3 信息技術(shù)博物館建設(shè)階段規(guī)劃
理論研究和建設(shè)規(guī)劃階段 進(jìn)行信息技術(shù)博物館建設(shè)知識(shí)收集積累,規(guī)劃展品目錄。主要參考信息技術(shù)發(fā)展歷程、各信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)物的發(fā)展史、各技術(shù)產(chǎn)物的性能技術(shù)指標(biāo)和工作原理、博物館學(xué)及博物館功能、科普館學(xué)及科普館功能、素質(zhì)教育、校園文化等相關(guān)書(shū)籍和期刊文章。根據(jù)資料分析出信息技術(shù)博物館建設(shè)背景和意義,以及建設(shè)博物館能夠?qū)崿F(xiàn)的教育效果;從整體上認(rèn)識(shí)、觀察和思考信息技術(shù)及其科技產(chǎn)物的發(fā)展;找出具體類別產(chǎn)物的代表和典型意義的型號(hào),據(jù)此規(guī)劃展品目錄,為展品的征集提供依據(jù)。對(duì)展品的征集方法進(jìn)行調(diào)研,以制訂合理可行的展品征集方案,實(shí)現(xiàn)展品的高質(zhì)量收藏。
展品征集階段 以展品目錄為主進(jìn)行廣泛的展品征集活動(dòng),積極動(dòng)員學(xué)生、老師參與展品征集,向有關(guān)單位爭(zhēng)取,到廢品市場(chǎng)、科技市場(chǎng)中尋找。
展品整理編目階段 整理征集和購(gòu)買到的產(chǎn)品,進(jìn)行核對(duì)登記并編目。此階段需要對(duì)登記編目方法進(jìn)行學(xué)習(xí),參觀和學(xué)型博物館、科普館的編目規(guī)則。然后按照科學(xué)的方法進(jìn)行編目。同時(shí)把前幾階段的成果進(jìn)行整理,形成材料和報(bào)告,與專家和相關(guān)主管部門聯(lián)系,力爭(zhēng)取得他們幫助,對(duì)前期的工作提出意見(jiàn)并對(duì)以后的工作給以指導(dǎo)。
布展設(shè)計(jì)階段 收集科普館設(shè)計(jì)資料,參觀部分小型科普館,與美術(shù)教師聯(lián)系共同完成科普館內(nèi)部視覺(jué)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求簡(jiǎn)單、安靜、平和、有感染力。設(shè)計(jì)時(shí)注意實(shí)物的安置與圖片文字的結(jié)合,保證內(nèi)容上充實(shí)。
后續(xù)完善階段 布展完成后,向文物部門、科協(xié)、教育部門上報(bào),同時(shí)請(qǐng)專家給予指導(dǎo)。主管部門和專家認(rèn)可后,制定具體的博物館管理辦法及后續(xù)完善工作。
4 信息技術(shù)博物館布展內(nèi)容設(shè)計(jì)
信息技術(shù)博物館采取室內(nèi)物品擺設(shè)展示、圖文展板及投影顯示相結(jié)合的方式進(jìn)行布局。博物館分為信息技術(shù)的發(fā)展歷程、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其周邊設(shè)備、信息技術(shù)的應(yīng)用、信息技術(shù)體驗(yàn)四個(gè)展區(qū)。
信息技術(shù)的發(fā)展歷程展區(qū)以五次信息技術(shù)革命為線索,主要通過(guò)實(shí)物、圖片、文字、文物復(fù)制品、視頻展示信息的傳播、存儲(chǔ)等技術(shù)的發(fā)展歷史及各信息技術(shù)相關(guān)產(chǎn)物的發(fā)展史。分別以語(yǔ)言與信號(hào)、文字、印刷術(shù)、電磁信號(hào)設(shè)備、計(jì)算機(jī)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)五個(gè)主題進(jìn)行布展。語(yǔ)言與信號(hào)展區(qū)主要展品包括原始人頭像、烽火臺(tái)、旗語(yǔ)、結(jié)繩記事、布朗族的數(shù)豆記事掛圖、巖畫(huà)掛圖等。文字展區(qū)主要展品包括甲骨文、墨硯毛筆和竹簡(jiǎn)、毛公鼎的文字掛圖、象形文字掛圖、碑拓片、帛書(shū)掛圖、毛邊紙及小楷書(shū)法、信件、百事帖等。印刷術(shù)展區(qū)主要展品有木版印刷掛圖、畢昇發(fā)明活字印刷術(shù)圖、鉛活字印刷模具、古線裝活字印刷書(shū)籍、油印機(jī)、1970年代報(bào)紙和書(shū)籍、現(xiàn)在的報(bào)紙和書(shū)籍、漢字激光照排創(chuàng)始人王選圖片、現(xiàn)代彩印紙張等。電磁信號(hào)設(shè)備展區(qū)主要展品有各時(shí)代的電話機(jī)、錄音機(jī)、留聲機(jī)、電視機(jī)、揚(yáng)聲器、描述電報(bào)電話廣播電視發(fā)明發(fā)展的圖片等。計(jì)算機(jī)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)展區(qū)主要展品有第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之父馮·諾依曼圖片、PC機(jī)、便攜式電腦、通訊衛(wèi)星圖片、世界海底光纜示意圖、衛(wèi)星信號(hào)接收器等。
計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及周邊設(shè)備展區(qū)主要通過(guò)實(shí)物、圖片、文字展示計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程、計(jì)算機(jī)的內(nèi)部組件和周邊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。展品有邵雍六十四卦方圓圖(最早二進(jìn)制啟蒙示意圖)、算籌、算盤、機(jī)械式計(jì)算機(jī)的發(fā)展圖片、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展圖片、電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路、PC機(jī)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)的各種組件、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及組件、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋻靾D等。
現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用部分主要展示現(xiàn)代信息技術(shù)在通訊、醫(yī)療、教育教學(xué)、工業(yè)、金融、傳媒印刷、生活?yuàn)蕵?lè)、圖像技術(shù)、軟件、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的應(yīng)用,并展示信息技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。每個(gè)具體的實(shí)物展示都提供相關(guān)文字資料,包括其發(fā)展史、工作原理、技術(shù)特點(diǎn)、分類等。
信息技術(shù)體驗(yàn)區(qū)是希望通過(guò)參觀者的具體體驗(yàn)來(lái)思考信息技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。如通過(guò)操作先進(jìn)的體感游戲機(jī)來(lái)體悟傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用;通過(guò)智能機(jī)器人的表演來(lái)理解人工智能;通過(guò)用打孔紙帶音樂(lè)盒播放音樂(lè)來(lái)思考信息編碼技術(shù);通過(guò)傳統(tǒng)游戲華榮道、孔明鎖、漢諾塔、九連環(huán)等體驗(yàn)算法的神奇;通過(guò)觀看“iPanda熊貓頻道”的直播體會(huì)通訊技術(shù)等。
學(xué)校建立信息技術(shù)博物館不僅體現(xiàn)了學(xué)校文化軟實(shí)力,更為學(xué)生提供了豐富的第二課堂,我們相信隨著信息技術(shù)博物館展物的不斷充實(shí)、設(shè)計(jì)的逐步完善、展覽業(yè)務(wù)的不斷開(kāi)展,其教育職能將得到充分的發(fā)揮,必將為學(xué)校先進(jìn)文化與和諧校園建設(shè)發(fā)揮重要作用。
相關(guān)鏈接 信息技術(shù)博物館建設(shè)是教育部教學(xué)儀器研究所主持的全國(guó)教育科學(xué)“十二五”課題“運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)裝備促進(jìn)基礎(chǔ)教育實(shí)踐教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新研究”的子課題研究項(xiàng)目。我校信息技術(shù)博物館(科普館)現(xiàn)已建成并有限對(duì)外開(kāi)放。由于在文物部門登記時(shí)使用的名稱叫博物館,而市科協(xié)要求稱科普館并推為“科普教育基地”。
參考文獻(xiàn)
[1]張小紅.南通大學(xué)籌建現(xiàn)代教育技術(shù)博物館[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù),2012(4):467.
從信息技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看,如果我們把20世紀(jì)80年代稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)時(shí)代,把90年代稱為互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展時(shí)代,那么本世紀(jì)的第1個(gè)10年,會(huì)是個(gè)人機(jī)器人(PerSOnalR0bot)時(shí)代。個(gè)人機(jī)器人的核心——智能技術(shù)是信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域,個(gè)人機(jī)器人產(chǎn)業(yè)剛剛開(kāi)始形成,隨著技術(shù)的發(fā)展,個(gè)人機(jī)器人將會(huì)成為人們學(xué)習(xí)、生活、娛樂(lè)的好伙伴!
據(jù)了解,一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)看到智能機(jī)器人教育對(duì)未來(lái)高科技社會(huì)的作用和影響,他們?cè)谥行W(xué)的信息技術(shù)教育中不同程度地對(duì)學(xué)生進(jìn)行智能機(jī)器人知識(shí)教育。在他們的課程中有讓學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)器人的教學(xué)內(nèi)容,目標(biāo)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各種由計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人的作用。例如,介紹機(jī)器人的由來(lái),要求學(xué)生搜集各種機(jī)器人的圖片、小說(shuō)或錄像等資料;讓學(xué)生分組討論有關(guān)機(jī)器人的功用和局限性,以及可能對(duì)人類產(chǎn)生的影響等問(wèn)題。這些內(nèi)容主要穿插在科學(xué)概論、社會(huì)研究和計(jì)算機(jī)概論等課程教學(xué)中。
美國(guó)教育界普遍確信以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)將在人們的未來(lái)生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果現(xiàn)在的在校學(xué)生具有了這方面的素質(zhì),他們將來(lái)可以更容易地適應(yīng)各種技術(shù)革新,也更容易在未來(lái)的信息時(shí)代獲得成功。
我國(guó)智能機(jī)器人的基礎(chǔ)教育方興未艾,信息技術(shù)基礎(chǔ)教育的決策者和工作者應(yīng)該抓住這一教育改革創(chuàng)新的先機(jī),將我國(guó)的信息技術(shù)教育推進(jìn)到一個(gè)新的水平上。當(dāng)今的教育是為以后的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展打基礎(chǔ)的。有超前意識(shí)的教育工作者,應(yīng)該關(guān)注經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì),思考未來(lái)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求,并為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才打好基礎(chǔ)。
智能機(jī)器人教育在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中的作用主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面。
(1)使學(xué)生了解智能機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用狀況,了解它的概念和工作方式,破除對(duì)機(jī)器人的神秘感,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人的有關(guān)知識(shí)打下基礎(chǔ)。
(2)使學(xué)生掌握為一種智能機(jī)器人下載程序的方法,了解智能機(jī)器人各種傳感器和驅(qū)動(dòng)裝置的作用,了解機(jī)器人是怎樣在人的指揮下工作的。學(xué)習(xí)為一種智能機(jī)器人編寫(xiě)程序,通過(guò)為機(jī)器人編寫(xiě)程序?qū)W習(xí)科學(xué)而高效的思維方式,提高邏輯思維能力、規(guī)劃能力,提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
(3)通過(guò)完成任務(wù)和模擬項(xiàng)目使學(xué)生在為機(jī)器人擴(kuò)充接口的過(guò)程中學(xué)習(xí)有關(guān)數(shù)字電路方面的知識(shí),在組裝機(jī)器人的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。
智能機(jī)器人教育在中小學(xué)校會(huì)以下面的方式體現(xiàn)出來(lái)。
(1)以校外科技活動(dòng)為動(dòng)力,在校內(nèi)以科技活動(dòng)小組的方式出現(xiàn)。
(2)以校內(nèi)科技活動(dòng)的方式出現(xiàn),大大提高活動(dòng)的科技知識(shí)含量。
(3)以信息技術(shù)課內(nèi)容之一的方式出現(xiàn)在中小學(xué)信息技術(shù)課上,并可為信息技術(shù)課這個(gè)內(nèi)容更新速度很快的學(xué)科帶來(lái)新的活力。
機(jī)器人競(jìng)賽作為一個(gè)交流平臺(tái),已成為備受關(guān)注的焦點(diǎn),對(duì)新進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的教師該如何應(yīng)對(duì),在了解機(jī)器人競(jìng)賽是什么、為什么之后,我們將共同學(xué)習(xí)怎么做。我將從以下6個(gè)方面和大家討論。
1.機(jī)器人競(jìng)賽內(nèi)容豐富、形式多樣
(1)機(jī)器人賽事不斷增加
20世紀(jì)末,中國(guó)科協(xié)在一些省市青少年科技中心的積極建議下,將機(jī)器人競(jìng)賽引進(jìn)我國(guó)并取得成功。第1屆中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽于2001年在廣州市南沙科技館舉辦。當(dāng)時(shí)僅有10多個(gè)省市的200多名學(xué)生參加,發(fā)展到今天,數(shù)十萬(wàn)中小學(xué)機(jī)器人愛(ài)好者參與其中,深受青少年和家長(zhǎng)的歡迎,在全國(guó)各地產(chǎn)生了廣泛的社會(huì)影響。
目前,機(jī)器人賽事主要有:中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽(中國(guó)科協(xié))、全國(guó)中小學(xué)電腦機(jī)器人競(jìng)賽(電教館)、中國(guó)機(jī)器人大賽暨RoBoCup公開(kāi)賽(RoBoCup組委會(huì))、香港“創(chuàng)協(xié)杯”創(chuàng)意科技機(jī)械人競(jìng)賽、機(jī)器人奧林匹克(北京師范大學(xué)、中國(guó)青少年科普教育俱樂(lè)部)、CCTV機(jī)器人電視大賽(中央電視臺(tái))、中國(guó)機(jī)器人足球競(jìng)賽(中國(guó)人工智能學(xué)會(huì))等。
(2)機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目逐年豐富
目前,機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目主要有:機(jī)器人足球、機(jī)器人籃球、VEX機(jī)器人、FLL機(jī)器人、機(jī)器人綜合技能、機(jī)器人創(chuàng)意、機(jī)器人滅火、機(jī)器人舞蹈、機(jī)器人超級(jí)軌跡賽、虛擬機(jī)器人大賽、雙足機(jī)器人舞蹈賽、雙足機(jī)器人3米障礙跑、遙控擂臺(tái)機(jī)器人賽、機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)制作競(jìng)技賽、機(jī)器人論文賽(參加科研課題)等10余項(xiàng)。競(jìng)賽選拔出的優(yōu)勝學(xué)生將參與國(guó)際青少年機(jī)器人競(jìng)賽(WorldRobot Olympiad)、FLL機(jī)器人世錦賽(FIRST LEGOLeague)、FVC機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽(FIRST VEXChaHenge)等國(guó)際賽事。
機(jī)器人競(jìng)賽競(jìng)爭(zhēng)雖然激烈,但是并不像高考過(guò)獨(dú)木橋,你可以選擇合適的賽事、喜歡的項(xiàng)目把自己對(duì)機(jī)器人的創(chuàng)意和激情發(fā)揮得淋漓盡致。
2.競(jìng)賽難度不斷加大
豐富的競(jìng)賽項(xiàng)目和大量的機(jī)器人愛(ài)好者涌現(xiàn),直接導(dǎo)致了青少年機(jī)器人競(jìng)賽水平的快速大幅提高。但凡參加過(guò)兩次以上的學(xué)生和教師都會(huì)明顯感到,大賽的組織者在不斷求新求變,以滿足高水平競(jìng)技的需要,這是社會(huì)整體發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)于新參賽的隊(duì)伍,大家首先要作好的思想準(zhǔn)備就是“我們是來(lái)學(xué)習(xí)的”,唯有這樣才能在較短的時(shí)間內(nèi)快速成長(zhǎng)。但同時(shí)我們也要盡量選擇合適自己的項(xiàng)目,不要“什么難,選什么”,這樣的結(jié)果只能是打擊自己和耽誤學(xué)生。
難度變化的趨勢(shì)是在競(jìng)賽中增加各種可變因素。以山西省超級(jí)軌跡賽來(lái)說(shuō),前幾屆沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)組裝搭建,而且競(jìng)賽的線路很簡(jiǎn)單,沒(méi)有過(guò)多的交叉和虛實(shí)線。從2012年開(kāi)始大家可以明顯感到,場(chǎng)地的復(fù)雜程度增加很大,而且規(guī)定時(shí)間、地點(diǎn)搭建。今年還很有可能在中學(xué)組增加橋梁、隧道等障礙。
另一個(gè)趨勢(shì)是限制器材。比如足球賽限制電壓、傳感器數(shù)量和軟件集成等,從比速度、比力量轉(zhuǎn)向比技術(shù)、比穩(wěn)定。
3.競(jìng)賽項(xiàng)目界線分明,特點(diǎn)突出
不同的競(jìng)賽項(xiàng)目,有相對(duì)固定的規(guī)則,項(xiàng)目的觀賞性、競(jìng)技內(nèi)容大不相同。過(guò)去的基本技能比賽被看作是超級(jí)軌跡的升級(jí)版,沒(méi)有太多的指定動(dòng)作。現(xiàn)在的綜合技能比賽在路線上有轉(zhuǎn)彎標(biāo)記,有沼澤、隧道、橋梁,而且還有裝載貨物、卸貨、投擲、傳遞火炬等復(fù)雜的動(dòng)作,需要更多的驅(qū)動(dòng)部件和傳感器。
不同的競(jìng)賽項(xiàng)目針對(duì)不同的青少年人群,喜歡對(duì)抗的可以選足球和VEX等近身對(duì)抗項(xiàng)目;不喜歡激烈對(duì)抗的,可以選擇獨(dú)立作業(yè)的FLL、綜合技能等競(jìng)賽。
4.競(jìng)賽考查的內(nèi)容越來(lái)越全面
競(jìng)賽考查的內(nèi)容從原來(lái)單一的看競(jìng)賽結(jié)果,到現(xiàn)在看技術(shù)的掌握和理解,從會(huì)不會(huì)到快不快,從懂不懂到新不新,從個(gè)體技術(shù)到集體合作,從場(chǎng)上競(jìng)賽擴(kuò)展到賽前賽后問(wèn)答。
5.競(jìng)賽平臺(tái)強(qiáng)調(diào)交流
在競(jìng)賽前、中、后期,教師、學(xué)生都可以獲得大量的信息,通過(guò)交流做到人無(wú)我有、人有我優(yōu),比賽更加公正、公平、公開(kāi),賽場(chǎng)上是對(duì)手,賽場(chǎng)下是朋友。
6.不足和思考
廠家在一段時(shí)間內(nèi)過(guò)多地參與。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題很容易理解,大家都想在短時(shí)間內(nèi)取得好的競(jìng)賽成績(jī)。可以肯定這只是一段時(shí)間的現(xiàn)象,等大家都懂了、會(huì)了,對(duì)機(jī)器人的操控就更加如魚(yú)得水了。
一、問(wèn)卷設(shè)計(jì)與結(jié)果統(tǒng)計(jì)
本次調(diào)查,根據(jù)城鄉(xiāng)居民的特點(diǎn),分別設(shè)計(jì)了城市問(wèn)卷和鄉(xiāng)村問(wèn)卷,但都按環(huán)境認(rèn)知評(píng)價(jià)、環(huán)境行為、環(huán)境意愿等模塊,并結(jié)合城市和鄉(xiāng)村實(shí)際,設(shè)計(jì)了相關(guān)問(wèn)題,以了解城鄉(xiāng)居民在“知”“行”“意”方面的環(huán)境素質(zhì)狀況。城市問(wèn)卷以主城九區(qū)樣本為主,鄉(xiāng)村問(wèn)卷以渝東北的萬(wàn)州區(qū)、開(kāi)州區(qū)、城口縣、云陽(yáng)縣和渝東南的黔江區(qū)、武隆區(qū)、秀山縣等區(qū)縣為主。共發(fā)放問(wèn)卷900份,回收有效問(wèn)卷865份,回收率96.1%。其中,收回城市問(wèn)卷443份,鄉(xiāng)村問(wèn)卷422份,樣本人群類別分布情況見(jiàn)表1。城市樣本分布:性別均衡,中青年、受過(guò)高等教育、公職人員和企業(yè)職工均占絕大多數(shù),中高收入者近一半。故樣本人群能夠比較客觀地反映問(wèn)卷涉及問(wèn)題的真實(shí)狀況,具有較好的代表性。鄉(xiāng)村樣本分布:性別、年齡分布接近于城市樣本,但學(xué)歷、行業(yè)身份、收入分布均略優(yōu)于城市樣本,這與鄉(xiāng)村問(wèn)卷調(diào)查是通過(guò)農(nóng)村電商營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)渠道開(kāi)展有關(guān),但樣本人群長(zhǎng)期工作生活在農(nóng)村,對(duì)鄉(xiāng)村環(huán)境治理情況體驗(yàn)深切且綜合素質(zhì)較高,所以更有利于客觀地反映問(wèn)卷涉及問(wèn)題的真實(shí)狀況,故鄉(xiāng)村樣本人群具有代表性。
二、調(diào)查結(jié)論分析
(一)環(huán)境認(rèn)知。1.普遍具有參與環(huán)境治理的意識(shí)。城鄉(xiāng)居民普遍都關(guān)注環(huán)境問(wèn)題,認(rèn)為環(huán)境問(wèn)題與經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、氣候變暖、人類健康、人與自然和諧共處等緊密相關(guān),治理污染非常必要。分別有68.6%和65.7%的市民對(duì)我市實(shí)施機(jī)動(dòng)車限號(hào)和垃圾分類政策非常看好。對(duì)治理環(huán)境的主要?jiǎng)恿Φ恼J(rèn)識(shí),排在首位的是企業(yè)改革與自律(250人次),其次是政府引導(dǎo)及法制健全(224人次)、社會(huì)組織及公眾力量(223人次),人數(shù)分布較為均勻。顯然,大多數(shù)居民認(rèn)為治理環(huán)境不光是政府的責(zé)任。2.環(huán)境認(rèn)知不夠全面準(zhǔn)確。總體看,城鄉(xiāng)居民對(duì)環(huán)境知識(shí)的了解不夠全面準(zhǔn)確,對(duì)環(huán)境治理的權(quán)力、義務(wù)和參與方式不夠明確。城市問(wèn)卷分析表明:城市居民對(duì)城市四大環(huán)境污染的認(rèn)知準(zhǔn)確率為52.4%,對(duì)PM2.5平均值標(biāo)準(zhǔn)值的認(rèn)知準(zhǔn)確率為54%;12369電話平均知曉率為69.1%。城市和鄉(xiāng)村問(wèn)卷總體分析表明:相較于偷排偷放、機(jī)動(dòng)車尾氣、化肥農(nóng)藥污染、噪聲污染等,57.6%的城鄉(xiāng)居民認(rèn)為當(dāng)前重慶最突出的環(huán)境問(wèn)題是垃圾污染;8.9%的居民表示“了解并參與過(guò)環(huán)境影響評(píng)價(jià)”,但不少市民認(rèn)為影響評(píng)價(jià)就是個(gè)人對(duì)周圍環(huán)境狀況好壞的評(píng)價(jià)。這充分表明,城鄉(xiāng)居民整體環(huán)境認(rèn)知還不夠全面和深入。3.對(duì)環(huán)保社會(huì)組織認(rèn)知度不高。443份城市問(wèn)卷中,對(duì)“你所了解的我市民間環(huán)保組織”的調(diào)查,選擇較多的是重慶市渝中區(qū)巴渝公益發(fā)展中心(83人次)、重慶兩江志愿服務(wù)發(fā)展中心(43人次)和重慶市九龍坡區(qū)綠山墻志愿服務(wù)中心(41人次),還有15.2%的城市居民表示沒(méi)接觸過(guò)、不清楚。可見(jiàn),城鄉(xiāng)居民甚至城市居民對(duì)環(huán)保社會(huì)組織的認(rèn)知度還不夠高。(二)環(huán)境行為。1.了解環(huán)境信息大多選擇官方渠道。城市問(wèn)卷分析顯示:市民獲取環(huán)境信息的渠道日益多元化,且通過(guò)大眾傳媒(電視廣播、網(wǎng)絡(luò))的獲取頻率高于從各種環(huán)保宣教活動(dòng)、宣傳單等途徑獲取的頻率;選擇政府環(huán)保信息網(wǎng)站、官方微信、官方微博、電視新聞等官方平臺(tái)的人次明顯高于選擇論壇、熱搜、個(gè)人微信、個(gè)人微博等非官方平臺(tái)的人次,而對(duì)于參加過(guò)環(huán)境教育培訓(xùn)的選擇最少,僅為11人次。2.對(duì)參與環(huán)境治理的信心不強(qiáng)。63.4%的城鄉(xiāng)居民認(rèn)為,治理環(huán)境征求公眾意見(jiàn)重要且必要。在城市問(wèn)卷中,對(duì)“愿意以哪種角色參與環(huán)境治理”,選擇頻率最高的是環(huán)境污染監(jiān)督員(257人次),其次是環(huán)境決策民意代表(241人次)、環(huán)境信息宣傳員(195人次),表明“前端”參與及“過(guò)程”參與的意愿強(qiáng)烈。對(duì)“參加環(huán)境保護(hù)、維護(hù)自身環(huán)境權(quán)益面臨的困難”,選擇頻率最高的是環(huán)境信息掌握不夠(303人次),其次是居民缺乏與政府、企業(yè)對(duì)話的力量(255人次)、沒(méi)有合適的表達(dá)途徑(195人次)。3.參與環(huán)境治理的行動(dòng)力不足。分析顯示:對(duì)身邊最突出的環(huán)境問(wèn)題排序垃圾污染排第一位,大多數(shù)城鄉(xiāng)居民都認(rèn)為開(kāi)展垃圾分類很有必要,但實(shí)際參與垃圾分類的行動(dòng)力卻不足。調(diào)查結(jié)果是實(shí)際參與過(guò)垃圾分類的市民僅82人次。鄉(xiāng)村問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果分析顯示:村民對(duì)秸稈采用焚燒處理的為33.1%,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中地膜使用的處理作為垃圾單獨(dú)處理的為39.3%。環(huán)境監(jiān)督方面,面對(duì)身邊環(huán)境問(wèn)題撥打過(guò)12369電話的村民為31.2%,對(duì)周邊存在環(huán)境污染及隱患的企業(yè),18.2%的鄉(xiāng)村居民認(rèn)為“自己沒(méi)辦法管”,11.1%的城市居民選擇“忍一忍或繞行避開(kāi)”。(三)環(huán)境意愿與滿意度。1.對(duì)政府推動(dòng)環(huán)境治理滿意度較高。調(diào)查結(jié)果分析顯示,城鄉(xiāng)居民對(duì)我市環(huán)境改善充滿信心,81.0%的城鄉(xiāng)居民認(rèn)為我市環(huán)境將進(jìn)一步改善。對(duì)城鄉(xiāng)居民了解并認(rèn)可的環(huán)境治理措施(多選),選擇頻率最高的是“碧水、藍(lán)天、綠地、田園、寧?kù)o”五大行動(dòng)(298人次),其次是河長(zhǎng)制(260人次)、湖長(zhǎng)制(219人次)、山長(zhǎng)制(176人次)。2.城市居民對(duì)周邊環(huán)境的滿意度高于鄉(xiāng)村居民。調(diào)查結(jié)果分析對(duì)比發(fā)現(xiàn),大部分城市居民對(duì)周邊環(huán)境表示滿意(非常滿意為54.9%,比較滿意為24.8%),接近一半的鄉(xiāng)村居民對(duì)周邊環(huán)境表示不滿意(不太滿意的為31.5%,很不滿意的為12.8%)。3.對(duì)環(huán)保維權(quán)的途徑與方式了解不多。城市問(wèn)卷中,對(duì)身邊環(huán)境問(wèn)題,187人次選擇向環(huán)保部門投訴,82人次選擇向環(huán)保組織求助,43人次選擇無(wú)視。這與相關(guān)法律法規(guī)對(duì)于環(huán)保社會(huì)組織或公眾參與環(huán)境維權(quán)、環(huán)境訴訟多為原則性規(guī)定,對(duì)具體的參與方式、程序未作規(guī)定,對(duì)社會(huì)組織管理和公眾參與環(huán)境監(jiān)督缺乏引導(dǎo)有關(guān)[1]。4.具有積極的環(huán)境治理支付意愿。對(duì)“個(gè)人支付污染治理費(fèi)用”,城市問(wèn)卷中,分別有53.7%和34.1%的城市居民愿意承擔(dān)因治理污染導(dǎo)致的個(gè)人消費(fèi)支出5%以內(nèi)和10%以內(nèi)的增加;鄉(xiāng)村問(wèn)卷中,對(duì)于增加鄉(xiāng)村環(huán)境治理資金,61.9%的鄉(xiāng)村居民更傾向于通過(guò)增加財(cái)政補(bǔ)貼的方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染治理。
三、思考與建議
10月16日0時(shí)23分許,二號(hào)F遙十三運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火起飛,托舉載有翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員的神舟十三號(hào)載人飛船進(jìn)入太空。見(jiàn)證歷史一刻!
神舟十三號(hào)的主要任務(wù)
開(kāi)展機(jī)械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位、手控遙操作等空間站組裝建造關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn);
進(jìn)行2—3次出艙活動(dòng),安裝大小機(jī)械臂雙臂組合轉(zhuǎn)接件及懸掛裝置,為后續(xù)空間站建造任務(wù)做準(zhǔn)備;
進(jìn)一步驗(yàn)證航天員在軌駐留6個(gè)月的健康、生活和工作保障技術(shù);
進(jìn)行航天醫(yī)學(xué)、微重力物理領(lǐng)域等科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)與應(yīng)用,開(kāi)展多樣化科普教育活動(dòng);
全面考核工程各系統(tǒng)執(zhí)行空間站任務(wù)的功能性能,以及系統(tǒng)間的匹配性。
神舟十二號(hào)才回來(lái)不久,為何本月又發(fā)一個(gè)?
9月17日,神舟十二號(hào)載人飛船返回艙才剛平安著陸于東風(fēng)著陸場(chǎng)。可能很多人有這個(gè)疑問(wèn),我們?yōu)槭裁催@么著急的再次執(zhí)行載人飛船發(fā)射任務(wù)?
原因是,在神舟十二號(hào)航天員離開(kāi)后,“天宮”空間站目前正處于調(diào)試階段,有一系列技術(shù)需要驗(yàn)證。雖然,近年來(lái)隨著人工智能的技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展,有人提出過(guò)為了減少空間站的運(yùn)行成本,可以采取短期有人長(zhǎng)期無(wú)人的運(yùn)行模式。但在地球400公里左右的地球軌道上孤零零的駐守著,它面臨著空間輻射、失重和溫度劇烈變化等“困境”,目前還是不能太久“無(wú)人值守”為好。
神舟十三號(hào)即將面臨的最大挑戰(zhàn)
在太空中,由于失重的影響會(huì)容易引起航天員很多身體問(wèn)題——如骨質(zhì)疏松、肌肉萎縮、視力受損等。這也是為什么每次航天員著陸地球后都要被抬著走的原因之一。在太空中上百天的留守,對(duì)人的生理、心理的影響和考驗(yàn)巨大,因此,神舟十二號(hào)三名航天員要面臨最大的挑戰(zhàn)就是時(shí)間的長(zhǎng)度。
但由于我國(guó)未來(lái)的空間站計(jì)劃是半年一輪換飛行乘組,保持空間站中一直有航天員駐守。因此,不得不從此次的神舟十三號(hào)任務(wù)就開(kāi)始驗(yàn)證我國(guó)目前所采取的抵抗措施是否有效。
除了與人類的生理、心里問(wèn)題對(duì)抗以外,神舟十三號(hào)的技術(shù)任務(wù)也即將面臨多個(gè)前所未有的挑戰(zhàn):
神舟十三號(hào)將采用難度極大的徑向交會(huì)對(duì)接的方式停靠空間站。因?yàn)榭臻g站天和核心艙的節(jié)點(diǎn)艙設(shè)置了3個(gè)對(duì)接口和2個(gè)停泊口,徑向交會(huì)對(duì)接是遲早都要克服的難點(diǎn)。
徑向交會(huì)對(duì)接是神舟飛船以垂直的方式、徑向的方式,垂直向上,從下面和組合體來(lái)進(jìn)行交會(huì)對(duì)接。這項(xiàng)技術(shù)的難度非常大,此前,沒(méi)有在太空當(dāng)中驗(yàn)證過(guò)。
北京航天飛行控制中心空間站任務(wù)總師孫軍表示:
徑向交會(huì)對(duì)接和我們之前采用的后向?qū)雍颓跋驅(qū)樱€是有很大不同的。因?yàn)樗菑暮诵呐摰南路絹?lái)接近,實(shí)際上飛船和核心艙在軌道高度上就有一個(gè)偏差,前向和后向?qū)邮窃谲壍劳瑯拥乃矫嫔系模运倪\(yùn)動(dòng)是比較穩(wěn)定的。由于軌道高度的偏差,不同高度的速度是不一樣的,所以就需要在這個(gè)徑向?qū)拥慕咏^(guò)程中,除了在徑向方向有速度的位置的改變以外,還要去控制它在速度方向的角度。所以這樣的整個(gè)對(duì)接過(guò)程它是高動(dòng)態(tài)的,是控制系統(tǒng)要實(shí)時(shí)的去敏感核心艙的位置,并且實(shí)時(shí)進(jìn)行控制。
挑戰(zhàn)即自動(dòng)交會(huì)對(duì)接和手動(dòng)交會(huì)對(duì)接外的,
第三種交會(huì)對(duì)接方式——
遙操作交會(huì)對(duì)接。
機(jī)械臂將10噸量級(jí)的天舟二號(hào)進(jìn)行水平轉(zhuǎn)位
航天員在軌時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)計(jì)劃
這是我國(guó)首次由女航天員入駐空間站并執(zhí)行出艙任務(wù),王亞平也即將開(kāi)授“太空第二課”
綜上,神舟十三號(hào)任務(wù)的
難度、挑戰(zhàn)性
都可謂比十二號(hào)“更上一層樓”。
女性上太空,有何優(yōu)劣點(diǎn)?
女性的體力確有劣勢(shì),平均體力只有男性的三分之二,尤其是上半身的體力僅為男性的50%。航天員在太空飛行中也有許多體力勞動(dòng),特別是太空行走,需要上半身大量的體力勞動(dòng)。完成各種太空維修保養(yǎng)、設(shè)備安裝和科學(xué)試驗(yàn)任務(wù),這些工作都需要用上肢和手來(lái)完成。有些工作如果讓女航天員來(lái)完成可能就有一定困難。
但是,女航天員在生理構(gòu)造和心理素質(zhì)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),對(duì)失重等航天環(huán)境的適應(yīng)能力更持久,耐寂寞能力強(qiáng),心理素質(zhì)穩(wěn)定。
男性體內(nèi)鐵的含量比女性高,在太空失重環(huán)境中,男性體內(nèi)鐵的含量可能會(huì)升高到中毒水平。 另一方面,美國(guó)俄亥俄州醫(yī)學(xué)院羅威廉教授研究發(fā)現(xiàn),在 30 歲至 40 歲期間男性患冠心病的風(fēng)險(xiǎn)增大,載人航天可能進(jìn)一步增加這種風(fēng)險(xiǎn)。 反之女性由于受體內(nèi)高水平雌激素的保護(hù),不易患冠心病。 大量數(shù)據(jù)表明,在航天中男航天員比女航天員容易發(fā)生室性心律不齊,而且長(zhǎng)期飛行比短期飛行更容易患這種疾病。還有,女性體重比男性輕,需要的熱量較少,產(chǎn)生的廢物也比較少,因此女性更適合長(zhǎng)期航天。
中國(guó)航天,未來(lái)可期!
在14日的神舟十三號(hào)載人飛行任務(wù)新聞會(huì)上,中國(guó)載人航天工程新聞發(fā)言人、中國(guó)載人航天工程辦公室副主任林西強(qiáng)介紹,神舟十三號(hào)三位航天員進(jìn)駐核心艙后,將按照天地同步作息制度進(jìn)行工作生活,半年后返回東風(fēng)著陸場(chǎng)。對(duì)空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段各項(xiàng)任務(wù)完成情況進(jìn)行全面評(píng)估后,空間站便將正式開(kāi)始建造階段。而后,第四位“快遞小哥”天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船即將為神舟十四號(hào)載人飛船運(yùn)送物資,帶神舟十四號(hào)的客人們到達(dá)后,問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將會(huì)相繼發(fā)射,與天和核心艙對(duì)接。最終,2022年內(nèi)將完成空間站的建造任務(wù)。
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
天津市教委主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 部級(jí)期刊
中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 部級(jí)期刊
中華人民共和國(guó)教育部主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
西南政法大學(xué)人工智能法律研究院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì);中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)主辦