基于系統工程理念開展航天科普活動頂層設計探討

段麗娟

摘要：21世紀航天科學技術的快速發展，社會經濟、文化環境的不斷變化，對航天科普工作提出了更高的要求。基于系統工程理念，運用系統分析的方法，設計、組織航天科普活動。以科普衛星專題活動，載人航天科普系列活動，航天科技夏令營活動為例，研究航天科普活動頂層設計方案，激發青少年對航天探索的興趣，提高青少年科學探索實踐能力，開拓航天科普活動的新發展空間。

關鍵詞：系統工程 航天科普 科普活動 科普衛星

中圖分類號：V57

Abstract： In the 21st century， the rapid development， as well as the constant changes of social， economic and cultural environment， have put forward higher requirements for space science popularization. Based on the concept of system engineering， the method of system analysis is used to design and organize aerospace science popularization activities. Taking the special activities of popular science satellite， manned space popular science series activities and space science and technology summer camp activities as examples， this paper studies the top-level design scheme of space popular science activities， stimulates teenagers' interest in space exploration， improves teenagers' scientific exploration and practice ability， and opens up new development space for space popular science activities.

Key Words： Systems engineering; Space science popularization; Science popularization activities; Popular science satellite

系統工程是從總體出發，合理規劃、開發、運行、管理及保障一個大規模復雜系統所需思想、理論、方法與技術的總稱[1]。航天科學技術的快速發展，社會經濟、文化環境的不斷變化，都對航天科普工作提出了更高的要求，基于系統工程理念，運用系統分析的方法來設計、組織、落實、開展航天科普活動[2-4]，成為非常重要的任務。開展航天科普活動頂層設計，就是設計好、開展好航天科普活動的前提和基礎。以下是按照系統工程理念開展的航天科普活動案例和大家共同探討。

1 運用系統工程理論設計“希望一號”衛星專題活動

為推動青少年航天科普事業的發展，激發青少年對航天探索的興趣，提高青少年創新和實踐能力，培育航天科技后備人才，從2007年初開始，中國科協、中國航天科技集團公司共同策劃，為全國青少年研制一顆小衛星。圍繞小衛星研制、發射和使用的不同階段，中國科協、原北京奧組委和中國宇航學會共同舉辦了“全國青少年航天科技體驗”系列航天科普活動。

全國青少年航天科技體驗活動于2008年5月29日正式啟動，全國青少年航天科技體驗活動組委會在全國青少年中組織開展了“探索月球，創意無限”科學體驗活動、“希望號”奧運星（希望一號衛星）搭載方案征集活動、體驗活動——參觀西昌衛星發射中心、青少年衛星研制體驗以及四川災區青少年航天科技體驗活動。

希望一號衛星是我們國家為廣大青少年研制的第一顆科普小衛星，于2009年12月15日成功發射。衛星具有建立業余無線電空間電臺、太空攝影和搭載青少年科學實驗方案三項功能。在希望一號衛星體驗活動區，以實物模型、圖片、專題片等方式向青少年介紹衛星基本構造、功能和使用情況，同時，模擬航天飛行控制中心指控大廳操作臺的場景，為青少年提供現場衛星業余無線電異地通聯、拼圖游戲、搭載方案猜想、衛星知識問答等互動體驗活動，使青少年在親身體驗中，感受航天科技的魅力[5]，激發學習航天知識的興趣，充分發揮希望一號衛星在航天科普和未成年人科學素質培養方面的重要作用。

在希望一號衛星發射后，組委會舉辦一系列科普活動，希望一號衛星的飛行任務除了搭載“天圓地方”科學實驗，太空攝影，還將進行莫爾斯電碼、簡易的話音和數據通信等試驗。希望一號衛星開展的應用體驗活動有看五色土七十二變，拼出你心中神奇的宇宙和辨認希望號眼中的太空世界，開展太空攝影拼圖等活動，建立青少年業余無線電通信活動基地，“兩岸四地”共“希望”活動和希望一號衛星業余無線電通信競賽活動。其中以2010年5月31日上午10：15-10：30在中國科技館新館二樓東側進行的中央領導與首都少年兒童參加希望一號衛星體驗活動為例，更是運用了系統工程理念。

2 運用系統工程理論設計“開啟天宮的夢想”——“天宮杯”全國青少年載人航天科普系列活動

“天宮一號”目標飛行器是中國首個空間實驗室，于2011年發射，在發射之后的2年中，“天宮一號”相繼與隨后發射的神舟8、9、10號飛船分別實現對接，使我國突破和掌握交會對接技術，從而開展有關空間實驗研究。

為深入做好載人航天科普工作，充分發揮載人航天工程科普平臺的作用，激發廣大青少年對航天科技的興趣，培養青少年創新和實踐能力，中國人民解放軍總裝備部、中國科學技術協會、中國航天科技集團將共同組織開展“開啟天宮的夢想”——“天宮杯”全國青少年載人航天科普系列活動。在“天宮一號”目標飛行器的設計、裝配、試驗、發射、運行的各個階段舉辦一系列航天科普活動，組織發動全國各地青少年學生參加，宣傳普及航天知識，培養青少年學習航天知識的積極性，推動青少年航天科普事業更快發展。

在全國的中、小學生中征集“天宮一號”目標飛行器搭載青少年科學實驗活動方案。最終，“搭載瀕臨滅絕植物種子的探究”、“油水相容太空實驗”、“不同語言同一種聲音，不同的民族同樣的根”、“三原色粉混合試驗”和“研究重力和氣壓對金屬熱脹冷縮影響”5個方案（排列不分先后），從來自全國100多所中小學校的共計2956個方案中脫穎而出，獲得“天宮一號”目標飛行器的搭載方案獎。

同時開展的活動還有全國青少年載人航天科技知識競賽、“院士、專家航天科普校園行”和青少年航天科技體驗營等一系列活動。天宮一號系列活動在社會上引起了強烈的反響，尤其是在喜愛航天科技的青少年中掀起了一場學習航天精神、鉆研航天科技的熱潮。

3 運用系統工程理論設計“夢想航天，情系中華——航天科技夏令營”

以2014年“夢想航天，情系中華——航天科技夏令營”活動為例，該活動于7月20-26日在北京舉辦，來自港澳臺地區以及新加坡、馬來西亞的200位華裔師生參加了航天科技夏令營活動。夏令營營員來自70所學校（香港23所、澳門6所、臺灣17所、新加坡21所、馬來西亞3所），是參加學校最多的一屆。由于經費原因，采取增加參加學校、減少學校營員名額的做法，擴大夏令營的影響。學生營員經過考試和面試以及競爭得到參加資格，因此每位學生營員都是非常優秀的，而且他們也非常珍惜這個機會。夏令營活動突出航天特色，宣傳中國航天成就，普及航天知識，內容豐富多彩，讓青少年親身感受和體驗航天科技的魅力，使青少年對中國航天科技及社會經濟發展狀況有了較深入的了解，增進了華裔青少年之間的友誼，弘揚了中華民族精神。

3.1 人民大會堂見面活動

為提高夏令營活動的作用和影響力，本屆夏令營于7月23日下午在人民大會堂舉行了領導和營員見面會。中國科協、國務院臺辦交流局、國務院港澳辦交流司教科文處、中國航天科技集團公司、何鴻燊航天科技人才培訓基金會等有關機構領導專程來到人民大會堂，與夏令營教師代表和工作人員座談，聽取夏令營工作匯報。座談會后，領導們接見了夏令營全體營員并合影。

座談會上大家表示，青少年親身體驗航天科技，不僅有助于普及航天科技知識，激發青少年對探索科學技術的熱情，增強未來從事科技工作的興趣，而且能激發青少年的民族自豪感。青少年正值豆蔻年華，代表科技發展的希望，代表中華民族振興的希望，希望青少年為中華民族的振興做出各自的貢獻。

3.2 科技參觀活動

5d的營期活動，安排營員參觀了中華航天博物館、中國空間技術研究院會展中心、中國資源衛星應用中心、中國科學院遙感與數字地球研究所。師生們親眼目睹了中國航天取得的輝煌成就，了解了中國航天事業50多年來的發展歷程，以及中國航天科技和平利用空間，在國民經濟和社會生活中所發揮的重要作用。師生們表示，能夠親眼看見火箭、衛星、飛船實體和模型，非常振奮，中華民族能夠站在世界航天科技的前端，非常自豪。

3.3 科普知識學習

夏令營安排了田如森研究員《航天夢，強國夢——開發太空，造福人類》的科普報告，營員們認真聽講，踴躍回答專家的問題，并在報告后提出問題。

夏令營前期，每位營員都收到有關知識學習題。期間，以各地區為單位組成參賽隊，進行了一場航天知識競賽。雖然各參賽隊的3名學生來自不同學校，但他們配合默契;每答對一道題目，全場報以熱烈的掌聲。經過激烈角逐，馬來西亞隊獲得一等獎，香港隊獲得二等獎，臺灣隊獲得三等獎，澳門隊和新加坡隊獲得優秀獎。每名隊員獲得了火箭模型和證書獎勵。

3.4 航天訓練體驗

夏令營期間安排營員們進行了航天員部分基本訓練項目——多轉軸旋轉、轉椅、太空行走等身體素質訓練，親自動手制作和發射了模型火箭，在神舟飛船模擬發射中執行各項任務等航天體驗活動，從中讓學生們學習和掌握航天科技知識。

3.5 了解中國發展和歷史文化

夏令營期間，安排營員參觀了人民大會堂、國家博物館、首都博物館、中國科技館，游覽了天安門廣場、王府井大街、長城和奧運場館。為讓師生更多地了解中國，每輛車上配有導游，利用路上時間講解北京的地理環境、人文風情和城市風貌。

3.6 充分交流，加深友誼

為了使來自各地的營員加深友誼，夏令營在閉營當晚安排了聯歡晚會。各地營員穿插著表演各自編排的節目，氣氛十分熱烈，常常響起掌聲和舞臺上下的合唱聲，可謂高潮迭起。

參加夏令營的營員來自5個地區的70所學校，在夏令營期間，將營員混合分組安排就餐和乘車，使他們能夠在短暫的幾天中充分交流和溝通。營員之間從彼此陌生、相識、了解到成為好朋友，分別時依依不舍，合影留念，互留地址。

夏令營的航天特色活動受到師生的好評，給他們留下了深刻印象。他們表示，活動非常有意義，讓他們大開眼界[6-7]。他們表示非常感謝夏令營活動給師生提供這樣的機會，讓師生了解中國科技的發展。

中國航天事業取得了舉世矚目的成就，極大地激發了廣大公眾對航天科技的關注和興趣，激發了民族自豪感。“夢想航天，情系中華——航天科技夏令營”已經舉辦了20余年，活動內容突出航天科技特色，基本滿足青少年對航天科技的求知欲，這是夏令營能夠持續舉辦的重要因素。

夏令營以航天科技為主題，以中華文化為主線，不僅讓師生了解到中國航天事業的輝煌成就，近距離地感受航天科技的獨特魅力，還讓營員們強烈地認識到自己是黃皮膚、黑眼珠的炎黃子孫，是有著中國心的龍的傳人。讓他們感受到中國航天事業的每一步跨越都是屬于全球華人的共同榮耀。也是學會充分發揮民間渠道優勢，加強兩岸交流合作，使兩岸青少年和華裔子弟能夠自然、輕松地交流和學習;努力增進臺灣同胞對祖國大陸的了解和認同，為國家需要服務，為推動兩岸關系和平發展和促進祖國統一做出貢獻。

4 結語

如何打破傳統航天科普的局限性，為傳統科普工作帶來躍升式的發展空間，就需要按照科學的系統工程的觀點，采用系統工程科學有效的分析方法來進行頂層設計、組織、落實、開展航天科普活動，提高航天科普的創新能力，保持科普工作生命力。

參考文獻

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[2] 王葉茵，王睿，張中陽，等.基于錢學森大成智慧思想的航天科普教育體系設計[J].中國航天，2021（1）：77-80.

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[5] 張春玲.中國航天總體設計部分系統研究室多項目管理優化[D].北京：北京郵電大學，2019.

[6] 馬祥斌，趙興圓，譚東宇，陳長浩.順應新時代要求，航天系統工程助力智慧城市“九個一體化”建設[J].衛星應用，2017（12）：33-38.

[7] 陳梅芳.航天基地對文昌旅游產業發展的帶動作用及優化策略研究[D].海口：海南大學，2019.

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