北京航空航天大學(xué)分營暨航天專題營：航模飛行競賽

劉洋

2019年7月15-21日，由北京航空航天大學(xué)和中國航天科技集團共同承辦的2019年青少年高校科學(xué)營北京航空航天大學(xué)分營暨航天專題營舉辦，200多名全國各地優(yōu)秀高中生體驗了為期1周的航空航天科技之旅。本屆科學(xué)營充分利用學(xué)校資源和優(yōu)勢，為營員安排了豐富多彩的科技體驗活動。學(xué)?？偨Y(jié)8屆科學(xué)營的承辦經(jīng)驗，將7天的活動整體化設(shè)計為以航空航天學(xué)科基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)為基本目的，包含“學(xué)習(xí)-考察-動手實踐-自主思考-考核”5個環(huán)節(jié)的完整學(xué)習(xí)體系，具體包括聆聽航空航天概論課、院士報告，參觀航空航天博物館、國家級實驗室，參與航模飛行競賽、未來飛行器設(shè)計大賽，參加課程答辯和閉卷考試，考核優(yōu)秀的營員獲贈“神舟”飛船首任總設(shè)計師戚發(fā)軔院士簽名的獎品?；诤娇蘸教鞂I(yè)的課程體系化設(shè)計，充分調(diào)動了營員的積極性和對航空航天知識的渴求，讓營員在多種學(xué)習(xí)方式中，提升學(xué)習(xí)興趣，最大限度地吸收所學(xué)知識。其中，航模飛行競賽最具專業(yè)特色，得到了營員的廣泛好評。

活動概述

北京航空航天大學(xué)作為新中國第一所航空航天高等學(xué)府，擁有特色鮮明的航空航天優(yōu)勢學(xué)科，在2019年“軟科世界一流學(xué)科排名”中，航空航天工程學(xué)科蟬聯(lián)世界第一。航模飛行競賽，包括航空飛機模型和航天小火箭試飛模型2項競賽，是學(xué)校參考國家級精品課“航空航天概論”教學(xué)團隊建議，邀請曾獲世界航空模型設(shè)計競賽冠軍的北航航模隊成員作為指導(dǎo)，精心設(shè)計組織的具有科學(xué)性和趣味性的科學(xué)實踐活動。

活動過程

課程基礎(chǔ)

航空航天科技作為高精尖領(lǐng)域之一，涉及的學(xué)科類別復(fù)雜多樣，為了能夠達到寓教于樂的目的，航模飛行競賽之前需要對航空航天專業(yè)領(lǐng)域有較為充分的了解，掌握其基本的知識結(jié)構(gòu)。7月16日，科學(xué)營邀請學(xué)校航空領(lǐng)域?qū)＜摇壹壘氛n“航空航天概論”教學(xué)團隊負責人楊超教授為營員講授航空航天專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程從世界航空航天專業(yè)起源出發(fā)，以科技水平的發(fā)展歷程為主線逐步展開，并重點講解了中國航空航天事業(yè)的發(fā)展。課程以大家生活中常見的航空航天工程型號為例，初步講解了飛機、火箭的結(jié)構(gòu)組成、關(guān)鍵設(shè)計、技術(shù)指標等內(nèi)容，讓營員形成了初步的專業(yè)認知。課程以專業(yè)教育促進情懷教育，通過介紹北航建校以來為國家航空航天事業(yè)作出的重要貢獻，引導(dǎo)營員理解“空天報國，敢為人先”的精神內(nèi)涵，理解航空航天事業(yè)現(xiàn)在的成就是一代代青年人不斷奮斗所取得的，是青年人愛國精神的直接體現(xiàn)。

隨后分別開展的航空飛機模型競賽和小火箭模型競賽，均分為制作和試飛2個環(huán)節(jié)，成績由制作得分和飛行比賽得分構(gòu)成，總分100分，其中制作得分滿分30分，飛行比賽得分滿分70分。

制作環(huán)節(jié)

營員每人配發(fā)航空飛機模型和小火箭模型制作材料，分別由北航航模隊成員、北航宇航協(xié)會成員作為指導(dǎo)教師，根據(jù)已完成模型為參照，初步講解組裝過程，并聯(lián)系前一天“航空航天概論”課程內(nèi)容，復(fù)習(xí)專業(yè)知識。在隨后的指導(dǎo)制作過程中，營員根據(jù)操作流程和指導(dǎo)建議進行模型組裝。由于試飛環(huán)節(jié)對模型組裝精準度要求很高，材料由模板和塑料組成，硬度較大，在組裝時營員需要不斷通過裁剪、打磨、膠粘等方式調(diào)整安裝精度。營員約8～9人為1個小組，每小組配備2名志愿者和1名指導(dǎo)教師。經(jīng)過兩三個小時，模型制作完成后，由所有指導(dǎo)教師根據(jù)加工精細程度、外形美觀程度、結(jié)構(gòu)完整程度等項目打分，滿分30分。

試飛環(huán)節(jié)

此環(huán)節(jié)航空飛機與小火箭略有不同，航空飛機模型競賽設(shè)初賽和決賽2個環(huán)節(jié)，小火箭競賽對風向有一定要求，且回收難度大，只進行1輪競賽。

在航空飛機模型競賽中，要求營員根據(jù)統(tǒng)一指令放飛航模后，航模自由滑翔，記錄航模著陸靜止后，航模頭部與起飛點間地面直線距離。初賽只記錄距離，不計算折合分數(shù)，決賽記錄距離并計算折合分數(shù)。決賽中航模飛行距離最遠者得分為70分，其他參賽者得分按照實際飛行距離與最遠距離的比值計算。

在小火箭模型競賽中，要求營員8～10人為1個小組，按照統(tǒng)一口令進行發(fā)射。模型升空后，根據(jù)統(tǒng)一標識，參考發(fā)射響應(yīng)時間、起飛角度、到達高度、回收距離等項目進行綜合考評。其中，發(fā)射響應(yīng)時間無延遲、起飛角度與地面完全垂直、到達高度超過20米、回收距離在10米內(nèi)的模型，記為滿分70分。此環(huán)節(jié)由于需要操作和安裝發(fā)射所需火藥，要對營員在賽前統(tǒng)一由指導(dǎo)教師進行安全教育，在發(fā)射時也會設(shè)置安全距離，營員應(yīng)嚴格遵循指導(dǎo)教師的口令實施發(fā)射。

活動收獲

每次當營員模型試飛出色時，都會引來現(xiàn)場所有人的熱烈歡呼。營員在活動過程中充分體驗了制作和試飛活動的科學(xué)性和趣味性，在動手中學(xué)習(xí)，在競技中感悟，為科學(xué)營活動添上了濃墨重彩的一筆。

充分動手操作，享受科學(xué)體驗

制作和試飛活動內(nèi)容相對簡單，作為1天的營隊活動內(nèi)容比較合適，營員可以很快理解上手?；顒铀璨牧系容^為簡單，場地要求不高，開展較為容易?；顒舆^程需要利用一定的專業(yè)知識但不完全取決于此，同時還考驗營員的表達能力、能手能力、交流能力等，這些都是從事科學(xué)研究必備的基礎(chǔ)能力。

實踐理論知識，提升科學(xué)認識

此項競賽為營員提供了接觸航空航天知識的平臺，結(jié)合開展的專業(yè)授課、院士報告、實地參觀等環(huán)節(jié)，營員能夠通過自己動手制作和試飛簡單模型，將所學(xué)的理論知識與實踐環(huán)節(jié)充分結(jié)合，對航空航天知識體系建立較為全面的理解，這不僅激發(fā)了營員對科學(xué)的興趣和向往，還有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

現(xiàn)場分析原因，感受科學(xué)精神

競賽環(huán)節(jié)結(jié)束后，指導(dǎo)教師根據(jù)試飛過程中出現(xiàn)的問題，模仿航天系統(tǒng)工程流程，開展現(xiàn)場“故障歸零”，讓營員體會航空航天作為最高精尖的技術(shù)行業(yè)，在模型制作的過程中出現(xiàn)簡單的偏差，都會影響飛行狀態(tài)，在實際飛機、火箭、衛(wèi)星的制作過程中，要求更為嚴格。

“相信每個男孩在童年時都有一個飛天夢，那蔚藍的天空總是隱藏著一個又一個夢想，閃爍著令人向往的光芒。今天的我們，體驗了北京航空航天大學(xué)最有特色，也是本次科學(xué)營最為有趣的活動——航模制作與試飛比賽。真正到了自己動手操作的環(huán)節(jié)時，我們才意識到：原來那一件件的成品都不是隨便得來的。每一件精致的工藝品都要經(jīng)過一遍遍打磨和完善，我們手中的航模亦是如此。大家從一開始的笨手笨腳，到后來的漸漸熟練，再到熟能生巧。就是那么一個上午的時間，手中的側(cè)板、機翼、尾翼在美工刀下逐漸成型，順次連接，在一片飄飛的木屑中，一個雖并不好看但凝聚了心血與汗水的航模終于制成了。這中間鍛煉的不僅是動手能力，更是沉下心來，保持一顆匠心的意志。”

——湖北省荊州市沙市中學(xué) 袁代卓