基于系统工程理念开展航天科普活动顶层设计探讨

段丽娟

摘要：21世纪航天科学技术的快速发展，社会经济、文化环境的不断变化，对航天科普工作提出了更高的要求。基于系统工程理念，运用系统分析的方法，设计、组织航天科普活动。以科普卫星专题活动，载人航天科普系列活动，航天科技夏令营活动为例，研究航天科普活动顶层设计方案，激发青少年对航天探索的兴趣，提高青少年科学探索实践能力，开拓航天科普活动的新发展空间。

关键词：系统工程 航天科普 科普活动 科普卫星

中图分类号：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

系統工程是从总体出发，合理规划、开发、运行、管理及保障一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法与技术的总称[1]。航天科学技术的快速发展，社会经济、文化环境的不断变化，都对航天科普工作提出了更高的要求，基于系统工程理念，运用系统分析的方法来设计、组织、落实、开展航天科普活动[2-4]，成为非常重要的任务。开展航天科普活动顶层设计，就是设计好、开展好航天科普活动的前提和基础。以下是按照系统工程理念开展的航天科普活动案例和大家共同探讨。

1 运用系统工程理论设计“希望一号”卫星专题活动

为推动青少年航天科普事业的发展，激发青少年对航天探索的兴趣，提高青少年创新和实践能力，培育航天科技后备人才，从2007年初开始，中国科协、中国航天科技集团公司共同策划，为全国青少年研制一颗小卫星。围绕小卫星研制、发射和使用的不同阶段，中国科协、原北京奥组委和中国宇航学会共同举办了“全国青少年航天科技体验”系列航天科普活动。

全国青少年航天科技体验活动于2008年5月29日正式启动，全国青少年航天科技体验活动组委会在全国青少年中组织开展了“探索月球，创意无限”科学体验活动、“希望号”奥运星（希望一号卫星）搭载方案征集活动、体验活动——参观西昌卫星发射中心、青少年卫星研制体验以及四川灾区青少年航天科技体验活动。

希望一号卫星是我们国家为广大青少年研制的第一颗科普小卫星，于2009年12月15日成功发射。卫星具有建立业余无线电空间电台、太空摄影和搭载青少年科学实验方案三项功能。在希望一号卫星体验活动区，以实物模型、图片、专题片等方式向青少年介绍卫星基本构造、功能和使用情况，同时，模拟航天飞行控制中心指控大厅操作台的场景，为青少年提供现场卫星业余无线电异地通联、拼图游戏、搭载方案猜想、卫星知识问答等互动体验活动，使青少年在亲身体验中，感受航天科技的魅力[5]，激发学习航天知识的兴趣，充分发挥希望一号卫星在航天科普和未成年人科学素质培养方面的重要作用。

在希望一号卫星发射后，组委会举办一系列科普活动，希望一号卫星的飞行任务除了搭载“天圆地方”科学实验，太空摄影，还将进行莫尔斯电码、简易的话音和数据通信等试验。希望一号卫星开展的应用体验活动有看五色土七十二变，拼出你心中神奇的宇宙和辨认希望号眼中的太空世界，开展太空摄影拼图等活动，建立青少年业余无线电通信活动基地，“两岸四地”共“希望”活动和希望一号卫星业余无线电通信竞赛活动。其中以2010年5月31日上午10：15-10：30在中国科技馆新馆二楼东侧进行的中央领导与首都少年儿童参加希望一号卫星体验活动为例，更是运用了系统工程理念。

2 运用系统工程理论设计“开启天宫的梦想”——“天宫杯”全国青少年载人航天科普系列活动

“天宫一号”目标飞行器是中国首个空间实验室，于2011年发射，在发射之后的2年中，“天宫一号”相继与随后发射的神舟8、9、10号飞船分别实现对接，使我国突破和掌握交会对接技术，从而开展有关空间实验研究。

为深入做好载人航天科普工作，充分发挥载人航天工程科普平台的作用，激发广大青少年对航天科技的兴趣，培养青少年创新和实践能力，中国人民解放军总装备部、中国科学技术协会、中国航天科技集团将共同组织开展“开启天宫的梦想”——“天宫杯”全国青少年载人航天科普系列活动。在“天宫一号”目标飞行器的设计、装配、试验、发射、运行的各个阶段举办一系列航天科普活动，组织发动全国各地青少年学生参加，宣传普及航天知识，培养青少年学习航天知识的积极性，推动青少年航天科普事业更快发展。

在全国的中、小学生中征集“天宫一号”目标飞行器搭载青少年科学实验活动方案。最终，“搭载濒临灭绝植物种子的探究”、“油水相容太空实验”、“不同语言同一种声音，不同的民族同样的根”、“三原色粉混合试验”和“研究重力和气压对金属热胀冷缩影响”5个方案（排列不分先后），从来自全国100多所中小学校的共计2956个方案中脱颖而出，获得“天宫一号”目标飞行器的搭载方案奖。

同时开展的活动还有全国青少年载人航天科技知识竞赛、“院士、专家航天科普校园行”和青少年航天科技体验营等一系列活动。天宫一号系列活动在社会上引起了强烈的反响，尤其是在喜爱航天科技的青少年中掀起了一场学习航天精神、钻研航天科技的热潮。

3 运用系统工程理论设计“梦想航天，情系中华——航天科技夏令营”

以2014年“梦想航天，情系中华——航天科技夏令营”活动为例，该活动于7月20-26日在北京举办，来自港澳台地区以及新加坡、马来西亚的200位华裔师生参加了航天科技夏令营活动。夏令营营员来自70所学校（香港23所、澳门6所、台湾17所、新加坡21所、马来西亚3所），是参加学校最多的一届。由于经费原因，采取增加参加学校、减少学校营员名额的做法，扩大夏令营的影响。学生营员经过考试和面试以及竞争得到参加资格，因此每位学生营员都是非常优秀的，而且他们也非常珍惜这个机会。夏令营活动突出航天特色，宣传中国航天成就，普及航天知識，内容丰富多彩，让青少年亲身感受和体验航天科技的魅力，使青少年对中国航天科技及社会经济发展状况有了较深入的了解，增进了华裔青少年之间的友谊，弘扬了中华民族精神。

3.1 人民大会堂见面活动

为提高夏令营活动的作用和影响力，本届夏令营于7月23日下午在人民大会堂举行了领导和营员见面会。中国科协、国务院台办交流局、国务院港澳办交流司教科文处、中国航天科技集团公司、何鸿燊航天科技人才培训基金会等有关机构领导专程来到人民大会堂，与夏令营教师代表和工作人员座谈，听取夏令营工作汇报。座谈会后，领导们接见了夏令营全体营员并合影。

座谈会上大家表示，青少年亲身体验航天科技，不仅有助于普及航天科技知识，激发青少年对探索科学技术的热情，增强未来从事科技工作的兴趣，而且能激发青少年的民族自豪感。青少年正值豆蔻年华，代表科技发展的希望，代表中华民族振兴的希望，希望青少年为中华民族的振兴做出各自的贡献。

3.2 科技参观活动

5d的营期活动，安排营员参观了中华航天博物馆、中国空间技术研究院会展中心、中国资源卫星应用中心、中国科学院遥感与数字地球研究所。师生们亲眼目睹了中国航天取得的辉煌成就，了解了中国航天事业50多年来的发展历程，以及中国航天科技和平利用空间，在国民经济和社会生活中所发挥的重要作用。师生们表示，能够亲眼看见火箭、卫星、飞船实体和模型，非常振奋，中华民族能够站在世界航天科技的前端，非常自豪。

3.3 科普知识学习

夏令营安排了田如森研究员《航天梦，强国梦——开发太空，造福人类》的科普报告，营员们认真听讲，踊跃回答专家的问题，并在报告后提出问题。

夏令营前期，每位营员都收到有关知识学习题。期间，以各地区为单位组成参赛队，进行了一场航天知识竞赛。虽然各参赛队的3名学生来自不同学校，但他们配合默契;每答对一道题目，全场报以热烈的掌声。经过激烈角逐，马来西亚队获得一等奖，香港队获得二等奖，台湾队获得三等奖，澳门队和新加坡队获得优秀奖。每名队员获得了火箭模型和证书奖励。

3.4 航天训练体验

夏令营期间安排营员们进行了航天员部分基本训练项目——多转轴旋转、转椅、太空行走等身体素质训练，亲自动手制作和发射了模型火箭，在神舟飞船模拟发射中执行各项任务等航天体验活动，从中让学生们学习和掌握航天科技知识。

3.5 了解中国发展和历史文化

夏令营期间，安排营员参观了人民大会堂、国家博物馆、首都博物馆、中国科技馆，游览了天安门广场、王府井大街、长城和奥运场馆。为让师生更多地了解中国，每辆车上配有导游，利用路上时间讲解北京的地理环境、人文风情和城市风貌。

3.6 充分交流，加深友谊

为了使来自各地的营员加深友谊，夏令营在闭营当晚安排了联欢晚会。各地营员穿插着表演各自编排的节目，气氛十分热烈，常常响起掌声和舞台上下的合唱声，可谓高潮迭起。

参加夏令营的营员来自5个地区的70所学校，在夏令营期间，将营员混合分组安排就餐和乘车，使他们能够在短暂的几天中充分交流和沟通。营员之间从彼此陌生、相识、了解到成为好朋友，分别时依依不舍，合影留念，互留地址。

夏令营的航天特色活动受到师生的好评，给他们留下了深刻印象。他们表示，活动非常有意义，让他们大开眼界[6-7]。他们表示非常感谢夏令营活动给师生提供这样的机会，让师生了解中国科技的发展。

中国航天事业取得了举世瞩目的成就，极大地激发了广大公众对航天科技的关注和兴趣，激发了民族自豪感。“梦想航天，情系中华——航天科技夏令营”已经举办了20余年，活动内容突出航天科技特色，基本满足青少年对航天科技的求知欲，这是夏令营能够持续举办的重要因素。

夏令营以航天科技为主题，以中华文化为主线，不仅让师生了解到中国航天事业的辉煌成就，近距离地感受航天科技的独特魅力，还让营员们强烈地认识到自己是黄皮肤、黑眼珠的炎黄子孙，是有着中国心的龙的传人。让他们感受到中国航天事业的每一步跨越都是属于全球华人的共同荣耀。也是学会充分发挥民间渠道优势，加强两岸交流合作，使两岸青少年和华裔子弟能够自然、轻松地交流和学习;努力增进台湾同胞对祖国大陆的了解和认同，为国家需要服务，为推动两岸关系和平发展和促进祖国统一做出贡献。

4 结语

如何打破传统航天科普的局限性，为传统科普工作带来跃升式的发展空间，就需要按照科学的系统工程的观点，采用系统工程科学有效的分析方法来进行顶层设计、组织、落实、开展航天科普活动，提高航天科普的创新能力，保持科普工作生命力。

参考文献

[1] 郁滨.系统工程理论[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2009.

[2] 王叶茵，王睿，张中阳，等.基于钱学森大成智慧思想的航天科普教育体系设计[J].中国航天，2021（1）：77-80.

[3] 沈念.航天系统工程的哲学底蕴[J].中国航天，2018（1）：40-44.

[4] 刘芹.钱学森航天系统工程思想研究[D].太原：太原科技大学，2020.

[5] 张春玲.中国航天总体设计部分系统研究室多项目管理优化[D].北京：北京邮电大学，2019.

[6] 马祥斌，赵兴圆，谭东宇，陈长浩.顺应新时代要求，航天系统工程助力智慧城市“九个一体化”建设[J].卫星应用，2017（12）：33-38.

[7] 陈梅芳.航天基地对文昌旅游产业发展的带动作用及优化策略研究[D].海口：海南大学，2019.

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