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姓名：陈心语 学号：21009102266 书院：海棠1号书院
转自： 人工智能在中国航天的应用与展望_数据 (sohu.com)
【嵌牛导读】
随着物联网、大规模并行计算、大数据和深度学习算法等技术的突破，人工智能近年来取得了突飞猛进的发展，在图像识别、语音识别、自然语言处理、无人驾驶、智能机器人等众多领域展现出令人期待的发展前景，并得到了国内外各政府的关注和支持;该文将人工智能技术与运载火箭、深空探测器、武器装备等航天应用相结合，论述其在自主规划航天任务、高效智能地面测试、全面快速设计保障等方面的应用模式，并从产品规划、顶层设计、产品打造、具体实施几个方面对中国航天后续发展人工智能技术提出了相关的对策建议。
【嵌牛鼻子】人工智能运用于航天。
【嵌牛提问】人工智能在航空航天中有什么运用呢？
【嵌牛正文】
岳梦云, 王 伟, 张羲格
(北京宇航系统工程研究所，北京 100076)
摘要： 随着物联网、大规模并行计算、大数据和深度学习算法等技术的突破，人工智能近年来取得了突飞猛进的发展，在图像识别、语音识别、自然语言处理、无人驾驶、智能机器人等众多领域展现出令人期待的发展前景，并得到了国内外各政府的关注和支持;该文将人工智能技术与运载火箭、深空探测器、武器装备等航天应用相结合，论述其在自主规划航天任务、高效智能地面测试、全面快速设计保障等方面的应用模式，并从产品规划、顶层设计、产品打造、具体实施几个方面对中国航天后续发展人工智能技术提出了相关的对策建议。
关键词： 人工智能； 大数据； 航天应用
0 引言
在十二届全国人大五次会议上，国务院总理李克强在作政府工作报告时表示，要“全面实施战略性新兴产业发展规划，加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化”，这也是“人工智能”这一表述首次出现在政府工作报告中。
近年来，物联网、大规模并行计算、大数据和深度学习算法这四大催化剂的发展，以及计算成本的降低，使得人工智能技术突飞猛进。2016年12月，升级版“AlphaGo”化名“master”在60场互联网棋局车轮大战中连胜柯洁九段、陈耀烨九段、朴廷桓九段、芈昱廷九段、唐韦星九段等高手，取得全胜战绩，引起各界对人工智能的广泛关注与讨论。
1 人工智能的四大先决条件
1.1 物联网
随着摄像头、麦克风、各种类型传感器的发展，基于物联网技术的智能设备得到了飞速提升，而大量智能设备的出现则进一步加速了传感器领域的繁荣。这些传感器负责采集数据、记忆、分析、传送数据，将外部世界数字化，为智能系统提供了多维度的数据输入，成为数字世界与物理世界交互、反馈的接口和手段。
1.2 大规模并行计算
并行计算(Parallel Computing)指同时使用多种计算资源解决一个计算问题的过程，能够有效的提高计算速度和处理能力的一种有效手段。海量的分布式计算资源和超高速计算能力，令快速处理大量数据、训练复杂模型、用知识体系代替人类常识成为可能。这些知识和模型为人类和机器人提供智能的辅助决策，让人工智能成为现实。
1.3 大数据
大数据具备Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(低价值密度)、Veracity(真实性)的5V特点。在过去，要尽可能全面地认识某项事物，必须合理设计抽样调查的策略，使样本能够尽量覆盖全集特征。随着计算能力的提升，可以不再采用随机分析法这样的权衡之策，而采用所有数据进行分析处理。大数据需要特殊的技术，以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。海量的数据为人工智能的学习和发展提供了资源。通过知识挖掘，可以从大量有噪声的随机实际应用数据中，提取人们事先不了解但是隐藏在数据中的有价值的信息和知识。这种对隐性信息的挖掘是大数据价值的核心，也是实现人工智能的关键。
1.4 深度学习算法
深度学习算法作为机器学习的一个分支，由Hinton等人于2006年提出，是人工智能迎来新一轮飞速发展最重要的核心技术[1]。深度学习算法用非监督式或半监督式的特征学习和分层特征提取高效算法来替代手工获取特征，其中最广为使用的算法包括卷积神经网络(convolutional neural networks，CNN)、循环神经网络(recurrent neural network，RNN)长短期记忆网络(long short-term memory，LSTM)等，需要根据具体应用场景和数据特征加以选择。深度学习是对人类思维方式的建模，让机器能够理解人的行为，并将知识运用到与用户的交互中，达到机器“人性化”的终极目标，实现人工智能技术在商业中的落地。
2 人工智能的细分领域
2.1 图像识别
通过结合大数据的训练，人工智能可以对图像进行预处理、图像分割、特征提取和判断匹配。在图像识别的技术框架中，人脸识别应用非常广泛。人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。目前国内领先企业旷视科技的人脸识别准确率已高达99.999%。此外，在产品生产质量检验上，图像识别技术应用也非常广泛，例如：机械类产品的裂纹自动识别检测。
2.2 语音/语义识别
利用特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术，语音识别能够让机器对采集到的语音信息进行识别和理解，转化为文本或命令。例如在军事上，可通过语音识别确认说话人的身份、侦听情报内容、或下发操作指令，具有非常重要的价值。目前，针对中小词汇量非特定人的语音识别系统识别精度已超过98%，针对特定人的识别精度甚至更高。
2.3 自然语言处理
语言是人类区别其他动物的本质特性，因此理解语言也是人工智能的一个核心方向。综合语言学、计算机科学、数学等多种科学，自然语言处理研究能实现人与计算机之间有效通信的各种理论和方法，以一种智能高效的方式，对文本数据进行系统化分析、理解与信息提取。通过使用自然语言处理技术，可以管理大块的文本数据，或执行大量的自动化任务，并且解决如自动摘要，机器翻译，命名实体识别，关系提取等语言相关任务[2]。
2.4 无人驾驶
无人驾驶的核心技术是即时空间建模和人工智能技术。低成本高效率的感知解决方案是无人驾驶的基础，高精度底图的建立是无人驾驶的关键，具有深度学习的算法芯片是无人驾驶的核心。在过去六年内，谷歌无人驾驶汽车在公路上安全行驶220多万公里，仅发生17起交通以外，而且均是由人类失误引发的。
2.5 智能机器人
智能机器人融合了几乎所有人工智能分支技术，它至少需要具备感觉要素、反应要素和思考要素。它能够理解人类语言，感知、分析周围环境信息并调整自己的动作。目前已发展出多样化的机器人种类，从智能水平较低的工业机器人，到智能陪护机器人再到高级智能机器人。
3 人工智能在中国航天上的应用前景
3.1 更自主的任务规划
航天飞行任务规划是一个典型的知识处理过程，其中涉及较为复杂的逻辑推理和众多的约束条件，这种问题适合采用人工智能的方式加以解决，实现“人工智能+”。
3.1.1 “人工智能+运载火箭”——高容错飞行
运载火箭的飞行入轨面临的是一个地面难以复制和仿真等效的全新环境，飞行阶段程序转弯、发动机关机、级间分离、再次点火、姿态修正、载荷分离诸多环节中数百个零部件任一失效偏差都可能给火箭带来不可挽回的损失，是运载火箭成败与否的核心一环。高机动性、短飞行周期、恶劣环境都意味着人无法有效干预，因此，发动机推力下降、姿控极性接反均直接造成了任务失败，飞行风险居高不下。
目前的箭载计算机大多不具备重新规划飞行任务的能力，或需要地面人工计算制导诸元后，通过测量系统进行了上行注入，一定程度上实现弹道的重规划，将卫星送入轨道[3]。
未来，将运载火箭设计阶段梳理的飞行过程故障模式与传感器参数相结合，研究基于人工智能的运载火箭飞行阶段故障自诊断以及深度学习训练方法，在分秒必争的运载火箭飞行段完成故障预测、故障定位与故障隔离工作，并通过轨迹弹道重规划、制导姿控模型重生成，有效隔离局部故障，规避失败风险，最优化飞行轨迹与姿态控制，有效挖掘潜在运力资源[4]。
除此之外，在运载火箭发动机关机、级间分离后，分离的舱部段通过自主感知和自主控制技术，与卫星定位信息、地形布局信息动态匹配，通过发动机再次点火，实现舱部段自主飞行、平稳下落、精准落地以及主动防护，通过舱部段及各级发动机的回收再利用，显著压缩运载火箭任务周期，降低运载火箭制造成本。
3.1.2 “人工智能+深空探测器”——自主规划
现有行星探测器的主要前进方式为：拍摄前方照片通过遥测发回地面站，操作人员根据图像确定前进路线，再通过上行通道上注行动指令，实现探测车的行驶操作。这种模式过于依赖地面测试人员，效率较低，很多时候由于行星表面环境较为恶劣，或者由于距离的确过于遥远，遥测控制信号也比较微弱，或者由于地球自转引起相对位置改变，无法实现遥测遥控，更难以实现探测器的实时控制。基于人工智能、视觉计算、监控装置的自动驾驶将大幅提高探测、地形勘测的效率。根据视频摄像头、雷达传感器以及激光测距器来了解周围的地形状况，利用图像识别等智能感知技术、智能决策和智能控制技术可以实现行星探测车的自主行动，选取最优探测路线，智能避开障碍物体，以最小的代价、最高的效率采集有用信息，大大辅助深空探测应用。
深空探测应用中，复杂航天器是由大量元器件和软件组成，长期的在轨运行，元器件的故障和软件的不完善在所难免，由于太空环境的特殊性，当某部分损坏时，难以通过人员进入太空进行判别和修复，利用人工智能技术结合空间高精度、高灵敏度机械臂，通过智能分析航天器数据，实现故障的自主定位、自动识别和在轨自主修复，在轨操作、组装、拆卸、管理。
3.1.3 “人工智能+武器装备”——智能作战
通过多维度侦查探测系统，智能感知、发现、定位、跟踪敌方动态、电磁频谱信息、作战行动等战场态势信息，以最少的人员、更少的代价、最大化地获取战场情报数据，辅助智能判别与智能决策应用。如利用覆盖红外、可见光、微波雷达等多种技术手段，实现一体化、集成化的多模融合探测装置，智能感知多维度、多层次、多类型数据，然后应用数据配准、智能去噪等预处理手段获取高质量多源数据，再利用深度学习、模糊推理、专家系统等智能技术，建立目标识别和威胁判别模型，实现武器装备作战环境中目标智能探测感知和识别。
通过给武器装备各类传感器、探测器，智能探测感知飞行空间信息、拦截弹信息等，数据传输给弹载智能“大脑”，设定相应的优化准则、目标等，通过数据分析，智能自主决策，规划调整飞行弹道，通过动力学气动调整，改变飞行轨迹，增强突防性能[5]。
人工智能使无人机个体具备较高的智能水平，协同作战能力显著提高，从而形成低成本的无人机蜂群战术。目前，以美国国防高级研究计划局(DARPA)为首的众多机构，都投入了大量经费就无人机集群在空中的协同作战理论和技术展开研究，包括无人机的快速编队、多机间通信协同，自主战术决策与下达作战命令等，构建多无人飞行器的任务自组织系统分布式体系结构。
3.2 更高效的地面测试
运载火箭的测试发射同样是一个多学科交叉，多专业耦合的复杂系统工程，是运载火箭成败与否的关键一环。状态准备、测试操作、预案决策、数据判读，每一环都是技术能力的保障，都是知识经验的考验，同样每一步都离不开人的参与，成败维系在每一名人员身上，高水平人员的稀缺造成测试发射无法多任务并举，以及连续疲劳带来的风险造成测试发射周期无法进一步压缩，通过应用人工智能技术，可显著提升测试效率，降低发射成本[6]。
3.2.1 采集层
通过多样化的手段代替传统的传感器采集或人工直接观测，基于视频语音识别技术的应用可以大大减少火箭本身测点的布置。例如：发动机工作状态，可以通过对其工作时的声音进行频谱分析；一些机构的动作，可以通过非接触的摄像机直接观察；仪器仪表的指示灯状态监控，可以通过摄像头摄录信息，之后在后台用图像识别的方式的进行自动判断。
3.2.2 处理层
人工智能技术极大的提升了设备的数据处理与故障诊断的能力。对地面测试数据进行统一管理和应用，除了完成流程自闭环的反馈判断，还能够对数据的趋势、关联进行综合分析，设备不但可以掌握自身的运行状态，实现故障检测与隔离，启用合适的故障预案，还能够想设计操作人员提供辅助决策和任务规划建议。
3.2.3 执行层
前端无人值守是未来火箭发展的必然趋势。电测过程中的脱查脱拔等人为操作、异常故障时的抢险操作，可以采用带视觉定位系统的机械臂来完成。此外，后端的人机交互也可以加入语音识别、手势感知等新型指挥手段，提高测试效率。
3.3 更全面的设计保障
3.3.1 智能设计
引入人工智能技术，可以将目前的半智能化计算机辅助设计系统升级为智能化计算机辅助设计系统，整合现有的海量资料及资源，模拟人脑思考的过程，彻底解决上述三类问题。采用人工智能技术的“航天大脑”可以根据型号需求提供总体文件的初稿，总体设计师进行决策修改后，“航天大脑”将系统需要的文件自动下发至系统级，并形成系统级文件的初稿，系统设计师进行决策修改后，“航天大脑”再将单机需要的文件下发至单机。在进行具体设计时，设计师仅需将设计输入文件提交至“航天大脑”，系统则会根据需求以及所学习的设计文件完成设计工作。如设计电缆网图时，设计师仅需将电缆的几何尺寸、点位定义等提交至“航天大脑”，“航天大脑”会自动绘制出电缆网图的模板，并自动给出诸如线缆型号推荐、连接器型号推荐等辅助决策信息，设计师将不需逐个翻阅厂家的手册即可完成设计，设计效率将大大提高。此外，由于“航天大脑”能够在很短的时间内完成大量文件的学习工作，并从中找出最优方案，设计的标准化和设计水平也能够得到保证。
3.3.2 智能制造
智能制造是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智研制造系统，通过人与智能机器的合作共事，扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新，扩展到柔性化、智能化和高度集成化。
利用大数据技术，对于运载火箭制造装配需要的物资、工具、生产线、场地、工装、人员、运输车辆都统一进行编码采集与实时定位管理，将散布在全国各地的运载火箭制造装配资源条件，进行投筹管理，真正做到全国一盘棋。并与运载火箭发射任务计划有机对接，通过态势分析与智能预测，实现生产规模进度的最优化预测管理，成本进度最优化，并能够实现突发风险的动态应变处置，实现成本最优化管理。
在生产过程中，也完成了对火箭全生命周期信息的收集与保障。建立火箭的综合档案履历资料库，收集制造、装配、测试各个过程的数据与知识，构建大数据分析中心，作为智慧火箭的数据支撑与健康诊断的依据，降低设计和研制成本、提升测发效率、提升火箭的可靠性[7]。
3.3.3 远程支持
随着在运载火箭高密度发射、零窗口点火变得常态化，靠大量人力在靶场保障发射任务的模式已难以适应未来的发展需求。发射中心将从逐步从靶场向远程后方迁移，以日本epsilon火箭为例，科研人员远程使用两台笔记本就可实现火箭发射控制。
远程支持中心能够统一接收、存储各靶场各型号发回的测试数据并存储，并通过智能搜索引擎随时搜索查看关心的数据及相关文档；针对当发测试数据，结合历史数据进行大数据分析，提前识别出可能有质量隐患的关键节点；当靶场出现故障时，远程支持中心通过多媒体、虚拟现实等手段开展协同排故工作。
4 中国航天发展人工智能的对策建议
4.1 聚焦航天 “大脑”技术体系，做好战略规划和顶层设计
基于对大数据与人工智能的探索和积累，提出以技术-产品-服务为核心的航天“大脑”，其技术体系设想如图1所示。
图1航天“大脑”技术体系
4.1.1 技术层
智能感知是为机器装上触觉、视觉、听觉、神经和运动机构等智能硬件，使其具备感知世界的能力。通过集群和虚拟化技术实现对海量数据的快速预处理、分布式存储、并行计算等，为智慧大脑提供强大的记忆”和“计算”能力。
4.1.2 产品层
智慧产品包括智慧院所、智慧火箭、智慧装备和智慧民用产业。其中，智慧院所是所有智慧产品研制的基础，其可以充分激发员工创新创业热情，并为员工提供高效便捷的管理方式；智慧火箭指的是为火箭装上“触觉”和“大脑”，降低测发控对人的依赖，提升火箭可靠性；智慧装备指的是通过全寿命周期的健康管理，实现装备自主保障；智慧民用产业指的是通过军民融合方式，将军用技术转向民用领域，如智能健康监测、智慧家电远程测控、智慧照明、智慧安防等领域。
4.1.3 服务层
未来应全力推动大数据人工智能等技术与航天装备的结合，实现装备信息智能采集、远程保障、智能决策的完美集成，发展模式也将由提供产品向提供全方位解决方案的服务转变。
4.2 打造航天“大脑”系列产品，快速形成专业的能力和队伍
4.2.1 智慧院所
以创新为驱动、以信息化为基础、以知识为载体，利用智能科学理论、技术、方法和信息及自动化技术工具，充分有效地整合和优化利用各类内外部资源，保证能够持续创新，不断开发新产品、新服务，为航天单位的发展提供智能决策。
4.2.2 数据银行
建立航天大数据中心，成立“航天数据银行”，对产品研制、生产等多环节的数据进行统一管控、统一挖掘，实现数据挖掘效果的最大化，创造服务价值。智慧管理通过实现产品全寿命周期的统一管控，建立基于数据信息驱动的智能化研制模式，提升工作效率。智慧决策基于大数据技术，将先进管理理念、业务流程和管理模式等融合，实现管理信息化和智能化，达到“降本增效”的目的。
4.2.3 智能装备
通过大数据与互联网等高新技术，实现火箭的高度信息化与智能化。包括智慧的远程发射支持平台，智慧的测发指控平台，智慧的全寿命周期综合保障平台。智慧的远程发射支持平台通过大数据技术，训练后方的智能机器大脑，提升异地协同保障能力，减免专家到一线协助排故，解决问题。智慧的测发指控平台依托于语音识别、图像识别、大数据等技术，实现自主的测发指控过程。智慧的全寿命周期综合保障平台利用大数据技术保障数据统一化规范，完成自主健康评估、精准的寿命预测和数据驱动的视情维修[8]。
4.2.4 智慧产业
依托剩余载荷和末级监控，实现对地观测等服务，依托远程测控、健康监测、大数据、新一代信息应用技术，通过融合智慧城市中的多源数据，在智慧城市和智慧产业中，提升城市的精细化管理水平，同时为航天单位军民融合开拓增收，锻炼队伍。
4.3 分布落地执行，拓展航天“大脑”的服务
未来，应全力推动大数据人工智能等技术与航天装备的结合，实现装备信息智能采集、远程保障、智能决策的完美集成，航天企业的发展模式也将由提供产品向提供全方位解决方案的服务转变，如智慧的发射服务、全面的体系作战服务和智慧的军民融合服务。智慧发射最终要实现输入一个指定的位置坐标，为其精准、快速、智能、高效、低廉地发射到指定地点。全面的体系作战服务基于大数据和人工智能技术，能够实现装备的自主保障、战时智能决策和一体化的体系作战。智慧的军民融合服务结合现有的技术和民用产业，开展更多的智慧产业服务，通过信息和通信技术的应用，提升城市的管理水平，提高市民的生活质量，令城市运行和市民生活更加智能。
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Application and Prospect of Artificial Intelligence in China Aerospace
Yue MengYun, Wang Wei, Zhang Xige
(Beijing Institute of Aerospace SystemEngineering, Beijing 100076,China)
Abstract : With the breakthrough of technology such asnetworking, massively parallel computing, big data and deep learningalgorithms, Artificial Intelligence has achieved rapid development in recentyears, exciting prospects for development in image identification, voicerecognition, Natural Language Processing(NLP), self-driving, thus got theattention and support from governments of the world. This paper combinesartificial intelligence technology with space applications such as rockets,deep-space detector and weapon equipment, then describes its applicationprospect in space Mission Planning, Ground Testing, Integrated Support, etc.And puts forward relevant countermeasures and suggestions on the subsequentdevelopment of AI technology in China Aerospace.
Keywords : Artificial Intelligence; Big Data; China Aerospace
收稿日期：2019-02-18；修回日期：2019-02-26。
作者简介：岳梦云(1988-)，女，安徽合肥人，硕士，工程师，主要从事运载火箭与导弹的地面测发控系统设计方向的研究。
文章编号：1671-4598 ( 2019 ) 06-0001-04
DOI ： 10.16526 / j.cnki.11-4762 / tp.2019.06.001
中图分类号：TP18
文献标识码：A
运用电教媒体培养和发展学生审美能力的研究
课题研究报告
常州市第四中学电教课题组
一、问题的提出
罗丹曾说过："美是到处都有的。对于我们的眼睛，不是缺少美，而是缺少发现。"美是生活，美是客观存在于生活中的合规律的真善内容与和谐形式统一的、丰富独特的令人愉悦的具体形象。学校教育的一个重要任务，就是要培养和发展学生的审美能力，提高学生的审美情趣，促使学生自觉按照美的要求塑造自己，从而去克服和消除生活中的假丑恶，创造和增进生活中的真善美。
爱美之心，人皆有之。培养和发展学生的审美能力，是全面提高学生素质，促进应试教育向素质教育转变的一项不可忽视的内容。然传统的教育手段在培养和发展学生的审美能力方面存在严重不足：一是内容枯燥，不能激发学生的兴趣；二是形式单一，常以文字、图片为主，很难引起学生情感的共鸣，致使青少年学生对美的感知、鉴别、欣赏能力较差，学生中美丑不辨，以丑为美的现象屡见不鲜。
随着科学技术的不断发展和教育现代化工程的日益推进，现代教育技术迅速得到推广，这就为我们运用电教媒体培养和发展学生审美能力提供了极大的便利。本课题的研究目的，就是试图运用电教媒体，采用学生喜闻乐见的形式，通过丰富多彩的活动，帮助学生去感知美、辨别美、欣赏美，从而引导学生积极追求真善美，不断提高审美情趣，发展审美能力，促进学生素质的全面提高。
本课题自一九九八年底立项，形成研究方案后报市、省电教审批。当时的设想是从文学美、艺术美、科学美、社会美、自然美等方面展开研究，课题组成员涉及各个学科。一九九九年五月，省电教馆21号文下发"关于第三批实验学校课题审批意见的通知"，要求我校这一课题"在自变量中界定实验学科，建议1－2个"。根据省电教馆的批示，课题组根据学校实际，重新修改了实验方案，明确将语文作为主要实验学科，同时对课题组成员作了调整，去掉了原音体美学科的成员，增加了语文学科的成员。一九九九年下半年，这一课题被正式批准为省组电教实验课题。
二、研究内容及研究方法
（一）研究内容
⑴常规媒体在培养和发展学生审美能力方面有哪些不足？
⑵电教媒体在培养和发展学生审美能力方面有哪些优势？课题组将从内容到形式，从方法到效果等诸方面进行深入剖析。
⑶审美能力包括哪些要素？如何运用电教媒体培养和发展学生审美能力？
（二）研究方法
1、文献研究：利用图书馆、资料室及互联网查找相关的研究文献，了解前人在这一课题上有哪些最新的研究成果，积累相关的研究资料，掌握国内外对此课题的研究动态。
2、调查研究：通过调查法、观察法了解学生美学知识、审美能力的现状，进一步明确课题研究的重点和方向。
3、实验研究：以语文学科的课堂教育教学活动为主阵地，同时采用举行课外阅读欣赏活动、召开主题班会、组织论辩、进行参观以及环境渗透等形式，发动师生广泛参与，充分发挥主观能动性和创造性，不断提高学生的审美能力。
三、研究的实施
为了提高研究成员的理论修养和科研能力，我们确定了课题组的学习计划，要求每个成员每学期都要学习一本理论专著，并作好读书笔记；省、市电教馆组织的现代教育技术培训和观摩活动，我们都及时安排课题组成员参加。
三年来，我们着重在课堂教学和课外活动两方面对课题进行了深入的研究和有益的探讨。每学期都有电教研究课，有时还面向全区举行电教观摩课。
为确保每次研究课均能收到实效，课题组经过研讨，在教学中逐渐形成了"电教研究课操作程序"，对课前设计和课后反思的内容作了明确的规定：
（一）课前思考：1、本课适宜采用哪些媒体？你为何选择此种媒体？2、你准备在何时运用媒体？为何选择此时使用？3、你期望通过媒体的使用达到什么目的？同时发展学生的何种能力？4、你准备用何种方法进行效果检测？5、本课结束后，你要收集哪些资料？
（二）课后分析：1、你选择的媒体是否恰当，有没有更好的选择？2、媒体运用的时机是否恰当，有没有更好的时机？3、本课的教学目的是否达到？你所期望的学生能力有否发展？为什么？4、你使用的检测手段是否有效？有什么需要改进的地方？5、你收集的资料能从哪些方面佐证课题？6、本研究课对课题研究有哪些贡献（包括经验和教训）？
课题组成员上电教实验课都必须对照操作程序认真进行教学设计，使以后的研究课不再偏离研究方向，为最大限度地取得实验成效奠定了坚实的基础。
此外，在举行文学作品欣赏、组织辩论对抗赛、召开主题班会等方面，我们也进行了许多有益的尝试，收到了很好的效果。
四、研究的成果
在近三年的课题研究实践中，我们逐渐认识到：审美能力，包括唤醒审美意识的对美的感知能力、形成审美情境的对美的欣赏能力、调动审美经验的对美的鉴别能力和丰富审美心灵的对美的创造能力。这四种能力涉及对美的体验、理解、判断、升华四个层面，落实到每节研究课上，就应各有侧重，或感知美，或欣赏美，或鉴别美，或创造美，或相互融合。为此，我们运用电教媒体，利用语文课及各种相关的活动进行了深入的研究和积极的探索。实践证明：电教媒体的运用，对培养和发展学生的审美能力具有十分积极的作用。
（一）运用电教媒体唤醒审美意识，提高对美的感知能力
审美教育要给学生以丰富的美感。语文教材中蕴含着丰富的美育资源，但对于阅历尚浅的中学生，有时用传统的教学手段和方法，很难使他们真正领悟到这种美，运用电教手段，可以将文字内容诉诸于视觉画面，再配上音乐和有表情的朗读，则可唤醒学生的审美意识，提高对美的感知能力。
在讲授冰心的散文《小橘灯》时，学生对作者为何将小橘灯作为小姑娘的化身难以理解。冰心逝世以后，恰逢中央电视台播放一组根据冰心作品拍摄的电视散文，其中就有《小橘灯》。课题组立即安排实验班学生举行冰心散文赏析活动。当学生以多媒体的方式重温这篇散文时，沉睡的审美意识立即被激活，他们不仅深刻地把握了作品的内涵，而且更真切地感悟到冰心散文的韵美、景美和情美。一位学生写到?quot;真想不到'小橘灯'在画面中的形象那样逼真，那么美好。在阴沉黑暗的背景烘托下，小橘灯闪烁着的朦胧、橘红的光，正是镇定、勇敢、乐观的小姑娘的化身，是小姑娘心灵中露出的最灿烂的火花。它使人看到光明，受到鼓舞。"如果没有电教媒体的介入，没有多种媒体的有机整合，就很难想象学生会有如此深刻的理解。
在教《听潮》一文时，课题组一位老师剪辑了"海睡"与"海醒"两组媒体资料，配上相应的音乐，让学生通过眼看、耳听、心想去感受大海的柔美和壮美，收到了很好的效果。
（二）运用电教媒体创设审美情境，提高对美的欣赏能力
电教媒体在教育中的最大优势就是能集声、文、画于一体，以直观鲜明的图像，生动精炼的语言，极富感染力的音乐创设一种审美情境，使学生深深地被吸引、被感动，在潜移默化中接受美的熏陶，提高对美的欣赏能力。
在"三·八"国际妇女节前夕，我们精心策划了以《献给母亲的歌》为主题的班会活动。整个活动以三首"MTV"为主线：一曲《烛光里的妈妈》拉开了主题班会的序幕，伴随那优美的旋律，屏幕上那位母亲"倦得不再挺拔的腰身，失去光华的眼睛"，一下子吸引了同学们的注意力，营造了很好的教育情境。随着《世上只有妈妈好》的乐曲轻轻响起，屏幕上母子情深的形象展现，同学们的情绪受到感染，联想受到激发，纷纷上台，讲述自己母亲的动人故事：有的学生在失去父爱后，母亲含辛茹苦独自挑起抚养儿子的重担；有的学生的继母无微不至关心女儿，继母胜生母……；主题班会上，同学们还用丰富多彩的文艺节目------小合唱、小品、配乐诗朗诵等，回报母亲的恩情，并准备了一份小小的礼物，亲手为母亲戴上美丽的发夹、别致的胸针，献上精心制作的节日卡片，并在写有"以优异成绩回报伟大母亲"的粉红布幅上签名，表达报效之志，爱母之情达到高潮。
活动结束时，随着《懂你》这熟悉的旋律，同学们边欣赏动人的画面，边跟随演员深情地唱出了自己的心声："多想靠近你，告诉你我其实一直都懂你。"最后，银幕上打出了如下字幕："母爱是人类最伟大的情感，母亲是慈祥的、伟大的，母爱是温柔的、深沉的，也是刻骨铭心的，让我们把心中的歌，深深的爱，献给自己的母亲，献给自己的母校、故乡、祖国，因为她们都有一个共同的名字------母亲！"，男中音深情的朗诵，使同学们的感情得到升华，班会的主题更加深化。
班会课后，同学们在日记中写下了自己的感受?quot;这是我参加的最难忘的主题班会，它新颖、生动、直观，深深地打动了我。几天来，我心中一直涌动着要努力学习，报答母亲、报效祖国的激情。""我要时刻牢记母亲的深恩，用优异的成绩让母亲永远微笑。"
（三）运用电教媒体调动审美经验，提高对美的鉴别能力
人的审美能力是建立在他的审美经验的基础上的，丰富的审美经验可以加强美育的效果。当审美主体积极地调动他过去的审美经验时，他对美的感受会更真切，对美的理解会更深刻。电教媒体在帮助学生超越自己旧有的审美经验，提高对美的鉴别能力方面功不可没。
有一段时间，媒体上连续报道的几则中小学生自杀事件，在一些学生产生极大反响，尤其是个别差生也流露出消极厌世的思想。如何帮助学生珍惜生命，勇敢面对困难和挫折，成为我们教育工作者关注的话题。
不久，中央电视台《实话实说》节目讲述了北京一位16岁的女中学生张穆然身患绝症，顽强学习，笑迎厄运的故事。课题组立即抓住这难得的教育机会，举行了一次《珍爱生命，感悟坚强》的主题活动。首先在大屏幕上打出张穆然秀发脱落、依然热爱生活，灿烂微笑的照片，再一起聆听著名节目主持人白岩松、敬一丹、崔永元对张穆然的深情追忆，学生们立即被这真实感人的故事深深地打动了。一位初二学生动情地说："面对这样一位比我们大不了多少却比我们坚强很多的姐姐，内心深处有着一种说不出的感觉。16岁，本应在学校、在家里享受老师与父母的关爱，同学之间的友情，而张穆然却只能面对着白色，与这最冷的颜色共度16岁的花季。图片上正在与同学们谈笑风生的张穆然笑得那么纯真，那么彻底，那么毫无保留，我们简直不敢相信，这真是一位癌症患者。看着这位姐姐笑得这么开心，我们似乎也想笑，但更多的是想流泪。不光是为穆然得了病而流泪，更多的是为了我们的软弱与不经风霜：考试考砸了，除了叹惜就是眼泪；手划破了，除了大叫又是眼泪；被师长批评了，心里承受不住，除了眼泪还是眼泪。而穆然呢，死亡在向她一步步逼近，她不能像我们一样在学校里愉快地学习，尽情地玩耍，但却始终微笑着，对生活充满了希望，在她面前，我们自惭形秽了。虽然她已离我们而去，但是她留给我们的思考是永恒的。在人生旅途中，会遇到很多的困难，我们应像穆然那样面对挫折，顽强拼博，热爱生命，奋勇向前，让生活更有意义?quot;那些萌生消极厌世思想的学生，也在比较鉴别中提高了认识，表示要像张穆然那样热爱生活，让生命的每一天都发出应有的光和热。
课题组成员还运用辩论这种学生喜闻乐见的形式，帮助学生明确是非，分辨美丑，提高对美的鉴别能力。
（四）运用电教媒体丰富审美心灵，提高对美的创造能力
美育活动的一个重要任务就是培养人的审美心灵的丰富多样性，电教媒体以其特有的优势可以在有限的时间内帮助学生获取大量美的信息，电教媒体的运用，使学生在美的形象的不断熏陶中，丰富审美心灵，提高对美的创造能力。
在教《周总理，你在哪里》这篇课文时，老师了解到学生不熟悉周总理的生平事迹，很难体会当时的人们对周总理难以割舍的情怀，便精心制作了多媒体课件，用一组图片和录像，形象地再现了周总理的伟大生平和当年首都人民冒着凛冽寒风，伫立十里长街挥泪送总理的动人场面，立即引起学生情感的强烈共鸣，为课文的学习和理解作了很好的铺垫。讲析结束后，伴随着《绣金匾》?quot;三绣周总理，人民的好总理……"的音乐声，大屏幕上出现在旭日东升的背景下，周总理微笑着向我们走来的画面，学生的情感立即得到共鸣，周总理永远和人民在一起的主题也得到深刻体现。这时，老师又及时布置作业，要求学生从诗中任选一节，展开合理想象，用生动逼真的语言将画面描绘出来，以显示其创造美的功力。由于电教媒体的激发，学生们对诗歌表现的意境有了准确的把握，并为周总理的伟大人格所震撼，所折服，因此，写作时非常投入。写出的作文不仅感情真挚，而且文笔优美，收到了很好的效果。
电教媒体在培养和发展学生对美的感知、欣赏、鉴别、创造能力四个层面，正日益发挥着其特有的功能。但媒体教育效果的发挥，关键在于教师如何运用。只有根据教材与学生的实际，精心选择媒体，适时呈现媒体，并围绕主题巧妙设计，启发学生主动参与的教学和活动，才能对培养和发展学生的审美能力产生积极的影响。
三年多的课题研究取得了较丰硕的研究成果，我校有十多篇研究论文发表、获奖：高云荣的《运用电教媒体培养和发展学生的审美能力》在北京"电化教育咨讯"月刊今年第4期发表；《感悟坚强，珍爱生命》在常州市教育报希望版发表；陈慧永的《让多媒体走进主题班会》在常州教育报发表，并获市班主任年会论文评比三等奖；高云荣、陈慧永撰写的《主题班会引入现代教育媒体的实践与思考》获常州市电教论文评比一等奖、省三等奖；陈慧永的《审美教育在语文教学中的体现》获省青年教师论文评比二等奖；桂平的《运用电教媒体帮助学生建立审美心理结构》和戴贵忠的《运用电教媒体，在政治课上培养学生的审判能力》获市电教论文评比三等奖。
高云荣自制的多媒体课件《周总理，你在哪里》及《作文训练－－写短评》，分获市多媒体课件评比二等奖和三等奖；课题组成员房章鲁、何晓忠参加市多媒体评优课均获三等奖；芦芝萍老师制作的学校主页获市首届校园网页制作三等奖。此外，课题组还自制、积累了一批有价值的电教资料：如亲情系列电视散文、冰心作品电视散文，以及基因与克隆、纳米技术等科教系列录像带或光盘。
课题组高云荣、戴贵忠分获省、市电教优秀工作者称号，学校也被评为常州市电化教育先进单位。
五、问题与思考
1、毫无疑问，在语文教学中，运用电教媒体对培养和发展学生的审美能力将产生积极的影响。但电教媒体的介入，是否会妨碍、甚至替代学生对课文内容美和形式美的自我感悟、自主体验过程？怎样优化整合现代教育媒体资源，才能适应新课程标准的要求，使学生在主动探索、自主学习的进程中，提高和发展学生的审美能力？这些问题还有待于我们作进一步的实验与探索。
2、审美能力毕竟是一个比较抽象的概念，审美能力的提高也非一朝一夕就能完成。在实际研究过程中，似乎很难找到一个检测审美能力是否提高的可量化的指标。我们虽经反复探讨，终因拟定的量化检测指标尚不成熟而作罢。这方面的研究探讨还有待继续和深入。
