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数模论文范文划艇

发布时间:2024-07-08 03:09:50

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问题的提出数学建模的教学实践在我国己有十多年的探索了,新的国家课程标准和新的教材都将数学建模内容列入学生必修内容。在探究性学习的探索中,一些学校选择了数学建模做为突破口;在进行数学课题学习的教学实践中,数学建模是其中的一种重要形式。近年来,我校为配合上海市中学生数学知识应用竞赛,对数学建模教学进行了积极的探索,针对人为地将数学建模教学与曰常课堂教学相割裂、教师和学生对数学建模这种具有多样性、新奇性的学习形式存在的畏难心理等困难,我校在数学建模的教学中主要采用了以下循序渐近的三个不同层次的教学形式来克服以上的困难。

高中数学建模的三种教学形式问题的提出数学建模的教学实践在我国己有十多年的探索了,新的国家课程标准和新的教材都将数学建模内容列入学生必修内容。在探究性学习的探索中,一些学校选择了数学建模做为突破口;在进行数学课题学习的教学实践中,数学建模是其中的一种重要形式。近年来,我校为配合上海市中学生数学知识应用竞赛,对数学建模教学进行了积极的探索,针对人为地将数学建模教学与曰常课堂教学相割裂、教师和学生对数学建模这种具有多样性、新奇性的学习形式存在的畏难心理等困难,我校在数学建模的教学中主要采用了以下循序渐近的三个不同层次的教学形式来克服以上的困难。研究方法和过程一、常规课堂教学中的数学建模教学广义地说,一切数学概念、数学理论体系、数学公式、方程式和算法系统都可以称为数学模形。如“椭圆的方程及图象”就是一个数学模型,“用‘二分法’求方程的一个近似解”也是一个数学模型。针对学生在数学建模中不会对实际问题进行抽象、简化、假设变量和参数,形成明确的数学框架的困难,我们在常规的数学课堂教学中,有意识地选择合适的教学内容,模仿实际问题中建立数学模型的过程,来处理教材中常规的学习内容,从而为学生由实际问题来建立模型奠定基础。譬如,对于二面角内容的教学,在学生原有生活经历中,有水坝面和水平面成适当的角的印象;有半开着的门与墙面形成角的印象,那么我们在让学生形成二面角的概念时,应当从学生已有的这些认识中,舍弃具体的水坝、门等对象,而抽象出“从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角”,在这里,半平面是相对于水坝拦水面、门等的具体对象而进行合理假设得到的理想化对象,而在进一步研究如何度量一个二面角的大小时,我们是让学生提出各种方案,然后通过讨论、比较各方案所定义的几何量对给定的二面角是不是不变量,同时又简洁表达了二面角中两个半平面闭合程度的大小。以上关于二面角的概念及其度量方法的教学过程,实际上就是建立数学模型并研究模型的过程。这个教学案例说明,在常规的曰常课堂教学中,完全可以选定适当内容,创设出数学建模的教学情景来处理教学内容,从而为学生真正面对实际问题来建立模型、研究模型创造条件。二、教师提供问题的数学建模教学教师提供问题的数学建模,基本上同目前开展的大学生、中学生数学建模竞赛中需要完成的建模任务相同。这种形式的数学建模学生不需要自己选定实际问题研究,而是由教师选定适合于学生水平的实际问题呈现给学生,在教师的启发、引导下,学生小组通过讨论,自己完成模型选择和建立、计算、验证等过程,最后用小论文的形式呈现自己的研究成果,这种形式的数学建模学生已真正接触到实际问题,并经历建模的全过程。经过了曰常课堂教学中的数学建模教学,学生对什么是数学建模已有了一定的认识,并已经历了由具体问题抽象出明确数学框架的锻练,因此,我们在这种形式的数学建模教学中,主要是加强以下几个方面的教学。1.提供的实际问题必须难易适度,应当适合于学生的认知水平。对于较难的问题,我们往往给出必要提示,如启发学生通过提出合符常理的假设来将复杂的问题化为可以建模的问题;通过提示学生设定相关变量来达到使模型容易建立等。教师可从选定的实际问题、模型假设、变量设定等方面来控制难度,其中模型假设和变量设定是直接影响到模型建立的关键因素,对此关键点教师没计适当的教学形式,是“教师给定问题型”建模教学的关键。2.在“教师给定问题型”的数学建模的实践中,学生将经历建模的全过程,其中在模型的求解这一环节,往往需要借助计算机选择一个合适的数学软件平合,通过数学实验来求解模型。我校近年来,对这一环节的教学比较重视,每年都对将参加上海市中学生数学建模夏令营的学生团队进行数学软件Matlab的使用辅导,通过使学生精通一种软件的使用,再介绍学生自己钻研其它几种数学软件的使用,从而为学生正确求出模型的解,铺平了道路。3.在近五年对学生的辅导过程中,我们感到以下一些问题可用来训练学生的数学建模能力,它们是:(1)路桥问题,(2)限定区域的驾驶问题,(3)交通信号灯管理问题,(4)球的内接多面体问题,(5)螺旋线问题,(6)最短路问题,(7)最小连接问题,(8)选址问题,(9)面包进货问题等。4.在“教师给定问题型”的数学建模实践中,学生的研究结果,必须会用论文进行表达,会表达自己的研究思路及结果,是一个学生综合素质的体现。由于数学建模论文的撰写有一定的格式要求,当然这种格式要求是为了更好地使作者展现自己的研究结果,也是对论文质量的保证。所以,我们在教学中对学生论文撰写的格式进行了专门的辅导,一般地说,中学生的数学建模论文格式,应当具有以下的形式。(一) 论文摘要:做什么?用什么方法?借助什么工具?得出什么结论?为什么用这个工具?所得结果还有何推广应用?关键词:用以体现论文主要特色的几个词汇。(二) 问题的重述:用自己的语言将问题重述一遍,有自己的理解。(三) 必要的假设或假定:(1)根据实际情况假定,要合乎常理,简化原始问题;(2)变量的定义和声明。(四) 问题分析:变量之间会有什么关系?已知了什么?需在数学上解决什么?(五) 模型:能够写成数学表达式的一定要写,可用几种不同的模型。(六) 模型求解:用各种手段、包括借助计算器和计算机得出结论。(七) 问题的讨论:模型及使用的工具的优缺点(准确性、局限性),所得结论和所用方法可否延伸到其他领域。(八) 附录:引用的原始资料,编写的程序等。从以上八个方面对学生进行辅导,提出要求,将会有效保证学生正确用论文表达自己的研究结果。三,学生自选问题的数学建模教学。有了前面两种形式的建模教学。学生具备了一定的建模水平后,就可进入学生自选问题的数学建模教学阶段了。这一阶段是要求学生依据自己已掌握的建模知识和具备的经验,自己选定一个实际问题,通过建立数学模型加以解决,最后以论文的形式反映自已的研究成果。这一阶段的数学建模教学实践,若开展的好,则广大学生在解决实际问题中所表现出的挑战困难的勇气和丰富的想象力都将是我们老师始料未及的。近年来我校在这种形式的建模教学实践中,主要是加强了如下三个方面的指导。

数学建模论文写作 一、写好数模答卷的重要性 1. 评定参赛队的成绩好坏、高低,获奖级别,数模答卷,是唯一依据。 2. 答卷是竞赛活动的成绩结晶的书面形式。 3. 写好答卷的训练,是科技写作的一种基本训练。 二、答卷的基本内容,需要重视的问题 1.评阅原则 假设的合理性,建模的创造性,结果的合理性,表述的清晰程度。 2.答卷的文章结构 题目(写出较确切的题目;同时要有新意、醒目) 摘要(200-300字,包括模型的主要特点、建模方法和主要结论) 关键词(求解问题、使用的方法中的重要术语) 1)问题重述。 2)问题分析。 3)模型假设。 4)符号说明。 5)模型的建立(问题分析,公式推导,基本模型,最终或简化模型等)。 6)模型求解(计算方法设计或选择;算法设计或选择,算法思想依据,步骤及实现,计算框图;所采用的软件名称;引用或建立必要的数学命题和定理;求解方案及流程。) 7)进一步讨论(结果表示、分析与检验,误差分析,模型检验) 8)模型评价(特点,优缺点,改进方法,推广。) 9)参考文献。 10)附录(计算程序,框图;各种求解演算过程,计算中间结果;各种图形,表格。) 3. 要重视的问题 1)摘要。 包括: a. 模型的数学归类(在数学上属于什么类型); b. 建模的思想(思路); c. 算法思想(求解思路); d. 建模特点(模型优点,建模思想或方法,算法特点,结果检验,灵敏度分析,模型检验……); e. 主要结果(数值结果,结论;回答题目所问的全部“问题”)。 ▲ 注意表述:准确、简明、条理清晰、合乎语法、要求符合文章格式。务必认真校对。 2)问题重述。 3)问题分析。 因素之间的关系、因素与环境之间的关系、因素自身的变化规律、确定研究的方法或模型的类型。 5)模型假设。 根据全国组委会确定的评阅原则,基本假设的合理性很重要。 a. 根据题目中条件作出假设 b. 根据题目中要求作出假设 关键性假设不能缺;假设要切合题意。 6) 模型的建立。 a. 基本模型: ⅰ)首先要有数学模型:数学公式、方案等; ⅱ)基本模型,要求完整,正确,简明; b. 简化模型: ⅰ)要明确说明简化思想,依据等; ⅱ)简化后模型,尽可能完整给出; c. 模型要实用,有效,以解决问题有效为原则。 数学建模面临的、要解决的是实际问题,不追求数学上的高(级)、深(刻)、难(度大)。 ⅰ)能用初等方法解决的、就不用高级方法; ⅱ)能用简单方法解决的,就不用复杂方法; ⅲ)能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只能少数人看懂、理解的方法。 d.鼓励创新,但要切实,不要离题搞标新立异。数模创新可出现在: ▲ 建模中,模型本身,简化的好方法、好策略等; ▲ 模型求解中; ▲ 结果表示、分析、检验,模型检验; ▲ 推广部分。 e.在问题分析推导过程中,需要注意的问题: ⅰ)分析:中肯、确切; ⅱ)术语:专业、内行; ⅲ)原理、依据:正确、明确; ⅳ)表述:简明,关键步骤要列出; ⅴ)忌:外行话,专业术语不明确,表述混乱,冗长。 7)模型求解。 a. 需要建立数学命题时: 命题叙述要符合数学命题的表述规范,尽可能论证严密。 b. 需要说明计算方法或算法的原理、思想、依据、步骤。 若采用现有软件,说明采用此软件的理由,软件名称。 c. 计算过程,中间结果可要可不要的,不要列出。 d. 设法算出合理的数值结果。 8) 结果分析、检验;模型检验及模型修正;结果表示。 a. 最终数值结果的正确性或合理性是第一位的; b. 对数值结果或模拟结果进行必要的检验; 结果不正确、不合理、或误差大时,分析原因, 对算法、计算方法、或模型进行修正、改进。 c. 题目中要求回答的问题,数值结果,结论,须一一列出; d. 列数据问题:考虑是否需要列出多组数据,或额外数据对数据进行比较、分析,为各种方案的提出提供依据; e. 结果表示:要集中,一目了然,直观,便于比较分析。 ▲ 数值结果表示:精心设计表格;可能的话,用图形图表形式。 ▲ 求解方案,用图示更好。 9)必要时对问题解答,作定性或规律性的讨论。最后结论要明确。 10)模型评价 优点突出,缺点不回避。 改变原题要求,重新建模可在此做。 推广或改进方向时,不要玩弄新数学术语。 11)参考文献 12)附录 详细的结果,详细的数据表格,可在此列出,但不要错,错的宁可不列。主要结果数据,应在正文中列出,不怕重复。检查答卷的主要三点,把三关: a. 模型的正确性、合理性、创新性 b. 结果的正确性、合理性 c. 文字表述清晰,分析精辟,摘要精彩 三、关于写答卷前的思考和工作规划 答卷需要回答哪几个问题――建模需要解决哪几个问题; 问题以怎样的方式回答――结果以怎样的形式表示; 每个问题要列出哪些关键数据――建模要计算哪些关键数据; 每个量,列出一组还是多组数――要计算一组还是多组数。 四、答卷要求的原理 1. 准确――科学性; 2. 条理――逻辑性; 3. 简洁――数学美; 4. 创新――研究、应用目标之一,人才培养需要; 5. 实用――建模、实际问题要求。 五、建模理念 1. 应用意识 要解决实际问题,结果、结论要符合实际; 模型、方法、结果要易于理解,便于实际应用;站在应用者的立场上想问题,处理问题。 2. 数学建模 用数学方法解决问题,要有数学模型; 问题模型的数学抽象,方法有普适性、科学性,不局限于本具体问题的解决。 3. 创新意识 建模有特点,更加合理、科学、有效、符合实际;更有普遍应用意义;不单纯为创新而创新。

参加比赛大家都会有许多的感言和体会,接下来我搜集了比赛参赛感言范本,希望帮助到大家。

比赛参赛发言一:

我曾两次参加了全国大学生数学建模竞赛甘肃赛区的比赛,虽然成绩不是很理想,但是却学到了许多东西。数学建模竞赛是对一个学生处理实际问题的潜力的综合考查,它真正体现了理论与实际相结合的复杂过程。我们发现,以前的那些知识远没有我们想象的那样容易自如运用。许多早已定格的理论,我们需要进一步修正,才能加以运用。

原始的数学理论不足以解决客观世界的复杂问题,正如我在科研项目活动中所感受到的那样,务必借助多个学科的基础理论,对数学理论加以协变处理,才能归结整合出我们所需要的数学模型。这一过程所用到的工具是比较多的——计算机编写程序的潜力和运用绘图工具的潜力是不可缺少的。因为此过程所涉及的数学数据分析相当复杂,不借助计算机是不能完成任务的。我们在那几天里思考最多的东西或许不再是如何把问题归结为某一个数学分支,而是力图用比较全面的多学科手段无限逼近所要解决的问题。因为这一过程没有错误与正确,只有是否贴近贴合实际。

不要妄想把所有的问题都解决掉,但是我们更多的会发现,所有的机会都会给有准备的人,无论你掌握了多么广泛的知识,在那里都不为过,因为你会觉得自我的知识其实还很贫乏,根本就不够用,这是每一个参赛过的人都有的体会。谁能够掌握更多的技巧,谁就会在这个过程中有所建树,取得较好的成绩。但是我能够想知,无论以前多么骄傲自满的人,参加过数模以后,都会变得谦逊起来。

比赛参赛发言二:

我认为,每一次经历都是生活给予的宝贵 经验 ,是成长的必然。这一次参加“道真杯”的英语比赛也不例外。

虽然我没有晋级决赛,但在参赛的过程中,我发现了自我的不足,借鉴到了他人的经验,这会使我在 英语学习 方面更加努力。

我明白,任何好成绩的取得都建立在充分的准备之上,要反复练习,纠正语音,多多听取他人的推荐,把自我的真实水平发挥出来。

在比赛中,还要表现出真实的自我,台风自然,语音自然,一举一动要自然。欣赏自我,让自我表现得更好,也欣赏他人,学习他人的长处。

这一次比赛,让我 总结 出四个字——越挫越勇,我还告诉自我:不要被自我感觉所蒙蔽,你还有许多要学习的地方,要多多努力,尽量多的抓住机会,提高自我的表现潜力,从每一件事中找到进步的目标,让自我变得越来越优秀。

比赛参赛发言三:

对体育赛事、健身活动,自我喜欢的、适合自我的,我都热衷参与,比如散步、登山、象棋之类。近日参加州直机关运动会象棋赛,因棋艺不高,未能争得个人名次,但(与另一位同事一齐)也为单位争得一个团体名次。在我看来,象棋虽是一个游戏,但却也充满哲理智慧。要想下赢一盘棋,务必持续冷静理性的心态,清醒的头脑,还要有战略思维,也就是全局观念,通盘思考,眼观六路。首先布局要恰当。排兵布阵,摆布好自我的阵脚,不要急于吃对方的子儿,以免因小失大。进入中盘厮杀后,在保证自我不被对方将死的状况下,能吃对方的子儿就尽量吃,以消灭其有生力量,积小胜为大胜,以量变求质变。进入残棋阶段,就要像他所说的那样,打运动战,在与对方兜圈子、比耐心的过程中,等待对方失误,寻找其漏洞。而一经发现对方的漏洞和失误,就要当机立断,主动进攻,造成有利于我的态势。如果在兵力上敌弱我强,在认定、确保对方对我没有绝杀(我们播州人叫“毒招”)的状况下,就要猛打猛冲,狠狠打击,让对方无法招架,从而举手投降。

此次参赛,还有意外收获。大赛期间,棋类总裁判将他的佳作、大作《播州体育志(棋类)》《娄山关下的象棋大师( 报告 文学,写得文采飞扬)》复印好送给我分享。我读后大开眼界,茅塞顿开,从中得知家乡的象棋 围棋 事业因为藏龙卧虎、人才济济,因为有热心人、有心人、内行人精心扶持、耐心指点,而蒸蒸日上。原先我孤陋寡闻,只明白播州有位 拳击 冠军邹市明、皮划艇健将丁富学、 马拉松 女将丁常琴、 长跑 名将扬昌飞等,却不知播州还有王钢扣等象棋大师、围棋名将。感谢这位总裁判,他就是我们家乡的文体官员王继章同志。

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随着科学技术特别是信息技术的高速发展,数学建模的应用价值越来越得到众人的重视,

数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,以下是一篇关于数学建模教育开展策略探究的论文 范文 ,欢迎阅读参考。

大学数学具有高度抽象性和概括性等特点,知识本身难度大再加上学时少、内容多等教学现状常常造成学生的学习积极性不高、知识掌握不够透彻、遇到实际问题时束手无策,而数学建模思想能激发学生的学习兴趣,培养学生应用数学的意识,提高其解决实际问题的能力。数学建模活动为学生构建了一个由数学知识通向实际问题的桥梁,是学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳结合方式。因此在大学数学教育中应加强数学建模教育和活动,让学生积极主动学习建模思想,认真体验和感知建模过程,以此启迪创新意识和 创新思维 ,提高其素质和创新能力,实现向素质教育的转化和深入。

一、数学建模的含义及特点

数学建模即抓住问题的本质,抽取影响研究对象的主因素,将其转化为数学问题,利用数学思维、数学逻辑进行分析,借助于数学 方法 及相关工具进行计算,最后将所得的答案回归实际问题,即模型的检验,这就是数学建模的全过程。一般来说",数学建模"包含五个阶段。

1.准备阶段

主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。

2.假设阶段

做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。

3.建立阶段

从众多影响研究对象的因素中适当地取舍,抽取主因素予以考虑,建立能刻画实际问题本质的数学模型。

4.求解阶段

对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。

5.验证阶段

用实际数据检验模型,如果偏差较大,就要分析假设中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近现实。如果建立的模型经得起实践的检验,那么此模型就是符合实际规律的,能解决实际问题或有效预测未来的,这样的建模就是成功的,得到的模型必被推广应用。

二、加强数学建模教育的作用和意义

(一) 加强数学建模教育有助于激发学生学习数学的兴趣,提高数学修养和素质

数学建模教育强调如何把实际问题转化为数学问题,进而利用数学及其有关的工具解决这些问题, 因此在大学数学的教学活动中融入数学建模思想,鼓励学生参与数学建模实践活动,不但可以使学生学以致用,做到理论联系实际,而且还会使他们感受到数学的生机与活力,激发求知的兴趣和探索的欲望,变被动学习为主动参与其效率就会大为改善。数学修养和素质自然而然得以培养并提高。

(二)加强数学建模教育有助于提高学生的分析解决问题能力、综合应用能力

数学建模问题来源于社会生活的众多领域,在建模过程中,学生首先需要阅读相关的文献资料,然后应用数学思维、数学逻辑及相关知识对实际问题进行深入剖析研究并经过一系列复杂计算,得出反映实际问题的最佳数学模型及模型最优解。因此通过数学建模活动学生的视野将会得以拓宽,应用意识、解决复杂问题的能力也会得到增强和提高。

(三)加强数学建模教育有助于培养学生的创造性思维和创新能力

所谓创造力是指"对已积累的知识和 经验 进行科学地加工和创造,产生新概念、新知识、新思想的能力,大体上由感知力、 记忆力 、思考力、 想象力 四种能力所构成"[1].现今教育界认为,创造力的培养是人才培养的关键,数学建模活动的各个环节无不充满了创造性思维的挑战。

很多不同的实际问题,其数学模型可以是相同或相似的,这就要求学生在建模时触类旁通,挖掘不同事物间的本质,寻找其内在联系。而对一个具体的建模问题,能否把握其本质转化为数学问题,是完成建模过程的关键所在。同时建模题材有较大的灵活性,没有统一的标准答案,因此数学建模过程是培养学生创造性思维,提高创新能力的过程[2].

(四)加强数学建模教育有助于提高学生科技论文的撰写能力

数学建模的结果是以论文形式呈现的,如何将建模思想、建立的模型、最优解及其关键环节的处理在论文中清晰地表述出来,对本科生来说是一个挑战。经历数学建模全过程的磨练,特别是数模论文的撰写,学生的文字语言、数学表述能力及论文的撰写能力无疑会得到前所未有的提高。

(五)加强数学建模教育有助于增强学生的团结合作精神并提高协调组织能力建模问题通常较复杂,涉及的知识面也很广,因此数学建模实践活动一般效仿正规竞赛的规则,三人为一队在三天内以论文形式完成建模题目。要较好地完成任务,离不开良好的组织与管理、分工与协作[3].

三、开展数学建模教育及活动的具体途径和有效方法

(一)开展数学建模课堂教学

即在课堂教学中,教师以具体的案例作为主要的教学内容,通过具体问题的建模,介绍建模的过程和思想方法及建模中要注意的问题。案例教学法的关键在于把握两个重要环节:

案例的选取和课堂教学的组织。

教学案例一定要精心选取,才能达到预期的教学效果。其选取一般要遵循以下几点。

1. 代表性:案例的选取要具有科学性,能拓宽学生的知识面,突出数学建模活动重在培养兴趣提高能力等特点。

2. 原始性:来自媒体的信息,企事业单位的 报告 ,现实生活和各学科中的问题等等,都是数学建模问题原始资料的重要来源。

3. 创新性:案例应注意选取在建模的某些环节上具有挑战性,能激发学生的创造性思维,培养学生的创新精神和提高创造能力。

案例教学的课堂组织,一部分是教师讲授,从实际问题出发,讲清问题的背景、建模的要求和已掌握的信息,介绍如何通过合理的假设和简化建立优化的数学模型。还要强调如何用求解结果去解释实际现象即检验模型。另一部分是课堂讨论,让学生自由发言各抒己见并提出新的模型,简介关键环节的处理。最后教师做出点评,提供一些改进的方向,让学生自己课外独立探索和钻研,这样既突出了教学重点,又给学生留下了进一步思考的空间,既避免了教师的"满堂灌",也活跃了课堂气氛,提高了学生的课堂学习兴趣和积极性,使传授知识变为学习知识、应用知识,真正地达到提高素质和培养能力的教学目的[4].

(二)开展数模竞赛的专题培训指导工作

建立数学建模竞赛指导团队,分专题实行教师负责制。每位教师根据自己的专长,负责讲授某一方面的数学建模知识与技巧,并选取相应地建模案例进行剖析。如离散模型、连续模型、优化模型、微分方程模型、概率模型、统计回归模型及数学软件的使用等。学生根据自己的薄弱点,选择适合的专题培训班进行学习,以弥补自己的不足。这种针对性的数模教学,会极大地提高教学效率。

(三)建立数学建模网络课程

以现代 网络技术 为依托,建立数学建模课程网站,内容包括:课程介绍,课程大纲,教师教案,电子课件,教学实验,教学录像,网上答疑等;还可以增加一些有关栏目,如历年国内外数模竞赛介绍,校内竞赛,专家点评,获奖心得交流;同时提供数模学习资源下载如讲义,背景材料,历年国内外竞赛题,优秀论文等。以此为学生提供良好的自主学习网络平台,实现课堂教学与网络教学的有机结合,达到有效地提高学生数学建模综合应用能力的目的。[5,6]

(四)开展校内数学建模竞赛活动

完全模拟全国大学生数模竞赛的形式规则:定时公布赛题,三人一组,只能队内讨论,按时提交论文,之后指导教师、参赛同学集中讨论,进一步完善。笔者负责数学建模竞赛培训近 20 年,多年的实践证明,每进行一次这样的训练,学生在建模思路、建模水平、使用软件能力、论文书写方面就有大幅提高。多次训练之后,学生的建模水平更是突飞猛进,效果甚佳。

如 2008 年我指导的队荣获全国高教社杯大学生数学建模竞赛的最高奖---高教社杯奖,这是此赛设置的唯一一个名额,也是当年从全国(包括香港)院校的约 1 万多个本科参赛队中脱颖而出的。又如 2014 年我校 57 队参加全国大学生数学建模竞赛,43 队获奖,获奖比例达 75%,创历年之最。

(五)鼓励学生积极参加全国大学生数学建模竞赛、国际数学建模竞赛

全国大学生数学建模竞赛创办于 1992 年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛, 国际大学生数学建模竞赛是世界上影响范围最大的高水平大学生学术赛事。参加数学建模大赛可以激励学生学习数学的积极性,提高运用数学及相关工具分析问题解决问题的综合能力,开拓知识面,培养创造精神及合作意识。

四、结束语

数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,而高校数学教学改革的目的之一是要着力培养学生的创造性思维,提高学生的创新能力。因此应将数学建模思想融入教学活动中,通过不断的数学建模教育和实践培养学生的创新能力和应用能力从而提高学生的基本素质以适应社会发展的要求。

参考文献:

[1]辞海[M].上海辞书出版社,2002,1:237.

[2]许梅生,章迪平,张少林。 数学建模的认识与实践[J].浙江科技学院学报,2003,15(1):40-42.

[3]姜启源,谢金星,一项成功的高等教育改革实践[J].中国高教研究,2011,12:79-83.

[4]饶从军,王成。论高校数学建模教学[J].延边大学学报(自然科学学版),2006,32(3):227-230.

[5]段璐灵。数学建模课程教学改革初探[J].教育与职业,2013,5:140-142.

[6]郝鹏鹏。工程网络课程教学的实践与思考[J]科技视界,2014,29:76-77.

大部分数学知识是抽象的,概念比较枯燥,造成学生学习困难,而数学建模的运用,在很大程度上可以将抽象的数学知识转化成实体模型,让学生更容易理解和学习数学知识。教师要做的就是了解并掌握数学建模的方法,并且把这种 教学方法 运用到数学教学中。

对教师来说,发现好的教学方法不是最重要的,而是如何把方法与教学结合起来。通过对数学建模的长期研究和实践应用,笔者 总结 了数学建模的概念以及运用策略。

一、数学建模的概念

想要更好地运用数学建模,首先要了解什么是数学建模。可以说,数学建模就像一面镜子,可以使数学抽象的影像产生与之对应的具体化物象。

二、在小学数学教学中运用数学建模的策略

1.根据事物之间的共性进行数学建模

想要运用数学建模,首先要对建模对象有一定的感知。教师要创造有利的条件,促使学生感知不同事物之间的共性,然后进行数学建模。

教师应做好建模前的指导工作,为学生的数学建模做好铺垫,而学生要学会尝试自己去发现事物的共性,争取将事物的共性完美地运用到数学建模中。在建模过程中,教师要引导学生把新知识和旧知识结合起来的作用,将原来学习中发现的好方法运用到新知识的学习、新数学模型的构建中,降低新的数学建模的难度,提高学生数学建模的成功率。如在教学《图形面积》时,教师可以利用不同的图形模板,让学生了解不同图形的面积构成,寻找不同图形面积的差异以及图形之间的共性。这样直观地向学生展示图形的变化,可以加深学生对知识的理解,提高学生的学习效率。

2.认识建模思想的本质

建模思想与数学的本质紧密相连,它不是独立存在于数学教学之外的。所以在数学建模过程中,教师要帮助学生正确认识数学建模的本质,将数学建模与数学教学有机结合起来,提高学生解决问题的能力,让学生真正具备使用数学建模的能力。

建模过程并不是独立于数学教学之外的,它和数学的教学过程紧密相连。数学建模是使人对数学抽象化知识进行具体认识的工具,是运用数学建模思想解决数学难题的过程。因此,教师要将它和数学教学组成一个有机的整体,不仅要帮助学生完成建模,更要带领学生认识数学建模的本质,领悟数学建模思想的真谛,并逐渐引导学生使用数学建模解决数学学习过程中遇到的问题。

3.发挥教材在数学建模上的作用

教材是最基础的教学工具,在数学教材中有很多典型案例可以利用在数学建模上,其中很大一部分来源于生活,更易于小学生学习和理解,有助于学生构建数学建模思想。教师要利用好教材,培养学生的建模能力,帮助学生建造更易于理解的数学模型,从而提高学生的学习效率。如在教学加减法时,教材上会有很多数苹果、香蕉的例题,这些就是很好的数学模型,因为贴近生活,可以激发学生的学习兴趣,培养学生数学建模的能力,所以教师应该深入研究教材。

数学建模是一种很好的数学教学方法,教师要充分利用这种教学方法,真正做到实践与理论完美结合。

1、层次分析法,简称AHP,是指将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初,在为美国国防部研究"根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配"课题时,应用网络系统理论和多目标综合评价方法,提出的一种层次权重决策分析方法。

2、多属性决策是现代决策科学的一个重要组成部分,它的理论和方法在工程设计、经济、管理和军事等诸多领域中有着广泛的应用,如:投资决策、项目评估、维修服务、武器系统性能评定、工厂选址、投标招标、产业部门发展排序和经济效益综合评价等.多属性决策的实质是利用已有的决策信息通过一定的方式对一组(有限个)备选方案进行排序或择优.它主要由两部分组成:(l) 获取决策信息.决策信息一般包括两个方面的内容:属性权重和属性值(属性值主要有三种形式:实数、区间数和语言).其中,属性权重的确定是多属性决策中的一个重要研究内容;(2)通过一定的方式对决策信息进行集结并对方案进行排序和择优。

3、灰色预测模型(Gray Forecast Model)是通过少量的、不完全的信息,建立数学模型并做出预测的一种预测方法.当我们应用运筹学的思想方法解决实际问题,制定发展战略和政策、进行重大问题的决策时,都必须对未来进行科学的预测.预测是根据客观事物的过去和现在的发展规律,借助于科学的方法对其未来的发展趋势和状况进行描述和分析,并形成科学的假设和判断。

4、Dijkstra算法能求一个顶点到另一顶点最短路径。它是由Dijkstra于1959年提出的。实际它能出始点到 其它 所有顶点的最短路径。

Dijkstra算法是一种标号法:给赋权图的每一个顶点记一个数,称为顶点的标号(临时标号,称T标号,或者固定标号,称为P标号)。T标号表示从始顶点到该标点的最短路长的上界;P标号则是从始顶点到该顶点的最短路长。

5、Floyd算法是一个经典的动态规划算法。用通俗的语言来描述的话,首先我们的目标是寻找从点i到点j的最短路径。从动态规划的角度看问题,我们需要为这个目标重新做一个诠释(这个诠释正是动态规划最富创造力的精华所在)从任意节点i到任意节点j的最短路径不外乎2种可能,1是直接从i到j,2是从i经过若干个节点k到j。所以,我们假设Dis(i,j)为节点u到节点v的最短路径的距离,对于每一个节点k,我们检查Dis(i,k) + Dis(k,j) < Dis(i,j)是否成立,如果成立,证明从i到k再到j的路径比i直接到j的路径短,我们便设置Dis(i,j) = Dis(i,k) + Dis(k,j),这样一来,当我们遍历完所有节点k,Dis(i,j)中记录的便是i到j的最短路径的距离。

6、模拟退火算法是模仿自然界退火现象而得,利用了物理中固体物质的退火过程与一般优化问题的相似性从某一初始温度开始,伴随温度的不断下降,结合概率突跳特性在解空间中随机寻找全局最优解。

7、种群竞争模型:当两个种群为争夺同一食物来源和生存空间相互竞争时,常见的结局是,竞争力弱的灭绝,竞争力强的达到环境容许的最大容量。使用种群竞争模型可以描述两个种群相互竞争的过程,分析产生各种结局的条件。

8、排队论发源于上世纪初。当时美国贝尔电话公司发明了自动电话,以适应日益繁忙的工商业电话通讯需要。这个新发明带来了一个新问题,即通话线路与电话用户呼叫的数量关系应如何妥善解决,这个问题久久未能解决。1909年,丹麦的哥本哈根电话公司.埃尔浪(Erlang)在热力学统计平衡概念的启发下解决了这个问题。

9、线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法.在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源.线性规划所研究的是:在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题。满足线性约束条件的解叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域。决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素。

10、非线性规划:非线性规划是一种求解目标函数或约束条件中有一个或几个非线性函数的最优化问题的方法。运筹学的一个重要分支。20世纪50年代初,库哈() 和托克 () 提出了非线性规划的基本定理,为非线性规划奠定了理论基础。这一方法在工业、交通运输、经济管理和军事等方面有广泛的应用,特别是在“最优设计”方面,它提供了数学基础和计算方法,因此有重要的实用价值。

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我参加过两次建模比赛,也拿过奖,我有很多资料,包括自己写的论文,需要的话我发给你

数学建模论文写作 一、写好数模答卷的重要性 1. 评定参赛队的成绩好坏、高低,获奖级别,数模答卷,是唯一依据。 2. 答卷是竞赛活动的成绩结晶的书面形式。 3. 写好答卷的训练,是科技写作的一种基本训练。 二、答卷的基本内容,需要重视的问题 1.评阅原则 假设的合理性,建模的创造性,结果的合理性,表述的清晰程度。 2.答卷的文章结构 题目(写出较确切的题目;同时要有新意、醒目) 摘要(200-300字,包括模型的主要特点、建模方法和主要结论) 关键词(求解问题、使用的方法中的重要术语) 1)问题重述。 2)问题分析。 3)模型假设。 4)符号说明。 5)模型的建立(问题分析,公式推导,基本模型,最终或简化模型等)。 6)模型求解(计算方法设计或选择;算法设计或选择,算法思想依据,步骤及实现,计算框图;所采用的软件名称;引用或建立必要的数学命题和定理;求解方案及流程。) 7)进一步讨论(结果表示、分析与检验,误差分析,模型检验) 8)模型评价(特点,优缺点,改进方法,推广。) 9)参考文献。 10)附录(计算程序,框图;各种求解演算过程,计算中间结果;各种图形,表格。) 3. 要重视的问题 1)摘要。 包括: a. 模型的数学归类(在数学上属于什么类型); b. 建模的思想(思路); c. 算法思想(求解思路); d. 建模特点(模型优点,建模思想或方法,算法特点,结果检验,灵敏度分析,模型检验……); e. 主要结果(数值结果,结论;回答题目所问的全部“问题”)。 ▲ 注意表述:准确、简明、条理清晰、合乎语法、要求符合文章格式。务必认真校对。 2)问题重述。 3)问题分析。 因素之间的关系、因素与环境之间的关系、因素自身的变化规律、确定研究的方法或模型的类型。 5)模型假设。 根据全国组委会确定的评阅原则,基本假设的合理性很重要。 a. 根据题目中条件作出假设 b. 根据题目中要求作出假设 关键性假设不能缺;假设要切合题意。 6) 模型的建立。 a. 基本模型: ⅰ)首先要有数学模型:数学公式、方案等; ⅱ)基本模型,要求完整,正确,简明; b. 简化模型: ⅰ)要明确说明简化思想,依据等; ⅱ)简化后模型,尽可能完整给出; c. 模型要实用,有效,以解决问题有效为原则。 数学建模面临的、要解决的是实际问题,不追求数学上的高(级)、深(刻)、难(度大)。 ⅰ)能用初等方法解决的、就不用高级方法; ⅱ)能用简单方法解决的,就不用复杂方法; ⅲ)能用被更多人看懂、理解的方法,就不用只能少数人看懂、理解的方法。 d.鼓励创新,但要切实,不要离题搞标新立异。数模创新可出现在: ▲ 建模中,模型本身,简化的好方法、好策略等; ▲ 模型求解中; ▲ 结果表示、分析、检验,模型检验; ▲ 推广部分。 e.在问题分析推导过程中,需要注意的问题: ⅰ)分析:中肯、确切; ⅱ)术语:专业、内行; ⅲ)原理、依据:正确、明确; ⅳ)表述:简明,关键步骤要列出; ⅴ)忌:外行话,专业术语不明确,表述混乱,冗长。 7)模型求解。 a. 需要建立数学命题时: 命题叙述要符合数学命题的表述规范,尽可能论证严密。 b. 需要说明计算方法或算法的原理、思想、依据、步骤。 若采用现有软件,说明采用此软件的理由,软件名称。 c. 计算过程,中间结果可要可不要的,不要列出。 d. 设法算出合理的数值结果。 8) 结果分析、检验;模型检验及模型修正;结果表示。 a. 最终数值结果的正确性或合理性是第一位的; b. 对数值结果或模拟结果进行必要的检验; 结果不正确、不合理、或误差大时,分析原因, 对算法、计算方法、或模型进行修正、改进。 c. 题目中要求回答的问题,数值结果,结论,须一一列出; d. 列数据问题:考虑是否需要列出多组数据,或额外数据对数据进行比较、分析,为各种方案的提出提供依据; e. 结果表示:要集中,一目了然,直观,便于比较分析。 ▲ 数值结果表示:精心设计表格;可能的话,用图形图表形式。 ▲ 求解方案,用图示更好。 9)必要时对问题解答,作定性或规律性的讨论。最后结论要明确。 10)模型评价 优点突出,缺点不回避。 改变原题要求,重新建模可在此做。 推广或改进方向时,不要玩弄新数学术语。 11)参考文献 12)附录 详细的结果,详细的数据表格,可在此列出,但不要错,错的宁可不列。主要结果数据,应在正文中列出,不怕重复。检查答卷的主要三点,把三关: a. 模型的正确性、合理性、创新性 b. 结果的正确性、合理性 c. 文字表述清晰,分析精辟,摘要精彩 三、关于写答卷前的思考和工作规划 答卷需要回答哪几个问题――建模需要解决哪几个问题; 问题以怎样的方式回答――结果以怎样的形式表示; 每个问题要列出哪些关键数据――建模要计算哪些关键数据; 每个量,列出一组还是多组数――要计算一组还是多组数。 四、答卷要求的原理 1. 准确――科学性; 2. 条理――逻辑性; 3. 简洁――数学美; 4. 创新――研究、应用目标之一,人才培养需要; 5. 实用――建模、实际问题要求。 五、建模理念 1. 应用意识 要解决实际问题,结果、结论要符合实际; 模型、方法、结果要易于理解,便于实际应用;站在应用者的立场上想问题,处理问题。 2. 数学建模 用数学方法解决问题,要有数学模型; 问题模型的数学抽象,方法有普适性、科学性,不局限于本具体问题的解决。 3. 创新意识 建模有特点,更加合理、科学、有效、符合实际;更有普遍应用意义;不单纯为创新而创新。

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皮划艇毕业论文

圣约翰学院(St. John’s College),是美国的一所自由文理学院(Liberal Arts College),也是美国第三古老的高等教育学府。它拥有两个校区,分别在马里兰州的安那波利斯和新墨西哥州的圣塔菲。

圣约翰学院的前身是建立于1696年的威廉国王学院,当时还是一所预科学校。1784年,学院正式成为获准成为大学本科学院。从1937年开始,学校一直沿用一种独特的教学制度,称作“伟大著作”(Great Books)制度。这个制度规定,学校的教学必须建立在对西方伟大的哲学和文学著作的讨论之上。1964年,圣约翰学院的圣塔菲校区正式成立。

1、英国教育体系中,孩子们的学习压力相对更小

通过以上对比表格,我们不难分析得出“英国中学的课业压力的确小于中国中学”这样一个客观事实。

2、老师教学方式差异

英国人口相对较少,其中能支付得起孩子读传统私立寄宿学校学费的家庭更是少之又少,所以英国传统私校的师生比率较高。

而中国人口较多,家长们为了不让孩子们输在起跑线上,会想方设法让孩子读好学校,所以越是升学率高的学校,学生越多,师生比例也就越低。

再加上英国的课业压力的确要比中国小很多,英国学生课后可以用来自由支配的时间较多;而中国学生经常忙于写作业、考试,有时连最基本的运动和休息时间也很难保证。

中国的老师为了提高学生的学习效率,会把更加深入的知识点整理好教给学生,但学生的学习效果如何,那只能因人而异了。

而英国的老师虽然在课堂上讲的东西很概括,但他们通常会留下一些阅读任务,鼓励学生通过阅读、上网查资料等方式深入学习。

而在这个过程中,每个同学的基础、思维方式、关注点都不一样,所以大家的问题也不一样,老师只能引导大家去学习解决问题的方法,而不是直接帮大家解决问题。

尽管这种教学方式的效率不高,但对于那些善于钻研的学生而言却能起到“事倍功倍”的效果,毕竟通过自己研究而得到的知识,更容易理解,也比较不容易忘记。

所以从长远的眼光来看,英国的这种教学模式更有利于培养学生的学习兴趣和好的学习习惯、拓展学生知识面、促进学生的健康成长。

试想一下,未来大家毕业后,无论做什么工作,想要长久地获得成功,都需要不断的学习以适应时代的发展,而这时你在英国所获得的学习技能就能让你“事半功倍”!

3、学制差异

英国从小学到高中,一共13年,所以他们的大学是三年制;中国从小学到高中一共12年,大学是4年制。

所以一般去非苏格兰地区读大学,需要先读一年预科;去苏格兰地区读大学,虽然也需要读预科,但除了个别学科在预科结束后还需要读大一,其他都是读大二。

在这里,站在不同的教育形式对孩子的影响上,我们把中英教育最显著的区别分为7点

1. 班级人数。在我国,虽然明文规定每个班级最多45人,但乡镇及县级学校班级人数平均却达60人之多。一些重点学校班级人数甚至突破70人。通常好学生被安排在教室的前排,受到老师的照顾会比较多,而稍差的学生则坐在教室的后排,很少有老师会主动关照到他们。

在英国,学校采取小班制授课,班级的人数一般在10~15人之间。英国私立学校的师生比例为6%~16%。上课时,学生通常围坐在老师的周围,学习环境和氛围好,老师能够关注到所有的学生。

2. 授课方式。人们往往喜欢用“应试”、“填鸭式”、“满堂灌”来形容中国的授课方式。这种教学方式其实是逼迫式教育,老师不停地灌输、学生被动地接受。如此授课方式往往使学生缺乏主动探求知识的愿望,学生为考试而学,为老师而学,为家长而学,唯独不为自己而学。

英国的教育善于给孩子一个启发,引发孩子的兴趣、激发其探求知识的欲望。授课大都采用小组活动、演讲、辩论、调研等形式,老师和学生,学生和学生之间直接交流,以此来不断增长知识。学生爱学、为自己而学。

3. 课程选择。中国学校的课程都是固定不变的,唯一可选择的是文科理科,其各项课程也都是固定不变的。不同水平的学生所上课程完全一样。

英国学校普遍实行选课制和学分制。一般每学期至少选4、5门课程。课程分为必修课和选修课,必修课一般设有英语、数学、科学等等。除必修课外,学生完全自主选择学校提供的所有课程。另外,不同水平的学生可根据自身的情况选择不同水平的课程。

4. 课堂氛围。中国的课堂很严肃,讲求纪律性。几乎所有的时间都是老师在教授知识,很少与学生产生互动,学生需要认真听讲认真做笔记。在课堂上遇到问题需要举手,经允许后方可站起来向老师提问。对课堂上老师的结论表示反对可能会遭到老师的批评与打压。

英国的课堂很活泼,多采用分组讨论、演讲等形式,以学生为中心展开教学,老师只是起引导与贯穿的作用。课堂中学生如有问题可随时自由发言,学生如对老师的结论表示反对非但不会受到责备反而会受到表扬。英国老师不管对错,注重的是学生是否在真正的思考。

5. 家庭作业。中国的学校学生总是有写不完的作业,基本都是课内外试卷、辅导书一类的书面作业,不断的题海战术压得学生喘不过气来。

英国学校的家庭作业具有启发性,根据课程特色会有不同的形式。就以演讲课为例,老师留的作业是就校园内的某一建筑发表演讲。那么下节课老师会直接把同学们带出教室,来到演讲者所要发表演说的建筑前,演讲者开始演讲,其他同学要记录该演讲者的观点,并准备质疑发难,提出有关建筑物的建筑背景、历史、艺术等多方面的问题,如果准备不充分是过不了这一关的。同学们交流评论完之后,老师会要求学生把今天评论的议题整理出来写成论文提交给老师。这种看似玩耍、轻松愉快的氛围让学生积极开拓自身思维的同时完美地完成了老师布置的作业。

6. 课余活动。中国的学生课程很紧,每周只有半天到一天的时间休息,晚上还要上晚自习。尤其是到了考试前,仅有的一点课余时间都会被各种补习班占据,学生几乎没有课余活动。

英国学校一般下午三点放学,放学后学校会安排种类繁多的课外活动和社区服务。比如网球球、板球、高尔夫球、足球、游泳、攀岩、橄榄球、皮划艇、艺术、舞蹈、合唱团等等,学生可以根据自己的兴趣参加各种活动。在活动中学生可以发掘自身兴趣、提升自己的动手及实践能力。这是英国学校非常重要的一块,并不比学科学习的比重轻。

7. 教育理念。中国学校的教育是为了大学而存在的,一切只向高考看齐。不论是老师家长还是学生自己,都以成绩衡量一切,这其中往往忽视了孩子自身的特点和优势。这种教育理念下的学生,缺乏创造力和创新精神,而这正是当今社会不竭发展的动力。

英国学校的教育理念是:德智体美劳全面素质的培养。学校注重启发式教学,特别重视个性发展和自我表现,注重培养动手操作和实践能力,不偏重考试成绩,鼓励学生发展特长、爱好。课堂气氛活跃,老师侧重引导学生独立思考,学生一旦表现出创造的思维或特殊的能力就会得到奖励。英国学校的孩子经过学习与实践,能够了解自己想要什么、喜欢什么、擅长什么,进而为今后的发展打下一个良好的基础和方向。

皮划艇的毕业论文

在这里,站在不同的教育形式对孩子的影响上,我们把中英教育最显著的区别分为7点

1. 班级人数。在我国,虽然明文规定每个班级最多45人,但乡镇及县级学校班级人数平均却达60人之多。一些重点学校班级人数甚至突破70人。通常好学生被安排在教室的前排,受到老师的照顾会比较多,而稍差的学生则坐在教室的后排,很少有老师会主动关照到他们。

在英国,学校采取小班制授课,班级的人数一般在10~15人之间。英国私立学校的师生比例为6%~16%。上课时,学生通常围坐在老师的周围,学习环境和氛围好,老师能够关注到所有的学生。

2. 授课方式。人们往往喜欢用“应试”、“填鸭式”、“满堂灌”来形容中国的授课方式。这种教学方式其实是逼迫式教育,老师不停地灌输、学生被动地接受。如此授课方式往往使学生缺乏主动探求知识的愿望,学生为考试而学,为老师而学,为家长而学,唯独不为自己而学。

英国的教育善于给孩子一个启发,引发孩子的兴趣、激发其探求知识的欲望。授课大都采用小组活动、演讲、辩论、调研等形式,老师和学生,学生和学生之间直接交流,以此来不断增长知识。学生爱学、为自己而学。

3. 课程选择。中国学校的课程都是固定不变的,唯一可选择的是文科理科,其各项课程也都是固定不变的。不同水平的学生所上课程完全一样。

英国学校普遍实行选课制和学分制。一般每学期至少选4、5门课程。课程分为必修课和选修课,必修课一般设有英语、数学、科学等等。除必修课外,学生完全自主选择学校提供的所有课程。另外,不同水平的学生可根据自身的情况选择不同水平的课程。

4. 课堂氛围。中国的课堂很严肃,讲求纪律性。几乎所有的时间都是老师在教授知识,很少与学生产生互动,学生需要认真听讲认真做笔记。在课堂上遇到问题需要举手,经允许后方可站起来向老师提问。对课堂上老师的结论表示反对可能会遭到老师的批评与打压。

英国的课堂很活泼,多采用分组讨论、演讲等形式,以学生为中心展开教学,老师只是起引导与贯穿的作用。课堂中学生如有问题可随时自由发言,学生如对老师的结论表示反对非但不会受到责备反而会受到表扬。英国老师不管对错,注重的是学生是否在真正的思考。

5. 家庭作业。中国的学校学生总是有写不完的作业,基本都是课内外试卷、辅导书一类的书面作业,不断的题海战术压得学生喘不过气来。

英国学校的家庭作业具有启发性,根据课程特色会有不同的形式。就以演讲课为例,老师留的作业是就校园内的某一建筑发表演讲。那么下节课老师会直接把同学们带出教室,来到演讲者所要发表演说的建筑前,演讲者开始演讲,其他同学要记录该演讲者的观点,并准备质疑发难,提出有关建筑物的建筑背景、历史、艺术等多方面的问题,如果准备不充分是过不了这一关的。同学们交流评论完之后,老师会要求学生把今天评论的议题整理出来写成论文提交给老师。这种看似玩耍、轻松愉快的氛围让学生积极开拓自身思维的同时完美地完成了老师布置的作业。

6. 课余活动。中国的学生课程很紧,每周只有半天到一天的时间休息,晚上还要上晚自习。尤其是到了考试前,仅有的一点课余时间都会被各种补习班占据,学生几乎没有课余活动。

英国学校一般下午三点放学,放学后学校会安排种类繁多的课外活动和社区服务。比如网球球、板球、高尔夫球、足球、游泳、攀岩、橄榄球、皮划艇、艺术、舞蹈、合唱团等等,学生可以根据自己的兴趣参加各种活动。在活动中学生可以发掘自身兴趣、提升自己的动手及实践能力。这是英国学校非常重要的一块,并不比学科学习的比重轻。

7. 教育理念。中国学校的教育是为了大学而存在的,一切只向高考看齐。不论是老师家长还是学生自己,都以成绩衡量一切,这其中往往忽视了孩子自身的特点和优势。这种教育理念下的学生,缺乏创造力和创新精神,而这正是当今社会不竭发展的动力。

英国学校的教育理念是:德智体美劳全面素质的培养。学校注重启发式教学,特别重视个性发展和自我表现,注重培养动手操作和实践能力,不偏重考试成绩,鼓励学生发展特长、爱好。课堂气氛活跃,老师侧重引导学生独立思考,学生一旦表现出创造的思维或特殊的能力就会得到奖励。英国学校的孩子经过学习与实践,能够了解自己想要什么、喜欢什么、擅长什么,进而为今后的发展打下一个良好的基础和方向。

一、社会保障体系不同

相比较我国,英国拥有优越的社会保障体系。在福利社会中,英国学生上学不用交学费,国家免费为他们提供学习平台。

这也导致了他们思维上形成一种定势:学习最初是没有代价的,国家让来学习。所以这也可以解释为什么英国学生为什么自我动机没有中国学生那么强。

二、中英文化差异。

西方社会是个体主义,东方是集体主义,这在文化心理学中是首要强调的。在英国,孩子们从小就认为我是一个个体,对于集体没有强烈的观念。

三、教育的侧重点。

英国经济发达,社会保障体制完善,就业压力远小于中国。所以传统的英式教育的侧重点在于发展孩子的长处、帮助孩子找到自己的兴趣所在。

但在中国严峻的竞争形势下,中国的教育方向不得不转向英式教育,素质教育仅存在于北上广等经济发达,平台优越的发达地区。

侧重点的差异也说明了为什么在中英同龄学生群体中,英国学生的基础知识落后中国学生,但英国学生的创造力、探索能力比中国学生要强。

扩展资料

国民教育体系

国民教育体系主要是指主权国家通过制度或法律的形式,对本国所有享有公民权利的人所提供的一种不同层次、不同形态和不同类型的教育服务系统。

终身教育体系则是针对人生各个阶段的发展需求以及社会政治和经济的变化而建立的教育服务系统。

终身教育体系

终身教育是贯穿人一生、面向全体社会成员的教育体系,国民教育体系是终身教育体系的重要组成部分,国民教育是终身教育的基石,没有现代国民教育体系作为依托,终身教育体系也就难以建立。

可以说,国民教育体系是终身教育体系的重要组成部分。

参考资料来源:百度百科——教育体系

在独立学习方面,英国学生要高于我国学生。英国的每个中学生都能够去图书馆查阅文献,寻找自己需要的信息来完成一个比较正规的Project。Project的汉语意思是“计划 ”、“设计”、“规化”。实际上类似我国的“科研论文”。英国中学生的Project完全从学生的兴趣和社会实际出发,题材极为广泛。从理化生实验、数学建模到英国的历史、地理;从环境保护到关爱生命;从反恐到世界和平;从政治到经济……,应有尽有。有些Project有理有据,不亚于我国大学生的毕业论文。 英国学生的独立生活能力也强于我国学生。不分担家务劳动的学生很少见,他们从小就帮助父母擦汽车、剪草坪。小学生打工的也很多,送报纸是最常见的了,钱虽然挣得不是很多,却拥有了面对社会、独立处理问题的机会。到了假期,加油站、快餐店、超市,到处都有中学生在忙着干活。一个假期下来,不但能挣几百英镑,更重要的是他们变得自信、老练。 英国学生的团队意识强。在英国,人们普遍推崇团队精神。团队精神是指一个人与大家协同工作的能力或态度,也就是我们所说的合作能力。英国学校历来都很重视对学生进行“团队精神”教育,在公共场所或集体活动中,个人必须服从大家。如果哪个学生为了自己出风头而连累了大家,他就会被一致斥为“没有团队精神”。 英国学生的身体素质好。体育不但是英国中学的重要课程,而且每天下午四点钟开始,大部分学生又都出现在运动场上。大量的体育锻炼,加上合理的充足营养,使英国学生大都身强力壮、精力充沛。那种肌肉发达、动作灵活的运动员型学生到处可见。就连女生对体育也十分热衷。体育好、学习好的学生才备受同学们的推崇。 英国学生的探究精神强。英国学生做事十分开放,敢想敢干,不受条条框框的束缚,他们认为“只要不被禁止,就可以做”。所以,成功的机会也相对较多。每个学生都有自己的思想和行动。他们不迷信课本、不迷信权威,也不像我国学生那么关注问题的答案、关注他人的看法。对问题不但有自己的见解,而且特别注重科学论证。注重在探究中寻找答案。

可以当一名运动员。皮划艇运动的前途是入选国家队,参加奥运会,为国争光,实现人生梦想。皮划艇是奥运会正式项目,作为运动员如果能刻苦训练,入选国家队,参加奥运会比赛,将是一生的梦想,如果能取得好成绩,将体现出运动员的自身价值,并且名利双收。

潜艇发展史的论文范文

潜艇是一种能潜入水下活动和作战的舰艇,也称潜水艇,是海军的主要舰种之一.潜艇发展历史18世纪70年代,美国人D.布什内尔建成1艘单人操纵的木壳艇“海龟”号,通过脚踏阀门向水舱注水,可使艇潜至水下6米,能在水下停留约30分钟。艇上装有两个手摇曲柄螺旋桨,使艇获得3节左右的速度和操纵艇的升降。艇内有手操压力水泵,排出水舱内的水,使艇上浮。艇外携一个能用定时引信引爆的炸药包,可在艇内操纵系放于敌舰底部。1776年9月,“海龟”号潜艇偷袭停泊在纽约港的英国军舰“鹰”号,虽未获成功,但开创了潜艇首次袭击军舰的尝试。潜艇发展至此,一直是由人力推进的,因此限制了潜艇的发展。而此时,蒸汽机已经发明并被应用到了铁路运输和水面舰船上。蒸汽机在潜艇上的应用,推动了潜艇动力装置的发展,再加上潜艇设计者的不断努力,终于出现了以机械为动力的现代潜艇。18世纪末到19世纪末是潜艇研制的重要时期。1801年,美国人R.富尔顿建造的“鹦鹉螺”号潜艇,艇体为铁架铜壳,艇长7米,携带两枚水雷,由4人操纵。水上采用折叠桅杆,以风帆为动力。水下采用手摇螺旋桨推进器推进。19世纪 60年代,美国南北战争中,南军建造的“亨利”号潜艇长约12米,呈雪茄形,用8人摇动螺旋桨前进,航速4节,使用水雷攻击敌方舰船。1864年2月17 日夜,“亨利”号用水雷炸沉北军战舰“豪萨托尼克”号,首创潜艇击沉军舰的战例。1880年9月,中国在天津建成第一艘潜艇,艇体形如橄榄,水下行驶,十分灵捷,可于水下暗送水雷,置于敌船之下。早期的潜艇都是使用人力推进的,航速很慢。1863年,法国建造了“潜水员”号潜艇,使用功率千瓦(80马力)的压缩空气发动机作动力,速度为节,能在水下潜航3小时,下潜深度为12米。1886年,英国建造了“鹦鹉螺”号潜艇,使用蓄电池动力推进,航速6节,续航力约80海里。1897年,美国建造了“霍兰”Ⅵ号潜艇,水面使用33千瓦(45马力)的汽油机动力装置,航速7节,续航力达到1000海里;水下使用电动机为动力,航速5节,续航力50海里,这是潜艇双推进系统的开端。早期潜艇使用的武器,主要是艇体上挂带的定时引爆炸药包或水雷。1866年,英国人R.怀特黑德制成第一枚鱼雷。1881年,T.诺德费尔特和G.加里特建造的“诺德费尔特” 号潜艇,首次装备鱼雷发射管;同年,美国建造的“霍兰”Ⅱ号潜艇安装有能在水下发射鱼雷的鱼雷发射管,这是潜艇发展史上的一项重要发展。早在19世纪50年代,法国海军的一名工程师就提出了改装机械动力潜艇的建议,许多人也进行了这方面的尝试。1863年,法国建成了一艘“潜水员”号潜艇。艇体模仿海豚的外形设计,长米,排水量420吨。使用一部功率为59千瓦(80马力)的蒸汽机作动力,速度为节,能在水下潜航3小时,下潜深度为12米。由于“潜水员”号采用了蒸汽机作动力,尺寸超过了当时所有的潜艇,成为了20世纪之前最大的一艘潜艇。虽然“潜水员”号潜艇的动力装置有了质的飞跃,但它却受当时设计水平的限制,当增加压载使其浮力等于零时,潜艇下潜就失去了控制,水下航行的稳定性很差。另外,潜艇在水下航行时需要大量的空气,而这在当时几乎是无法解决的问题。于是,“潜水员”号最终以失败而告终。蒸汽机作为潜艇的动力失败后,潜艇设计师们不得不另辟蹊径,为潜艇寻找更好的动力装置。1886年,英国建造了一艘使用蓄电池动力推进的潜艇(也被命名为“鹦鹉螺”号)成功地进行了水下航行,航速为6节,续航力约80海里。从此,电动推进装置为潜艇的水下航行展现了广阔前景。但对现代潜艇的发展作出过最大贡献的,当属美国潜艇设计师――约翰·霍兰。约翰·霍兰1841年出生在爱尔兰利斯凯纳镇,父亲是英国海岸警卫队的一名雇员。父亲的职业使霍兰从小就对海洋及战舰充满了好奇。中学尚未毕业时,父亲不幸病故,年轻的霍兰被迫结束学业,到一所学校担任理科教员,以挑起家庭生活的重担。在此期间,霍兰一边工作,一边设计潜艇。1873年,霍兰辞去了教师工作,带着他的潜艇设计图纸到了美国。在美国,他一边在一个都教会学校教书,一边完善着他的潜艇设计图。1875年,霍兰将建造新型潜艇的计划送交美国海军部。但是,美国海军对3年前支付5万美金建造的一艘名为“智慧之鲸”的小型手操潜艇的沉没仍然记忆犹新,因此断然拒绝霍兰的计划。遭到拒绝的霍兰却没有因此而却步,他很快就得到了流亡美国的由爱尔兰一些革命者组成的“芬尼亚社”的大力资助。在“芬尼亚社”的支持下,经过3年时间的努力,霍兰终于在1878年将自己的第一艘潜艇送下了水。该潜艇被命名为“霍兰-Ⅰ”号,是一艘单人驾驶潜艇。艇长5米,装有1台汽油内燃机,能以每小时海里的速度航行。但由于潜艇水下航行时内燃机所需空气的问题没有解决,故潜艇一潜入水下发动机就停止了工作。虽然这是一艘不成功的潜艇,但霍兰却在它的身上积累了经验,为下一步建造新的潜艇打下了基础。这时,“芬尼亚社”对霍兰的潜艇研制提出了要求:所建造的潜艇,大到足以能有效地进行作战,小到使其能够塞进特制的商船船舱。这种商船要求可以装成民船的模样横渡大西洋。当遇到敌舰后,特殊商船将潜艇放出以攻击敌人。按照这一特殊要求,1881年,霍兰建造成功他的第二艘潜艇,命名为“霍兰-Ⅱ”号(也称“芬尼亚公羊”号)。该艇长约10米,排水量19吨,装有一台11千瓦的内燃机。为解决纵向稳定性问题,霍兰为潜艇安装了升降舵。同时,他还在艇上安装了一门加农炮,使得“芬尼亚公羊”号潜艇既能在水下发射鱼雷,又能在水面进行炮战。“芬尼亚公羊”号的建成给公众以极大的鼓舞,在潜艇发展史上也被认为是一个重要的里程碑。19世纪80年代末期,潜艇的发展引起了更多国家的兴趣。1893年,长约米、排水量为266吨的“古斯塔夫·齐德”号潜艇在法国下水了。它以电动机带动螺旋桨推动。在当时各国所出现的潜艇中,它是最先进的一艘。“古斯塔夫·齐德”号潜艇的成功促使霍兰更加努力了。但就在霍兰全力以赴投入他的第三艘潜艇制造之中时,“芬尼亚社”的一些成员对霍兰无终止的试验丧失信心,并在一天黑夜将“芬尼亚公羊”号以及建造中的第三艘潜艇偷偷地运走了。从此,霍兰与“芬尼亚社”分道扬镳。失去了“芬尼亚社”的资助,霍兰只得暂时停下潜艇的研究而到一家汽枪公司担任了描图员的工作。但是不屈的科学家永远不会为困难所吓倒。在朋友们的大力支持下,他兴办了“肛鱼潜艇公司”。这时他与炮兵上尉扎林斯基合作,又建造了他的第四艘潜艇“扎林斯基”号。1886年,当“扎林斯基”号建成下水时,因滑道倒塌而全艇被毁。“扎林斯基”的失败,反而使霍兰有了暂时的喘息余地。几乎就在霍兰失败的同时,西班牙却有一个名叫艾萨克伯尔的海军上尉于1889年设计了一艘由时机推进的潜艇。不幸的是,因为艾萨克伯尔与上司不和,其上司竟然不顾国家利益而否定了他的计划。美国政府得知这一消息后,为了在与西班牙的竞争中取胜,由海军部于1893年举办了一次潜艇设计大赛。霍兰大这次大赛中技压群芳,荣登榜首。大赛的胜利使霍兰于1895年接到了制造一艘潜艇的定货单,并从美国海军部得到了15万美元的经费。于是霍兰又开始了他的第五艘潜艇的设计。为了建造一艘像样的潜艇,霍兰从一开始就注意解决那些潜艇史上阻碍潜艇发展的问题。为此,他反复研究并数易方案,终于建成了他的第五艘潜艇――“潜水者”号。该艇长26米,拥有水面航行的推进装置——蒸汽机动力装置和水下潜航的推进装置——电动机。 “潜水者”号由此成为了潜艇双推进系统的鼻祖。但是,美国海军部出于战争的需要,在“潜水者”号建造期间,就要求霍兰能够使“潜水者”号用于水面作战。但霍兰却认为,按照这种要求是不会制造出满意的潜艇的。于是,霍兰放弃了“潜水者”号的建造工作,归还了海军部的经费,开始用自己的钱来设计建造一艘新潜艇。1897年5月17日,时年56岁的霍兰终于成功地制造出了“霍兰-Ⅵ”号潜艇。该艇长15米,装有千瓦(45马力)汽油发动机和以蓄电池为能源的电动机,是一艘采用双推进的最新潜艇。在水面航行时,以汽油发动机为动力,航速可达每小时7海里,续航力为1000海里。在水下潜航时,则以电动机为动力,航速可达每小时5海里,续航力50海里。该艇共有5名艇员,武器为一具艇首鱼雷发射管(有3枚鱼雷)和2门火炮(向前、向后各1门),火炮瞄准靠操纵潜艇艇体对准目标。该艇能在水下发射鱼雷,水上航行平衡,下潜迅速,机动灵活。这是霍兰一生中设计和建造出的最后一艘潜艇。为了纪念这位伟大的先驱者,人们将其称为“霍兰”号。双推进系统在该艇上的运用,使这艘潜艇取得了潜艇发展史上前所未有的成功,从而奠定了霍兰作为“现代潜艇之父”的地位。但是霍兰的成就并没有给他本人带来任何好处。由于美国海军部一些官员的偏见和挑剔,这艘潜艇不仅未被海军部采用,反而使这位大发明家受到了恶毒的嘲讽。无情的打击使时年63岁的霍兰愤然辞职。从此,一代潜艇巨匠被迫停止了其心爱的事业,并最终因肺炎病逝,终年73岁。尽管“霍兰”号潜艇取得了辉煌的成就,但在19世纪末20世纪初,法国在潜艇这一领域也同处领先地位。1899年,由法国科学家劳贝夫于设计的“纳维尔”号潜艇在法国下水。“纳维尔”号与其他潜艇不同处在于,该艇在其内壳之外又包上了一层外壳。这使得“纳维尔”号既有一个酷似鱼雷艇似的外壳,又有一个按照潜艇要求设计的内壳,艇员及所有装备都装在耐压的内壳之中。内外壳之间的空间被充作压载水柜,并以此控制潜艇下潜和上浮。当该艇排除压载水柜中的水之后,即可像鱼雷艇一样具有良好的适航性,使得其水面航行的速度达每小时11海里,续航力为500海里;当压载水柜中注满水之后,“纳维尔”又将与早先潜艇一样,它的水下短距离航速可达每小时8海里,即使在水下航行数小时,其水下航速也可达每小时5海里。不过,也有一种意见认为,双层壳体结构并非起源于“纳维尔”潜艇,而是由美国青年西蒙·莱克首创。19世纪90年代,西蒙·莱克由于受了法国著名科普作家儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》的影响,单枪匹马地投入到潜艇的研究之中。莱克从亲戚那里借来一笔钱,经过努力,于1893年建成了他的第一艘潜艇——“小亚古尔爸爸”号。“小亚古尔爸爸”号也许是潜艇史上自“海龟”艇以来最不像样的潜艇。它看上去像一个特大的木柜子,长米,高米。艇体以松木板内衬帆布垫建造而成。艇体上方有个小舱盖,艇底安有三个木头轮子(前面一个,后面两个)。轮于是由手摇曲柄带动行走的,“小亚古尔爸爸”艇与其他潜艇相比独具匠心。它没有用于注排水的羊皮口袋或水泵、水箱等,而是采用装载足够重的压载物使之沉到海底,接着在海底用轮子滚动推进,如果要上升到海面,只要把压载物抛掉,艇体即可上浮。不过,莱克最初建造潜艇并非为了军事目的,而完全是被迷人的海底生物所吸引。他从建造“小亚古尔爸爸”一开始,就想到能从潜艇中走出来,以便采集海底生物。所以他在潜艇中安装了空气压缩设备,并设置了一个空气闸舱。莱克使压缩空气设备所产生的空气压力与艇外海水压力相等,这样打开空气闸舱的舱门,人们便可以穿着潜水服从艇中走出来,而海水却不会涌进闸舱。人们将这种使海水不能涌进艇内而人能从艇的舱口自由进出的闸舱门叫做气门或水门。在气门的帮助下,莱克和他的伙伴,在迷人的纽约湾海底,采集了大量的海洋生物,度过了许多愉快的时光。之后,莱克开始对“小亚古尔爸爸”号不断地进行改装,并于1897年完工。改装后的潜艇命名为“亚古尔”号。该艇无论在水上或水下航行,都由一台22千瓦(30马力)的汽油发动机来推动前进。由于汽油发动机工作时需要空气,所以莱克在艇上装有可伸出水面的吸气管和排烟管,同时取消了固体压载物,而用压载水箱来带动潜艇的沉浮。为了改善潜艇的适航性,莱克又在吸气管和排烟管外包上一层外壳,使“亚古尔”号外形类似于现代潜艇上层建筑(即潜艇的指挥台)的第二层艇壳。经过改装后的“亚古尔”号潜艇的上浮与下潜都是较为稳定的,并能在一个适当的深度上将内燃机水下工作时所用的通气管伸出水面,从而延长了潜艇水下滞留时间。1898年,“亚古尔”号潜艇仅靠自身的动力,从诺福克航行到了纽约,成了第一艘在公海远航的潜艇。莱克的第二艘潜艇“保护者”号也于1901年下水。他很想将潜艇奉献给自己祖国,用于对敌作战。莱克潜艇的最大特点就是艇员可以在水下自由出入潜艇,因此完全可派人进行水下作战、扫雷和布雷。但美国海军部却拒绝了莱克的好意。莱克只好到国外去寻求他自己的位置,从而埋没了一代潜艇发明家的才华。19世纪的最后10年中,潜艇已成为至少是具有潜在威慑力量的武器了。但是由于当时的英国、美国等海军大国对潜艇仍持怀疑态度,总认为潜艇只不过是弱小国家用于偷袭的武器,为此阻碍了潜艇的发展。但是,当1898年法国的“古斯塔夫·齐德”号潜艇用鱼雷击沉了英国战列舰“马琴他”之后,英国人终于醒悟了,强烈要求英国政府赶快行动,以抗衡法国人正以惊人速度建造潜艇的海上新威胁。同样德国和俄国也在无意之中领悟到潜艇可能将成为一种实用性武器而投入到建造潜艇的热浪中。在第一次世界大战前几年的时间里,潜艇终于愈造愈大,愈造愈好,并且以前所未有的速度增加着。但是由于潜艇发展到此时,仍然开不快、行不远,鱼雷带得又很少,更因为不能在水下长期潜航,所以,它所担负的只能是保护本国海岸、在基地附近的巡逻的任务。20世纪初,潜艇装备逐步完善,性能逐渐提高,出现具备一定实战能力的潜艇。这些潜艇采用双层壳体,具有良好的适航性,排水量为数百吨,使用柴油机-电动机双推进系统,水面航速约10~15节,水下航速6~8节,续航力有明显提高;武器主要有火炮、水雷和鱼雷。第一次世界大战前,各主要海军国家共拥有潜艇260余艘,成为海军重要作战兵力之一。第一次世界大战一开始,潜艇就被用于战斗。1914年9月22日,德国U-9号潜艇在一个多小时内,接连击沉3艘英国巡洋舰,充分显示了潜艇的作战威力。在战争期间,各国潜艇共击沉192艘战斗舰艇。使用潜艇攻击海洋交通线上的运输商船,取得了更为显著的战果,各国潜艇共击沉商船约5000余艘,达1400万吨。其中被德国潜艇击沉的商船约1300余万吨。同时,反潜战开始受到重视,战争期间潜艇被击沉265艘,其中德国就损失200余艘。第一次世界大战后,各主要海军国家更加重视建造和发展潜艇。潜艇的数量不断增加,种类增多,到第二次世界大战前夕,共有潜艇600余艘。第二次世界大战期间,潜艇战术技术性能有很大改进。排水量增加到2000余吨,下潜深度100~200米,水下最大航速7~10 节,水面航速16~20节,续航力达1万余海里,自给力1~2个月,装有6~10个鱼雷发射管,可携带20余枚鱼雷,并安装1~2门火炮。战争后期,潜艇装备雷达、雷达侦察仪和自导鱼雷,德国潜艇还安装用于柴油机水下工作的通气管。潜艇战斗活动几乎遍及各大洋,担负攻击运输舰船、水面战斗舰艇和侦察、运输、反潜 、布雷和运送侦察、爆破人员登陆等任务。共击沉运输船5000多艘(2000多万吨),大、中型水面舰艇300余艘。战争中反潜兵力和兵器也得到很大加强和发展,被击沉的潜艇达到1100多艘。第二次世界大战后,世界各国海军十分重视新型潜艇的研制。核动力和战略导弹的运用,使潜艇发展进入一个新阶段。1955年,美国建成的世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺” 号正式服役,水下航速增大1倍多,而且能长时间在水下航行,1958年,首次成功地在冰层下穿越北极。1959年前后,苏联建成核动力潜艇。1960年,美国又建成了“北极星”战略导弹潜艇“乔治·华盛顿” 号,并在水下成功地发射 “北极星”弹道导弹,射程达2000余千米。弹道导弹核潜艇的出现,使潜艇的作用发生了根本性变化,它已成为活动于水下的战略核打击力量。此后,英国、法国和中国也相继建成核动力战略导弹潜艇和核动力攻击潜艇。20世纪80年代,核动力潜艇排水量已增大到万余吨,装备有弹道导弹、巡航导弹、鱼雷等武器,水下航速20~42节,下潜深度300~900米,续航力、隐蔽性、机动性和突击威力大为提高。1982年,英国和阿根廷在马尔维纳斯(福克兰)群岛海战中,英国海军核动力攻击潜艇“征服者”号,于5月2日用鱼雷击沉阿根廷海军巡洋舰“贝尔格拉诺将军”号,是核动力潜艇击沉水面战斗舰艇的首次战例。至 80年代末,世界上近40个国家和地区,共拥有各种类型潜艇900余艘。优缺点:潜艇之所以能够发展到今天,是因为它具有以下特点:能利用水层掩护进行隐蔽活动和对敌方实施突然袭击;有较大的自给力、续航力和作战半径,可远离基地,在较长时间和较大海洋区域以至深入敌方海区独立作战,有较强的突击威力;能在水下发射导弹、鱼雷和布设水雷,攻击海上和陆上目标。但其自卫能力差,缺少有效的对空防御武器;水下通信联络较困难,不易实现双向、及时、远距离的通信;探测设备作用距离较近,观察范围受限,掌握敌方情况比较困难;常规动力潜艇水下航速较低,充电时须处于通气管航行状态,易于暴露。

18世纪70年代,美国人D.布什内尔建成1艘单人操纵的木壳艇“海龟”号,通过脚踏阀门向水舱注水,可使艇潜至水下6米,能在水下停留约30分钟.艇上装有两个手摇曲柄螺旋桨,使艇获得3节左右的速度和操纵艇的升降.艇内有手操压力水泵,排出水舱内的水,使艇上浮.艇外携一个能用定时引信引爆的炸药包,可在艇内操纵系放于敌舰底部.1776年9月,“海龟”号潜艇偷袭停泊在纽约港的英国军舰“鹰”号,虽未获成功,但开创了潜艇首次袭击军舰的尝试.潜艇发展至此,一直是由人力推进的,因此限制了潜艇的发展.而此时,蒸汽机已经发明并被应用到了铁路运输和水面舰船上.蒸汽机在潜艇上的应用,推动了潜艇动力装置的发展,再加上潜艇设计者的不断努力,终于出现了以机械为动力的现代潜艇. 18世纪末到19世纪末是潜艇研制的重要时期.1801年,美国人R.富尔顿建造的“鹦鹉螺”号潜艇,艇体为铁架铜壳,艇长7米,携带两枚水雷,由4人操纵.水上采用折叠桅杆,以风帆为动力.水下采用手摇螺旋桨推进器推进.19世纪 60年代,美国南北战争中,南军建造的“亨利”号潜艇长约12米,呈雪茄形,用8人摇动螺旋桨前进,航速4节,使用水雷攻击敌方舰船.1864年2月17 日夜,“亨利”号用水雷炸沉北军战舰“豪萨托尼克”号,首创潜艇击沉军舰的战例.1880年9月,中国在天津建成第一艘潜艇,艇体形如橄榄,水下行驶,十分灵捷,可于水下暗送水雷,置于敌船之下.早期的潜艇都是使用人力推进的,航速很慢.1863年,法国建造了“潜水员”号潜艇,使用功率千瓦(80马力)的压缩空气发动机作动力,速度为节,能在水下潜航3小时,下潜深度为12米.1886年,英国建造了“鹦鹉螺”号潜艇,使用蓄电池动力推进,航速6节,续航力约80海里.1897年,美国建造了“霍兰”Ⅵ号潜艇,水面使用33千瓦(45马力)的汽油机动力装置,航速7节,续航力达到1000海里;水下使用电动机为动力,航速5节,续航力50海里,这是潜艇双推进系统的开端.早期潜艇使用的武器,主要是艇体上挂带的定时引爆炸药包或水雷.1866年,英国人R.怀特黑德制成第一枚鱼雷.1881年,T.诺德费尔特和G.加里特建造的“诺德费尔特” 号潜艇,首次装备鱼雷发射管;同年,美国建造的“霍兰”Ⅱ号潜艇安装有能在水下发射鱼雷的鱼雷发射管,这是潜艇发展史上的一项重要发展.早在19世纪50年代,法国海军的一名工程师就提出了改装机械动力潜艇的建议,许多人也进行了这方面的尝试. 1863年,法国建成了一艘“潜水员”号潜艇.艇体模仿海豚的外形设计,长米,排水量420吨.使用一部功率为59千瓦(80马力)的蒸汽机作动力,速度为节,能在水下潜航3小时,下潜深度为12米.由于“潜水员”号采用了蒸汽机作动力,尺寸超过了当时所有的潜艇,成为了20世纪之前最大的一艘潜艇.虽然“潜水员”号潜艇的动力装置有了质的飞跃,但它却受当时设计水平的限制,当增加压载使其浮力等于零时,潜艇下潜就失去了控制,水下航行的稳定性很差.另外,潜艇在水下航行时需要大量的空气,而这在当时几乎是无法解决的问题.于是,“潜水员”号最终以失败而告终. 蒸汽机作为潜艇的动力失败后,潜艇设计师们不得不另辟蹊径,为潜艇寻找更好的动力装置.1886年,英国建造了一艘使用蓄电池动力推进的潜艇(也被命名为“鹦鹉螺”号)成功地进行了水下航行,航速为6节,续航力约80海里.从此,电动推进装置为潜艇的水下航行展现了广阔前景. 但对现代潜艇的发展作出过最大贡献的,当属美国潜艇设计师――约翰·霍兰. 约翰·霍兰1841年出生在爱尔兰利斯凯纳镇,父亲是英国海岸警卫队的一名雇员.父亲的职业使霍兰从小就对海洋及战舰充满了好奇.中学尚未毕业时,父亲不幸病故,年轻的霍兰被迫结束学业,到一所学校担任理科教员,以挑起家庭生活的重担.在此期间,霍兰一边工作,一边设计潜艇.1873年,霍兰辞去了教师工作,带着他的潜艇设计图纸到了美国.在美国,他一边在一个都教会学校教书,一边完善着他的潜艇设计图. 1875年,霍兰将建造新型潜艇的计划送交美国海军部.但是,美国海军对3年前支付5万美金建造的一艘名为“智慧之鲸”的小型手操潜艇的沉没仍然记忆犹新,因此断然拒绝霍兰的计划.遭到拒绝的霍兰却没有因此而却步,他很快就得到了流亡美国的由爱尔兰一些革命者组成的“芬尼亚社”的大力资助.在“芬尼亚社”的支持下,经过3年时间的努力,霍兰终于在1878年将自己的第一艘潜艇送下了水. 该潜艇被命名为“霍兰-Ⅰ”号,是一艘单人驾驶潜艇.艇长5米,装有1台汽油内燃机,能以每小时海里的速度航行.但由于潜艇水下航行时内燃机所需空气的问题没有解决,故潜艇一潜入水下发动机就停止了工作.虽然这是一艘不成功的潜艇,但霍兰却在它的身上积累了经验,为下一步建造新的潜艇打下了基础. 这时,“芬尼亚社”对霍兰的潜艇研制提出了要求:所建造的潜艇,大到足以能有效地进行作战,小到使其能够塞进特制的商船船舱.这种商船要求可以装成民船的模样横渡大西洋.当遇到敌舰后,特殊商船将潜艇放出以攻击敌人.按照这一特殊要求,1881年,霍兰建造成功他的第二艘潜艇,命名为“霍兰-Ⅱ”号(也称“芬尼亚公羊”号).该艇长约10米,排水量19吨,装有一台11千瓦的内燃机.为解决纵向稳定性问题,霍兰为潜艇安装了升降舵.同时,他还在艇上安装了一门加农炮,使得“芬尼亚公羊”号潜艇既能在水下发射鱼雷,又能在水面进行炮战.“芬尼亚公羊”号的建成给公众以极大的鼓舞,在潜艇发展史上也被认为是一个重要的里程碑. 19世纪80年代末期,潜艇的发展引起了更多国家的兴趣.1893年,长约米、排水量为266吨的“古斯塔夫·齐德”号潜艇在法国下水了.它以电动机带动螺旋桨推动.在当时各国所出现的潜艇中,它是最先进的一艘. “古斯塔夫·齐德”号潜艇的成功促使霍兰更加努力了.但就在霍兰全力以赴投入他的第三艘潜艇制造之中时,“芬尼亚社”的一些成员对霍兰无终止的试验丧失信心,并在一天黑夜将“芬尼亚公羊”号以及建造中的第三艘潜艇偷偷地运走了.从此,霍兰与“芬尼亚社”分道扬镳. 失去了“芬尼亚社”的资助,霍兰只得暂时停下潜艇的研究而到一家汽枪公司担任了描图员的工作.但是不屈的科学家永远不会为困难所吓倒.在朋友们的大力支持下,他兴办了“肛鱼潜艇公司”.这时他与炮兵上尉扎林斯基合作,又建造了他的第四艘潜艇“扎林斯基”号.1886年,当“扎林斯基”号建成下水时,因滑道倒塌而全艇被毁.“扎林斯基”的失败,反而使霍兰有了暂时的喘息余地. 几乎就在霍兰失败的同时,西班牙却有一个名叫艾萨克伯尔的海军上尉于1889年设计了一艘由时机推进的潜艇.不幸的是,因为艾萨克伯尔与上司不和,其上司竟然不顾国家利益而否定了他的计划. 美国政府得知这一消息后,为了在与西班牙的竞争中取胜,由海军部于1893年举办了一次潜艇设计大赛.霍兰大这次大赛中技压群芳,荣登榜首.大赛的胜利使霍兰于1895年接到了制造一艘潜艇的定货单,并从美国海军部得到了15万美元的经费.于是霍兰又开始了他的第五艘潜艇的设计. 为了建造一艘像样的潜艇,霍兰从一开始就注意解决那些潜艇史上阻碍潜艇发展的问题.为此,他反复研究并数易方案,终于建成了他的第五艘潜艇――“潜水者”号.该艇长26米,拥有水面航行的推进装置——蒸汽机动力装置和水下潜航的推进装置——电动机. “潜水者”号由此成为了潜艇双推进系统的鼻祖.但是,美国海军部出于战争的需要,在“潜水者”号建造期间,就要求霍兰能够使“潜水者”号用于水面作战.但霍兰却认为,按照这种要求是不会制造出满意的潜艇的.于是,霍兰放弃了“潜水者”号的建造工作,归还了海军部的经费,开始用自己的钱来设计建造一艘新潜艇. 1897年5月17日,时年56岁的霍兰终于成功地制造出了“霍兰-Ⅵ”号潜艇.该艇长15米,装有千瓦(45马力)汽油发动机和以蓄电池为能源的电动机,是一艘采用双推进的最新潜艇.在水面航行时,以汽油发动机为动力,航速可达每小时7海里,续航力为1000海里.在水下潜航时,则以电动机为动力,航速可达每小时5海里,续航力50海里.该艇共有5名艇员,武器为一具艇首鱼雷发射管(有3枚鱼雷)和2门火炮(向前、向后各1门),火炮瞄准靠操纵潜艇艇体对准目标.该艇能在水下发射鱼雷,水上航行平衡,下潜迅速,机动灵活.这是霍兰一生中设计和建造出的最后一艘潜艇.为了纪念这位伟大的先驱者,人们将其称为“霍兰”号.双推进系统在该艇上的运用,使这艘潜艇取得了潜艇发展史上前所未有的成功,从而奠定了霍兰作为“现代潜艇之父”的地位. 但是霍兰的成就并没有给他本人带来任何好处.由于美国海军部一些官员的偏见和挑剔,这艘潜艇不仅未被海军部采用,反而使这位大发明家受到了恶毒的嘲讽.无情的打击使时年63岁的霍兰愤然辞职.从此,一代潜艇巨匠被迫停止了其心爱的事业,并最终因肺炎病逝,终年73岁. 尽管“霍兰”号潜艇取得了辉煌的成就,但在19世纪末20世纪初,法国在潜艇这一领域也同处领先地位.1899年,由法国科学家劳贝夫于设计的“纳维尔”号潜艇在法国下水. “纳维尔”号与其他潜艇不同处在于,该艇在其内壳之外又包上了一层外壳.这使得“纳维尔”号既有一个酷似鱼雷艇似的外壳,又有一个按照潜艇要求设计的内壳,艇员及所有装备都装在耐压的内壳之中.内外壳之间的空间被充作压载水柜,并以此控制潜艇下潜和上浮.当该艇排除压载水柜中的水之后,即可像鱼雷艇一样具有良好的适航性,使得其水面航行的速度达每小时11海里,续航力为500海里;当压载水柜中注满水之后,“纳维尔”又将与早先潜艇一样,它的水下短距离航速可达每小时8海里,即使在水下航行数小时,其水下航速也可达每小时5海里. 不过,也有一种意见认为,双层壳体结构并非起源于“纳维尔”潜艇,而是由美国青年西蒙·莱克首创.19世纪90年代,西蒙·莱克由于受了法国著名科普作家儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》的影响,单枪匹马地投入到潜艇的研究之中. 莱克从亲戚那里借来一笔钱,经过努力,于1893年建成了他的第一艘潜艇——“小亚古尔爸爸”号.“小亚古尔爸爸”号也许是潜艇史上自“海龟”艇以来最不像样的潜艇.它看上去像一个特大的木柜子,长米,高米.艇体以松木板内衬帆布垫建造而成.艇体上方有个小舱盖,艇底安有三个木头轮子(前面一个,后面两个).轮于是由手摇曲柄带动行走的,“小亚古尔爸爸”艇与其他潜艇相比独具匠心.它没有用于注排水的羊皮口袋或水泵、水箱等,而是采用装载足够重的压载物使之沉到海底,接着在海底用轮子滚动推进,如果要上升到海面,只要把压载物抛掉,艇体即可上浮. 不过,莱克最初建造潜艇并非为了军事目的,而完全是被迷人的海底生物所吸引.他从建造“小亚古尔爸爸”一开始,就想到能从潜艇中走出来,以便采集海底生物.所以他在潜艇中安装了空气压缩设备,并设置了一个空气闸舱.莱克使压缩空气设备所产生的空气压力与艇外海水压力相等,这样打开空气闸舱的舱门,人们便可以穿着潜水服从艇中走出来,而海水却不会涌进闸舱.人们将这种使海水不能涌进艇内而人能从艇的舱口自由进出的闸舱门叫做气门或水门.在气门的帮助下,莱克和他的伙伴,在迷人的纽约湾海底,采集了大量的海洋生物,度过了许多愉快的时光.之后,莱克开始对“小亚古尔爸爸”号不断地进行改装,并于1897年完工.改装后的潜艇命名为“亚古尔”号.该艇无论在水上或水下航行,都由一台22千瓦(30马力)的汽油发动机来推动前进.由于汽油发动机工作时需要空气,所以莱克在艇上装有可伸出水面的吸气管和排烟管,同时取消了固体压载物,而用压载水箱来带动潜艇的沉浮.为了改善潜艇的适航性,莱克又在吸气管和排烟管外包上一层外壳,使“亚古尔”号外形类似于现代潜艇上层建筑(即潜艇的指挥台)的第二层艇壳.经过改装后的“亚古尔”号潜艇的上浮与下潜都是较为稳定的,并能在一个适当的深度上将内燃机水下工作时所用的通气管伸出水面,从而延长了潜艇水下滞留时间. 1898年,“亚古尔”号潜艇仅靠自身的动力,从诺福克航行到了纽约,成了第一艘在公海远航的潜艇.莱克的第二艘潜艇“保护者”号也于1901年下水.他很想将潜艇奉献给自己祖国,用于对敌作战.莱克潜艇的最大特点就是艇员可以在水下自由出入潜艇,因此完全可派人进行水下作战、扫雷和布雷.但美国海军部却拒绝了莱克的好意.莱克只好到国外去寻求他自己的位置,从而埋没了一代潜艇发明家的才华. 19世纪的最后10年中,潜艇已成为至少是具有潜在威慑力量的武器了.但是由于当时的英国、美国等海军大国对潜艇仍持怀疑态度,总认为潜艇只不过是弱小国家用于偷袭的武器,为此阻碍了潜艇的发展.但是,当1898年法国的“古斯塔夫·齐德”号潜艇用鱼雷击沉了英国战列舰“马琴他”之后,英国人终于醒悟了,强烈要求英国政府赶快行动,以抗衡法国人正以惊人速度建造潜艇的海上新威胁.同样德国和俄国也在无意之中领悟到潜艇可能将成为一种实用性武器而投入到建造潜艇的热浪中.在第一次世界大战前几年的时间里,潜艇终于愈造愈大,愈造愈好,并且以前所未有的速度增加着.但是由于潜艇发展到此时,仍然开不快、行不远,鱼雷带得又很少,更因为不能在水下长期潜航,所以,它所担负的只能是保护本国海岸、在基地附近的巡逻的任务.20世纪初,潜艇装备逐步完善,性能逐渐提高,出现具备一定实战能力的潜艇.这些潜艇采用双层壳体,具有良好的适航性,排水量为数百吨,使用柴油机-电动机双推进系统,水面航速约10~15节,水下航速6~8节,续航力有明显提高;武器主要有火炮、水雷和鱼雷.第一次世界大战前,各主要海军国家共拥有潜艇260余艘,成为海军重要作战兵力之一.

潜艇是一种能潜入水下活动和作战的舰艇,也称潜水艇,是海军的主要舰种之一.潜艇发展历史 18世纪70年代,美国人D.布什内尔建成1艘单人操纵的木壳艇“海龟”号,通过脚踏阀门向水舱注水,可使艇潜至水下6米,能在水下停留约30分钟。艇上装有两个手摇曲柄螺旋桨,使艇获得3节左右的速度和操纵艇的升降。艇内有手操压力水泵,排出水舱内的水,使艇上浮。艇外携一个能用定时引信引爆的炸药包,可在艇内操纵系放于敌舰底部。1776年9月,“海龟”号潜艇偷袭停泊在纽约港的英国军舰“鹰”号,虽未获成功,但开创了潜艇首次袭击军舰的尝试。 潜艇发展至此,一直是由人力推进的,因此限制了潜艇的发展。而此时,蒸汽机已经发明并被应用到了铁路运输和水面舰船上。蒸汽机在潜艇上的应用,推动了潜艇动力装置的发展,再加上潜艇设计者的不断努力,终于出现了以机械为动力的现代潜艇。 18世纪末到19世纪末是潜艇研制的重要时期。1801年,美国人R.富尔顿建造的“鹦鹉螺”号潜艇,艇体为铁架铜壳,艇长7米,携带两枚水雷,由4人操纵。水上采用折叠桅杆,以风帆为动力。水下采用手摇螺旋桨推进器推进。19世纪 60年代,美国南北战争中,南军建造的“亨利”号潜艇长约12米,呈雪茄形,用8人摇动螺旋桨前进,航速4节,使用水雷攻击敌方舰船。1864年2月17 日夜,“亨利”号用水雷炸沉北军战舰“豪萨托尼克”号,首创潜艇击沉军舰的战例。1880年9月,中国在天津建成第一艘潜艇,艇体形如橄榄,水下行驶,十分灵捷,可于水下暗送水雷,置于敌船之下。 早期的潜艇都是使用人力推进的,航速很慢。1863年,法国建造了“潜水员”号潜艇,使用功率千瓦(80马力)的压缩空气发动机作动力,速度为节,能在水下潜航3小时,下潜深度为12米。1886年,英国建造了“鹦鹉螺”号潜艇,使用蓄电池动力推进,航速6节,续航力约80海里。1897年,美国建造了“霍兰”Ⅵ号潜艇,水面使用33千瓦(45马力)的汽油机动力装置,航速7节,续航力达到1000海里;水下使用电动机为动力,航速5节,续航力50海里,这是潜艇双推进系统的开端。 早期潜艇使用的武器,主要是艇体上挂带的定时引爆炸药包或水雷。1866年,英国人R.怀特黑德制成第一枚鱼雷。1881年,T.诺德费尔特和G.加里特建造的“诺德费尔特” 号潜艇,首次装备鱼雷发射管;同年,美国建造的“霍兰”Ⅱ号潜艇安装有能在水下发射鱼雷的鱼雷发射管,这是潜艇发展史上的一项重要发展。 早在19世纪50年代,法国海军的一名工程师就提出了改装机械动力潜艇的建议,许多人也进行了这方面的尝试。 1863年,法国建成了一艘“潜水员”号潜艇。艇体模仿海豚的外形设计,长米,排水量420吨。使用一部功率为59千瓦(80马力)的蒸汽机作动力,速度为节,能在水下潜航3小时,下潜深度为12米。由于“潜水员”号采用了蒸汽机作动力,尺寸超过了当时所有的潜艇,成为了20世纪之前最大的一艘潜艇。虽然“潜水员”号潜艇的动力装置有了质的飞跃,但它却受当时设计水平的限制,当增加压载使其浮力等于零时,潜艇下潜就失去了控制,水下航行的稳定性很差。另外,潜艇在水下航行时需要大量的空气,而这在当时几乎是无法解决的问题。于是,“潜水员”号最终以失败而告终。 蒸汽机作为潜艇的动力失败后,潜艇设计师们不得不另辟蹊径,为潜艇寻找更好的动力装置。1886年,英国建造了一艘使用蓄电池动力推进的潜艇(也被命名为“鹦鹉螺”号)成功地进行了水下航行,航速为6节,续航力约80海里。从此,电动推进装置为潜艇的水下航行展现了广阔前景。 但对现代潜艇的发展作出过最大贡献的,当属美国潜艇设计师――约翰·霍兰。 约翰·霍兰1841年出生在爱尔兰利斯凯纳镇,父亲是英国海岸警卫队的一名雇员。父亲的职业使霍兰从小就对海洋及战舰充满了好奇。中学尚未毕业时,父亲不幸病故,年轻的霍兰被迫结束学业,到一所学校担任理科教员,以挑起家庭生活的重担。在此期间,霍兰一边工作,一边设计潜艇。1873年,霍兰辞去了教师工作,带着他的潜艇设计图纸到了美国。在美国,他一边在一个都教会学校教书,一边完善着他的潜艇设计图。 1875年,霍兰将建造新型潜艇的计划送交美国海军部。但是,美国海军对3年前支付5万美金建造的一艘名为“智慧之鲸”的小型手操潜艇的沉没仍然记忆犹新,因此断然拒绝霍兰的计划。遭到拒绝的霍兰却没有因此而却步,他很快就得到了流亡美国的由爱尔兰一些革命者组成的“芬尼亚社”的大力资助。在“芬尼亚社”的支持下,经过3年时间的努力,霍兰终于在1878年将自己的第一艘潜艇送下了水。 该潜艇被命名为“霍兰-Ⅰ”号,是一艘单人驾驶潜艇。艇长5米,装有1台汽油内燃机,能以每小时海里的速度航行。但由于潜艇水下航行时内燃机所需空气的问题没有解决,故潜艇一潜入水下发动机就停止了工作。虽然这是一艘不成功的潜艇,但霍兰却在它的身上积累了经验,为下一步建造新的潜艇打下了基础。 这时,“芬尼亚社”对霍兰的潜艇研制提出了要求:所建造的潜艇,大到足以能有效地进行作战,小到使其能够塞进特制的商船船舱。这种商船要求可以装成民船的模样横渡大西洋。当遇到敌舰后,特殊商船将潜艇放出以攻击敌人。按照这一特殊要求,1881年,霍兰建造成功他的第二艘潜艇,命名为“霍兰-Ⅱ”号(也称“芬尼亚公羊”号)。该艇长约10米,排水量19吨,装有一台11千瓦的内燃机。为解决纵向稳定性问题,霍兰为潜艇安装了升降舵。同时,他还在艇上安装了一门加农炮,使得“芬尼亚公羊”号潜艇既能在水下发射鱼雷,又能在水面进行炮战。“芬尼亚公羊”号的建成给公众以极大的鼓舞,在潜艇发展史上也被认为是一个重要的里程碑。 19世纪80年代末期,潜艇的发展引起了更多国家的兴趣。1893年,长约米、排水量为266吨的“古斯塔夫·齐德”号潜艇在法国下水了。它以电动机带动螺旋桨推动。在当时各国所出现的潜艇中,它是最先进的一艘。 “古斯塔夫·齐德”号潜艇的成功促使霍兰更加努力了。但就在霍兰全力以赴投入他的第三艘潜艇制造之中时,“芬尼亚社”的一些成员对霍兰无终止的试验丧失信心,并在一天黑夜将“芬尼亚公羊”号以及建造中的第三艘潜艇偷偷地运走了。从此,霍兰与“芬尼亚社”分道扬镳。 失去了“芬尼亚社”的资助,霍兰只得暂时停下潜艇的研究而到一家汽枪公司担任了描图员的工作。但是不屈的科学家永远不会为困难所吓倒。在朋友们的大力支持下,他兴办了“肛鱼潜艇公司”。这时他与炮兵上尉扎林斯基合作,又建造了他的第四艘潜艇“扎林斯基”号。1886年,当“扎林斯基”号建成下水时,因滑道倒塌而全艇被毁。“扎林斯基”的失败,反而使霍兰有了暂时的喘息余地。 几乎就在霍兰失败的同时,西班牙却有一个名叫艾萨克伯尔的海军上尉于1889年设计了一艘由时机推进的潜艇。不幸的是,因为艾萨克伯尔与上司不和,其上司竟然不顾国家利益而否定了他的计划。 美国政府得知这一消息后,为了在与西班牙的竞争中取胜,由海军部于1893年举办了一次潜艇设计大赛。霍兰大这次大赛中技压群芳,荣登榜首。大赛的胜利使霍兰于1895年接到了制造一艘潜艇的定货单,并从美国海军部得到了15万美元的经费。于是霍兰又开始了他的第五艘潜艇的设计。 为了建造一艘像样的潜艇,霍兰从一开始就注意解决那些潜艇史上阻碍潜艇发展的问题。为此,他反复研究并数易方案,终于建成了他的第五艘潜艇――“潜水者”号。该艇长26米,拥有水面航行的推进装置——蒸汽机动力装置和水下潜航的推进装置——电动机。 “潜水者”号由此成为了潜艇双推进系统的鼻祖。但是,美国海军部出于战争的需要,在“潜水者”号建造期间,就要求霍兰能够使“潜水者”号用于水面作战。但霍兰却认为,按照这种要求是不会制造出满意的潜艇的。于是,霍兰放弃了“潜水者”号的建造工作,归还了海军部的经费,开始用自己的钱来设计建造一艘新潜艇。 1897年5月17日,时年56岁的霍兰终于成功地制造出了“霍兰-Ⅵ”号潜艇。该艇长15米,装有千瓦(45马力)汽油发动机和以蓄电池为能源的电动机,是一艘采用双推进的最新潜艇。在水面航行时,以汽油发动机为动力,航速可达每小时7海里,续航力为1000海里。在水下潜航时,则以电动机为动力,航速可达每小时5海里,续航力50海里。该艇共有5名艇员,武器为一具艇首鱼雷发射管(有3枚鱼雷)和2门火炮(向前、向后各1门),火炮瞄准靠操纵潜艇艇体对准目标。该艇能在水下发射鱼雷,水上航行平衡,下潜迅速,机动灵活。这是霍兰一生中设计和建造出的最后一艘潜艇。为了纪念这位伟大的先驱者,人们将其称为“霍兰”号。双推进系统在该艇上的运用,使这艘潜艇取得了潜艇发展史上前所未有的成功,从而奠定了霍兰作为“现代潜艇之父”的地位。 但是霍兰的成就并没有给他本人带来任何好处。由于美国海军部一些官员的偏见和挑剔,这艘潜艇不仅未被海军部采用,反而使这位大发明家受到了恶毒的嘲讽。无情的打击使时年63岁的霍兰愤然辞职。从此,一代潜艇巨匠被迫停止了其心爱的事业,并最终因肺炎病逝,终年73岁。 尽管“霍兰”号潜艇取得了辉煌的成就,但在19世纪末20世纪初,法国在潜艇这一领域也同处领先地位。1899年,由法国科学家劳贝夫于设计的“纳维尔”号潜艇在法国下水。 “纳维尔”号与其他潜艇不同处在于,该艇在其内壳之外又包上了一层外壳。这使得“纳维尔”号既有一个酷似鱼雷艇似的外壳,又有一个按照潜艇要求设计的内壳,艇员及所有装备都装在耐压的内壳之中。内外壳之间的空间被充作压载水柜,并以此控制潜艇下潜和上浮。当该艇排除压载水柜中的水之后,即可像鱼雷艇一样具有良好的适航性,使得其水面航行的速度达每小时11海里,续航力为500海里;当压载水柜中注满水之后,“纳维尔”又将与早先潜艇一样,它的水下短距离航速可达每小时8海里,即使在水下航行数小时,其水下航速也可达每小时5海里。 不过,也有一种意见认为,双层壳体结构并非起源于“纳维尔”潜艇,而是由美国青年西蒙·莱克首创。19世纪90年代,西蒙·莱克由于受了法国著名科普作家儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》的影响,单枪匹马地投入到潜艇的研究之中。 莱克从亲戚那里借来一笔钱,经过努力,于1893年建成了他的第一艘潜艇——“小亚古尔爸爸”号。“小亚古尔爸爸”号也许是潜艇史上自“海龟”艇以来最不像样的潜艇。它看上去像一个特大的木柜子,长米,高米。艇体以松木板内衬帆布垫建造而成。艇体上方有个小舱盖,艇底安有三个木头轮子(前面一个,后面两个)。轮于是由手摇曲柄带动行走的,“小亚古尔爸爸”艇与其他潜艇相比独具匠心。它没有用于注排水的羊皮口袋或水泵、水箱等,而是采用装载足够重的压载物使之沉到海底,接着在海底用轮子滚动推进,如果要上升到海面,只要把压载物抛掉,艇体即可上浮。 不过,莱克最初建造潜艇并非为了军事目的,而完全是被迷人的海底生物所吸引。他从建造“小亚古尔爸爸”一开始,就想到能从潜艇中走出来,以便采集海底生物。所以他在潜艇中安装了空气压缩设备,并设置了一个空气闸舱。莱克使压缩空气设备所产生的空气压力与艇外海水压力相等,这样打开空气闸舱的舱门,人们便可以穿着潜水服从艇中走出来,而海水却不会涌进闸舱。人们将这种使海水不能涌进艇内而人能从艇的舱口自由进出的闸舱门叫做气门或水门。在气门的帮助下,莱克和他的伙伴,在迷人的纽约湾海底,采集了大量的海洋生物,度过了许多愉快的时光。 之后,莱克开始对“小亚古尔爸爸”号不断地进行改装,并于1897年完工。改装后的潜艇命名为“亚古尔”号。该艇无论在水上或水下航行,都由一台22千瓦(30马力)的汽油发动机来推动前进。由于汽油发动机工作时需要空气,所以莱克在艇上装有可伸出水面的吸气管和排烟管,同时取消了固体压载物,而用压载水箱来带动潜艇的沉浮。为了改善潜艇的适航性,莱克又在吸气管和排烟管外包上一层外壳,使“亚古尔”号外形类似于现代潜艇上层建筑(即潜艇的指挥台)的第二层艇壳。经过改装后的“亚古尔”号潜艇的上浮与下潜都是较为稳定的,并能在一个适当的深度上将内燃机水下工作时所用的通气管伸出水面,从而延长了潜艇水下滞留时间。 1898年,“亚古尔”号潜艇仅靠自身的动力,从诺福克航行到了纽约,成了第一艘在公海远航的潜艇。莱克的第二艘潜艇“保护者”号也于1901年下水。他很想将潜艇奉献给自己祖国,用于对敌作战。莱克潜艇的最大特点就是艇员可以在水下自由出入潜艇,因此完全可派人进行水下作战、扫雷和布雷。但美国海军部却拒绝了莱克的好意。莱克只好到国外去寻求他自己的位置,从而埋没了一代潜艇发明家的才华。 19世纪的最后10年中,潜艇已成为至少是具有潜在威慑力量的武器了。但是由于当时的英国、美国等海军大国对潜艇仍持怀疑态度,总认为潜艇只不过是弱小国家用于偷袭的武器,为此阻碍了潜艇的发展。但是,当1898年法国的“古斯塔夫·齐德”号潜艇用鱼雷击沉了英国战列舰“马琴他”之后,英国人终于醒悟了,强烈要求英国政府赶快行动,以抗衡法国人正以惊人速度建造潜艇的海上新威胁。同样德国和俄国也在无意之中领悟到潜艇可能将成为一种实用性武器而投入到建造潜艇的热浪中。在第一次世界大战前几年的时间里,潜艇终于愈造愈大,愈造愈好,并且以前所未有的速度增加着。但是由于潜艇发展到此时,仍然开不快、行不远,鱼雷带得又很少,更因为不能在水下长期潜航,所以,它所担负的只能是保护本国海岸、在基地附近的巡逻的任务。 20世纪初,潜艇装备逐步完善,性能逐渐提高,出现具备一定实战能力的潜艇。这些潜艇采用双层壳体,具有良好的适航性,排水量为数百吨,使用柴油机-电动机双推进系统,水面航速约10~15节,水下航速6~8节,续航力有明显提高;武器主要有火炮、水雷和鱼雷。第一次世界大战前,各主要海军国家共拥有潜艇260余艘,成为海军重要作战兵力之一。 第一次世界大战一开始,潜艇就被用于战斗。1914年9月22日,德国U-9号潜艇在一个多小时内,接连击沉3艘英国巡洋舰,充分显示了潜艇的作战威力。在战争期间,各国潜艇共击沉192艘战斗舰艇。使用潜艇攻击海洋交通线上的运输商船,取得了更为显著的战果,各国潜艇共击沉商船约5000余艘,达1400万吨。其中被德国潜艇击沉的商船约1300余万吨。同时,反潜战开始受到重视,战争期间潜艇被击沉265艘,其中德国就损失200余艘。 第一次世界大战后,各主要海军国家更加重视建造和发展潜艇。潜艇的数量不断增加,种类增多,到第二次世界大战前夕,共有潜艇600余艘。第二次世界大战期间,潜艇战术技术性能有很大改进。排水量增加到2000余吨,下潜深度100~200米,水下最大航速7~10 节,水面航速16~20节,续航力达1万余海里,自给力1~2个月,装有6~10个鱼雷发射管,可携带20余枚鱼雷,并安装1~2门火炮。战争后期,潜艇装备雷达、雷达侦察仪和自导鱼雷,德国潜艇还安装用于柴油机水下工作的通气管。潜艇战斗活动几乎遍及各大洋,担负攻击运输舰船、水面战斗舰艇和侦察、运输、反潜 、布雷和运送侦察、爆破人员登陆等任务。共击沉运输船5000多艘(2000多万吨),大、中型水面舰艇300余艘。战争中反潜兵力和兵器也得到很大加强和发展,被击沉的潜艇达到1100多艘。 第二次世界大战后,世界各国海军十分重视新型潜艇的研制。核动力和战略导弹的运用,使潜艇发展进入一个新阶段。1955年,美国建成的世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺” 号正式服役,水下航速增大1倍多,而且能长时间在水下航行,1958年,首次成功地在冰层下穿越北极。1959年前后,苏联建成核动力潜艇。1960年,美国又建成了“北极星”战略导弹潜艇“乔治·华盛顿” 号,并在水下成功地发射 “北极星”弹道导弹,射程达2000余千米。弹道导弹核潜艇的出现,使潜艇的作用发生了根本性变化,它已成为活动于水下的战略核打击力量。此后,英国、法国和中国也相继建成核动力战略导弹潜艇和核动力攻击潜艇。20世纪80年代,核动力潜艇排水量已增大到万余吨,装备有弹道导弹、巡航导弹、鱼雷等武器,水下航速20~42节,下潜深度300~900米,续航力、隐蔽性、机动性和突击威力大为提高。1982年,英国和阿根廷在马尔维纳斯(福克兰)群岛海战中,英国海军核动力攻击潜艇“征服者”号,于5月2日用鱼雷击沉阿根廷海军巡洋舰“贝尔格拉诺将军”号,是核动力潜艇击沉水面战斗舰艇的首次战例。至 80年代末,世界上近40个国家和地区,共拥有各种类型潜艇900余艘。优缺点: 潜艇之所以能够发展到今天,是因为它具有以下特点:能利用水层掩护进行隐蔽活动和对敌方实施突然袭击;有较大的自给力、续航力和作战半径,可远离基地,在较长时间和较大海洋区域以至深入敌方海区独立作战,有较强的突击威力;能在水下发射导弹、鱼雷和布设水雷,攻击海上和陆上目标。 但其自卫能力差,缺少有效的对空防御武器;水下通信联络较困难,不易实现双向、及时、远距离的通信;探测设备作用距离较近,观察范围受限,掌握敌方情况比较困难;常规动力潜艇水下航速较低,充电时须处于通气管航行状态,易于暴露。

潜水艇是海军作战的重要舰艇之一,它可以在水下机动灵活地运动,用于攻击对方水面上的战舰和水中的潜水艇,也可以袭击陆地上的重要军事目标。必要时它还可以担负布雷,侦察及运输兵员和重要军事物资。潜水艇具有很好的隐蔽性和突然袭击能力,在水中可以长时间、长距离的持续航行。潜水艇的大小级别,是根据其排水量区分的:排水量在2000吨以上的为大型潜水艇;排水量在600~2000吨之间的为中型潜水艇;排水量在100~600吨之间的为小型潜水艇;排水量在100吨以下的为袖珍潜水艇。在第二次世界大战以前,潜水艇的能源动力是常规动力,如柴油机、蓄电池等。现在的潜水艇除常规动力外,各国都在大力发展和制造核动力潜水艇。常规动力潜水艇水下航速为30~40千米/时。下潜深度可达400米,在水底可持续航行30~60昼夜。核动力潜水艇水下航速为40~80千米/时。下潜深度可达500米,在水底可以持续航行60~90昼夜。关于人们乘原始的潜水艇在水下航行的古代惊险故事很多。据说马其顿领导人亚历山大帝用一个玻璃桶来作水下旅行。这样的故事很可能都是传说而已。然而荷兰人柯尼留斯·凡·德雷贝肯定建造了一艘潜水艇。1615年他在伦敦泰晤士河的河面下用浆划艇前进。英国国王詹姆士一世对此印象深刻。右图“海龟号”有两个螺旋推进器,一个(F)用于垂直运动另一个(E)用于水平线运动。还有一个用于掌握航向的舵(G)。另一艘著名的早期潜水艇是美国人达维·布什内尔在1755年建造的“海龟号”。它由一个螺旋桨驱动,螺旋桨由驾驶员转动的手轮来发动。在美国独立战争期间(1755年-1783年),“海龟号”用来进攻敌海并没有获得成功。由人提供动力的潜水艇并不十分有效。手轮不能提供足够的动力。19世纪的工程师们也发现很难封住螺旋桨出入口使其不漏水。直到效率高的汽油发动机研制出来后,潜水艇才真正成为潜水艇。左图:在一艘现代化的潜水艇上,有一排仪器向全体船员提供有关船的速度、深度以及外面水压等各种信息。第一次世界大战期间,德国海军首先广泛使用了潜水艇。这时潜水艇已有了汽油发动机在水中航行时用电力来发动。

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