太空課范文

導語：如何才能寫好一篇太空課，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

舉世矚目的中國“太空第一課”

全國有8萬余所中學的6000余萬名師生統一集中到電視面前，期待著這堂“神奇”的太空物理課。

九點剛過，航天員王亞平就出現在屏幕前，只見她輕點腳尖，緩緩“飄”到講臺。在失重環境下，這位主講精心梳理的馬尾辮變成了蓬松的“毽子”，呈現出幾分“笑果”。

在45分鐘時間里，王亞平和她的助手們做了質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等四個基礎物理實驗，展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象。

你知道如何在太空失重的情況下測量體重嗎？王亞平第一個實驗就演示給觀眾，她把助手聶海勝固定在測量質量的“質量測量儀”一端，然后輕輕拉開支架，一放手，支架在彈簧的作用下回復原位。LED屏顯示出聶海勝的質量：74公斤。

這個實驗生動地說明了牛頓第二定律的基本原理——“物體加速度的大小跟物體受到的作用力成正比，跟物體的質量成反比。”這是一個在一切慣性空間內普遍適用的基本物理定律，不因物體的引力環境、運動速度而改變，因此在太空和地面都是成立的。

四個失重條件下的物理實驗，讓電視機前的學生大開眼界，原來在課堂上老師只能講解失重的原理，不能見到實際演示，而今天他們上了一堂生動的物理課。

“這種演示方法，一定會給孩子們留下深刻的印象，甚至是一輩子都忘不了的。”北京大學地球與空間科學學院教授焦維新說。

太空中的“趣味”課程表

目前除了美國的芭芭拉·摩根和我國的王亞平通過天地連線在太空授課外，其實國際空間站也制作了很多關于太空生活和實驗的視頻課件。目前，全球已有近320萬學生從空間站下載并分享這些課件。此外，在美國有近百萬學生親自參加或通過“提問”方式參與了空間站的實驗。

記者打開美國國家航空航天局（NASA）的官網（nasa.gov），發現在LOGO下方就有四個明顯的“標簽”，分別提示面向“公眾”、“教育者”、“學生”和“媒體”，四個部分的內容各有側重。

再進入面向學生的部分，又會看到為不同年級的學生提供的有針對性的內容。人們不僅可以在網上瀏覽這些來自太空，或者介紹太空知識的內容，也可以從網站上直接下載這些視頻。

據焦維新介紹，這些視頻內容主要還是體現了微重力環境下的特征。比如宇航員如何穿衣、吃飯、刷牙等太空生活細節，還有在微重力環境下的跳繩、飛檐走壁等。

記者在互聯網上也搜索到了“太空能不能掉眼淚”、“太空如何洗臉”、“太空中怎么玩悠悠球”等精彩視頻。這些出自國際空間站的視頻，用生動、獨特的演示方式，激發著人們探索太空的熱情。但是除了各種各樣的“物理課”，太空課程表里還有沒有其他課程呢？

“除了物理課，在太空我們還可以上生物課。在失重條件下觀察動植物生長發育和生存變化。”焦維新說。

在國際空間站實驗架的孵卵器中，就有專為學生進行生物課學習的小培育室，他們可將小植物和動物放到里面，觀察它們在太空失重環境下的生長和發育。國際空間站還曾專門為中學生開設生物課，研究一種與人體健康有關的小蠕蟲。小蠕蟲分成地面對照組和太空實驗組兩組，學生們會仔細觀察、記錄蠕蟲的生長過程和繁殖后代的情況。

為了增加學生對地理知識的學習興趣，美國還曾開展“中學生地球常識”的教育計劃。航天員會幫他們將一臺數碼相機帶到太空，安裝在國際空間站艙內的玻璃窗上。通過網絡，學生操縱安裝在空間站上的這臺特制數碼相機，在太空中選取最佳視角拍攝美麗的地球表面，再通過網絡傳到地面。學生們不僅看到了自己拍攝的地球上的海洋、山脈，而且還有機會從太空拍攝地球污染的情況，從而對環境保護擁有更清晰的認識。

向青少年播種中國“科學夢”

焦維新說，太空實驗可以設計很多內容，我們需要更大的空間實驗室，更好的平臺。等我們的空間站建成了，所進行的科學實驗范圍更廣泛了，我們肯定還會選擇一些適合青少年的學習方式。

比如我們在地球上看到的極光，只是一個局部的情況，而在飛船或空間站上看到的肯定會是另一番景象；而觀察地球也是一樣，有時有云飄過，有時無云，而且在夜晚也將看到一片片的燈火，將這些只能從太空中看到的景象拍攝下來，一定可以制作出很好的視頻課程。

篇2

今天今天上午在我們學校的會議室里四、五、六年級的全體師生觀看了由神州十號飛船中女航天員王亞平在離地球300多千米的天宮一號上給所有中小學生上的一堂課。

此次太空授課意義非凡，不僅體現出了國家對中小學生的關愛和我國在航天事業進步很大，證明了中國學生好學、好問，求知欲望強。

這次太空授課王亞平任主講，聶海勝任助教，張曉光任攝像員。三位宇航員配合十分默契。王亞平老師面帶微笑，講的繪聲繪色，十分動人。有時還會說幾個小笑話，讓我們更能理解其中的奧秘。有時又通過幾個簡單的小實驗讓們親眼見證了地球上與太空失重環境奇妙的差別，各種各樣奇妙的實驗讓我們看得眼花繚亂，目瞪口呆太空授課的成功，是宇航員和地面工作人員精心準備，密切合作的結果，是以進的航天技術為保障的。我們是祖國的花朵，將來肩負著建設祖國、發展祖國的重任，所以從現在開始我們就要好好學習，積累知識。去探索發現宇宙的奧秘、地球的奧秘造服人民群眾。讓全世界都能傾聽到中國的好聲音，讓中國夢偉遞到更遙遠的地方。把中國變強大起來，不再被別的國家所欺負。

通過這次的太空授課，我不僅認識空中奇特的物理奧秘，還讓我對今后的學習充滿了期待和自信。謝謝王亞平老師的精彩授課。

六年級:萬志凡

篇3

6月20日上午十時，這是一個激動人心的時刻，中國將首次在神舟飛船上進行太空授課。這是我國前所未有的，在全球來說也是第二次。因此，神十太空授課不僅是舉國矚目的一次盛世，也是全球愛好天文學、物理學等領域學者、朋友的一次盛世。

第一次太空授課是什么時候呢？其實，早在1985年，美國宇航局就提出了太空授課的構想，并且為此訓練了兩名女教師，一個是麥考利夫，一個是摩根。然而，令人遺憾的是，第二年飛船升空時，麥考利夫與飛船一同殞夢地球上空——那次，飛船“挑戰者”號升空73秒后突然爆炸而破碎。

然而，摩根卻并未放棄這個上天授課夢，為此她又準備了22年。終于，在2007年，她在國際空間站里進行了世界上第一次的太空授課，通過視頻，給學生上了25分鐘課，并展示了宇航員在太空怎樣運動、在太空如何喝水等情景。

無獨有偶，此次我國同樣是由女航天員來進行授課，但授課的難度卻比摩根那次要大得多——此次王亞平主要是展示在失重環境下的一些物理現象，演示的不再是喝水、運動等我們都早已比較清楚的內容，而是科技含量更高的物理概念。

王亞平在此次講課中主要演示了五個實驗，分別是質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個基礎物理實驗，主要是讓青少年了解在失重條件下，物體運動會有何特點，液體表面張力有什么作用，同時加深對質量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解。這五個實驗不要看起來簡單，但其背后蘊藏的物理知識卻是令人驚奇而深厚的！

這次實驗是他們事先自己劃定的嗎？其實不是。這次實驗中的部分問題是中國載人航天工程網所征集到的，這不僅是航天的一次突破，更是青少年自身的一次突破。因為只有具有演示價值的問題才能被征集，這要求我們青少年需要補充更多的相關知識，讓自己從里到外充實起來，不能外強中干腹空空。

篇4

2013年6月20日，神舟十號航天員王亞平在天宮一號上進行了中國首次太空授課，如圖1所示

。這場天地互動持續了40min，航天員展示了失重環境下的各種物理現象，取得了良好的教學效果。此次太空授課也引發了筆者對初中物理教學方法的一些思考。

1結合實際深入淺出

初中物理是啟蒙學生進入物理世界的重要階段。教師不僅要傳授相關物理知識，更要培養學生正確的教學方法，引導學生走進物理世界。恰當的教學方法，是取得最佳教學效果的關鍵。首先要結合生產、生活實際，引導學生提出問題。然后引導學生以物理學的方式思考和解決問題。最后引導學生加以總結和歸納并主動探究新的未知領域。這是一個發現問題、提出問題、解決問題和尋找新問題的過程。在這個過程中，既可以充分發揮學生的

主動性，又可以提高學生的學習能力。此次太空

授課教師就很好地做到了這一點。她充分利用太

空的失重環境，先通過質量測量、單擺運動、陀螺、水膜、水球等實驗充分調動學生興趣，然后通過講解引導學生掌握相關知識，激勵學生繼續探索物理世界。在我們的教學中，可充分利用生產、生活中的各種案例，如生活中聲學的知識、家庭電器的電學知識、汽車中的內燃機原理、照相中的光學知識等，開展課堂教學。

2緊扣教材有機滲透

初中物理教學的基本出發點就是教材，所有知識點也都圍繞教材展開。要想更好地完成教學目標，教師備課時要站在全局的高度上把握教材的思想體系，既要吃透教材的重點、難點，又要努力挖掘、充實教材中的內容。這樣，教師在教學中才能深入淺出地做好教學工作，使課堂生動活潑的同時又能不偏離主題，從而恰當從容地達成教學目標。例如，學生初學物理時，經常會混淆重力和壓力的概念。分析原因是由于沒有做好緊扣教材的工作，導致學生沒有充分理解重力和壓力這兩個概念。針對這個問題，筆者讓學生細讀并吃透教材，然后結合生活常識和具體習題對這兩種力進行對比分析，最終讓學生充分理解了這個問題。這種方法，既有助于學生理解和掌握知識，又能幫助教師靈活地延伸和滲透教學內容，教學效果較好。

3由點及面舉一反三

在此次神十太空授課中，授課教師由點及面的引導方式值得我們借鑒。例如，航天員王亞平先是演示和講解水膜實驗，演示太空中水的張力，之后由膜變球開始水球實驗，讓學生在加深對水膜實驗理解的基礎上直觀地觀察整個變化過程；之后進一步往里注入氣泡，氣泡的互不相容進一步加深對水張力的理解；最后注入紅色液體，讓學生直觀地看到紅色液體在水球中的擴散過程，如圖2所示。整個實驗由點及面，步步深入，環環相扣，引人入勝，學生在充滿樂趣和驚奇的過程中理解了物理原理并掌握了物理知識。在物理教學中，教師應充分理解課程標準，從總體上把握教材，在實際教學中做到有思路、懂方法、善引導、常歸納，真正做到由點及面、舉一反三。

4課內引導課外強化

中學物理課外活動是指在中學物理課堂教學之外，有目的、有計劃、有組織安排的各種教學活動。教師可以組織學生參與物理有關的社團活動，引導學生積極關注身邊的各種物理知識，并通過豐富多彩的視頻、圖片、演講、競賽等形式，讓學生進行自我教育。此次“神十”太空授課就是一個很好的素材，本校統一組織了觀看，并對授課中涉及的內容進行了講解和探討，使學生在對物理產生了濃厚興趣的同時，又掌握了物理知識。

5授練結合歸于實踐

“授之以魚，不如授之以漁。”教師不僅要使學生“學會”，更要讓其“會學”。在教學過程中，學生除了通過聽覺、視覺來領會和感知教師講授知識外，更要通過各種練習來掌握知識。教師要精心選擇習題，使其覆蓋的知識點達到一定訓練量。在安排學生進行練習時要循序漸進，由淺入深。常見的許多習題，其編排體系都是逐層引導、逐步深入的，所以在選題時，首先要注意例題與結論間內在的邏輯順序，有意識地引導學生的演繹方向；其次要養成良好的答題態度、習慣，以平常心對待各類題目，充分發揮出自己的水平；最后還要注意習題的選擇，要貼近生活，讓學生從自己熟悉的生活現象中去探究物理規律。還應注意學科間的滲透，關注“科學—技術—社會”（STS）試題，讓學生把物理知識同社會生產、生活有機地結合起來，做到學以致用。

篇5

“叔叔，請問您在飛船發射升空的時候緊張嗎？”

“叔 叔，在 太 空中怎 樣 吃 飯、睡 覺呢？”

……

現場聽課同學的問題一個接一個。這究竟是一場什么樣的課，讓孩子們如此興奮和喜歡呢？

原來，這是一場精彩的“太空課堂”授課。2015年11月5日，由中國航天科工二院208所《軍事文摘?科學少年》雜志聯合青島市黃島區教育體育局發起的全國中小學生“太空課堂”山東站活動走進山東省青島市。執行“天宮一號”與神舟十號載人飛行任務的英雄航天員張曉光親臨“太空課堂”現場，為同學們帶來了一堂精彩生動的航天科普知識講座，受到了授課現場同學的熱烈歡迎。

當張曉光身著出征服精神抖擻地出現在富有濃郁航天科技教育特色的青島市黃島區太行山路小學時，同學們情不自禁地發出了陣陣歡呼聲，能與心目中的航天英雄面對面交流使同學們無比興奮，早準備了一肚子的問題要向張曉光叔叔請教呢。

在“太空課堂”上，張曉光從自己成為一名航天員的親身經歷講起，結合我國航天科技發展和科學技術創新，以航天人強烈的愛國情懷和深入淺出的語言為同學們講述了中國航天事業自力更生、艱苦奮斗的發展歷程，并為獲得“雛鷹爭章”的少先隊員們頒發了太空獎章，寄語同學們要從小樹立遠大理想，長大后加入中國航天隊伍，牢記國家的尊嚴與使命，熱愛科學、勤于實踐，勇攀科學高峰，為偉大祖國屹立世界強國之林貢獻一份力量。

授課現場氣氛熱烈，同學們被英雄航天員張曉光叔叔的精神所感染，在互動環節大家踴躍提問。張曉光耐心地為這些對太空、對航天充滿好奇心的同學們一一作答，精彩的闡述贏得大家的陣陣掌聲。整個授課過程深入淺出、生動活潑，既加深了青少年對航天知識的了解，也激發了大家對神秘太空的向往，受到在場學生的熱烈歡迎。

2013年6月20日，張曉光曾作為攝像師于中國最高的講臺―離地面300多千米的“天宮一號”上，在失重環境下，用束縛帶把自己固定在艙壁上，再用手持攝像機保持長時間穩定拍攝，把圖像傳回地面課堂，與王亞平、聶海勝兩名航天員共同為全國青少年進行太空授課。

本次全國中小學生“太空課堂”山東站活動由中國航天科工集團第二研究院主辦，二院208所《軍事文摘?科學少年》雜志、山東省青島市黃島區教育體育局承辦，得到了中國航天科工集團公司、中國載人航天工程辦公室和中國航天基金會的指導與大力支持。

全國中小學生“太空課堂”于2014年5月7日在北京正式啟動，中國載人航天工程辦公室副主任、我國首位航天員楊利偉少將親授第一課。全國中小學生“太空課堂”啟動一年多來，通過在《軍事文摘?科學少年》雜志開辟“航天員與小讀者面對面”互動欄目、舉辦“太空課堂院士名家進校園”“太空課堂走進中西部地區”“全國中小學生太空課堂夏令營”等多種形式，在全社會特別是青少年中間掀起了關注航天、熱愛航天、探索航天的熱潮，全國中小學生“太空課堂”成為傳承航天精神、傳播航天技術、放飛航天夢想、凝聚中國航天事業創立近60年來，中國航天人始終堅持自力更生、艱苦奮斗的發展道路，取得了令世界矚目的輝煌 成就。《軍事文摘?科學少年》作為面向青少年進行航天科普教育的權威刊物，將始終以“為孩子插上夢想飛天的翅膀”為己任，繼續推 進全國中小 學生“太空課堂”活動在全國青少年中深入開展，激發他們認識航天、關注航天、投身航天、筑夢航天的理想與情懷，讓中國航天事業薪火相傳、永續輝煌，以航天夢助力中國夢早日實現！

小鏈接

篇6

產品簡介

方正音越E200外觀顏色采用黑色和灰色搭配，既穩重又不失時尚，適合家庭用戶的使用環境，根據需求用戶可以選擇17英寸寬屏和19英寸兩種LCD，搭配5.1聲道高保真音箱，效果不亞于家庭影院。

音越E200作為一款數字家庭家用電腦，首先它具備了電腦的所有功能，其次它還是面向家庭的數字家庭娛樂中心。E200采用Pentium D 820雙核處理器，通過雙核的優勢能更好地實現機器的多任務處理工作，保證最佳的娛樂效果。方正音越E200采用雙通道512MB內存、i945G主板芯片，搭載ATi Radeon X600中端顯卡，可以很好地保證用戶多媒體娛樂需求。作為數字家庭娛樂中心，與普通電腦不同的是，E200安裝了微軟MCE2005操作系統，并且具有可遠程操作的遙控器。

音越E200的接口相當豐富，是普通電腦無法比擬的。像日常使用的USB、網卡接口、音頻接口、視頻接口等都有提供。E200還提供有多合一讀卡器，基本可以讀取市面在售的所有存儲卡，還具有電視卡接口，可以連接有線電視信號。方正音越E200提供多達7個USB接口，并且分布合理，即使用戶有再多的USB設備同時連接也不容易發生沖突。

在功能方面，除了具備普通電腦的所有功能外，用戶只需手持遙控器，就可以實現用戶想要的所有娛樂功能。用戶只需點擊一下遙控器，就可以進入Media Center（媒體中心），通過媒體中心用戶可以輕松收看電視節目、瀏覽圖片、收聽音樂、播放DVD/VCD、登錄MSN、錄制自己喜歡的電視節目以及進行各種相應的設置，功能十分強大，操作簡單快捷，是普通遙控器所不具備的。

性能表現

音越E200作為一款數字家庭電腦，賽迪評測從功能體驗和綜合性能兩方面進行了全方位的測試，在綜合性能方面，因為音越E200是一款家庭用機，賽迪評測主要側重3D性能、硬件系統綜合性能、子系統性能以及游戲性能。

性能表現方面，3DMark03和3DMark05測試成績不錯，測試游戲運行流暢，動畫渲染效果不錯，說明家庭用戶玩較大型3D游戲是沒有任何問題的。CS游戲測試：在1024×768分辨率下，反映顯卡像素渲染和頂點渲染方面的畫面表現細膩、逼真，實際測試成績近70fps，說明系統的游戲性能不錯。 (D12)

小結

音越E200綜合性能強勁，多媒體娛樂功能強大，是家庭用戶不可多得的娛樂平臺。不過它的價格還不是一般家庭用戶可以承受的。

優點：

多媒體娛樂性能強勁

綜合性能表現良好

篇7

“在特殊的情況下，這兩個角色必須做出一些特別的決定。我覺得這樣的設置很有意思――你會怎么做呢？”影片導演莫騰?泰杜姆如是說，這部電影也是他在奧斯卡金像獎提名作品《模仿游戲》后的接續力作。

除了驚險刺激的動作場面，電影制作團隊同樣構建了兩人在危機時刻相遇相知的細膩故事線。影片劇本在好萊塢備受爭搶，編劇喬?斯派茨的創作腳本入選電影工業最佳未拍攝劇本清單。“劇本最吸引我的一點就在于，喬在龐大的故事構架中穿插的愛情故事。”制片人尼爾?H?莫瑞茲說到：“這部電影擁有史詩級別的演出，但也同時以詹妮弗和克里斯所扮演的兩個角色為紐帶。”

帕拉特扮演的角色吉姆因為非常實際的理由而放棄了地球上的生活。“他是一個懷舊派的人，”帕拉特說：“一個工人階級的勞動者。他是以需求職業的方式參與旅行的，因為他是一個機械工程師，可以在殖民星球上幫助基礎建設。如果什么東西壞了，他可以把東西修好。”

在吉姆和奧羅拉在到達目的地前90年醒來之時，吉姆的技能就發揮了重要的作用。“他天生就是一個解決問題的人，所以他想盡一切辦法要回到休眠狀態，或去找可以幫助他的人。后來，他發現飛船出現了嚴重的故障。”

“克里斯本人和吉姆完全不同”詹妮弗說到，她在片中扮演第二個醒來的旅客奧羅拉。“吉姆是那種好像從來沒談過戀愛的人，不知道該怎么在女生面前表現，這讓他變得很有魅力很貼心。而克里斯完全不是這種人，他早就結婚了，也很搞笑。看著他從自己變成這個又害羞又浪漫的角色是個很有意思的過程。”

相比于吉姆這位工薪階層的旅客形象，奧羅拉則是另一個社會階級的產物。她是一位來自紐約的成功作家，計劃先沉睡120年到達家園II號星球，再經過另外一個120年的休眠旅程返回地球故鄉。而她則會成為世界上首位從殖民星球返回完成旅途的人。“要做這樣的決定很不容易，”勞倫斯說到：“120年的旅程意味著，當你到達家園II號的時候，你認識的所有人都早已逝去。你需要在一個全新的星球上開始一段全新的生活。我不能想像跟所有我愛的人們道別，我能理解她對于更多成就的渴望，但我自己一定不會作出這樣永久的決定。”

“當奧羅拉醒來的時候，我認為她的第一反應更多是對于吉姆的同情。”勞倫斯講到：“她只是經歷了幾天而已，而吉姆已經像一只被困的動物在船上度過了一年多的時間。看到他終于和人類互動時的情緒感受，讓奧羅拉感到很難過。”

泰杜姆表示，從一開始他就認為勞倫斯和帕拉特是奧羅拉和吉姆的不二人選。“他們確實是好萊塢最炙手可熱的明星，但更重要的是，他們是適合這兩個角色的演員。”導演說：“我得確保他們兩人在一起有火花，有化學反應。我們坐在一起討論了很久，我有一次和詹妮弗吃了一頓4個小時的晚餐，很快就確定他們兩個是完美的選角。他們都很聰明，知道自己想要呈現怎樣的角色形象。他們理解角色所做的決定和動機，還有他們必需經歷的人生選擇――這讓我對于他們的信心很堅定。”

制片人史蒂芬?哈梅爾是編劇喬?斯派茨在這部劇本的第一個合作伙伴。“我對于原創內容十分感興趣，”他說到：“我很喜歡喬的寫作方式，里面有些頑皮的元素――他用了一些筆墨讓人物更加有人性的弱點。故事的原創性在適當的時機體現了出來。”

莫瑞茲在Original Film的同事奧利?馬莫也同意他的觀點。“劇本非常鼓舞人心且溫暖，同時印證了人性需要面對的問題。”馬莫說：“作為第一代在美國出生的移民后裔，我個人能對他們兩人離開地球去往另一個遙遠星球生活的決定感同身受。我的父母為了更好的生活機會，從遙遠的國度來到美國，他們舉目無親，而他們也成功了。”

奧羅拉和吉姆兩人懸殊的身份地位也在飛船各處的待遇體現出來。“阿瓦隆號不僅是一艘厲害的太空飛船，也是一艘豪華游輪。”帕拉特講到：“你在到達目的地前三到四個月被喚醒，然后可以參加各種聚會，在豪華泳池里游泳，在娛樂場里碰碰運氣，或者在高端商場盡情購物。”

“整艘飛船都很豪華，很像一艘游輪。”勞倫斯評價道：“有望臺，電影院，中央大廳和漂亮的房間，至少我的角色的房間很棒。飛船外觀很獨特，設備都很精美。電影的氛圍與其它影片相比很不一樣。”

“拍攝場景也很宏大，”帕拉特說：“我們甚至得拆掉攝影棚的一堵墻來完成一個場景。我看四周的布景就像看一艘真正的太空飛船一樣。蓋?亨德里克斯?戴斯創造的拍攝場景讓整個電影場面極盡宏偉，當之無愧是一部史詩級的電影。我們的特效團隊也是一流的，打造了無數精美的道具、機器人、車輛和屏幕運用在各個鏡頭中。特別酷。”

吉姆和W羅拉有一位旅程的同伴――飛船的酒保亞瑟。他是一個人型機器人，有著極其精細的人類上半身外觀，動作迅速優雅，職業技能精湛，用他善良又溫暖的話語回應著每一位旅客的擔心與焦慮，雖然有時他的回復過于天真。“亞瑟是使他們保持良好的心理狀態的重要人物，除了兩位旅客之外，他是最接近人類的存在。”勞倫斯解釋道。

“亞瑟的編程結構就是要他成為全世界最棒的酒保。”亞瑟的扮演者麥克?辛講到：“他十分有同情心，很會傾聽人們的談話，還很會調制馬提尼酒。但他也有和人類互動的限制：他的設置是可以同時和許多人進行簡短的談話，而他和吉姆的交流則是另一種方式，和一個人保持長時間的溝通。”

正因為亞瑟并不是真正的人類，麥克?辛與泰杜姆討論了應該如何在表演中將這種區別微妙地表現出來。“酒保的角色應該是最親密的摯友，當吉姆和我的角色在一起時，我應該是他能聊天的對象。”辛說：“挑戰在于，我需要在機器人和人類的表現之間找到亞瑟該有的平衡。”

而這聽起來也是不可思議的挑戰，麥克?辛采用他創意非凡，實現起來有一定的技術難度，但完全令人信服的表演征服了導演。“麥克必須要表現出一定的人性，同時讓觀眾意識到我們所看到的表象下是一件機器，還不能太老套。”泰杜姆說：“亞瑟反應天真的同時又能說出一些智慧深奧的話，他成為了他們的朋友，唯一的交流伙伴，并給予他們建議。麥克的表演也很精準，他在調酒的時候不能看著自己的手，因為機器人不會這樣做的。他調酒的動作很輕松，看起來毫不費力，說話也配合著搞笑的時機。能做到這些非常不容易，而他表現得完美。”

麥克?辛的成功表演一部分得益于真實的肢體變化。拍攝現場的特效團隊設計了一架裝備，能夠使他平滑無阻地在吧臺內移動，而辛則是跪坐在裝備里。電影團隊操控裝備的移動軌跡，正如操作一個機器人的方式，再由后期特效技術將辛的雙腿和裝備替換為機器人支架。

盡管四周充斥著豪華飛船的氛圍，奧羅拉和吉姆很快意識到有什么東西出了嚴重的問題。

“飛船正處在崩潰的邊緣，”帕拉特解釋道：“機器人開始出現各種故障，燈泡忽暗忽明。最終，他們找到了故障的原因，這也使他們進入了一種絕望的處境，需要解決這個問題。這不僅是為了自己的生存，也是為了飛船上其他旅客的生命。”

但是，直到勞倫斯?菲什伯恩扮演的角色醒來之前，吉姆和奧羅拉都沒有意識到問題的嚴重性。“他是個太空人，熱愛宇宙中的星辰，星際旅行是他年輕時就為之瘋狂的想法，一生都在太空中度過。”菲什伯恩說到：“幸運的是，他是船員主管，所以可以到旅客沒有操作權限的區域，幫助他們找到飛船的故障所在。”

飛船出現的故障之一是重力失調。忽然之間，吉姆和奧羅拉發現自己不再受重力的控制。“我被威亞吊起來，同時要讓手腳表演出不受重力影響的樣子。要做成這樣，相當于在半空中做平板支撐。這簡直是我做過最狠的腹肌鍛煉了！非常難，莫騰的要求也特別高，他想要的是看起來完美。一個鏡頭做不到完美不讓過。”

為了讓吉姆看起來處于失重狀態，特技指導加勒特?沃倫打造了一個連接著速度滑軌的旋轉環，背后配有平衡塊。克里斯?帕拉特可以自由移動，加勒特的特技團隊用絞盤讓克里斯前后移動。

失重的時候，奧羅拉正在游泳池里游泳。“這應該是我拍過的最困難的鏡頭了。”作為曾經出演過《饑餓游戲》系列電影女主角的勞倫斯說到：“在游泳池里拍攝那么長時間，水倒灌進鼻子里，到處都是。但是效果非常好――我看到特效鏡頭的示例時，真的很激動。我從來沒有在任何一部影片里見過相似的內容。”

盡管影片充滿了令人驚嘆的動作場景，電影制作團隊并沒有忘記影片本身的立意。制片人尼爾?H?莫瑞茲說：“我們盡力營造整部影片的情感基調，不被酷炫的硬件、場景和宇宙鏡頭搶了風頭。”他還表示：“這些肯定都是影片故事重要的組成部分，但并不是電影的核心所在。電影的中心是這兩位角色之間的關系。”

“《太空旅客》絕對是一部史詩級的作品，一部好的電影所有的因素它都具備。”帕拉特說到：“冒險、愛情、驚險、恐慌，還有強烈的情感共鳴。你還能看到非常棒的幽默和大場面鏡頭。”

美術設計

“能創造自己的世界是一件很美妙的事情。”泰杜姆在《太空旅客》中營造了一種全新的太空旅行方式，他說到：“我個人是個狂熱的科幻電影迷，對這種類型的影片很景仰，所以希望能做出一些從未有過的作品。”

在泰杜姆看來，電影制作團隊所創造出來的是“兼具未來及復古感”的設計。未來指的是復雜精細的太空飛船，旋轉的刀片式造型船體借助離心力建立船艙內的重力感，并使用機器人、全息投影及眾多未來感十足的科技元素。在此基礎上，泰杜姆加入他所謂的“懷舊式設計”，可以看到諸如裝飾派藝術、經典好萊塢和二戰時期制服的影子。“過去的一切造就了我們，影響著我們，我想在影片中為過去的痕跡留出更多的體現。與此同時飛船上還有機器人，這是一艘智能型飛船，有屏幕和人工智能。兩者結合，從審美和視覺的角度，我覺得是一種獨特的嘗試。既有科幻片的感覺，也與這個世界毫不脫節。”

為了讓這種設想變為現實，泰杜姆找到了蓋?亨德里克斯?戴斯。戴斯曾獲奧斯卡金像獎提名，憑借與克里斯托弗?諾蘭合作的《盜夢空間》榮獲英國電影電視學院獎，并擔任《伊麗莎白：黃金時代》、《史蒂夫?喬布斯》、《奪寶奇兵4》等經典電影的美術設計。戴斯表示，為《太空旅客》設計美術場景是他與生俱來的使命，而事實上，泰杜姆也只為這一擔當面試了他一人。

從童年開始，戴斯就夢想著從里到外建造一艘太空飛船，《太空旅客》讓這一夢想成真。一系列空間龐大、令人難以忘懷的場景使得阿瓦隆號一步步變為現實。

“我們盡所能制造出所有的布景，因為影片是依靠角色的發展而發展，而不是單純依靠特效。”泰杜姆說到：“我們的確有大場景的鏡頭，配上令人無法想象的視覺特效，但影片的動力還是角色和表演本身。為了讓詹妮弗和克里斯達到這樣的表演，我們不想讓他們在綠幕前演出，我希望提供更多的實拍場景，讓他們感受理解他們所處的宇宙。這樣做也是有效果的，感覺真實了很多。”

制片人奧利?馬莫回憶道：“劇組里的每一個人都從來沒有見過這樣的場景布置。有一個人曾經走到這里然后說：‘觀眾們肯定會認為你的場景是電腦特效做的，他們一定不會相信你們是實拍。’”

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一、設計思想與基本模式

《語文課程標準》指出：“學生是語文學習的主人。”基于網絡環境下語文課堂模式的設計思想以現代學習理論――建構主義理論的學習觀為指導，具體而言就是為學生學習創設一個學習環境，即情境、協作、交流，最后實現意義建構。強調學生的主體性，將語文課堂模式定位在以學生為主體。

語文課堂模式的設計以學生的學習需要為中心，基本上是按照提出學習任務―資料準備―自主探究―拓展延伸這樣的思路設計的。設計中不僅包含教材的內容范圍，而且還包括與之相關的豐富的資源信息。

網絡環境下語文課堂模式的設計一般包括以下模塊。

課程信息模塊。內容包括學習任務、學習重點與難點。

信息檢索模塊。內容包括背景知識、相關資料、相關作家作品。這部分內容信息廣泛，如《魯提轄拳打鎮關西》，將相關的《水滸傳》資料、圖片和畫冊制作成網頁，利于學生了解更多的知識。

學習指南模塊。內容包括難點解析，閱讀方法的指示，情景朗讀。難點解析主要是展示專家學者們從各自不同的角度對文章的理解、鑒賞，如《梵高自傳》《皇帝的新裝》，將與課文相關的資料制作成網頁，以便學生拓展思維。情景朗讀利用音頻、視頻資料再現課文內容，讓學生具有形象感，可以更好地理解、品味作品。

自主討論模塊。圍繞課文內容設置問題，可以是教師設置的，也可以由學生質疑產生，設置專門的討論與交流答題板，這個模塊主要是在教師的組織和引導下，發揮想象和聯想，培養自主、合作、探究的學習意識。

測試園地模塊。將課文的知識點與課后練習設計成作業。既有主觀題，也有客觀題，既通過答題板的形式，也可以采用口答的形式完成。

拓展閱讀模塊。選擇與課文內容相關的材料，指導學生拓展延伸閱讀。如《魯迅自傳》將現代名家評價魯迅的文章，制成“認識魯迅”“世說魯迅”“懷念魯迅”等網頁，讓學生自主瀏覽，有助于開拓學生視野。

二、應用及意義

語文課堂模式網絡課件多用導航形式和框架形式，將教學對象、學習任務、教學思想、教學技巧與教學內容有機結合起來，形成了一個人機交互系統，這種教學改變了以往單向教學的現狀，構建了新型的、開放的“雙向式”教學方式，并實現真正的“多向式”教學。

按照現代學習理論―建構主義理論的學習觀，學習者習得新知，不是依靠教師及書本知識的輸出，而是依靠學生自身原有知識經驗以及群體協作，自主地建構知識意義。因此按照建構主義的學習觀為學生學習創設一個理想的學習環境，即情景、交流，最后實現意義建構。以《岳陽樓記》為例，運用網絡環境，開發岳陽樓及范仲淹學習資源，為學生提供豐富翔實的學習情境，實現信息技術與文言教學的整合，借助網絡環境這個“空中課堂”，集文字、圖片、音頻、視頻為一體，讓歷史與現代碰撞，讓文字與圖景交融，讓情感與景致相悅，在網絡世界中暢游岳陽樓大觀。

網絡課件內容分為學習任務、協作學習、資源中心、課堂練習、相關網站鏈接五部分。我們知道沒有目標的教學是盲目的教學，教學目標是衡量課堂教學有效性的一個重要標準，同時制約著課堂教學的成效，設計具體、明確、可操作的學習任務，圍繞學習任務來篩選和使用資源，保證資源使用服務于本課教學目標。基于此學習任務設計理解作者“不以物喜，不以己悲”的博大情懷和“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治抱負，品味精練生動的語言，理解課文敘事、寫景、抒情、議論相結合的寫法。在導入新課時，讓學生明確要學習什么，達到什么目的，使整個學習過程沿目標進行。協作學習出示了3個問題：（1）岳陽樓景色的特點是什么？具體表現為什么？（2）面對兩種不同的景色，遷客騷人的兩種不同的覽物之情是怎樣的？為什么會產生兩種不同的感情？本質是什么？（3）作者闡述的主要觀點是什么？他是如何闡述的？資源中心收集了較為豐富的教學資源，范仲淹生平介紹，岳陽樓有關圖片、歷史變遷、古代三大名樓、文人墨客來此的詩文等，學生隨機進入各窗口界面，瀏覽、檢索、下載、討論，便于學生自主地對知識進行抽象概括，供學生開展協作探究、資源賞析、交流。課堂練習則是檢測課文學習效果的形式。相關網站鏈接是將語文課堂向課外拓展延伸，教師提供與《岳陽樓記》相關的網站讓學生進行資料搜集、網上閱讀與交流等發散性、拓展性實踐活動，以求把網絡上的語文資源充實到課堂學習中，使課文內容豐滿起來，完善起來，提高學生的語文素養。傳統教學方式中，學生往往由于時代距離、經驗差異而產生閱讀障礙，而教師也難以用語言來營造情景、消除障礙。于是借助網絡環境這個“空中課堂”創設情境，讓學生在特定的情景中生發體驗的喜悅。

基于網絡環境下的語文課堂模式首先給學生自主學習提供了空間，打破了傳統教學中“以教師為中心”“以知識為中心”的模式，教師由傳統教學中的中心地位，知識權威變成學習的設計者、指導者、合作伙伴，學生由原來的知識容器變為學習主體，成為知識的建構者。教師引導學生有效利用網絡及網上教學資源進行自主學習。蘇霍姆林斯基曾說過：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需求，就是希望感到自己是一個發現者、探索者、研究者”。自主學習的環境和條件能使學習者這一需求得以滿足。在模擬的網頁上，學生可以瀏覽學習內容，隨意采用自己的方式學習，在學習中感受自己是一個發現者、探索者和研究者。網絡為我們的語文教學帶來了巨大的變化，突顯了人的學習主體性，使學習在以技術為支持的方式下回歸以人為本的學習理念。

其次，培養了學生的問題意識，豐富了語文教學活動方式，成為師生互動，生生互動，情感交流的載體。新課標強調“尊重學生在學習過程中的獨特體驗”，每個學生都擁有豐富的內心世界和獨特的個性，當學生有了求知的愿望，才會真正地參與到學習中來，成為學習的主人。教室上課盡管師生，生生之間有互動，但這種互動在空間上、時間上有限，而網絡打破了這個局限，從空間上說，網絡是完全自由的，“鼠標一點，世界在你面前打開。”利用網絡技術為我們創設的平臺，使師生、生生互動，變單一的教學為多元的教學，使學生原來的那種靜態的、封閉的學習模式，改變為動態的、開放的學習方式，學生在這種多元的互動中獲得了多元視角。學生的學習呈現出主動性、積極性的特點，使他們在主動的學習中獲得了發展。

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關鍵詞：數控車床；可編程臺尾；臺尾結構；控制模型；金屬加工設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG659 文章編號：1009-2374（2015）13-0011-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.13.006

1 可編程臺尾的特點

數控車床是現代工業中應用非常廣泛的一類金屬加工設備，數控車床主要用于加工回轉件，比較常見的是加工盤類零件和軸類零件。盤類零件的加工一般僅采用卡盤卡緊方式就能滿足要求，而對于軸類零件特別是對于長軸類零件的加工，需要使用卡盤和臺尾結構，采取一卡一頂的裝卡方式，所以對于數控車床的加工而言，良好、可靠、高效的臺尾結構非常重要。可靠高效的臺尾結構，不僅能保證數控車床所加工零件的加工質量，而且可以大大提高加工效率，對于提升數控車床的自動化程度也非常重要。

傳統的臺尾結構，主要是手動搬動臺尾體沿數控車床的Z軸導軌移動或沿臺尾專用導軌移動，臺尾的移動由人力搬動，臺尾體被搬到指定位置后，扳動手柄將臺尾底板鎖到臺尾移動的導軌上。用人力旋轉臺尾套筒的進退的手柄，將臺尾體內的套筒旋出頂緊工件，再通過鎖緊手柄將臺尾套筒鎖緊。可見傳統的數控車床的臺尾結構操作起來費時費力，隨著數控車床產品日新月異的發展，特別是智能化數控車床產品的涌現，為提高勞動生產率，數控車床行業特別需要一種新興的數控車床臺尾結構的出現，來代替原有傳統的數控車床的臺尾

結構。

數控車床的可編程臺尾，不同于傳統臺尾結構，是一種具備可以參與數控車床加工編程的新型臺尾結構。在對可編程臺尾的控制過程中，數控車床的數控系統可以用M代碼、B代碼或其他可以參與數控車床加工編程的代碼指令，自動控制臺尾或臺尾套筒的進退，并對臺尾或臺尾套筒的位置進行檢測，控制臺尾或臺尾套筒前進或后退到數控車床加工需要的位置，來完成對數控車床加工零件的頂緊。這樣可以提高數控車床加工效率，特別是對于數控車床與自動化生產線（桁架機器手自動化生產線或關節機器手自動化生產線）組線時，可以高效、精準地提高數控車床的裝卡效率，從而大大提高數控車床的加工節拍，極大地方便數控車床的加工，實現完全自動化加工，有效地提高數控車床的智能化水平和自動化水平。

2 多種可編程臺尾的結構與控制研究

2.1 采用檢測開關的簡易可編程臺尾結構

這里介紹一種簡單的可編程臺尾結構――采用檢測開關的簡易可編程臺尾結構。

結構上：在普通臺尾結構的臺尾體后端增加一個隨臺尾套筒進退的長桿，再增加兩個與臺尾體固定的，用來檢測臺尾套筒運動位置的無觸點光電檢測開關，即構成了這種可編程臺尾結構。

控制上：臺尾套筒前后移動由數控系統輸出控制代碼M32（臺尾套筒前進）；M33（臺尾套筒后退）來實現，臺尾套筒行程控制用無觸點開關檢測到的位置信號反饋給數控系統。前進開關到位信號，用來確保臺尾套筒有效的頂緊工件，后退限位開關作為臺尾套筒退回到位的確認信號。根據被加工工件長度來調整這兩個限位開關位置。如果臺尾套筒伸出不到位，臺尾套筒前進開關發不出信號，機床主軸就不能啟動。在程序編寫和自動加工過程中，臺尾套筒前進、臺尾套筒后退檢測開關分別被采集到數控系統的PLC控制程序中，作為臺尾套筒前進指令代碼M32和臺尾套筒前進指令代碼M33的應答信號。此種結構較為簡單。

2.2 采用直線光柵尺的可編程臺尾結構

在第一種可編程臺尾研究的基礎上，這里介紹另一種結構。

結構上：此種臺尾結構的特點與前面提到的第一種可編程臺尾結構相似，只是使用光柵尺結構代替了檢測臺尾套筒前進、后退的位置檢測開關。

控制上：數控系統檢測臺尾所帶光柵尺的反饋位置數據，數控系統將可編程臺尾體等同于虛擬軸進行控制，通過G0等G代碼控制臺尾的運行位置，結合光柵尺的反饋位置，通過數據比較計算，來實現對臺尾的控制。此種可編程臺尾結構的優點是控制位置相對較為靈活，難點在于對光柵尺的模擬量數據的讀入與識別，因某些數控系統不接收反饋的模擬量信號，或者需要通過特殊的DA轉換裝置來完成對數據的轉換。

2.3 通過液壓插銷借用Z軸拖動臺尾的可編程臺尾結構

這里再介紹一種間接利用數控車床伺服軸移動來實現可編程臺尾控制的結構――通過液壓插銷借用Z軸拖動臺尾的可編程臺尾結構。

結構上：此種可編程臺尾結構，采用液壓缸帶動液壓插銷結構、Z軸撞停到位開關結構，使臺尾體與Z軸床鞍之間有效連接，數控系統控制液壓插銷的動作，利用Z軸帶動床鞍移動到相應位置。

控制上：此種可編程臺尾的動作順序邏輯為：（1）Z軸運行到臺尾附近；（2）Z軸到位撞停開關觸發；（3）數控系統通過PLC控制液壓插銷伸出；（4）檢測液壓插銷到位；（5）數控系統控制Z軸拖動臺尾運行到指定位置；（6）松開液壓插銷；（7）檢查插銷退出到位；（8）移走Z軸。此種可編程臺尾結構比較簡捷，控制難點在于PLC邏輯控制上。

2.4 采用伺服電機控制的可編程臺尾結構

有了前面的研究，這里介紹一種較為復雜的應用于數控車床的可編程臺尾結構――采用伺服電機控制的可編程臺尾結構。

結構上：采用交流伺服電機作為可編程臺尾的控制軸（W軸），來實現對可編程臺尾的控制。由W軸交流伺服電機（帶抱閘）通過滾珠絲杠驅動，沿Z軸方向移動。W軸伺服電機（后端裝有絕對編碼器）通過聯軸器直接連接到相應的滾珠絲杠上，進而驅動臺尾的運動與完成位置控制。

控制上：W軸交流伺服電機所起的作用是驅動臺尾體快移定位到數控系統指令要求的位置，而頂緊工件主要靠可編程臺尾體上的液壓缸，同時臺尾體到位后，臺尾體的鎖緊靠臺尾體底面壓板。在數控系統的控制中，可以對控制臺尾的W軸伺服電機，采用PLC軸或IO LINK軸的形式進行控制，通過編寫PLC控制程序，使用B代碼加G0等位置移動指令控制可編程臺尾的高速精準定位。采用類似控制伺服軸一樣的方式控制此種類型的可編程臺尾。因伺服電機的移動速度快、定位精準、啟停平穩，所以此種可編程臺尾結構在高速、高精加工應用中有很大的優勢，此種可編程臺尾結構也是很多高檔數控車床比較青睞的臺尾結構。

3 多種可編程臺尾結構的比較分析

上文對四種應用于數控車床的可編程臺尾結構進行了研究，各種方案的優點和不足如下：

方案1（采用檢測開關的簡易可編程臺尾結構）：優點是結構簡單、成本低、易實現；缺點是不移動開關位置的情況下，不能任意位置靈活編程，精度與臺尾運行速度一般。方案2（采用直線光柵尺的可編程臺尾結構）：優點是結構不復雜、較易實現；缺點是成本較高、某些數控系統不能直接接收模擬量信號，光柵尺信號處理比較繁瑣。方案3（通過液壓插銷借用Z軸拖動臺尾的可編程臺尾結構）：優點是結構不復雜、成本適中，較易實現；缺點是定位精度一般，插銷故障率較高，需提高相關部件的剛性。方案4（采用伺服電機控制的可編程臺尾結構）：優點是運行速度快、定位精準、鎖緊力大；缺點是成本高，設計調試較為復雜。

4 結語

可編程臺尾的結構與控制研究對于數控車床的加工效率的提升、機床可靠性研究和數控車床產品的智能化研究很有意義，相信可靠高效的可編程臺尾結構的應用必將提升數控車床的整體自動化水平。

參考文獻

[1] 顧繩谷.電機及拖動基礎[M].北京：機械工業出版社，2011.

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這個南斯坦福大學精神病學家卡爾?戴斯厄羅斯帶領的研究小組所采用的就是時下新興的技術――光遺傳學，這種技術結合了轉基因工程與光來操作個別神經細胞的活性，可以對精心挑選的神經元的電活動進行控制。

可高度精確地控制神經元

到目前為止，要刺激特定的神經元，通常只能依靠電脈沖這種不精確和難以控制的技術。而光遺傳學技術則可讓研究人員使用一種新的光控方法高度精確地對神經元進行刺激，同時還能按照意愿控制神經元的開合。

在這項實驗中，研究人員先將這些小鼠神經元改造得對光非常敏感，然后通過植入的光纖，用藍色光照亮位于大腦杏仁核區域的一個特定神經回路。杏仁核是大腦中應對恐懼、侵略等基本情緒的核心部位，也是嚙齒類動物控制焦慮的部分。結果顯示，這些本來因恐懼而退縮到角落的小鼠開始勇敢地探索周圍的環境。

實驗原理很簡單：首先，生物學家要確定一個“視蛋白”，這是一種存在于綠藻等感光生物體體內、可讓它們探測到光的蛋白。接下來，分離出視蛋白的基因，然后利用經過轉基因處理后的無害病毒作為載體，將基因插入到大腦神經元中，視蛋白的DNA(脫氧核糖核酸)會成為大腦神經元的遺傳物質的一部分。最后，研究人員精巧地讓細薄的光纖穿過層層神經組織。將光送到正確的位點。當這些表達視蛋白的轉基因神經元暴露在光照射中時，就能夠傳導電流(也就是大腦的語言)。有些視蛋白，比如響應藍色光的光敏蛋白可以激活神經元而響應黃色光的鹽細菌視紫紅質等其他視蛋白則會抑制神經元，如此一來，神經元的開合就可以人為加以控制了。

在后續實驗中，研究人員將光束照射的范圍擴大了一些，激活了小鼠大腦杏仁核區域中更多的神經回路。結果發現，之前實驗讓小鼠變得勇敢的效果消失了，小鼠仍然處于膽小、精神緊張的狀態。這意味著，激活多個神經回路并沒有對動物的行為產生影響，這凸顯出瞄準大腦中單個回路的重要性，而目前缺乏針對性并且常常會產生副作用的藥物治療也可能在某種程度上彼此相克。

人體試驗為時尚早

這一新的研究領域令科學家們興奮不已，因為這使他們擁有了對特定大腦回路的非凡的控制能力，進而能夠深刻了解包括焦慮癥和帕金森氏癥在內的一系列神經紊亂疾病。

戴斯厄羅斯承認，老鼠與人類非常不同，但他認為，由于“哺乳動物的大腦具有驚人的跨物種的共性”，他們的研究成果或將有助于更好地理解導致人類焦慮的神經機制，并為相關治療指明新的方向。

美國波士頓大學焦慮與相關紊亂疾病中心創始人大衛?巴洛則警告說，不要莽撞地將二者進行類比，他表示：“我相信調查人員會認同，不能將這些復雜的癥狀歸結到一個單一的小的神經回路，而不考慮參與思考和評價的其他重要的大腦回路。”

加州理工學院生物學教授大衛?安德森同樣在開展光遺傳學方面的研究，他將藥物治療的效果比喻為粗心地更換油，如果不慎將一加侖機油倒在汽車發動機上，有些油滴會流向正確的地方，但大部分油最終給車輛帶來的是損害而不是維護。

“精神疾病很可能不僅僅只是由于大腦中化學物質失衡引起的，”安德森說，“它們可能涉及到大腦特定區域定回路的紊亂。”

正因為如此，能夠以超常的精度集中于單個電路的光遺傳學技術在治療精神疾病方面極具潛力。但戴斯厄羅斯和其他人也警告說，即使有朝一日這些方法能夠運用在人類身上，那也是很多年以后了。其原因之一就在于，光遺傳學的應用涉及到轉基因生物工程，大多數人都會三思而后行。

部分研究成果開始走向臨床應用

借助光遺傳學技術，神經學家可以觀察神經元活動和動物行為之間的關系。在早期的實驗中，科學家發現，通過隨意打開或關閉特定的神經元，他們可以使蠕蟲停止擺動，讓小鼠如同受到遙控一樣狂躁地轉圈，這證明動物行為實際上是受神經元支配的。

由于光遺傳學領域的研究已經積累了一些經驗，世界各地的實驗室都在利用這種技術來深入了解神經系統如何工作，研究包括慢性疼痛、帕金森氏癥和視網膜變性在內的諸多問題，其中部分研究成果已經開始逐漸走向臨床應用。

比如，與戴斯厄羅斯合作的斯坦福大學神經病專家阿米特?艾特金正在努力促進有關嚙齒類動物焦慮癥研究成果的轉化，以利用現有工具改善人類相關疾病的治療。他采用的是經顱磁刺激技術，希望能夠像激活小鼠大腦杏仁核區域的神經回路從而減輕它們的焦慮癥狀那樣來激活人腦中類似的回路。雖然這種技術不如光遺傳學技術有針對性，但卻具有非侵入性的優點。

他們的神經外科同事賈米?亨德森已經對600多名帕金森氏癥患者實施了被稱為腦深部電刺激(俗稱“腦起搏器”)的標準療法。這種治療方法需要在大腦的丘腦底核部位植入金屬電極，雖然能夠提高病患的協調能力和細微動作的控制能力，但也會引起副作用，如肌肉不自主收縮、頭暈等，這也許是因為其他無關的神經回路也被大腦深處的電極激活了。“如果我們能夠找到一種方法，只啟動有療效的神經回路，而不觸動那些會引起副作用的回路，這顯然(對治療)大有助益。”亨德森說。

此外，腦部植入電極具有感染和危及生命的出血風險。而基于在嚙齒類動物身上進行光遺傳學研究所獲得的一項關于腦深部刺激如何影響帕金森氏癥癥狀的新理論，采用刺激大腦表層的替代療法或許是可行的。亨德森最近已經開始進行人體臨床試驗，希望這種方法還能夠用于治療與帕金森氏癥相關的其他問題，比如言語障礙等。

而他們的另一位同事、神經科學研究員克里希納?謝諾伊正在靈長類動物身上開展光遺傳學研究。在最近的一次實驗中，他帶領的研究小組用病毒作為載體將視蛋白插入了恒河猴的大腦，從而能夠借助光來控制選定的神經元，而植入光纖和病毒都沒有對這些恒河猴造成不良影響。

謝諾伊表示，光遺傳學技術在開發新設備用以治療創傷性腦損傷和神經修復方面將大有潛力。美國國防部高級研究計劃局最近便宣布了一項旨在運用光遺傳技術幫助傷殘老兵的計劃，謝諾伊也是該項目組研究成員之一。“當前的系統可以讓假肢觸及杯子，但由于缺乏人造觸覺，假肢很難將杯子拿起而不掉落在地上或者捏碎杯子。”他說，“利用光遺傳學技術，通過位于假肢指尖的傳感器將信息直接傳遞回大腦，原則上可以提供一種高保真的人造觸覺。”