学生|“天宫课堂”要开课啦!

8年前 , 中国首位“太空教师”王亚平在太空给地面学生讲课 , 一时间圈粉无数 。 聆听了那一堂太空课的6000多万名学生中 , 有的现在已经成为优秀的航天人 。 12月9日 , 正在中国空间站执行任务的航天员翟志刚、王亚平、叶光富 , 将再次为孩子们进行太空授课 。
成功授课不简单
太空教育是世界载人航天活动的组成部分 。 美国女宇航员芭芭拉·摩根于2007年8月乘坐“奋进”号进入国际空间站 , 完成了人类历史上的第一次太空授课 。
“当年 , 芭芭拉主要讲述太空生活的衣食住行 。 中国首次太空授课则是真正的太空物理课 。 ”全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩认为 , 我国的太空授课与美国有明显差异 。 美国太空授课的内容是介绍和演示太空生活 , 而我国太空授课的内容是介绍和演示失重环境下的物理概念 。 所以 , 我国太空授课的科技含量较高 , 难度也更大 。
2013年6月20日上午10点 , 我国首次太空授课开始 。 神舟十号航天员王亚平通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个实验 , 展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象 , 并回答了学生们关于航天器用水、太空垃圾、失重对抗和太空景色等问题 。
“我们先后研究了‘竹篮打水’‘乒乓球’‘回旋镖’‘溜溜球’和‘跳绳’等20多种方案 , 根据科学性、安全性、操作性、可视性、即时性、趣味性等综合因素考量 , 经过集思广益、反复筛选、严格论证 , 最终确定进行2个方面的物理实验 , 即物体运动特性和液体表面张力;随后 , 又对确定的实验项目进行了精心细致的研究 , 力求给学生们最好的‘课堂’感受 。 ”庞之浩说 , 实践证明 , 授课专家组最终制定的授课教案达到甚至超过了预期效果 , 获得圆满成功 。
“太空授课挑战不小 。 ”中国航天科工二院研究员杨宇光表示 , 在有限的时间、空间和物资条件下 , 仅教具的选择和运送就非常考究 , 太空物资运送成本很高 , 1公斤物品的运输成本远超1公斤黄金的价值 。 更重要的是 , 40多分钟的时间里 , 既要在太空演示物理现象 , 还要讲明白物理原理 , 对于备课和临场组织调配要求极高 。
课程选择有讲究
事实上 , 物理、化学和生物实验都可以在太空进行 。 为什么中国载人航天史上首次太空授课的内容,最终选择了5个物理实验?
庞之浩揭秘说 , 太空授课的“选题”条件是实验所需的材料和设备必须安全可靠、质量小、体积小、功耗小、对航天员健康无影响、不会污染座舱环境等;当然 , 也要考虑创意新颖、简单可行、不需要花费航天员很多时间等因素 。
“当时还设计了一个磁铁实验 , 但考虑到磁铁可能对航天器内部仪器和设备产生影响 , 所以这个实验被放弃了 。 ”庞之浩补充道 , 此外 , 化学实验有一定的危险性 , 为了安全起见 , 太空里的化学实验通常在实验柜或者手套柜进行 , 难以向地面学生呈现 , 因此挑选物理实验作为太空授课的内容更具安全性和可视化 。
为做好中国首次太空授课科普教育活动 , 当年中国载人航天工程办公室联合教育部、中国科学技术协会等部门对活动进行了系统、周密的策划 , 完成了课件、教具制作和地面课堂的准备工作 , 航天员还为此进行了专题准备 。
由于天宫一号是精密飞行器 , 航天员的授课活动必须小心谨慎 , 既不能动作幅度太大 , 干扰到正常飞行 , 还要当心漂浮的实验器材、液滴影响到航天器安全 。
作为主讲人的航天员王亚平 , 在备课时没少下功夫 。 她精心准备授课内容 , 向专业教师虚心请教讲课技巧 。 指令长聂海胜担任太空课堂的助教 , 负责配合王亚平管理教具 , 维护课堂秩序 。 航天员张晓光几乎是被“捆”在舱壁上听完这堂课的 , 因为担任摄像师的他 , 要想在失重环境下保持平衡 , 必须用束缚带把自己固定在舱壁上 , 才能在用手持摄像机的情况下 , 保持长时间稳定拍摄 , 把太空授课的精彩图像传回地面课堂 。