首次在問天實驗艙內(nèi)授課 “天宮課堂”第三課干貨滿滿

劉洋在太空中用2米長吸管輕松喝飲料【首次在問天實驗艙內(nèi)授課 “天宮課堂”第三課干貨滿滿】

【現(xiàn)場】

“天宮課堂”第三課干貨滿滿

10月12日16時01分，“天宮課堂”第三課在中國空間站開講，新晉“太空教師”陳冬、劉洋、蔡旭哲為廣大青少年帶來一場精彩的太空科普課。

首次在問天實驗艙內(nèi)進(jìn)行授課

這是中國航天員首次在問天實驗艙內(nèi)進(jìn)行授課。

在約50分鐘的授課中，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲生動介紹展示了空間站問天實驗艙工作生活場景，演示了微重力環(huán)境下毛細(xì)效應(yīng)實驗、水球變“懶”實驗、太空趣味飲水、會調(diào)頭的扳手等神奇現(xiàn)象，并生動講解了實驗背后的科學(xué)原理。此外，航天員還重點介紹了在中國空間站開展的水稻和擬南芥種植研究情況，展示了科學(xué)手套箱剪株操作。

此次活動，在中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心設(shè)地面主課堂，在山東菏澤、河南鄭州、云南大理分設(shè)3個地面分課堂，約400名中小學(xué)生代表參加現(xiàn)場活動。

授課活動由中國載人航天工程辦公室聯(lián)合教育部、科技部、中國科協(xié)等共同主辦，北京航天飛行控制中心、中國航天員科研訓(xùn)練中心、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心、中國空間技術(shù)研究院等載人航天工程參研參試單位提供支持。

空間站建設(shè)和運營過程中，“天宮課堂”將持續(xù)開展太空授課活動，進(jìn)行形式多樣、內(nèi)容豐富的航天科普教育。中國載人航天工程辦公室將持續(xù)通過媒體、“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”和載人航天工程官網(wǎng)等平臺廣泛征集關(guān)于“天宮課堂”的創(chuàng)意建議，歡迎社會各界特別是廣大青少年踴躍參與。

航天英雄楊利偉地面答疑

授課期間，航天員通過視頻通話形式與地面課堂師生進(jìn)行了實時互動交流，地面課堂專家也就有關(guān)科學(xué)問題進(jìn)行認(rèn)真解析。

與此同時，中國載人航天工程副總設(shè)計師、航天英雄楊利偉也來到中國科技館，現(xiàn)場給中小學(xué)生解答他們心中關(guān)于太空的疑問。楊利偉與中國載人航天航天員系統(tǒng)副總指揮、中國航天員科研訓(xùn)練中心正高級工程師尹銳等專家學(xué)者帶領(lǐng)青少年在地面同步嘗試開展相關(guān)實驗，進(jìn)行現(xiàn)場授課和互動答疑。

記者走進(jìn)中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心，全程見證了這一首次設(shè)在載人航天科研單位內(nèi)部的主課堂。北京大學(xué)附屬中學(xué)高中生物老師柏葉擔(dān)任了地面主課堂的主持人，她告訴記者：“孩子們現(xiàn)場與航天員的互動非常精彩，天宮課堂讓中小學(xué)生們有機(jī)會看到航天員在太空中開展科學(xué)實驗，國家發(fā)展得越來越好，才能有這種機(jī)會?！?/span>

毛細(xì)效應(yīng)實驗，最細(xì)吸管開啟“倍速模式”

在空間站微重力環(huán)境下，陳冬用一個小實驗展示了流體現(xiàn)象的天地差異。

他將三根粗細(xì)不同的塑料管同時放在水中，最細(xì)的管子內(nèi)，液面飛速到達(dá)頂端，仿佛開啟了“倍速模式”。

一顆小小的鋼球，讓水球變“懶”

劉洋用注射器向水球噴出空氣時，水球的震動很激烈。在水球內(nèi)加入鋼球后，以同樣的力度沖擊，水球的振動幅度變小了。這是怎么回事？

2米長的吸管喝到果汁，“很輕松！”

在地面，如果吸管太長要很費力才能喝到飲料。而在問天實驗艙中，劉洋用2米長的吸管，不僅成功喝到了芒果汁還表示“很輕松”。

微重力環(huán)境下，扳手居然會“調(diào)頭”？

陳冬將空間站中的工具，T字扳手在空中旋轉(zhuǎn)后，扳手居然會自己翻身。時而頭朝上，時而頭朝下，反復(fù)不停。更為神奇的是，當(dāng)他將兩個扳手同時旋轉(zhuǎn)時，它們展現(xiàn)出了完全不同的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)。

太空科普課上，航天員還向同學(xué)們介紹了中國空間站開展的水稻和擬南芥種植研究情況，并展示了手套箱剪株操作。

授課期間，航天員還通過視頻通話形式，與地面課堂師生進(jìn)行了實時互動交流。

宇宙浩瀚，探索無限，“天宮課堂”下一課不見不散！記者柯立

【揭秘】

在“新教室”問天實驗艙上課有什么不一樣

“天宮課堂”推出以來，已經(jīng)成功舉行了三次太空授課，那么“天宮課堂”到底是怎么備課的？本次的“天宮課堂”與以往有何不同？什么樣的實驗項目才能入選？不同的課程設(shè)計有何講究？

“天宮課堂”到底怎么備課？

“天宮課堂”授課專家組成員、北京交通大學(xué)副教授陳征：多個領(lǐng)域的專家參與了“天宮課堂”備課，包括航天系統(tǒng)的專家、高校教師與科研人員、中小學(xué)老師等。“天宮課堂”開課前，航天員需要反復(fù)測試保證實驗效果，他們把測試結(jié)果反饋給地面的專家組，對內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)和溝通。大家看到的授課內(nèi)容只有幾十分鐘，但實際上準(zhǔn)備過程很長。

什么課程能入選“天宮課堂”？

中國航天員科研訓(xùn)練中心航天員訓(xùn)練教員石玉生：我們在選擇實驗項目的時候，主要有以下幾點考慮：第一是天地的現(xiàn)象差異一定要顯著，第二是科學(xué)原理要清晰，第三是整個的視覺效果要好，要具有傳播性，能夠起到真正的科普效果。這次授課，相比前幾次授課有了進(jìn)一步的創(chuàng)新，首先就是航天員老師將在全新的問天實驗艙段授課，演示天地迥異的實驗現(xiàn)象，進(jìn)一步激發(fā)同學(xué)們對于日常現(xiàn)象的思考；同時還將首次展示空間站植物研究項目的科學(xué)實驗操作，進(jìn)一步展現(xiàn)我們國家的空間站作為國家太空實驗室的強(qiáng)大科研能力。

太空授課的課程設(shè)計有何講究？

“天宮課堂”授課專家組成員、北京交通大學(xué)副教授陳征：“天宮課堂”第一課主要面向小學(xué)生，注重趣味性?！疤鞂m課堂”第二課主要面向初中生，向下輻射小學(xué)生，向上輻射高中生和全社會的愛好者，有關(guān)空間科學(xué)實驗的內(nèi)容增加了，在保持趣味性的同時，讓大家了解科學(xué)家在上面干什么，科學(xué)實驗做什么?！疤鞂m課堂”第三課則更加深入、更加立體，參與性更強(qiáng)。

本次“天宮課堂”有哪些不同？

本次中國空間站“天宮課堂”與以往大有不同，不光是“主講老師”由神十四航天員乘組首次擔(dān)任，授課環(huán)境也有了很大的變化。

“天宮課堂”的“講堂”在以往天和核心艙的基礎(chǔ)上，新增了問天實驗艙，這樣“太空教師”的活動范圍更大了，相應(yīng)在直播當(dāng)中用到的攝像機(jī)機(jī)位和保障設(shè)備變得更多，地面調(diào)度的操作也更加復(fù)雜。

北京航天飛行控制中心通信調(diào)度原旭東：我們采用了問天艙和天和艙兩艙切換跟蹤的模式，每個艙都可以下傳同樣的攝像機(jī)(圖像)，包括話音。通過兩艙的話音級聯(lián)、圖像下傳，確保整個(太空授課)圖像話音流暢。兩艙接力過程中，為了保障授課效果，我們也是精心設(shè)計，再結(jié)合授課腳本進(jìn)行圖像話音切換。

“天宮課堂”的直播信號主要通過“天鏈”中繼衛(wèi)星回傳到地面。在這次的太空授課中，飛控團(tuán)隊也首次采用了雙中繼衛(wèi)星分別跟蹤的方式，確保圖像話音穩(wěn)定回傳。

北京航天飛行控制中心通信調(diào)度原旭東：一顆天鏈中繼衛(wèi)星跟蹤問天實驗艙，另外一顆中繼衛(wèi)星跟蹤天和核心艙，兩個跟蹤弧段是有交疊的，首先問天實驗艙進(jìn)行圖像話音的下傳，然后在中間兩個星的搭接弧段，我們擇機(jī)進(jìn)行圖像話音的切換。

為確保回傳到地面的圖像話音穩(wěn)定流暢，科技人員也制定了周密的方案預(yù)案，所有的努力都是為了向廣大青少年呈現(xiàn)一堂精彩的太空授課。

北京航天飛行控制中心通信系統(tǒng)工程師孫宇：在設(shè)備層面，圖像和話音傳輸都采用了主備份的實施方案，在鏈路傳輸上也采用了專線和聯(lián)通線路的雙備份方式。

綜合《新京報》、中國載人航天官網(wǎng)報道

【同步】

武漢物理老師帶領(lǐng)學(xué)生同步實驗 感受“天地”大不同的科學(xué)奧秘

肺活量最大的同學(xué)也沒吸到飲料

武漢晚報訊(記者郭麗霞)昨天下午，“天宮課堂”第三課在中國空間站正式開講，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲首次在問天實驗艙內(nèi)面向廣大青少年進(jìn)行太空授課。武漢市任家路中學(xué)808班學(xué)生在物理老師張薇的帶領(lǐng)下，進(jìn)行了同步實驗，感受“天地”大不同中蘊藏著的科學(xué)奧秘。

同步對比天地實驗

尋找生活中的“毛細(xì)現(xiàn)象”

在微重力環(huán)境下流體的行為與地面會有哪些不同？

航天員陳冬、劉洋展示了失重環(huán)境下液體顯著的毛細(xì)現(xiàn)象。在太空實驗中，由于沒有了重力束縛，流體表面張力作用“大顯神威”，驅(qū)動塑料管里的液面不斷上升，很快達(dá)到了管頂。跟隨“天宮課堂”，武漢市任家路中學(xué)808班學(xué)生也同步做起了毛細(xì)效應(yīng)實驗。

張薇老師首先帶同學(xué)們做起了“流動的顏色”實驗，利用有著細(xì)小纖維的紙巾和裝有藍(lán)色、黃色色素水的燒杯，讓同學(xué)們在觀察紙巾吸水變色的同時，體驗毛細(xì)現(xiàn)象。她告訴大家，毛細(xì)現(xiàn)象是由液體的表面張力引起的，水在接觸紙以后，由于毛細(xì)現(xiàn)象會沿纖維間的細(xì)小縫隙運動，這也是物體間分子力的主要表現(xiàn)。毛細(xì)管插入浸潤液體中，管內(nèi)液面上升，高于管外液面；毛細(xì)管插入不浸潤液體中，管內(nèi)液體下降，低于管外液面。

毛細(xì)現(xiàn)象在生活中也很常見，比如酒精燈里的酒精會沿著棉線上升，毛巾擦汗，花盆自動蓄水。但是，有些情況下，毛細(xì)現(xiàn)象是有害的，例如建筑房屋的時候，分布在土壤內(nèi)部相互貫通的孔隙可以看成是許多形狀不一、直徑各異、彼此連通的毛細(xì)管，地基中毛細(xì)管又多又細(xì)，它們會把土壤中的水分引上來，使得室內(nèi)潮濕。

隨后，孩子們利用毛細(xì)效應(yīng)，自己設(shè)計了簡易的凈水裝置，可在野外環(huán)境中快速得到較為干凈的水源。

2米長的吸管喝飲料

在地面上能不能辦到

“天宮課堂”上，劉洋用一根長達(dá)2米的吸管輕松喝到了飲料，讓孩子們大呼有趣。在我們地球上，用一根長長的吸管能不能喝到水呢？他們又在張薇老師的引導(dǎo)下，動手做起了實驗。

“劉洋輕松喝到了飲料，我卻猛吸十幾口都沒把可樂吸上來，太費勁了！”同學(xué)中肺活量最大的肖昊勇自告奮勇參加實驗，卻發(fā)現(xiàn)用長吸管很難把飲料喝進(jìn)嘴里，這是怎么回事呢？對比天地實驗，他明白了這是由于地球重力環(huán)境造成的。后來，同學(xué)們借用抽氣機(jī)，才“吸”到了長吸管里的飲料。

那么，是不是只要有了抽氣機(jī)，再長的吸管也能把飲料“吸”上來？師生又來到教學(xué)樓外做起了實驗。他們把“飲料”放在一樓地面上，在三樓走廊上利用抽氣機(jī)吸水，水面一開始迅速上升，后來越來越慢，最終停在9米附近的位置就不動了。這又是什么原因呢？

張老師告訴他們，我們正常的大氣壓約為十的五次方帕斯卡，而水的密度是一克每立方厘米，即使把管內(nèi)的空氣抽完，大氣壓也只能支持10米高的水柱，而實際的實驗中，吸管無法達(dá)到真空狀態(tài)。

感受“天地”大不同

點燃孩子們的科學(xué)夢

航天員介紹在中國空間站開展的水稻和擬南芥種植研究情況時，孩子們聽得聚精會神。劉思齊說：“如果我能夠登上太空，我希望能研究種植出周期短、生長快的糧食作物，比如水稻，嘗試在太空艙里實現(xiàn)自給自足?！睏钗趼矊θ祟愒谕馓盏目茖W(xué)探索充滿興趣，她說：“我要學(xué)習(xí)宇航員叔叔阿姨的這種科學(xué)精神，探索宇宙未知的奧秘?！?/span>

任家路中學(xué)物理老師張薇說，這次帶同學(xué)們做的吸水實驗與大氣壓有關(guān)，這是八年級下學(xué)期即將講到的物理知識點，孩子們對此產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，而興趣是最好的老師。

“沒有科學(xué)精神和科學(xué)方法，便難以在科學(xué)之海奮楫行舟?！比渭衣分袑W(xué)教學(xué)校長洪中元說，學(xué)校一直很重視實驗教學(xué)，引導(dǎo)孩子們關(guān)注物理等學(xué)科在生活中的應(yīng)用。這次利用“天宮課堂”這個很好的教育契機(jī)，學(xué)校組織師生開展同步實驗，希望在傳授科學(xué)知識的同時，普及科學(xué)方法，點燃孩子們學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情。

【盤點】

已有6位“太空教師”

精彩亮相“天宮課堂”

昨天下午，“天宮課堂”第三課開課。本次太空授課繼續(xù)采取天地互動方式，3名航天員在軌介紹展示中國空間站問天實驗艙工作生活場景。

由于前兩次“天宮課堂”的老師都由神舟十三號航天員翟志剛、王亞平、葉光富擔(dān)任，而第三次太空課的任課老師則是神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲，至此已經(jīng)有6位航天員成為“天宮課堂”的“太空教師”。

2021年12月9日，“天宮課堂”在天宮一號內(nèi)進(jìn)行了首次太空授課，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富與地面課堂師生互動交流。首次太空授課進(jìn)一步拉近了青少年與載人航天的距離，持續(xù)興起探知航天奧秘、學(xué)習(xí)航天知識的熱潮。

2022年3月23日下午，“天宮課堂”第二課在中國空間站正式開講并直播，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富進(jìn)行授課。

昨天下午是在中國空間站內(nèi)的第二次太空授課，也是中國航天員第三次進(jìn)行太空授課。

今年6月5日，神舟十四號載人飛船成功發(fā)射，陳冬、劉洋和蔡旭哲順利進(jìn)駐空間站天和核心艙，正式開啟為期6個月的在軌駐留。

綜合新華社、央視、澎湃新聞報道

【本地】

給航天員寫信的武漢小學(xué)生

本次“天宮課堂”又有新收獲

武漢晚報訊(記者楊楓 通訊員王燁)昨天下午，“天宮課堂”第三課開講，來自武昌區(qū)未來實驗小學(xué)南湖校區(qū)的學(xué)生們在科學(xué)老師的指導(dǎo)下，認(rèn)真觀看了“天宮課堂”，并動手制作航空航天模型。

昨天，該校學(xué)生陳思語和鄒雨宸在科學(xué)教師劉嫚的帶領(lǐng)下，觀看“天宮課堂”第三課。當(dāng)熒幕里的“天宮教師”陳冬、劉洋、蔡旭哲給全國少年們揮手致意時，陳思語和鄒雨宸也興奮地朝屏幕久久地招手致意。“我們一想到三位老師看過我們的親筆信，就特別激動，還有一種特別的親近感?！标愃颊Z說。

今年5月，陳思語和鄒雨宸參加了由新華社、少年航天局等單位主辦的“寫給航天員的一封信”活動，其中陳思語的信被選中，遞送給了中國航天員。

天空課堂上，學(xué)生們認(rèn)真觀察思考。課堂中關(guān)于太空種子和太空植物的介紹環(huán)節(jié)，讓師生們格外有親切感。“我們校園中就有來自太空的植物種子，并由師生們共同養(yǎng)殖，有水稻、豇豆等植物，從播種、生長到結(jié)果，師生們都通過自然筆記進(jìn)行了詳細(xì)記錄，是非常好的科普實踐活動?！痹撔？茖W(xué)教師劉嫚說。

看完天宮課堂，學(xué)生們激動不已。陳思語更是發(fā)揮特長，潑墨寫下書法作品——“承載航天夢，鑄就中國魂”。陳思語說，5月份給航天員寫信的時候，也隨信給叔叔阿姨們寫下書法作品。這次看完天宮課堂后，也抑制不住心中的激動之情，再次寫下書法作品，送給航天員們?！案兄x你們帶著中國人的夢想走向宇宙，你們是激勵我們青少年不斷向前的動力。我也會努力發(fā)奮學(xué)習(xí)，成為祖國的棟梁之材，美麗中國的航天傳奇，需要我們?nèi)グl(fā)揚，去再創(chuàng)輝煌！”陳思語說。

(武漢晚報2022年10月13日第8版)

來源：武漢晚報