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太空都可以上哪些課?天宮二號可做更多實驗

李晶

2013年06月25日08:48    來源:北京科技報     手機看新聞

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  “大家好!我是王亞平,本次授課由我主講。”6月20日上午9點,當神舟十號女航天員王亞平從距離地球300多公裡的太空中傳來熟悉的問候時,中國人民大學附屬中學報告廳裡爆發出熱烈掌聲。作為太空授課的“地面課堂”,330多位師生在這裡親身經歷與神十航天員天地連線。這也是中國首次、全球第二次針對青少年進行的太空授課。

  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,隻見她輕點腳尖,緩緩“飄”到講台。在失重環境下,這位主講精心梳理的馬尾辮變成了蓬鬆的“毽子”,呈現出幾分“笑果”。

  在45分鐘時間裡,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,原來在課堂上老師隻能講解失重的原理,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於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並分享這些課件。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(www.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”、“太空中怎麼玩悠悠球”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”,太空課程表裡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裡面,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虫。小蠕虫分成地面對照組和太空實驗組兩組,學生們會仔細觀察、記錄蠕虫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台數碼相機帶到太空,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台特制數碼相機,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,更好的平台。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,有時有雲飄過,有時無雲,而且在夜晚也將看到一片片的燈火,將這些隻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。

  兩年后發射的天宮二號,在重量和體積上都有提升,就可能做更多的實驗,等我們的空間站建成后,這方面的實驗就會更加豐富多彩。

  “我國首次的太空授課讓青少年、甚至成年人都感受到了國家科技的進步,這是一個良好的開端,應以此為契機加強對青少年科普宣傳的力度,特別是在我國一些重大工程的進展中,也應開展一些切實有效的宣傳工作。”焦維新說。

 

(責編:趙竹青、馬麗)
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