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太空都可以上哪些课?天宫二号可做更多实验

李晶

2013年06月25日08:48    来源:北京科技报     手机看新闻

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  “大家好!我是王亚平,本次授课由我主讲。”6月20日上午9点,当神舟十号女航天员王亚平从距离地球300多公里的太空中传来熟悉的问候时,中国人民大学附属中学报告厅里爆发出热烈掌声。作为太空授课的“地面课堂”,330多位师生在这里亲身经历与神十航天员天地连线。这也是中国首次、全球第二次针对青少年进行的太空授课。

  举世瞩目的中国“太空第一课”

  全国有8万余所中学的6000余万名师生统一集中到电视面前,期待着这堂“神奇”的太空物理课。

  九点刚过,航天员王亚平就出现在屏幕前,只见她轻点脚尖,缓缓“飘”到讲台。在失重环境下,这位主讲精心梳理的马尾辫变成了蓬松的“毽子”,呈现出几分“笑果”。

  在45分钟时间里,王亚平和她的助手们做了质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等四个基础物理实验,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。

  你知道如何在太空失重的情况下测量体重吗?王亚平第一个实验就演示给观众,她把助手聂海胜固定在测量质量的“质量测量仪”一端,然后轻轻拉开支架,一放手,支架在弹簧的作用下回复原位。LED屏显示出聂海胜的质量:74公斤。

  这个实验生动地说明了牛顿第二定律的基本原理——“物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比。”这是一个在一切惯性空间内普遍适用的基本物理定律,不因物体的引力环境、运动速度而改变,因此在太空和地面都是成立的。

  四个失重条件下的物理实验,让电视机前的学生大开眼界,原来在课堂上老师只能讲解失重的原理,不能见到实际演示,而今天他们上了一堂生动的物理课。

  “这种演示方法,一定会给孩子们留下深刻的印象,甚至是一辈子都忘不了的。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新说。

  太空中的“趣味”课程表

  目前除了美国的芭芭拉·摩根和我国的王亚平通过天地连线在太空授课外,其实国际空间站也制作了很多关于太空生活和实验的视频课件。目前,全球已有近320万学生从空间站下载并分享这些课件。此外,在美国有近百万学生亲自参加或通过“提问”方式参与了空间站的实验。

  记者打开美国国家航空航天局(NASA)的官网(www.nasa.gov),发现在LOGO下方就有四个明显的“标签”,分别提示面向“公众”、“教育者”、“学生”和“媒体”,四个部分的内容各有侧重。

  再进入面向学生的部分,又会看到为不同年级的学生提供的有针对性的内容。人们不仅可以在网上浏览这些来自太空,或者介绍太空知识的内容,也可以从网站上直接下载这些视频。

  据焦维新介绍,这些视频内容主要还是体现了微重力环境下的特征。比如宇航员如何穿衣、吃饭、刷牙等太空生活细节,还有在微重力环境下的跳绳、飞檐走壁等。

  记者在互联网上也搜索到了“太空能不能掉眼泪”、“太空如何洗脸”、“太空中怎么玩悠悠球”等精彩视频。这些出自国际空间站的视频,用生动、独特的演示方式,激发着人们探索太空的热情。但是除了各种各样的“物理课”,太空课程表里还有没有其他课程呢?

  “除了物理课,在太空我们还可以上生物课。在失重条件下观察动植物生长发育和生存变化。”焦维新说。

  在国际空间站实验架的孵卵器中,就有专为学生进行生物课学习的小培育室,他们可将小植物和动物放到里面,观察它们在太空失重环境下的生长和发育。国际空间站还曾专门为中学生开设生物课,研究一种与人体健康有关的小蠕虫。小蠕虫分成地面对照组和太空实验组两组,学生们会仔细观察、记录蠕虫的生长过程和繁殖后代的情况。

  为了增加学生对地理知识的学习兴趣,美国还曾开展“中学生地球常识”的教育计划。航天员会帮他们将一台数码相机带到太空,安装在国际空间站舱内的玻璃窗上。通过网络,学生操纵安装在空间站上的这台特制数码相机,在太空中选取最佳视角拍摄美丽的地球表面,再通过网络传到地面。学生们不仅看到了自己拍摄的地球上的海洋、山脉,而且还有机会从太空拍摄地球污染的情况,从而对环境保护拥有更清晰的认识。

  向青少年播种中国“科学梦”

  焦维新说,太空实验可以设计很多内容,我们需要更大的空间实验室,更好的平台。等我们的空间站建成了,所进行的科学实验范围更广泛了,我们肯定还会选择一些适合青少年的学习方式。

  比如我们在地球上看到的极光,只是一个局部的情况,而在飞船或空间站上看到的肯定会是另一番景象;而观察地球也是一样,有时有云飘过,有时无云,而且在夜晚也将看到一片片的灯火,将这些只能从太空中看到的景象拍摄下来,一定可以制作出很好的视频课程。

  两年后发射的天宫二号,在重量和体积上都有提升,就可能做更多的实验,等我们的空间站建成后,这方面的实验就会更加丰富多彩。

  “我国首次的太空授课让青少年、甚至成年人都感受到了国家科技的进步,这是一个良好的开端,应以此为契机加强对青少年科普宣传的力度,特别是在我国一些重大工程的进展中,也应开展一些切实有效的宣传工作。”焦维新说。

 

(责编:赵竹青、马丽)
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