“天宫课堂”开讲啦！

北京时间12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课，这也是中国空间站的首次太空授课活动。此次太空授课活动进行了全程现场直播，在中国科技馆设地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门分设4个地面分课堂，共有1420名中小学生代表参加了现场活动。

【镜头一】“太空教师”惊艳亮相

在中国科技馆地面主课堂的大屏幕上，实时画面从绕着蓝色地球飞行的空间站转换到了宽敞整洁的空间站核心舱中，一个黄色陀螺旋转着出现在镜头中，王亚平的声音响起：“太空探索永无止境，随着不断旋转的陀螺，我们已经从神舟十号任务，进入到了空间站时代。欢迎来到‘天宫课堂’！”王亚平和同学们打起招呼，并风趣地介绍身边的“感觉良好乘组”。“嗨，同学们好，我是指令长翟志刚。”“同学们好，我是航天员叶光富。”明亮的空间站核心舱中，王亚平带着同学们逛起了“太空之家”。核心舱的小柱段有3个睡眠区。王亚平的睡眠区里贴着家人的照片，挂着自己喜欢的小物品，十分温馨。透过舷窗，太空和地球美景尽收眼底。“失重环境，血液分布和地面不同，下部的血液上涌，所以我们的脸会看起来胖胖的。这会影响健康，所以我们要通过很多种锻炼方法对抗失重生理效应。”王亚平演示了如何使用太空跑步机、太空自行车。在太空厨房，太空橱柜里有加热装置、饮水分配器、食品冷藏箱。王亚平轻轻拉开食品冷藏箱，掏出一个新鲜的苹果。饮水分配器是取用生活用水的地方。王亚平说，随着技术的进步，空间站舱内的生活用水已经实现了再生，每滴水都会做到物尽其用。为了展示如何对抗太空失重，叶光富给翟志刚当起了模特。翟志刚介绍，为了防止失重造成的肌肉萎缩，除了锻炼工具，还有个“秘密武器”，就是穿在叶光富身上的“企鹅服”。它有很多拉带让肌肉保持张力，对抗肌肉萎缩。“小小服装背后，浓缩着航天科技专家的巧思妙想。”翟志刚说。随着王亚平的“导览”，空间站仿佛就在人们眼前，地面课堂不时响起阵阵掌声。

【镜头二】“太空步”中看不中用

“在太空能正常行走吗？”为了回答这个问题，王亚平请叶光富尝试像在地面一样走路。叶光富“踩”了几下，就不由自主地飘了起来，引起大家一阵笑声。“在太空没有重力，无法像在地面一样正常行走。”王亚平揭示了答案。“不光是走路，太空转身也和地面有很大差别，我们在太空转身很难。”王亚平请叶光富示范太空转身的难度，游泳式、吹气式都不行，最后举起单臂不断转圈，终于转身成功。“帮助叶老师完成转身的这个动作和角动量相关。”王亚平解释道。什么是角动量？中国科技馆科普讲师团副团长陈征介绍，角动量是描述物体转动的物理量。这个试验所展现的是在微重力的环境中，航天员在不接触空间站的情况下，类似于理想状态下验证“没有外力矩，物体会处于角动量守恒”。航天员上半身向左转动时，按照角动量守恒的原则，下半身就会向右转，“另一个动作是航天员伸展身体的时候，因为质量分布得离旋转轴比较远，转动惯性比较大，所以角速度就减慢，通俗地说就是转得慢了。而当把四肢收回时，转动惯性小，角速度就会增加，直观感受就是转动速度变快了。”陈征说。

【镜头三】互动实验带来无限欢乐

天地互动中，还同做了小实验。在八年前的神舟十号太空课堂中，王亚平曾在太空成功制作了一张漂亮的水膜，并在水膜上贴上了一个印着中国结的小道具。在“天宫课堂”，王亚平再次演示了水膜实验，但这次做好水膜后，她拿出的是提前折叠好的一个花朵折纸。她将折好的纸花小心翼翼地放置在水膜上，令人惊讶的现象出现了——花朵在晶莹剔透的水膜上缓慢“开放”了。“希望你们的梦想都能在广袤的宇宙中绽放！”王亚平寄语孩子们。随后，水球实验也被复现，地面上的孩子和八年前一样，再一次透过太空中的水球看到了“倒立”的王老师。孩子们还拿起桌上的玻璃球，体验到了同样的视觉效果。不同的是，这次实验增加了一个“双像”环节，在水球中注入空气，镜头前便出现了一正一反两个“王老师”，一个来自水的倒像，一个来自空气的正像。“哇！”这个奇妙的画面，引得现场的孩子们连连惊叹。接下来是“太空欢乐球”。王亚平往水膜里不断加水，利用失重环境下水的表面张力，做出一个在地面上无法做出的水球。随后她注入蓝色颜料，放入半片普通的维生素泡腾片。瞬间，水球变成了蓝色。气泡不断产生，但并没有离开水球。“为什么气泡没有离开水球呢？”王亚平说，这是因为，在失重环境中浮力消失，气泡不再上浮，而是相互挤压。王亚平说：“这个蓝色的小球像不像我们的地球？地球是人类在宇宙中的摇篮，但人类不可能永远生活在摇篮里。如今我们有了自己的空间站，将来中国人的脚步会踏入月球、火星和更远的深空。”

【镜头四】奇思妙想点燃科学梦

授课期间，航天员通过视频通话形式与地面课堂师生进行了实时互动交流，一个个创意满满的太空问答也满足了孩子们的好奇心。“我们可以给你们发邮件吗？”面对澳门同学的提问，叶光富笑着回答，虽然目前无法直接传输邮件到天上，但很欢迎孩子们在网站上给他们留言。汶川的同学提问：“在太空能看到闪烁的星星吗？有没有UFO？天也是那么蓝吗？”王亚平回答说：“透过舷窗，我们可以看到地球，也可以看到日月星辰，但是没有看到过UFO。由于没有大气对光的散射作用，我们看到的太空不是蓝色的，而是深邃的黑色。”“乘坐飞船，是不是和坐过山车一样刺激？”北京的同学提问。“坐飞船可比坐过山车要更刺激，飞船的速度远远大于过山车。”翟志刚笑着说。“在空间站中，氧气和二氧化碳如何进行循环？”“在太空中睡觉会飘来飘去吗？会做梦吗？做的梦和在地球上有什么不同？”面对孩子们的提问，王亚平的解答充满了幽默：“在太空中睡觉，无论什么姿势都有种站着睡觉的感觉。每次睁开眼睛，看见自己悬浮在睡袋里，反而有种做梦的感觉。”“此次授课最显著的特点是天地互动，师生在交流互动中展示有趣的科学现象，来激发孩子们的好奇心和求知欲，在孩子们心中埋下科学思维的种子。”陈征表示，在看完这些实验的内容后，孩子们可以再去进行探索，在地面上尝试更多可能的方案，甚至以后可以把他们的奇思妙想带到太空去。来自北京市朝阳师范学校附属小学四年二班的陈浩初兴奋地说：“‘天宫课堂’太精彩了！我一定要好好学习科学文化知识，将来努力探索宇宙的奥秘。”

【镜头五】保障“信息天路”通畅

12月9日下午15时40分，当稳定清晰的画面和清脆响亮的声音从九天之外传来，中国科技馆内直播授课地面课堂爆发出热烈的掌声。与此同时，神舟十三号乘组也能通过空间站内的液晶屏幕，清楚地看到地面课堂内孩子们的一举一动，并实时进行“天地对话”。同学们与航天员之间的沟通延迟程度很小，对话几乎是“无缝衔接”。在“天”与“地”顺畅连通的背后，是中国航天人的密切配合协作。航天科技集团五院空间站系统测控与通信分系统主任设计师易予生介绍，此次天地授课基于我国天链中继系统，采用高速双向音视频传输，以天地对话等互动形式开展，舱内采用多台高清摄像机通过中继高速链路将高清视频实时传送至地面，地面上行两路高清图像送至舱内显示器，从而实现双向视频传输。这条“信息天路”的畅通，是由北京空间信息传输中心全力保障的。“受地球曲率的影响，要想实现对中国空间站的长时间持续测控，必须有覆盖范围广、传输速率高的中继卫星系统支持。”北京空间信息传输中心总工程师单长胜说。中心总体室工程师秦铭晨介绍，空间站绕地球一周约90分钟，假设开始授课时中国空间站正好运行到了中国正上方，到授课结束时，它已经飞到了地球的另一面。而依靠运行在距地面30000多公里的中继卫星，不仅可以精准捕获中国空间站，还可以进行图像、话音等高速数据传输。

【镜头六】在实践中领略魅力

将铅笔插进装满水的袋子、用泡腾片演示火山喷发、将水滴滴在硬币上观察水的表面张力……12月9日下午，在陈经纶中学劲松分校聚沙校区，孩子们对照着“天宫课堂”的课表，与“太空教师”一起隔空做起了实验。“1，2，3……28！‘小水池’溢出来了！”小学三年级的科学课堂上，一名男生手持滴管，一边小心翼翼地将水滴滴在硬币上，一边大声地数着数字。这是科学老师白燕为孩子们设计的“硬币小水池”实验。“滴在硬币上的水滴为什么没有立刻流出来，而是形成了‘小水池’呀？”有学生不解。“这是因为像水这种液体会产生一种使表面尽可能缩小的力，这个力被称为‘表面张力’。”白燕适时给孩子们补充科学知识。“‘天宫课表’一公布，我就开始备课了。”白燕说，她最关注的是课表中的“水膜张力实验”，“我们前期已经带领学生们了解了有关水的知识，水膜的张力实验将会是我们前期学习的很好拓展。”白燕将实验的目标定位在让学生在趣味实践中了解水的表面张力，感受表面张力在地面与太空的不同魅力。除了“硬币小水池”之外，她还准备了“洗洁精推动纸船”“铅笔插进水袋不会漏”等实验项目供学生们选择。“太空是一个微重力的环境，微重力会让表面张力更显神威。”感受着太空与地面实验的不同，孩子们被表面张力的神奇魅力所折服。将色素倒进水杯，搅拌后再倒入食用油，用镊子夹起泡腾片投入杯中，霎时间气泡翻腾起来……四年级的科学课堂上，孩子们欢呼过后满满的困惑，“老师，我们的泡腾片实验怎么跟屏幕上的实验不一样呀？”科学老师范海艳同孩子们一样兴奋，“在空间站微重力的环境下，浮力消失了，泡腾片扔进水中产生的气泡也不再上浮，而是相互挤压，水球也会被气泡撑得越来越大。”孩子们恍然大悟。“科学实在太神奇了，我真想当个航天员呀！”四年级学生岳翊璇语气中充满了期待，梦想的种子在心中悄然种下。六年级学生周欣瑶则对太空授课中企鹅服的展示印象深刻，“我觉得特别震撼，原来航天员在太空中是这样生活的，这次授课让我对科学和航天的兴趣更浓厚了。”六年级学生李浩玮则充满了自豪，“‘天宫课堂’背后展示的是我们国家的科技实力，我觉得特别骄傲，希望自己未来也能为科学发展作出贡献。”该校德育主任刘亚琨介绍，在得知太空授课的消息后，学校就谋划着如何更好地将“天宫课堂”转化为学生科学教育的资源。“前期在科技月等系列活动中，我们已经对学生进行了航天知识的科普，孩子们都有着浓厚的兴趣。”过去几天，老师们集思广益，综合考虑实验材料的可获得性、实验的可操作性、小学生的接受能力等，从“天宫课表”中选取了多项地面互动实验。学校设想，未来，要将航天科普教育以“给宇航员写封信”等形式延续下去。

（全媒记者许愿综合自人民日报、光明日报、北京日报等媒体报道）

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