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“天宮課堂”:中國科普新高度

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“天宮課堂”:中國科普新高度

2022年03月28日 19:39 來(lái)源:人民日報海外版參與互動(dòng)參與互動(dòng)

  本報記者 張保淑

  “飛天夢(mèng)永不失重,科學(xué)夢(mèng)張力無(wú)限”。3月23日下午,第三次“天宮課堂”如約舉行,在約400公里高的環(huán)地球軌道上,神舟十三號乘組指令長(cháng)翟志剛和航天員王亞平、葉光富攜手開(kāi)講,在近1個(gè)小時(shí)的授課過(guò)程中,不僅現場(chǎng)演示了豐富多彩的科學(xué)實(shí)驗,而且以天地連線(xiàn)的方式回答了地面課堂的學(xué)生提出的問(wèn)題。通過(guò)中國國家廣播電視總臺多個(gè)頻道和數個(gè)新媒體平臺,此次“天宮課堂”向全球同步直播。

  “天宮課堂”始于2013年6月20日。彼時(shí),神舟十號乘組成員、航天員王亞平在航天員聶海勝和張曉光的配合下,在天宮一號空間實(shí)驗室進(jìn)行了中國首次太空授課,為全國6000多萬(wàn)中小學(xué)生演示了失重環(huán)境下獨特的物理現象,并進(jìn)行了天地互動(dòng)交流。從此之后,“天宮課堂”開(kāi)始成為中國開(kāi)展科學(xué)知識普及的一大知名國家品牌。隨著(zhù)天和核心艙成功發(fā)射,中國天宮空間站進(jìn)入在軌建造階段,“天宮課堂”變得活躍起來(lái),接連于2021年12月和近日兩度開(kāi)課,神舟十三號乘組的3名航天員華麗轉身為循循善誘的科學(xué)課教師,在九天之上向全球觀(guān)眾演示了一批精心設計的科學(xué)實(shí)驗并揭示背后的科學(xué)道理,激發(fā)了世界各國民眾特別是廣大青少年朋友探求科學(xué)規律、探索宇宙奧秘的熱情。在此過(guò)程中,中國的科普事業(yè)也邁上前所有的新高度。

  實(shí)驗異彩紛呈

  互動(dòng)熱火朝天

  拋出去的北京冬奧會(huì )吉祥物“冰墩墩”玩偶沒(méi)有沿拋物線(xiàn)方向下墜、落下,而是給人以沿著(zhù)直線(xiàn)做勻速運動(dòng)的感覺(jué)。一種過(guò)飽和溶液被從袋子中沿著(zhù)短管擠出,在短管端形成液體球,而后懸浮于空中,被一條短棒一碰,液體球就像被施了魔法一般,很快通體“結冰”,成為一個(gè)冰球。在兩塊小塑料板上分別擠上些許水,形成了兩個(gè)小水球,而后被輕輕靠近,兩個(gè)小水球就融為一體并在塑料板間形成一個(gè)數厘米長(cháng)的液體小“橋”。植物油與水在小瓶中交融混合后卻不能自己分離開(kāi),而用繩子拴住一端,再用手臂甩上一陣后,水與油成功分離了……

  第三次“天宮課堂”這些扣人心弦的瞬間讓很多學(xué)生不斷思考、回味。的確,這些空間站微重力環(huán)境下所演示的現象,與在地面上所看到的差異如此之大,完全超越了日常的經(jīng)驗和感知,很多學(xué)生依然在興趣盎然地繼續思考、追尋背后所包含的科學(xué)道理?!拔业暮⒆涌赐曛辈ナ谡n后,寫(xiě)了篇日記,提出了好幾個(gè)關(guān)于太空的問(wèn)題。我認為這是他寫(xiě)的最好的日記。這幾天,他一直在查資料,找答案。太空課堂真是讓他大開(kāi)眼界,感謝中國空間站上的航天員老師們!”一位家長(cháng)在社交媒體上這樣寫(xiě)道。

  “天宮課堂”不是教師“自上而下”單向講解和演示實(shí)驗的過(guò)程,而是有問(wèn)有答的雙向互動(dòng)。王亞平老師給學(xué)生們留下這樣的問(wèn)題:從地面上來(lái)看,空間站上近似勻速直線(xiàn)運動(dòng)的“冰墩墩”應該是什么運動(dòng)狀態(tài)呢?液態(tài)金屬球在冷卻過(guò)程中,為什么會(huì )出現再輝現象?網(wǎng)友和地面課堂的學(xué)生向航天員老師提出了多個(gè)問(wèn)題。比如,空間站里流淚是什么感覺(jué)?空間站無(wú)容器實(shí)驗柜可以用來(lái)做什么研究?對這些問(wèn)題,航天員老師給予了細致的回答和講解。

  “天宮”自帶流量

  課堂精心設計

  縱觀(guān)已經(jīng)開(kāi)展的三次教學(xué)活動(dòng),我們不難發(fā)現,“天宮課堂”設置精心,生動(dòng)鮮活,富有吸引力,彰顯了組織者和實(shí)施者的用心程度和專(zhuān)業(yè)性。

  “天宮課堂”無(wú)疑是自帶“流量”,天然具有吸引力,但是如果不能很好地進(jìn)行課堂教學(xué)內容選擇、設計特別是演示實(shí)驗選擇,教學(xué)效果就可能大打折扣。據了解,“天宮課堂”的教學(xué)內容是在確保絕對安全的前提下,精心選擇航天員容易操作、實(shí)驗效果容易觀(guān)察并且與地面效果反差大的內容和項目。于是,人們看到“天宮課堂”呈現了一些微重力環(huán)境下,與物體運動(dòng)、液體浮力、液體表面張力等有關(guān)的實(shí)驗,被“潛水的乒乓球”、倒影人像的“超大水球”、附著(zhù)于水膜上的中國結”等新奇的太空現象深深吸引。

  “泡騰片加入水球”實(shí)驗就是精心選擇教學(xué)內容的一個(gè)好例子。該實(shí)驗最初的創(chuàng )意來(lái)自一名孩子提出的問(wèn)題,有關(guān)方面在篩選時(shí),擔心氣體從水球內冒出可能導致液體濺到艙內器件上,就沒(méi)有將其納入進(jìn)去。不過(guò),王亞平覺(jué)得此實(shí)驗很有創(chuàng )意并測試成功,于是就在課堂上演示出來(lái),讓人耳目一新。

  精心選擇教學(xué)用具是 “天宮課堂”的一大特色。在23日的教學(xué)中,北京冬奧會(huì )上的“明星”冰墩墩閃亮登場(chǎng),王亞平和葉光富通過(guò)相互拋擲冰墩墩玩偶來(lái)進(jìn)行太空拋物實(shí)驗。據了解,該冰墩墩玩偶是航天乘組出發(fā)時(shí),載人航天團隊送給他們的“盲盒”之一。很多人對去年的“天宮課堂”上水膜張力實(shí)驗中盛開(kāi)的折紙花印象深刻,那是王亞平與女兒之前特意為該實(shí)驗制作的,是色彩絢麗、飽含親情的“科技”之花。

  在23日的“天宮課堂”上,人們還注意到,航天員老師在介紹高微重力實(shí)驗柜時(shí),展示了之前開(kāi)展實(shí)驗的視頻資料,使課堂教學(xué)內容得到進(jìn)一步拓展和豐富。據了解,通過(guò)實(shí)驗視頻開(kāi)展教學(xué)活動(dòng),將成為“天宮課堂”發(fā)展的方向之一。

  多方攜手打造

  促進(jìn)發(fā)展演進(jìn)

  “天宮課堂”是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)、中央廣播電視總臺等主辦,中國科技館及載人航天工程相關(guān)參研參試單位提供支持,共同打造的科普教育國家品牌,它的成功是各方攜手努力取得的。

  天宮一號空間實(shí)驗室和天宮空間站是開(kāi)展太空教學(xué)和科普的前提條件。按照“三步走”發(fā)展戰略,我國載人航天工程取得歷史性突破,所屬航天員、空間應用、載人飛船、運載火箭、發(fā)射場(chǎng)、測控通信、著(zhù)陸場(chǎng)、空間實(shí)驗室等8大系統都取得重大成就。2011年底,中國科協(xié)向中國載人航天工程辦公室建議,以神舟十號發(fā)射并與天宮一號對接為契機,由航天員在太空為青少年講授科學(xué)課。這一建議得到了中國載人航天辦公室的積極響應,在神舟十號飛船與天宮一號交會(huì )對接任務(wù)順利完成后,“天宮課堂”首次開(kāi)課。

  “天宮課堂”隨著(zhù)載人航天技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展演進(jìn)。人們發(fā)現,與第一次開(kāi)課時(shí)相比,最近兩次 “天宮課堂”直播的畫(huà)面更加清晰、聲音延遲明顯減少。這得益于承擔天地數據傳輸的中繼通訊衛星即天鏈衛星的發(fā)展。天鏈衛星已經(jīng)從數年前的第一代3顆衛星,發(fā)展到目前5顆衛星并成功發(fā)射了第二代01星?!疤戽湣睌祿鬏斈芰头€定性大大增強,“天宮課堂”的呈現效果得到明顯提升。

  在校學(xué)生是“天宮課堂”服務(wù)的主要對象,各級教育行政部門(mén)和中小學(xué)校紛紛行動(dòng)起來(lái),通過(guò)臨時(shí)調整課程等措施,動(dòng)員、鼓勵學(xué)生通過(guò)各種方式和各類(lèi)媒體參與“天宮課堂”。比如,教育部提前2天在其官方網(wǎng)站發(fā)布了關(guān)于收看“天宮課堂”的提示,預報了開(kāi)課時(shí)間和教學(xué)內容。

  各地科技館等科普機構也積極行動(dòng)起來(lái),組織所在地中小學(xué)生集中收看“天宮課堂”。有的還針對教學(xué)內容,安排相關(guān)領(lǐng)域的科技專(zhuān)家為學(xué)生做課前預習和課后答疑。值得一提的是,“天宮課堂”帶動(dòng)了科學(xué)熱、科普熱,一些科技專(zhuān)家圍繞“天宮課堂”教學(xué)內容,自發(fā)制作科普視頻節目,通過(guò)自媒體廣泛傳播。

  擴大地面課堂

  關(guān)注網(wǎng)絡(luò )空間

  通過(guò)3次授課,人們注意到,“天宮課堂”形成了“‘天宮’+地面課堂”互動(dòng)的模式,地面課堂的設置每次都有變化。

  第一次授課時(shí),地面課堂安排在位于北京的中國人民大學(xué)附屬中學(xué)。第二次授課時(shí),地面課堂進(jìn)一步劃分為地面主課堂和地面分課堂,前者安排在位于北京的中國科技館內,后者則有4個(gè),分別安排在廣西南寧、四川汶川、香港、澳門(mén)。第三次授課時(shí),地面課堂沿用了主課堂和分課堂,前者位置沒(méi)有變化,依然在中國科技館。后者則有兩個(gè),分別設置在西藏拉薩和新疆烏魯木齊。

  地面分課堂的設置和調整變化無(wú)疑擴大了“天宮課堂”的覆蓋面,讓更多地方包括特別行政區的學(xué)生獲得與航天員老師直接交流互動(dòng)的機會(huì ),特別是直接向他們提出自己關(guān)心的科學(xué)問(wèn)題的機會(huì )。

  值得注意的是,“天宮課堂”在努力擴大地面課堂覆蓋的同時(shí),也把目光投向無(wú)限寬廣的網(wǎng)絡(luò )世界,關(guān)注并回應廣大網(wǎng)友提出的問(wèn)題。比如,在第三次授課時(shí),航天員在回答地面課堂學(xué)生的提問(wèn)之前,首先回答了網(wǎng)友提出的兩個(gè)問(wèn)題,這將進(jìn)一步激發(fā)網(wǎng)友們探求科學(xué)知識的熱情。

【編輯:陳文韜】
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