10月12日，學生在河南省科技館收看“天宮課堂”第三課。 新華社記者 徐嘉懿 攝
學生在河南省科技館收看“天宮課堂”第三課。 新華社記者 徐嘉懿 攝
“天宮課堂”第三課地面主課堂設在中科院空間應用工程與技術中心。 新華社記者 羅曉光 攝
中國科技館，“天宮課堂”第三課正在進行。 新京報記者 浦峰 通訊員 鄭蓓蓓 攝
10月12日，東四九條小學的小學生在向同學展示毛細效應實驗成果。 新京報記者 李木易 攝
北京市廣渠門中學的學生在寫觀后感。 受訪者供圖
北京市第十一中學附屬定安里小學的學生在觀看“天宮課堂”直播。受訪者供圖
10月12日下午，“天宮課堂”第三課在中國空間站開講。神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲擔任“太空講師”首次在問天實驗艙內授課。在約50分鐘的授課中，3位航天員介紹、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)境下毛細效應實驗、水球變“懶”實驗、太空趣味飲水、會調頭的扳手等神奇現(xiàn)象。此外，航天員還介紹了在中國空間站開展的水稻和擬南芥種植研究情況，展示了手套箱剪株操作。授課期間，航天員通過視頻通話形式與地面課堂師生進行了實時互動交流。
神奇實驗讓學生帶著興趣回家
新京報記者了解到，“天宮課堂”開播正值不少學校的放學時間，除了提醒孩子們回到家也要及時收看這堂精彩的課程，北京部分中小學校還組織學生們在校收看了這堂課程。
北京市第十一中學附屬定安里小學（簡稱“定安里小學”）組織了全校學生在校收看這場直播。該校德育主任于平介紹，學校一直重視“天宮課堂”在科學教育方面的延伸，在了解到這一堂課從15時許便開始直播后，學校及時組織全體同學一同收看。“在班級內孩子們一起收看，有著濃厚的課堂氛圍，高年級的學生會思考神奇現(xiàn)象背后的科學原理，低年級孩子會激起對太空課堂的興趣，可以說大家今天都是帶著興趣回家的。”于平笑道。
相對于小學，中學生在校集體觀看“天宮課堂”的時間更充裕一些。北京市廣渠門中學科技教育負責人裴毅介紹，該校初一初二學生在校觀看了這堂課程，還寫了觀看的感受。“最令人驚奇的是太空水稻會‘吐水’，吐出來的水連成一片，與地球上的水稻截然不同。”該校初二（1）班學生劉子堯在感想中寫道。
“天宮課堂”引發(fā)學生對未知世界的思考
“當航天員扔扳手的時候，我們班學生都驚呼起來，以為扳手得把問天實驗艙砸穿，這要在地球上，扳手很快就砸到地面了。”定安里小學四（4）班學生徐子鑫這樣形容同學們在收看“天宮課堂”的興奮勁兒。他說，當大家發(fā)現(xiàn)扳手在微重力環(huán)境下高速旋轉但卻位移緩慢時，長舒了一口氣，“航天員叔叔還來得及接住飛出去的扳手”。
這次的“天宮課堂”共涉及7項展示和實驗，學生們有各自感興趣的地方。徐子鑫最喜歡“太空趣味飲水”實驗，“地球上一般人不會用兩米長的管子喝水，喝著喝著就沒氣兒了吧？航天員輕松就喝到了。”
四（5）班的程思睿則對“毛細效應實驗”感興趣，她決定回家后第一時間告訴父母，“我想跟家人分享太空中的實驗和地球實驗結果是不一樣的，比如在太空上，三根不同粗細的玻璃管都能吸上來水。”
相對于小學生的“看熱鬧”，即將接觸到更多物理學科知識的中學生則有了更深的思考。“太空，一個幽暗無盡的黑色海洋中，蘊藏著無限的秘密，太空中，部分定律與地球不同……有沒有‘時空裂縫’在黑洞之中？”北京市廣渠門中學初一（10）班學生李宇軒在課后感想中寫道。不僅每一次的“天宮課堂”都會引發(fā)他對未知世界的思考，他還希望在今后的課堂上可以看到“碘升華實驗”“水沸騰實驗”“太空酒精燈燃燒”等實驗。
老師們“有備而來” 提前普及物理知識
“天宮課堂”推出以來，各校對于線下的組織也積累了一定經驗，裴毅介紹，今年針對太空上會出現(xiàn)的多項物理實驗，提前安排了物理老師在課程開始前便進行知識普及，讓孩子們帶著問題上“太空課”。
“實驗中有4項涉及物理知識，我首先要告訴他們?yōu)槭裁匆教兆鰧嶒灒諏嶒炗惺裁磧?yōu)勢。”北京市廣渠門中學科技教師馬云夢介紹，初一的孩子剛上中學才一個月時間，物理知識幾乎是零，而初二的學生馬上要學習“重力”，這堂“太空課”對于物理老師今后的教學，可以說是一次生動實踐。她也借此機會給孩子們講解了在地球上有電梯、過山車等失重體驗，讓學生們理解航天員的失重環(huán)境，激發(fā)同學們對于航天航空知識的熱情。
相對于中學生來說，定安里小學科學教師陳蕓覺得，“天宮課堂”對小學生是一次學科啟蒙，有助于他們未來帶著興趣學習物理。
現(xiàn)場
北京中小學開展同步“天地學習”
在太空可以用一根兩米長的吸管喝水？航天員上次在太空種植的植物如今怎么樣了？10月12日16時01分，面向廣大青少年的“天宮課堂”第三課準時開講。新京報記者了解到，北京市多所中小學校也通過線下組織、線上錄播等不同形式帶領學生們學習這精彩一課，有的學校還針對太空實驗課程表做了線下安排，“有備而來”。
關注
問天實驗艙可獨立支撐乘組在軌生活
據(jù)劉洋介紹，問天實驗艙具備獨立支撐乘組在軌生活的保障能力，并且有完整的控制系統(tǒng)，如果天和核心艙遇到緊急情況，問天實驗艙可以作為整個空間站的核心接管控制。
問天實驗艙的睡眠區(qū)為將來乘組在軌輪換提供保障，但問天實驗艙睡眠區(qū)的方向和核心艙是不同的。“核心艙是橫向的，而問天實驗艙則是縱向的。”劉洋說。
問天實驗艙里還出現(xiàn)了新的科學實驗柜。陳冬介紹，科學手套箱為航天員提供了一個密閉潔凈的操作空間，讓實驗更加便捷可控，“未來我們還要在這里安裝一臺靈巧機械臂和一套顯微操作系統(tǒng)，在它們的共同配合下，就可以給細胞做手術、穿刺，它的操作精度可以達到5微米。”
艙內的低溫存儲裝置相當于實驗樣品的太空冰箱，它可以提供零下80℃、零下20℃和4℃的存儲溫度，滿足不同樣品對低溫的存儲需求。
劉洋說，生命生態(tài)實驗柜是以生物個體為研究對象的實驗平臺，實驗柜由一個個像小房間一樣的模塊組成，每個房間對應不同的研究對象，就仿佛是動植物的太空旅館，這個實驗柜的研究成果可以幫助航天員未來在月球乃至火星實現(xiàn)長期生活。
在艙內還有個“黑盒子”設備。陳冬介紹，這個“黑盒子”實際上是輻射計量裝置，它可以測量艙內輻射水平，幫助他們更好地監(jiān)控艙內環(huán)境。
陳冬說，艙內的生物技術實驗柜主要是以細胞組織、蛋白質等生物樣品為對象進行研究的科研設備，里面配置了各種先進的細胞培養(yǎng)和檢測儀器，相當于一個小型的太空生物實驗室。
此外，問天實驗艙還有個變重力實驗柜，它能為科學實驗提供高精度模擬重力環(huán)境，實驗柜里有兩個圓盤，這兩個圓盤叫“轉子”。“每個轉子上面都裝載了標準的實驗模塊。”劉洋說，利用這個實驗柜，航天員可以開展多項科學實驗。
航天員演示水球變“懶”、扳手調頭
太空毛細效應實驗
在裝滿水的培養(yǎng)皿中，航天員陳冬將三根粗細不同的塑料管同時放在水中。隨后，最細管子內的液面飛速到達頂端，剩余粗細的塑料管內的液面則上升得較慢。據(jù)陳冬介紹，在太空中，由于沒有重力，液體表面張力作用更加明顯，驅動液面快速上升。
水球變“懶”實驗
航天員王亞平之前已經講解了水球的形成。此次授課中，航天員劉洋進行了拓展，在提前做好的水球上，她拿起注射器，向水球“吹氣”，隨之水球震動起來。隨后，劉洋將一個空心鋼球放進水球內，并再次拿起注射器，用同樣的力度向水球“吹氣”，但此時水球好像變“懶”了，震動變小了。外力施加到水球上，水會發(fā)生共振，加入一枚鋼球后，水球固有頻率就會發(fā)生改變，相對不容易引起共振。
太空趣味飲水
在問天實驗艙內，航天員劉洋拿起了一根長達兩米的吸管，準備喝掉袋子中的芒果汁。在地面，由于重力的作用，人們使用吸管喝水時，用越長的吸管吮吸，就越費力。太空是微重力環(huán)境，所以用更長的吸管喝水也感到毫不費力。“我不僅喝到了水，而且還非常輕松。”劉洋說。
會調頭的扳手
空間站常用的工具T字扳手在航天員陳冬的擺弄下，翻身旋轉，反反復復。問天實驗艙內的小扳手以“竹蜻蜓”和上下“掉頭”的兩種方式旋轉，兩個扳手的旋轉姿態(tài)卻完全不一樣。據(jù)陳冬介紹，這是蘇聯(lián)航天員賈尼別科夫在空間站中偶然發(fā)現(xiàn)的，研究發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象與扳手的旋轉方式和它質量的分布有關系。
地面課堂師生與航天員實時互動
授課期間，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲通過視頻通話形式與地面課堂師生進行了實時互動交流，在線回答了全國各地學生們的疑問。
“請問我應該怎樣做才能成為一名合格的航天員呢？”一位來自北京的同學提問。航天員陳冬回應，“我非常開心能聽到這樣的提問，希望今天的‘天宮課堂’也能夠在更多的同學心里種下航天的種子。”
陳冬告訴提問的同學，“想要成為一名航天員需要經歷嚴格的選拔和訓練，我相信只要你堅定理想，認真學習，好好鍛煉身體，未來一定有機會加入光榮的航天員隊伍，我們在空間站等你來出差。”
“在太空中種植，植物能否得到充足的光照？這個照明是艙內提供的燈具的照明，還是太空中的自然光呢？”一位來自河南的同學提問。
劉洋回應說，問天艙的植物是在實驗柜里培養(yǎng)的，無法接受太陽光的照射，但艙內的實驗柜里有人工光源，通過調控光源的強度和光譜，可以為植物提供充足的光照，滿足生長發(fā)育的需求，“雖然目前我們還無法直接利用自然光，不過隨著技術的進步，或許將來我們可以直接利用自然光來培育植物。同學們，你們要好好學習，勤于思考，說不定這個問題就是由你們來解決的。”
還有同學問，地球上的機械時鐘和電子鐘在太空中還能正常使用嗎？引力、輻射、重力等會不會對它們產生影響？
蔡旭哲回應說，“電子表是沒有問題的，我們空間站上面所有計算機里面的電子時鐘都在正常運轉，至于機械表是否還能夠使用，主要看是哪種工作原理的機械表，如果是那種有一個鐘擺來回擺動的鐘表，空間站是無法使用的。”
說到鐘表，蔡旭哲還透露一個小秘密。他告訴學生們，空間站上將要安裝一個特殊的鐘表，它叫冷原子時鐘，它將隨著夢天實驗艙進入空間站當中，精度有望實現(xiàn)約50億年誤差1秒的超高紀錄。
新京報記者 張建林 劉洋
最新評論