劉洋在太空中用2米長吸管輕松喝飲料【首次在問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)授課 “天宮課堂”第三課干貨滿滿】

　　【現(xiàn)場】

　　“天宮課堂”第三課干貨滿滿

　　10月12日16時(shí)01分，“天宮課堂”第三課在中國空間站開講，新晉“太空教師”陳冬、劉洋、蔡旭哲為廣大青少年帶來一場精彩的太空科普課。

　　首次在問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行授課

　　這是中國航天員首次在問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行授課。

　　在約50分鐘的授課中，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲生動(dòng)介紹展示了空間站問天實(shí)驗(yàn)艙工作生活場景，演示了微重力環(huán)境下毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、水球變“懶”實(shí)驗(yàn)、太空趣味飲水、會(huì)調(diào)頭的扳手等神奇現(xiàn)象，并生動(dòng)講解了實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)原理。此外，航天員還重點(diǎn)介紹了在中國空間站開展的水稻和擬南芥種植研究情況，展示了科學(xué)手套箱剪株操作。

　　此次活動(dòng)，在中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心設(shè)地面主課堂，在山東菏澤、河南鄭州、云南大理分設(shè)3個(gè)地面分課堂，約400名中小學(xué)生代表參加現(xiàn)場活動(dòng)。

　　授課活動(dòng)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)等共同主辦，北京航天飛行控制中心、中國航天員科研訓(xùn)練中心、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心、中國空間技術(shù)研究院等載人航天工程參研參試單位提供支持。

　　空間站建設(shè)和運(yùn)營過程中，“天宮課堂”將持續(xù)開展太空授課活動(dòng)，進(jìn)行形式多樣、內(nèi)容豐富的航天科普教育。中國載人航天工程辦公室將持續(xù)通過媒體、“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”和載人航天工程官網(wǎng)等平臺(tái)廣泛征集關(guān)于“天宮課堂”的創(chuàng)意建議，歡迎社會(huì)各界特別是廣大青少年踴躍參與。

　　航天英雄楊利偉地面答疑

　　授課期間，航天員通過視頻通話形式與地面課堂師生進(jìn)行了實(shí)時(shí)互動(dòng)交流，地面課堂專家也就有關(guān)科學(xué)問題進(jìn)行認(rèn)真解析。

　　與此同時(shí)，中國載人航天工程副總設(shè)計(jì)師、航天英雄楊利偉也來到中國科技館，現(xiàn)場給中小學(xué)生解答他們心中關(guān)于太空的疑問。楊利偉與中國載人航天航天員系統(tǒng)副總指揮、中國航天員科研訓(xùn)練中心正高級工程師尹銳等專家學(xué)者帶領(lǐng)青少年在地面同步嘗試開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行現(xiàn)場授課和互動(dòng)答疑。

　　記者走進(jìn)中科院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心，全程見證了這一首次設(shè)在載人航天科研單位內(nèi)部的主課堂。北京大學(xué)附屬中學(xué)高中生物老師柏葉擔(dān)任了地面主課堂的主持人，她告訴記者：“孩子們現(xiàn)場與航天員的互動(dòng)非常精彩，天宮課堂讓中小學(xué)生們有機(jī)會(huì)看到航天員在太空中開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，國家發(fā)展得越來越好，才能有這種機(jī)會(huì)。”

　　毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，最細(xì)吸管開啟“倍速模式”

　　在空間站微重力環(huán)境下，陳冬用一個(gè)小實(shí)驗(yàn)展示了流體現(xiàn)象的天地差異。

　　他將三根粗細(xì)不同的塑料管同時(shí)放在水中，最細(xì)的管子內(nèi)，液面飛速到達(dá)頂端，仿佛開啟了“倍速模式”。

　　一顆小小的鋼球，讓水球變“懶”

　　劉洋用注射器向水球噴出空氣時(shí)，水球的震動(dòng)很激烈。在水球內(nèi)加入鋼球后，以同樣的力度沖擊，水球的振動(dòng)幅度變小了。這是怎么回事？

　　2米長的吸管喝到果汁，“很輕松！”

　　在地面，如果吸管太長要很費(fèi)力才能喝到飲料。而在問天實(shí)驗(yàn)艙中，劉洋用2米長的吸管，不僅成功喝到了芒果汁還表示“很輕松”。

　　微重力環(huán)境下，扳手居然會(huì)“調(diào)頭”？

　　陳冬將空間站中的工具，T字扳手在空中旋轉(zhuǎn)后，扳手居然會(huì)自己翻身。時(shí)而頭朝上，時(shí)而頭朝下，反復(fù)不停。更為神奇的是，當(dāng)他將兩個(gè)扳手同時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)，它們展現(xiàn)出了完全不同的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)。

　　太空科普課上，航天員還向同學(xué)們介紹了中國空間站開展的水稻和擬南芥種植研究情況，并展示了手套箱剪株操作。

　　授課期間，航天員還通過視頻通話形式，與地面課堂師生進(jìn)行了實(shí)時(shí)互動(dòng)交流。

　　宇宙浩瀚，探索無限，“天宮課堂”下一課不見不散！記者柯立

　　【揭秘】

　　在“新教室”問天實(shí)驗(yàn)艙上課有什么不一樣

　　“天宮課堂”推出以來，已經(jīng)成功舉行了三次太空授課，那么“天宮課堂”到底是怎么備課的？本次的“天宮課堂”與以往有何不同？什么樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目才能入選？不同的課程設(shè)計(jì)有何講究？

　　“天宮課堂”到底怎么備課？

　　“天宮課堂”授課專家組成員、北京交通大學(xué)副教授陳征：多個(gè)領(lǐng)域的專家參與了“天宮課堂”備課，包括航天系統(tǒng)的專家、高校教師與科研人員、中小學(xué)老師等。“天宮課堂”開課前，航天員需要反復(fù)測試保證實(shí)驗(yàn)效果，他們把測試結(jié)果反饋給地面的專家組，對內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)確認(rèn)和溝通。大家看到的授課內(nèi)容只有幾十分鐘，但實(shí)際上準(zhǔn)備過程很長。

　　什么課程能入選“天宮課堂”？

　　中國航天員科研訓(xùn)練中心航天員訓(xùn)練教員石玉生：我們在選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)候，主要有以下幾點(diǎn)考慮：第一是天地的現(xiàn)象差異一定要顯著，第二是科學(xué)原理要清晰，第三是整個(gè)的視覺效果要好，要具有傳播性，能夠起到真正的科普效果。這次授課，相比前幾次授課有了進(jìn)一步的創(chuàng)新，首先就是航天員老師將在全新的問天實(shí)驗(yàn)艙段授課，演示天地迥異的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)一步激發(fā)同學(xué)們對于日常現(xiàn)象的思考；同時(shí)還將首次展示空間站植物研究項(xiàng)目的科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步展現(xiàn)我們國家的空間站作為國家太空實(shí)驗(yàn)室的強(qiáng)大科研能力。

　　太空授課的課程設(shè)計(jì)有何講究？

　　“天宮課堂”授課專家組成員、北京交通大學(xué)副教授陳征：“天宮課堂”第一課主要面向小學(xué)生，注重趣味性。“天宮課堂”第二課主要面向初中生，向下輻射小學(xué)生，向上輻射高中生和全社會(huì)的愛好者，有關(guān)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容增加了，在保持趣味性的同時(shí)，讓大家了解科學(xué)家在上面干什么，科學(xué)實(shí)驗(yàn)做什么。“天宮課堂”第三課則更加深入、更加立體，參與性更強(qiáng)。

　　本次“天宮課堂”有哪些不同？

　　本次中國空間站“天宮課堂”與以往大有不同，不光是“主講老師”由神十四航天員乘組首次擔(dān)任，授課環(huán)境也有了很大的變化。

　　“天宮課堂”的“講堂”在以往天和核心艙的基礎(chǔ)上，新增了問天實(shí)驗(yàn)艙，這樣“太空教師”的活動(dòng)范圍更大了，相應(yīng)在直播當(dāng)中用到的攝像機(jī)機(jī)位和保障設(shè)備變得更多，地面調(diào)度的操作也更加復(fù)雜。

　　北京航天飛行控制中心通信調(diào)度原旭東：我們采用了問天艙和天和艙兩艙切換跟蹤的模式，每個(gè)艙都可以下傳同樣的攝像機(jī)(圖像)，包括話音。通過兩艙的話音級聯(lián)、圖像下傳，確保整個(gè)(太空授課)圖像話音流暢。兩艙接力過程中，為了保障授課效果，我們也是精心設(shè)計(jì)，再結(jié)合授課腳本進(jìn)行圖像話音切換。

　　“天宮課堂”的直播信號主要通過“天鏈”中繼衛(wèi)星回傳到地面。在這次的太空授課中，飛控團(tuán)隊(duì)也首次采用了雙中繼衛(wèi)星分別跟蹤的方式，確保圖像話音穩(wěn)定回傳。

　　北京航天飛行控制中心通信調(diào)度原旭東：一顆天鏈中繼衛(wèi)星跟蹤問天實(shí)驗(yàn)艙，另外一顆中繼衛(wèi)星跟蹤天和核心艙，兩個(gè)跟蹤弧段是有交疊的，首先問天實(shí)驗(yàn)艙進(jìn)行圖像話音的下傳，然后在中間兩個(gè)星的搭接弧段，我們擇機(jī)進(jìn)行圖像話音的切換。

　　為確保回傳到地面的圖像話音穩(wěn)定流暢，科技人員也制定了周密的方案預(yù)案，所有的努力都是為了向廣大青少年呈現(xiàn)一堂精彩的太空授課。

　　北京航天飛行控制中心通信系統(tǒng)工程師孫宇：在設(shè)備層面，圖像和話音傳輸都采用了主備份的實(shí)施方案，在鏈路傳輸上也采用了專線和聯(lián)通線路的雙備份方式。

　　綜合《新京報(bào)》、中國載人航天官網(wǎng)報(bào)道

　　【同步】

　　武漢物理老師帶領(lǐng)學(xué)生同步實(shí)驗(yàn) 感受“天地”大不同的科學(xué)奧秘

　　肺活量最大的同學(xué)也沒吸到飲料

　　武漢晚報(bào)訊(記者郭麗霞)昨天下午，“天宮課堂”第三課在中國空間站正式開講，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲首次在問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)面向廣大青少年進(jìn)行太空授課。武漢市任家路中學(xué)808班學(xué)生在物理老師張薇的帶領(lǐng)下，進(jìn)行了同步實(shí)驗(yàn)，感受“天地”大不同中蘊(yùn)藏著的科學(xué)奧秘。

　　同步對比天地實(shí)驗(yàn)

　　尋找生活中的“毛細(xì)現(xiàn)象”

　　在微重力環(huán)境下流體的行為與地面會(huì)有哪些不同？

　　航天員陳冬、劉洋展示了失重環(huán)境下液體顯著的毛細(xì)現(xiàn)象。在太空實(shí)驗(yàn)中，由于沒有了重力束縛，流體表面張力作用“大顯神威”，驅(qū)動(dòng)塑料管里的液面不斷上升，很快達(dá)到了管頂。跟隨“天宮課堂”，武漢市任家路中學(xué)808班學(xué)生也同步做起了毛細(xì)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。

　　張薇老師首先帶同學(xué)們做起了“流動(dòng)的顏色”實(shí)驗(yàn)，利用有著細(xì)小纖維的紙巾和裝有藍(lán)色、黃色色素水的燒杯，讓同學(xué)們在觀察紙巾吸水變色的同時(shí)，體驗(yàn)毛細(xì)現(xiàn)象。她告訴大家，毛細(xì)現(xiàn)象是由液體的表面張力引起的，水在接觸紙以后，由于毛細(xì)現(xiàn)象會(huì)沿纖維間的細(xì)小縫隙運(yùn)動(dòng)，這也是物體間分子力的主要表現(xiàn)。毛細(xì)管插入浸潤液體中，管內(nèi)液面上升，高于管外液面；毛細(xì)管插入不浸潤液體中，管內(nèi)液體下降，低于管外液面。

　　毛細(xì)現(xiàn)象在生活中也很常見，比如酒精燈里的酒精會(huì)沿著棉線上升，毛巾擦汗，花盆自動(dòng)蓄水。但是，有些情況下，毛細(xì)現(xiàn)象是有害的，例如建筑房屋的時(shí)候，分布在土壤內(nèi)部相互貫通的孔隙可以看成是許多形狀不一、直徑各異、彼此連通的毛細(xì)管，地基中毛細(xì)管又多又細(xì)，它們會(huì)把土壤中的水分引上來，使得室內(nèi)潮濕。

　　隨后，孩子們利用毛細(xì)效應(yīng)，自己設(shè)計(jì)了簡易的凈水裝置，可在野外環(huán)境中快速得到較為干凈的水源。

　　2米長的吸管喝飲料

　　在地面上能不能辦到

　　“天宮課堂”上，劉洋用一根長達(dá)2米的吸管輕松喝到了飲料，讓孩子們大呼有趣。在我們地球上，用一根長長的吸管能不能喝到水呢？他們又在張薇老師的引導(dǎo)下，動(dòng)手做起了實(shí)驗(yàn)。

　　“劉洋輕松喝到了飲料，我卻猛吸十幾口都沒把可樂吸上來，太費(fèi)勁了！”同學(xué)中肺活量最大的肖昊勇自告奮勇參加實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)用長吸管很難把飲料喝進(jìn)嘴里，這是怎么回事呢？對比天地實(shí)驗(yàn)，他明白了這是由于地球重力環(huán)境造成的。后來，同學(xué)們借用抽氣機(jī)，才“吸”到了長吸管里的飲料。

　　那么，是不是只要有了抽氣機(jī)，再長的吸管也能把飲料“吸”上來？師生又來到教學(xué)樓外做起了實(shí)驗(yàn)。他們把“飲料”放在一樓地面上，在三樓走廊上利用抽氣機(jī)吸水，水面一開始迅速上升，后來越來越慢，最終停在9米附近的位置就不動(dòng)了。這又是什么原因呢？

　　張老師告訴他們，我們正常的大氣壓約為十的五次方帕斯卡，而水的密度是一克每立方厘米，即使把管內(nèi)的空氣抽完，大氣壓也只能支持10米高的水柱，而實(shí)際的實(shí)驗(yàn)中，吸管無法達(dá)到真空狀態(tài)。

　　感受“天地”大不同

　　點(diǎn)燃孩子們的科學(xué)夢

　　航天員介紹在中國空間站開展的水稻和擬南芥種植研究情況時(shí)，孩子們聽得聚精會(huì)神。劉思齊說：“如果我能夠登上太空，我希望能研究種植出周期短、生長快的糧食作物，比如水稻，嘗試在太空艙里實(shí)現(xiàn)自給自足。”楊熙曼也對人類在外太空的科學(xué)探索充滿興趣，她說：“我要學(xué)習(xí)宇航員叔叔阿姨的這種科學(xué)精神，探索宇宙未知的奧秘。”

　　任家路中學(xué)物理老師張薇說，這次帶同學(xué)們做的吸水實(shí)驗(yàn)與大氣壓有關(guān)，這是八年級下學(xué)期即將講到的物理知識(shí)點(diǎn)，孩子們對此產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，而興趣是最好的老師。

　　“沒有科學(xué)精神和科學(xué)方法，便難以在科學(xué)之海奮楫行舟。”任家路中學(xué)教學(xué)校長洪中元說，學(xué)校一直很重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，引導(dǎo)孩子們關(guān)注物理等學(xué)科在生活中的應(yīng)用。這次利用“天宮課堂”這個(gè)很好的教育契機(jī)，學(xué)校組織師生開展同步實(shí)驗(yàn)，希望在傳授科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，普及科學(xué)方法，點(diǎn)燃孩子們學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情。

　　【盤點(diǎn)】

　　已有6位“太空教師”

　　精彩亮相“天宮課堂”

　　昨天下午，“天宮課堂”第三課開課。本次太空授課繼續(xù)采取天地互動(dòng)方式，3名航天員在軌介紹展示中國空間站問天實(shí)驗(yàn)艙工作生活場景。

　　由于前兩次“天宮課堂”的老師都由神舟十三號航天員翟志剛、王亞平、葉光富擔(dān)任，而第三次太空課的任課老師則是神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲，至此已經(jīng)有6位航天員成為“天宮課堂”的“太空教師”。

　　2021年12月9日，“天宮課堂”在天宮一號內(nèi)進(jìn)行了首次太空授課，“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富與地面課堂師生互動(dòng)交流。首次太空授課進(jìn)一步拉近了青少年與載人航天的距離，持續(xù)興起探知航天奧秘、學(xué)習(xí)航天知識(shí)的熱潮。

　　2022年3月23日下午，“天宮課堂”第二課在中國空間站正式開講并直播，神舟十三號乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富進(jìn)行授課。

　　昨天下午是在中國空間站內(nèi)的第二次太空授課，也是中國航天員第三次進(jìn)行太空授課。

　　今年6月5日，神舟十四號載人飛船成功發(fā)射，陳冬、劉洋和蔡旭哲順利進(jìn)駐空間站天和核心艙，正式開啟為期6個(gè)月的在軌駐留。

　　綜合新華社、央視、澎湃新聞報(bào)道

　　【本地】

　　給航天員寫信的武漢小學(xué)生

　　本次“天宮課堂”又有新收獲

　　武漢晚報(bào)訊(記者楊楓 通訊員王燁)昨天下午，“天宮課堂”第三課開講，來自武昌區(qū)未來實(shí)驗(yàn)小學(xué)南湖校區(qū)的學(xué)生們在科學(xué)老師的指導(dǎo)下，認(rèn)真觀看了“天宮課堂”，并動(dòng)手制作航空航天模型。

　　昨天，該校學(xué)生陳思語和鄒雨宸在科學(xué)教師劉嫚的帶領(lǐng)下，觀看“天宮課堂”第三課。當(dāng)熒幕里的“天宮教師”陳冬、劉洋、蔡旭哲給全國少年們揮手致意時(shí)，陳思語和鄒雨宸也興奮地朝屏幕久久地招手致意。“我們一想到三位老師看過我們的親筆信，就特別激動(dòng)，還有一種特別的親近感。”陳思語說。

　　今年5月，陳思語和鄒雨宸參加了由新華社、少年航天局等單位主辦的“寫給航天員的一封信”活動(dòng)，其中陳思語的信被選中，遞送給了中國航天員。

　　天空課堂上，學(xué)生們認(rèn)真觀察思考。課堂中關(guān)于太空種子和太空植物的介紹環(huán)節(jié)，讓師生們格外有親切感。“我們校園中就有來自太空的植物種子，并由師生們共同養(yǎng)殖，有水稻、豇豆等植物，從播種、生長到結(jié)果，師生們都通過自然筆記進(jìn)行了詳細(xì)記錄，是非常好的科普實(shí)踐活動(dòng)。”該校科學(xué)教師劉嫚說。

　　看完天宮課堂，學(xué)生們激動(dòng)不已。陳思語更是發(fā)揮特長，潑墨寫下書法作品——“承載航天夢，鑄就中國魂”。陳思語說，5月份給航天員寫信的時(shí)候，也隨信給叔叔阿姨們寫下書法作品。這次看完天宮課堂后，也抑制不住心中的激動(dòng)之情，再次寫下書法作品，送給航天員們。“感謝你們帶著中國人的夢想走向宇宙，你們是激勵(lì)我們青少年不斷向前的動(dòng)力。我也會(huì)努力發(fā)奮學(xué)習(xí)，成為祖國的棟梁之材，美麗中國的航天傳奇，需要我們?nèi)グl(fā)揚(yáng)，去再創(chuàng)輝煌！”陳思語說。

　　(武漢晚報(bào)2022年10月13日第8版)