“天宮課堂”今天15點40開講,8年前“太空授課”依然歷歷在目

發佈時間: 2021-12-09 08:46:50 | 來源: 我們的太空 | 作者: | 責任編輯: 楊佳

這是中國第二次將三尺講臺放置在無垠的太空,也是“太空教師”王亞平第二次在太空中為全國中小學生講課。

    據中國載人航太工程辦公室消息,“天宮課堂”第一課定於12月9日15時40分開始,神舟十三號乘組航太員翟志剛、王亞平、葉光富將在空間站進行太空授課。

中國空間站“天宮課堂”第一課定於12月9日15時40分開始,神舟十三號乘組航太員翟志剛、王亞平、葉光富將在空間站進行太空授課。中央廣播電視總臺將進行全程現場直播。(國防軍事早報·解放軍新聞傳播中心融媒體出品)

這是中國第二次將三尺講臺放置在無垠的太空,也是“太空教師”王亞平第二次在太空中為全國中小學生講課,回想起八年前第一次“太空授課”,當時亞平老師親切的講解仿佛歷歷在目。

2013年6月20日上午,“大家好,我是王亞平,本次授課由我主講……”天籟之音從遠離地面300多公里的天宮一號實驗艙裏傳回地面大課堂,所有人凝神屏息,目不轉睛地觀看神十乘組太空授課現場直播。

太空授課取得了熱烈反響,拉近了民眾與航太的距離,使廣大學生和普通民眾從航太的旁觀者變成了參與者,有劃時代的歷史意義。同時,在科技的支撐下,此次授課也“柔性”展示了中國航太軟實力。在一片驚嘆和感慨聲中,不禁有人會投來好奇的眼神,如此精湛的授課技藝、如此滴水不漏的演示實驗、如此完美的天地互動是怎樣實現的?這其中的辛苦、曲折、感動和付出,恐怕連幕後的工作人員都無法一一盡數。

千古興業,以人為本

細心的觀眾也許會發現在天宮一號實驗艙裏,講桌的左前方艙壁上挂著一個大大的中國結,不僅喜氣更代表中國元素。在航太員做的第四個實驗裏也有這樣一個細節:亞平老師小心翼翼地把中國結嵌入“水膜”,水膜依然完好。確實,中國結包含了航太人太多的情愫和情懷,它看似複雜卻又井然有序,千頭萬緒卻又牢不可破,色彩鮮明卻又超凡脫俗,與我們的管理方法和風格有異曲同工之妙。

粘貼了中國結塑膠片的水膜依然完好無損

2012年11月,中國載人航太工程辦公室牽頭啟動了神舟十號任務科普教育活動的各項準備工作。依據神舟十號飛行任務科普教育活動總體方案,中國航太員中心從實施方案制定、航太員訓練、教具研製、飛控工作、宣傳工作等方面分別組織落實。每一項工作都制定了嚴格的時間節點和實施方案,並在工作完成後制定資訊統計表,進行認真的復查復核。

物理學習教具

在各個工作現場中,位於飛控大廳的飛控組承擔著極大的精神壓力,這裡匯聚著各個部門的精英,他們就像中國結的節點一樣,連接著各個專項組,發揮著起承轉合的重要作用。

最繁忙的現場是位於人大附中的地面大課堂,這裡與電視臺、學校、媒體的介面最多,尤其是直播現場還有300多位學生,人員複雜,層次多樣,但是考慮到工作的順暢性,只安排了兩位工作人員:一位是總調度,一位是負責現場指揮聯絡的教員。選派的兩位工作人員都是得力幹將,身經百戰,臨危不亂,配合默契。

最辛苦的現場是天宮一號實驗艙裏的航太員和模擬航太員,每次授課45分鐘,加上之前的教具準備、話音溝通以及預案演示等工作,足足有兩個小時。通過攝像頭在眾目睽睽下,他們要隨時保持最佳狀態,全神貫注,對於體力和腦力的要求極高,但是他們從來不抱怨。每天下午5點是他們一天中最莊嚴的時刻,所有人員就位開會,總結一天的工作,搜尋不足,並把下一階段的工作佈置下來。很多外人以為5點鐘開完會是他們一天工作的結束,可以在緊張工作之餘喘口氣,其實這往往是他們徹夜加班的開始,他們需要在次日早8點準時把修改後的腳本呈上去,保證航太員的訓練不受絲毫影響。

科普教育活動太空授課相對其他訓練來説,項目新、時間緊、介面單位多。很多文件需要經過很多專家一輪一輪的評審或審查,訓練狀態不能及時確定。因此,在訓練過程中採用了“先行、試行、並行”的訓練方法。在強化訓練與任務準備階段其他訓練密集的情況下,利用訓練間隙(晚上和週末)先行開展理論培訓。在狀態尚不確定的情況下大膽試訓,教員與航太員針對每個演示項目討論並訓練,為有效確定最終狀態提供了依據。由於時間緊,沒有採取從理論到操作,最後聯合演練的單向順序,而是理論訓練、操作訓練、聯合演練交錯開展,並行提高,保證了訓練效率。

王亞平做試驗

太空授課方案預定時間40分鐘左右,第一次天地協同演練39分鐘。未曾在天上試過,時間為何如此準確?這些項目(包括備份)經過充分調研和討論,可行性高,所以失敗次數少,時間較好把握;前期,兩位主要負責的老師在辦公室,根據自身語速對腳本進行時間上的演練,腳本有較大改動時,演練就再進行一遍;教員多次和王亞平一起進行腳本時間的預估,讓王亞平根據自身語速對腳本時間進行演練,確保了時間符合主講人的語速;由於水膜、水球在地面無法模擬,教員利用肥皂泡等自製水膜,使航太員在訓練時,在視覺和感覺上有了實物的感覺,不再是對著空的東西講解,促進了流程的連貫性,時間上都有了好的把握。地面演練後,教員根據飛控經驗估算天地差異。這幾點確保了預估時間的準確性,有效減少了在軌訓練及演練過程中的改動。

神舟十號航太員乘組在地面做試驗

截至5月21日,3名航太員達到了訓練實施方案中規定的學時,在組合體模擬器進行了科普教育活動太空授課考核。相關專家和教員組成了考核專家組,對航太員的考核表現進行了打分。航太員成績優秀,通過考核,具備執行太空授課的能力。

太空授課考試

四海聚賢,八方來客

2007年8月14日,美國人芭芭拉·摩根在國際空間站進行了人類首次太空授課,她通過視頻向學生展示了在太空運動、喝水等情景。和芭芭拉·摩根進行的太空授課相比,中國航太員的這堂太空授課不僅科技含量更高,難度也更高,讓全國學生及觀眾感受到了奇妙的物理現象,像一個太空魔術師,對公眾有很大啟迪作用。

芭芭拉·摩根在國際空間站進行了人類首次太空授課

早在2010年,中國科協就推出了持續性的“開啟天宮的夢想——全國青少年載人航太科普系列活動”。隨著載人航太工程“三步走”戰略不斷推進,2011年9月,在天宮一號目標飛行器升空之前,關於太空授課的想法已經開始醞釀。2011年底,中國科協首先向中國載人航太工程辦公室建議,以神舟九號和神舟十號發射並與天宮一號對接為契機,由航太員在太空為青少年講授科學課。隨後,這一創意被多次討論,得到了中國載人航太辦公室的積極響應,在神舟九號飛船與天宮一號目標飛行器交會對接任務順利完成後被採納。同年11月初,太空授課活動被正式列入神十飛行大綱。此次太空授課活動,由中國載人航太工程辦公室聯合教育部、中國科協共同主辦。3家主辦單位有關部門組成工作協調組,負責太空授課活動的籌備工作。

授課專家組由航太領域的專家和航太員系統有關人員、教育專家及一線物理老師、科普專家組成。針對太空授課方案,從去年底至今年初,專家組進行了一系列論證。而在2012年12月18日、27日兩次論證會上,專家組提出的一些意見,最終被確定為此次太空授課的剛性原則。

專家討論腳本

對於此次太空授課,一位授課專家組成員表示,選取“失重”的課題,主要是考慮要跟中學學過的有關知識原理相關聯,另外還要安全可靠、體積小、品質輕。去年9月開始,太空授課教案組開始廣泛徵求各方意見,確定實驗計劃。在天宮一號中呈現的幾個實驗,都是經過反覆推敲、精挑細選的。“實驗的選擇主要考慮到科普性、可視性、教育性和可實施性四個方面。最終確定演示失重環境中的力學原理和液體表面張力。

教員與航太員一起學習

此後,來自不同領域的航太人、科學家、教育工作者廣泛參與其中,設計實驗內容、準備教案、研製教具。神十乘組出征前,航太員們參與的正式天地授課演練不下5次。20多位分別來自載人航太辦公室、人大附中、101中學、中央電視臺、清華附中、十一學校、北師大物理學院、北師大文學院、西城區教研室、東高地科技館、中科院力學所、北京市八十中學、中國空間技術研究院及相關部門的專家領導均列席參會,集思廣益,為腳本的編寫出謀劃策。

張曉光做試驗

這是一次絕無僅有的授課活動,其意義不僅在於王亞平所站講臺的高度以及我國青少年因此得到的太空知識,更在於它向世界傳遞了我國在航太科技方面的獨特探索。那麼,為何挑選這5個實驗?

“經典、易懂、新穎,有觀賞性和差異性。”作為“地面課堂”主講老師之一的北京人大附中物理老師宓奇認為,這5個實驗有這些共同點。

一位參與了實驗計劃設計的老師稱,這5個實驗經過了反覆的方案選擇和討論,航太員也進行了試講。在討論的過程中,專家組了解了學生們的知識儲備和感興趣的問題。大家會考慮實驗在太空中是否有可操作性,會帶來哪些問題,産生哪些現象。

太空授課腳本是集體智慧的結晶,也是嘔心瀝血之作。太空授課腳本直接決定著神十任務科普教育活動的效果。為了保證腳本設計科學合理,涉及的物理概念正確,且具有嚴謹性、互動性、趣味性和啟發性,編制小組成員充分尊重科學、尊重專家,在廣泛徵求意見的基礎上,擬制了編制原則,按計劃分階段開展了腳本編寫、試講、審查、修改、評審、評審後修改、演練、演練後修改等工作。

聶海勝做實驗

為了腳本中的語言符合王亞平的語言習慣,提高授課自然性,王亞平親自參加腳本的編寫,逐詞逐句修改。每次領導審查後,編寫組均認真討論,落實,形成了系列版本。2013年4月8日,由授課航太員、授課專家組成員共同編寫完成了授課腳本第一版,4月13日通過了第一次審查,17人參會,包括執行過任務的航太員等。之後航太員按照此腳本進行了試講、訓練。經過12輪討論修改,5月21日,腳本編制組諮詢相關專家,形成了授課腳本最終版,並審批上報。為了保證萬無一失,太空授課從航太員醫學問題、教具等異常、飛控異常、地面課堂異常和直播活動異常等5個方面詳細分析了影響太空授課的問題,並提出了相應的處置預案。

舉世矚目,佳音頻傳

“面對浩瀚的宇宙,我們都是學生。”神舟十號飛船出征之前女航太員王亞平意味深長的話語,一直縈繞在人們的耳畔。作為中國首位“太空教師”,6月20日,她赫然站在了最高的講臺上。

太空授課刷新了科普教育及物理教學的固有模式,具有直觀性、生動性和啟發性。中國航太員的太空授課就是“一場戰鬥”,這一任務堪比他們冒著巨大風險開展空間對接。

太空授課後,很多學生紛紛表示:不能做航太員也願做老師。太空課堂激發了同學們探索太空的好奇心,通過這堂課對失重、水的張力等有了難忘的記憶,看到航太員通過直播回答了很多學生的提問後,他們仍感覺不過癮。覺得好多問題直播裏沒有找到答案,回去後蒐集資料繼續研究。太空授課專家組成員、北京101中學物理老師史藝説:“如果對王亞平的講課打分的話,我打100分。”

科學本身就是求知、求真,而求知求真需要動力。很多大科學家都是從小對科學現象産生濃厚興趣後,才一生獻身科學,追求真理的。航太員在太空演示的單擺實驗等在地面實現不了的事情,會讓學生在頭腦中産生很多“為什麼”,進而吸引他們去探究神奇的太空現象背後的本質。微觀世界、宏觀世界、宇觀世界的運動規律是不同的,學生透過這些,就想要了解不同尺度的地球引力下物體相互作用的本質規律。同時,有許多老師也在聽課,這對提高教學品質也非常有好處。

首次太空授課,是我國青少年航太科普事業創新發展的重要標誌,是大聯合、大協作開展科普教育的重要成果,也是我國科普教育活動覆蓋面最大和參與公眾最多的一次重大科普實踐。將來,當我們在外太空真正建立起自己的空間實驗室和空間站後,一定能夠開展更多、更有趣的科學實驗,可以給孩子們上內容更豐富的科學課,讓孩子們感知科學,激發他們探索未知世界的興趣。


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