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两度见证太空授课的湖北学子如今成为航天青年 “天宫课堂”点燃武汉青少年航天梦

发布时间:2021年12月10日08:07 来源: 长江日报

12月9日,学生们在北京中国科技馆观看中国航天员进行太空实验。

武汉六中航空实验班学生在老师的带领下同步实验。

武汉市二桥中学学生边看直播边做的笔记。

12月9日15时40分,“天宫课堂”第一课开讲,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站面向青少年进行太空授课,这是中国空间站首次太空授课活动。

脚踏实地,仰望星空。这样难得的“天宫课堂”,对青少年来说是一次精彩有趣的科学课,更在他们心中埋下热爱科学的种子。在武汉,不少中小学生集体收看“天宫课堂”,并在老师指导下同步实验,从天地差异中感知宇宙的奥秘、体验探索的乐趣。

■ 8年前听了王亚平的课长大后成了“她”

9日15时,武汉六中航空实验班的60余名学生齐聚一堂,在物理教师龚文军的带领下,学生们通过课件学习了中国航天简史,回顾了2013年6月20日航天员王亚平首次在太空为全国中小学生讲课的精彩片段,学生们还现场展开太空知识竞答。

“8年前我就看过王亚平老师的太空课堂,当时在读小学四年级,印象最深的就是陀螺实验,很震撼!”学生张书铖说,从那个时候,他心里就埋下了一颗飞天的“种子”,后来报考了武汉六中航空实验班,“这让自己离梦想更近了一步。”

“既唯美又神奇!”学生付一航说,他印象最深的是水膜实验。“受重力影响,这类神奇的实验在地面很难实现,我希望将来自己有机会能参与实践。”

作为华中地区最早的飞行学员早期培训基地,武汉六中航空实验班自办学以来,为空军航空大学输送了80余名飞行员苗子,其中3人被录取为空军与清华大学、北京大学联合培养“双学籍”飞行学员。学员刘俊豪说,大家怀揣着“空飞情 强国梦”理想走进武汉六中,“对于中国航空航天事业的飞速发展,我们感到无比骄傲。”

当日,汉南区育才第二小学四年级学生来到学校的航空航天科技馆,在老师的指导下,一边观看有趣的太空实验,一边结合馆内的科技设备,体验了一把当航天员的乐趣。

苏沁颖同学体验了一把飞船与空间站对接的科学小游戏。她一边紧握手柄控制方向速度,一边监视飞船仪表参数和对接靶标,慢慢地将飞船和空间站合为一体。她说,直播课堂中学生模拟的交会对接,在学校科技馆里一样能完成。

记者注意到,学校科技馆里也有一个“天宫课堂”,里面有宇航员王亚平第一次太空授课时演示的实验。科学老师黄隽秀带着同学们回顾了单摆运动、陀螺示范、水膜示范、水球示范等实验。“小学生还没有学习物理,虽然他们不理解实验背后的原理,但这些有趣的现象能充分引起孩子们的兴趣和探究欲望。我们会在日常的科学课程中,结合生活场景,让孩子们去逐步理解。”黄隽秀说。

在江汉区大兴路小学、红领巾国际学校、武汉市二桥中学,老师们将实验器材带进教室,让学生动手试试,感受地面试验和太空实验的不同。

江汉区大兴路小学学生聂家琦说:“太空太神奇了!我真想去太空里亲自感受,再做做这些有趣的实验。”

武汉市二桥中学刘雨馨同学则在笔记中详细记录了每个实验,褚依涵同学用自己的画笔画下许多有趣的太空知识。该校校长彭葆蓓表示,这次“太空授课”让学生萌生了对探索太空的向往,更充满对航天员由衷的羡慕和敬佩。

■ 武汉中小学生与“天宫课堂”同步做实验

9日下午,中国宇航员时隔8年再一次“太空开讲”,南京航空航天大学研一学生汪海洋,再一次坐到了屏幕前,重温太空授课的奇妙之旅。上一次上太空课时,他还是一名高中生,如今,他已经是参与过火星应急信标装置研制的航天青年。

汪海洋来自湖北随州,目前就读于南京航空航天大学电子信息专业。汪海洋所学的专业知识,涉及航空航天所需的硬件和软件,可以运用在控制卫星、火箭的运行轨道、着陆器如何着陆等多个航天领域。

2019年8月,汪海洋加入南航正在承担的火星应急信标装置的研制任务,这是我国首个火星应急信标装置,让他倍感自豪。火星的环境非常特殊,平均温度在零下70摄氏度左右,信标装置需要具有更强的环境适应能力,能够在极端寒冷的温度下保障火星与地球之间的通信。他亲眼见证了前辈们是如何在毫无资料、经验可参考的情况下,从设计、制造到发射,将一个全新的航天产品送上火星的全过程。

今年5月,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,火星上首次留下中国印迹。这些时刻让汪海洋激动难忘,“航天报国,是我的梦想,想为国家做点我可以做的小事。”

同样因为8年前王亚平的太空实验种下梦想的种子,星空的浪漫激发湖北少年向屏翰爱上航天。12月9日下午,在北京航空航天大学,来自湖北恩施的向屏翰认真观看“天宫课堂”第一课。上一次看中国航天员太空授课,他还是一名小学四年级的学生。

向屏翰今年大一,学习航空航天专业知识,为祖国航空航天事业作贡献,是向屏翰从小到大的理想。

2013年,向屏翰和全班同学一起收看了中国第一次的太空授课,航空航天的梦想种子就此种下。他看到太空中各种事物的运动状态与地球大相径庭,充满好奇。这也激发了向屏翰在航空航天领域深入学习的想法。高考填报志愿时,他毅然决然选择航空航天专业,成为一名北航学子,走上逐梦的道路。

实验1 太空转身

现象:

在实验“太空转身”中,航天员叶光富尝试在太空中行走,却飘起来了。随后,他尝试转身,但上半身与下半身始终朝相反的方向转动,他又尝试了双臂划水,以及用嘴不停吹气的方式进行转身,均没有成功。最后,他用右臂快速划圈,并越划越快,身体渐渐向左旋转,终于完成转身动作。

原理解读:这里利用了角动量守恒的原理。静止的宇航员的总角动量为零,宇航员要转身,他的身体需要一个非零的角动量。宇航员旋转手臂的时候,他的手臂有了非零的角动量,相应地,他的身体有了方向相反的角动量,实现翻身。但是在整个过程中,宇航员保持他的身体和手臂的总角动量为零。

实验2 浮力消失实验

现象:

在地面上,乒乓球放在水面,会浮在水面。但当王亚平在太空中,将乒乓球送入水中,球却静止在水中。

原理解读:物体受到的浮力大小等于排开液体的重力,在太空中,重力消失了,自然浮力也就没有了,物体只能静止在水中。不光是乒乓球,如果你在太空中,将一个铁球放在水面,它也不会沉下去。重力和浮力是相辅相成的。

实验3 水膜张力

现象:

王亚平将一个金属圈插入饮用水袋并抽出后,形成了一个透明的水膜。随后,她往水膜表面贴上一片小纸花,纸花在水膜上缓缓绽放,水膜却依然完好。当王亚平不断往水膜里注水,水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。

原理解读:由于液体与空气接触形成表面层,液体表面相邻液面之间相互作用表现为张力。不管是地球上还是太空中,液滴产生表面张力的原理以及表面张力大小都是一样的。在地球上,水的表面张力受到重力的干扰。一旦膜大了,水的重力会把这张膜‘撕破’,这就是用同样的方法不能在地面上形成稳定的大的水膜的原因。但是在太空中,水珠没有了重力的干扰,在表面张力的作用下,形成一块完整的膜。而由于表面能与表面积成正比,为保持稳定,液体趋向于球体,这就是水膜不断注水,渐渐形成水球的原因。

实验4 水球光学实验

现象:

当实验三中的水膜经由注水变成大水球后,上面映出王亚平倒立着的人像。当她往水球中注入空气,水球上形成一大一小,一正一反的双重人像。注入空气部分映出的脸是正的,而空气周围充满水的部分,脸仍然是倒立的。

原理解读:由于水中光的折射率小于空气中光的折射率,所以水球可以看作一个凸透镜能汇聚光线。王亚平站在远处,我们眼睛看到的是她倒立缩小的像。往水球中注入空气,空气球部分相当于一个凹透镜发散光线,我们看到的是正立缩小的像。

实验5 泡腾片实验

现象:

在这项实验中,当学生们在地球上将泡腾片放进水杯,容器底部产生细密的小气泡,不断浮上水面。但当王亚平往水球里塞入半片泡腾片,水球中产生很多小气泡,但气泡并没有离开水球,而是一直附着在容器内部。

原理解读:泡腾片中含有碳酸盐与酸类成分,在水中反应生成不稳定的碳酸,碳酸分解产生二氧化碳气体,无法继续溶于水的气体以气泡的形式存在。 在地面上,水的自重而产生的压强在气泡周围不均匀,总体上,下侧压强比上侧压强大,净力为向上的浮力,浮力大于气体自重,气泡上浮。在微重力的空间站中,压强差不明显,浮力无法体现。此时水的表面张力起到了决定性作用,气泡被表面张力约束,不会逸出到水球外。

长江日报记者谭芳 王伟 向洁

杨幸慈 艾晨光 刘嘉

通讯员张俊春 祁涛 余轶 罗晓英 陈婵珊

本版统筹王永芳 制图刘岩

【责任编辑:贾方】

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