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航天員在太空授課范文1
人類第二次在太空授課
神十3名航天員在此次飛天征程中,成功實施進駐“天宮一號”、飛船與“天宮一號”自動和手控交會對接、中國首次太空授課、中國首次航天器繞飛交會試驗,以及航天醫學實驗、技術試驗等一系列太空活動,圓滿完成了中國載人航天工程天地往返運輸系統首次應用性飛行任務。其中,“80后”的王亞平是中國第二位女航天員,她第一次飛天即成為中國首位太空授課教師,引起了人們的廣泛關注。
6月11日發射升空的神十飛船,于13日與“天宮一號”目標飛行器成功進行自動交會對接后,3名航天員陸續飄入“天宮一號”的實驗艙,按照計劃開展空間科學實驗和技術試驗。6月20日上午十點零四分,“天宮一號”成為中國的最高講臺,王亞平在這里為青少年授課,在距地球343公里以外的太空展示失重環境下奇特的物理現象,共同探索人在實驗艙中感受到的神奇和美妙。
神奇的太空課堂
太空授課的主講人為女航天員王亞平,聶海勝輔助授課,張曉光擔任攝像師。在大約40分鐘的授課中,航天員通過質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個基礎物理實驗,展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象。他們講解了實驗背后的物理原理,并通過視頻通話與地面課堂師生進行互動交流。
航天員給大家演示的物理實驗――單擺運動,引起了同學們的極大興趣。
只見T型支架上,用細繩拴著一顆明黃色的小鋼球。王亞平把小球輕輕拉升到一定位置放手,小球并沒有出現地面上常見的往復擺動,而是停在了半空中。王亞平用手指沿切線方向輕推小球,奇妙的現象出現了:小球開始繞著T型支架的軸心做圓周運動――而在地面對比試驗中,需要施加足夠的力,給小球一個較大的初速度,才能使它繞軸旋轉。
人為定義太空中的上下方位
航天員在太空中可以自由漂浮,這讓孩子們既羨慕,又好奇:“航天員老師,您在太空中有沒有上下方位感?”
在回答問題之前,王亞平在聶海勝的幫助下表演了一套“雜技”動作,先是懸空橫臥,然后像時鐘指針一樣旋轉,變成倒立。隨即她介紹說,航天員在太空中無所謂上和下的方位區別。不過,為了便于工作生活,航天員們為“天宮一號”人為定義了上和下,把朝向地球的一側定義為下,并專門在下方鋪設了地板。
在航天領域用途廣泛的陀螺定軸特性
物理學原理告訴我們,高速旋轉的陀螺具有很好的定軸特性。在太空失重環境下,這一特性更加直觀。王亞平先取出一個陀螺,把它靜止懸放在空中。用手輕推陀螺頂部,陀螺翻滾著飛向遠處。隨后她讓陀螺旋轉之后懸浮在半空中,再用手輕輕一推,旋轉的陀螺不再翻滾,而是保持著固定的軸向,向前飛去。
王亞平介紹說,高速旋轉陀螺的定軸特性在航天領域用途廣泛。在“天宮一號”目標飛行器上,就裝有各式各樣的陀螺定向儀,正是有了它們,才能精準地測量航天器的飛行姿態。
太空里沒有水向低處流
在地面上水向低處流是天經地義的事情,而在太空卻無法實現這種情景。王亞平拿起一個航天員飲用水袋,頭朝下打開止水夾,水卻沒有傾瀉而出。輕擠水袋,飲水管端口形成了一顆晶瑩剔透的水珠,順著飲水管滾來滾去。略微抖動水袋,水珠依依不舍地離開飲水管,懸浮在半空中。“如果詩仙李白在天宮里生活,大概就寫不出‘飛流直下三千尺’的名句了,因為,失重環境下水不可能飛流直下?!蓖鮼喥叫Φ馈?/p>
利用液體表面張力變出魔法水球
五彩繽紛的肥皂泡總能帶給人們遐想,而這其實是液體表面張力在發揮作用。在地面上,液體表面張力難以抗衡地球引力的影響,只有經過特殊處理的肥皂水或富含無機鹽的礦泉才能表現出比較強的張力特性。但在太空失重環境下,液體的表面張力特性卻能更加突顯。
王亞平把一個金屬圈放進裝滿飲用水的自封袋,再取出時,沾在圈內的水形成了一層水膜。輕輕晃動金屬圈,水膜沒有破裂,只是甩出了幾顆小水滴。她又往水膜表面貼上了一片畫有中國結圖案的塑料片,水膜依然完好。這些在地面難得一見的奇特景象,引起了收看者的連聲驚嘆。
實驗并未就此結束。王亞平繼續往水膜上注水,只見它越來越厚,最后變成了一個亮晶晶的大水球。再往水球內注入空氣,形成了兩個氣泡,既沒有融合到一起,也逃不出水球的包裹。
航天員寄語未來追夢人
太空中的獨特環境,不僅可以給人們帶來奇妙的體驗,還能夠為人類造福。王亞平介紹說,在失重環境下,人們能夠獲取結構更加均勻完整、尺寸更大的半導體晶體,有利于開展材料學基礎性研究,優化和改進地面生產工藝;失重條件下冷原子鐘的頻率穩定度會大大提高,可以應用于高精度的衛星導航定位系統……
航天員在太空授課范文2
“大家好!我是王亞平,本次授課由我主講?!碑斏裰凼柵教靻T王亞平從距離地球300多公里的太空中傳來熟悉的問候時,中國人民大學附屬中學報告廳里爆發出熱烈的掌聲。作為太空授課的“地面課堂”,330多位師生在這里親身經歷與“神十”航天員的天地連線。
在天宮一號實驗艙里,指令長聶海勝當起了“助教”,負責配合“主講”管理教具,維護課堂秩序。航天員張曉光擔任攝像師,他要先用束縛帶把自己固定在艙壁上,再用手持攝像機保持長時間穩定拍攝,才能把精彩圖像傳回地面課堂。這別開生面的一堂課時時爆發出驚呼聲和掌聲,讓師生們興奮不已。
“在太空失重環境中,我們個個都像武林高手,在生活中你們都是怎樣測量物體的重量呢?”在聶海勝演示失重環境下的“懸空打坐”“大力神功”后,主講教師王亞平開始了第一個演示實驗——太空中如何稱重。啟發式提問引來地球上的教室里學生高高舉起手臂。
“在家時我用電子秤測量體重,測量大物體時可以用曹沖稱象的辦法測量物體質量?!薄胺Q重的方法有三種:中藥房里用桿秤,買菜時用托盤秤,在實驗室用彈簧測力計。”學生們的回答不僅讓太空中的老師頻頻點頭,也讓現場迸發出熱烈掌聲。
在全國數千萬名師生的注目下,王老師給大家演示了小球在太空中的單擺運動和圓周運動、高速旋轉的陀螺旋轉、神奇的水膜試驗、液體表面張力能使水膜變“魔法水球”,這些都讓學生們覺得分外神奇。
13歲的人大附中學生徐海博幸運地在課程中獲得了提問機會,他關心的是太空中的上下方位問題。王亞平在指令長聶海勝的幫助下表演了一套“雜技”動作,分別進行了懸空橫臥和倒立,并解釋,“航天員在太空中無所謂上和下的方位區別。不過,為了便于工作生活,航天員們為天宮一號人為定義了上和下,把朝向地球的一側定義為下,并專門在‘下方’鋪設了地板?!?/p>
徐海博對這樣的回答方式非常滿意。他表示,為自己能親身參加中國第一次、世界第二次太空公開授課并提問感到自豪。有志于從事科研工作的他更關注王老師講述的失重環境為人類造福的例子。在失重環境下,人們能夠獲取結構更加均勻完整、尺寸更大的半導體晶體,有利于開展材料學基礎性研究,優化和改進地面生產工藝。失重條件下冷原子鐘的頻率穩定度會大大提高,可以應用于高精度的衛星導航定位系統……這些都讓他增添了探索未知世界的愿望。
王老師的講解風趣也讓課堂笑聲不斷?!叭绻娤衫畎自谔鞂m里生活,大概就寫不出‘飛流直下三千尺’的名句了,因為,失重環境下水不可能飛流直下?!薄巴瑢W們,見證奇跡的時刻到了。”
史家小學四年級的邱甜獲得了最后一個提問機會,她一連串問出:“您在天上看到的窗外景色與地面有什么不同?星星會閃爍嗎?能看到UFO嗎?”
王亞平微笑著一一作答:“透過舷窗,我們可以看到美麗的地球,也可以看到日月星辰,但是我們沒有看到過UFO。由于我們處在大氣層外,沒有大氣的阻擋和干擾,看到的星星格外明亮,但是不會閃爍。同樣,由于沒有大氣對光的散射作用,我們看到的太空不是藍色的,而是深邃的黑色。另外,我要告訴你一件奇妙的事情,我們每天可以看到16次日出,因為我們每90分鐘繞地球轉一圈。”
邱甜說,她還沒有開始學物理,但通過這堂課她對失重、牛頓第二定律、水的張力等有了難忘的記憶,她也特別喜歡“漂亮、聰明的王老師”,由此萌生了去當航天員的理想,如果不能實現她也愿意做個傳播知識的老師。
同學們的問題還有很多,“航天員老師,你們在天上的生活用水是從地面上帶到天宮一號去的嗎?可以循環使用嗎?”“您能看到太空垃圾嗎?天宮一號是否有應對太空垃圾的防護措施?”“請問你們在太空中采取哪些措施對抗失重對人體的不利影響?”航天員們一一作答,不僅滿足了大家的好奇心,更開啟了他們探索科學的興趣之門。
下一堂太空授課,我希望……
這次的太空授課,是不是激發了同學們對太空的莫大興趣?如果還有下一次,你想問宇航員老師什么問題呢?聽聽別的“科學粉絲”的提問吧?你也可以想想,如果有機會的話,什么是你最想知道的!
太空是怎么培養出蔬菜的?
靜電會產生引力,在失重情況下,還會產生引力嗎?
從太空看,地球是什么樣的?
水的蒸發,在失重的情況下和地球上的有什么不一樣?
磁鐵在太空中還會相互吸引嗎?
航天員每天看16次日出,生物鐘會亂嗎?
低重力情況下,一些化學反應會變快,在無重力情況下,化學合成會出現什么狀況?
眾說紛紜:夢想真的照進了現實
中國人民大學附中物理教師宓奇:“同學們見到這些現象的時候非常興奮,但是在平時的教學中不能充分展示,這次課堂的內容也可以進入到我們以后的課堂中,讓同學們更加了解基礎物理原理?!?/p>
北京十二中錢學森航天試驗班高一學生宋欣珂:“平時我對物理就很感興趣,希望以后能夠投身科研。航天員展示的失重狀態下的水球實驗非常精彩,我打算去查閱一些水的表面張力的相關資料。同時,航天員們科學研究的執著精神也很令我敬佩,要向他們學習。”
北京航空航天大學附中初一學生張凝丹:“我印象最深的就是水球實驗,場面真好看啊,但好多原理我還沒想明白。我覺得太空挺神奇的,地球上做不到的在那里都能實現。我的夢想就是去太空看看?!?/p>
內蒙古呼和浩特市北垣小學五年級學生郭龍舟:“太空里的事情都太奇妙了,宇航員們在失重的情況下,可以輕易做到很多生活中難以想象的動作,他們還能空翻呢,等我長大也要上去體驗一下。”
貴州貴陽市實驗二中校長余紅:“這堂‘太空課’盡管只有短短幾十分鐘,不能完全滿足孩子們對太空的好奇和遐想,卻展現了天地間的神奇,在孩子們心中播撒了‘熱愛科學、探索未知’的種子,這些種子必將生根發芽,引領他們不斷追尋無限的‘科學夢’。”
等待22年,全球第一次太空授課
我國是第二個實現太空授課的國家,美國是世界上第一個開展太空授課的國家。說到世界上第一次太空授課,其背后是一個十分悲壯的故事和長達22年的堅持。
早在1985年,美國宇航局就提出了太空授課的構想,并且為此訓練了兩名女教師,一個是麥考利夫,一個是摩根。然而,令人遺憾的是,第二年飛船升空時,麥考利夫與飛船一同殞夢地球上空——那次,飛船“挑戰者”號升空73秒后突然爆炸而破碎。
然而,摩根并未放棄這個上天授課夢,為此她又準備了22年。終于,在2007年,她跟隨“奮進號”飛入太空,肩負著航天員、教師和麥考利夫的繼承者三重身份,彌補了這一遺憾,太空中55歲的摩根給孩子上了25分鐘的太空課。
通過視頻互動教學,摩根擺弄著乒乓球和水滴,并同其他機組成員向孩子們描述了關于太空的生活,充滿了喜怒哀樂。成百上千的少年擠滿美國愛達荷州的發現中心,這里距摩根成為宇航員之前教書的小學不到100英里。
一個孩子問太空訓練的情況如何。在回答時,摩根及其身邊的兩位同事裝作訓練的樣子。另一位少年想看看太空中喝飲料的情景,摩根他們用吸管插上飲料袋,擠壓出一些泡泡,吞下紅色飲料,但泡泡四處漂浮。
之后,12歲的佩根問:太空看星星是什么樣子?回答是:星星一直穩定發光,不會閃爍,因為太空沒有大氣干擾光線。當被問及有關教師和宇航員雙重角色的問題時,摩根表示,“宇航員與教師實際上是同一職業,我們都需要不斷探索、發現和傳授。作為一名教師,最得意的是能和孩子們一起相處,而作為一名宇航員,最美好的則是能在太空中與大家分享這一切。教師和宇航員都是令人十分愉快的工作。”
暢想太空:我的月球之旅
我坐著時光機來到了1000年后,哇!3013年真是不同凡響。街道上到處是懸浮汽車,每個人都忙碌著。我走著走著,忽然看見一張海報。上面寫著月球之旅。這可是個難得的好機會,此時不去,更待何時!
我立刻報了名,開始我的月球之旅。我坐上超光速飛船向月球進發,一下子便來到了20.44萬千米高空中,這時候電腦發出警告,離月球還有18萬千米。一瞬間便來到了月球。
月球上什么時候蓋起了賓館?賓館的招牌上刻著五個剛勁有力的大字:“廣寒宮賓館”,我想,這八成是嫦娥仙子開的賓館吧!我走進去一看,有一個人影向這邊奔跑,她身穿彩衣,披著白紗,手里抱著一只玉兔,美極了!“Hello!歡迎光臨!”我說了一句:“謝謝!”我走進賓館找了個空座位坐下,叫了幾盤這兒最出名的酒菜。不一會兒,一桌巧奪天工的酒菜便上桌了。每道菜都有它自己的特色,就是不知味道如何。我懷著試一試的心理嘗了嘗,哇!這兒的菜不光中看,吃起來更是讓人叫絕。不知是哪位神仙做的萊,我讓嫦娥仙子把這兒的名廚請來。這不是灶神嗎?怎么當起廚師了?這時天外來了個旅行團,他們個個都怪模怪樣,天哪!我居然看見了外星人!天庭什么時候也開始了外交關系?牛郎織女正騎著牛兒向這兒奔來,你一定很奇怪他們倆怎么能在一起呢?其實王母娘娘早已下令能讓眾仙有情人終成眷屬。這可讓豬八戒和吳剛大有可乘之機,他倆不分晝夜地為嫦娥做義務勞動,希望討得嫦娥的歡心。齊天大圣駕著筋斗云來了,瞧!他拿著今年他代言廣告的手提電腦正在會網友。宙斯和他的妻子赫拉、兒子赫耳墨斯開著勞斯萊斯在天街閑游。許仙、白素貞也在這兒吃飯。法海來了,不用擔心,他們現在可是朋友了。
航天員在太空授課范文3
中國夢 強國夢
江蘇省海門市三星小學 三(2)班 陳俊奇
2013年6月11日,是一個令所有中國人都難忘的日子――神舟十號發射,三位航天員再次訪問“天宮一號”!
那天,我懷著無比激動的心情早早地守候在電視機前,把電視調到“中央電視臺”,靜靜等待著激動人心的一刻――17:38分的到來。終于,電視畫面上出現了一名名工作人員,他們都坐在各自的電腦前神情緊張地盯著熒屏。倒計時開始了:“15分鐘準備!”“5分鐘準備!”“1分鐘準備!”只見三名宇航員――聶海勝、張曉光和王亞平鎮定自若地坐在飛船里面。
“10、9、8……”我緊握著拳頭,情不自禁地為他們捏了一把汗,眼睛直勾勾地盯著電視?!?、4、3、2、1,點火!”剎那間,火箭兩邊煙霧四起,箭身在一團火光的襯托下沖向高空。頓時,我的心也跟著起飛了,整個人激動得跳了起來,高聲喊著:“起飛啦!起飛啦!”只見火箭越飛越高,越遠越小,四周飄浮著一片片潔白的云彩,一團團、一串串,浮動著,變化著,好像在歡迎這位神奇客人的到來。緊接著,火箭穿過大氣層來到了一望無際的宇宙。這時宇航員手中的筆不約而同地飛了起來,整個人都沒了重心。最后,“神舟十號”與二號F改進型運載火箭分離,進入預定軌道?!俺晒玻〕晒?!”所有的工作人員都激動得擁抱在一起。
“神舟十號”發射圓滿成功,中國人民又一次實現了自己美麗的夢想!雖然只有短短的幾分鐘,但這是多么神圣、多么振奮人心的時刻!我會牢記此時此刻!中國人民會牢記此時此刻!
【指導老師:袁娟】
中國夢 科學夢
江蘇省南京市江寧實驗小學 三(3)班 宋凌飛
從小,我就對天空充滿了遐想。神話故事里,天空是各路神仙聚集的地方,它仙云朵朵,變化莫測;現實生活中,它有時晴空萬里,一碧如洗,有時又烏云密布,電閃雷鳴,充滿了神秘的色彩。天空到底是什么樣的呢?我有一個夢想,長大后,我要到遙遠的天空――太空去看一看。
今天,我通過電視上了一堂既特殊又難忘的課――“神舟十號”的航天員在太空為全國的學生授課。我看到了許多獨特又有趣的現象:航天員們個個成了會輕功的武林高手,他們身輕如燕,方便美味的食物滿艙飛,睡覺時裹得像蠶寶寶一樣,還要固定在墻上……
王亞平老師一邊做實驗,一邊講解,太空單擺運動、太空陀螺運動、太空制作水膜、太空制作水球等實驗,既讓我們看到了有趣的實驗,又讓我們明白了背后蘊藏的科學原理。另外,航天員叔叔阿姨們還解答了我們各種千奇百怪的小問題……
通過這節課,我明白了:其實我的科學夢離我并不遠,它就在我每天所學的知識里。只要我現在認真學習各門功課,將來也能成為合格的宇航員,帶著祖國的夢想去探索宇宙。
媽媽說:“只要腳踏實地,就能仰望天空?!蔽乙欢ㄒ獮樽约旱目茖W夢加油、努力。
航天員在太空授課范文4
“太空授課”的主講人為女航天員王亞平。聶海勝輔助授課,張曉光擔任攝像師。在大約40分鐘的授課中,航天員通過質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球5個基礎物理實驗,展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象。他們講解了實驗背后的物理原理,并通過視頻與地面課堂師生進行互動交流。
筆者在網上下載了這節課的視頻播放給學生看,雖然不是直播,但學生們非常感興趣,興致盎然地回答提問,參與討論,伸長了脖子觀看每一個實驗,課堂氣氛熱烈輕松。真沒有想到非專業的物理教師把課上得如此生動有趣,深入淺出。筆者從一個物理教師的角度來談談這節太空授課的教育藝術和魅力。
一、語言藝術
語言是人們交流思想、傳遞信息、表達情感的工具。教師的語言應追求思想性、科學性、藝術性的統一。蘇霍姆林斯基說:“教師高度的語言修養,在極大程度上決定著學生在課堂上腦力勞動的效率。”聲情并茂的語言會讓學生身臨其境,簡明、準確、層次清楚、富有邏輯性的語言引人入勝,機智風趣的妙語能使大家有會心的歡笑和領悟。下面我們來看看“太空授課”的語言藝術和魅力。
1.清亮、明晰、舒緩、流暢,具有親和力和感染力
整節課,主講人女航天員王亞平精力充沛,面帶微笑,聲音清脆而又甜美,舒緩而又流暢,和學生交流極具親和力,例如:“怎么樣,很厲害吧?在太空失重環境中,我們個個都像是身輕如燕的武林高手?!薄班?,這是一個非常有意思的問題,這樣吧,讓我首先來給大家表演一個雜技?!薄巴瑢W們,你們看到這個可愛的、漂亮的小水滴,有沒有想到晶瑩剔透這個詞呢?我真想多做幾個,把它們穿成一串水晶項鏈,送給你們?!薄澳銈兛?,這個水球像不像是一個透鏡,透過它,你們還可以看到我的倒影呢?!?還有網絡熱門語言“見證奇跡的時刻到了”等。王亞平富有情感的語言感染了學生和觀眾,激勵和鼓舞了學生學習的熱情。
2.簡明、準確,具有科學性和思想性
某學生提問:“請問您看到的窗外景色和地面上看到的有什么不同嗎?能看到UFO嗎?星星還會閃爍嗎?”王亞平答:“透過舷窗,我們可以看到美麗的地球,還看到日月星辰,但是到目前為止我還沒有看到UFO。由于我們處于大氣層之外,沒有了大氣的阻擋和干擾,所以我們看到的星星格外明亮,但是看到的星星就不會閃爍了。同樣,由于沒有了大氣對光的散射作用,我們看到的天空不是藍色的而是深邃的黑色。另外呢,我要告訴你們一個很奇妙的現象,就是現在我們每天都可以看到16次日出,因為我們每90分鐘就可以繞地球一圈。” 回答的語言簡明、準確,還科學地回答了星星不會閃爍、天空不是藍色、可以看到16次日出的原理。王亞平用富有思想性的語言描述在太空中看到的新奇景象,進一步激發了學生對太空的興趣,點燃了學生探究科學奧秘的熱情。
3.形象、直觀、生動幽默,具有趣味性和啟發性
教學過程中,教師多處引用成語,例如:“懸空打坐”“大力神功”“身輕如燕”“晶瑩剔透”等,通過比喻、擬人、對偶、夸張等修辭手法使語言形象、直觀,這樣可以使物理化抽象為形象,化枯燥為生動,使大家迅速獲得感知。她還引用詩句“飛流直下三千尺”,使大家立刻想起在地面上在重力作用下水流的場景。
夸張的語言與實際的反差形成了幽默,增加了課堂的趣味性。王亞平說:“哎,我還有‘大力神功’呢?!彼靡桓种篙p輕一推,聶海勝飛了出去。(鼓掌)“在太空失重環境中,我們個個都像是‘身輕如燕’的武林高手?!薄八谋砻鎻埩蜁箫@神威。”這些幽默夸張的語言也揭示了王亞平擁有“大力神功”和變成“武林高手”的秘訣,也隱約說明水的表面張力為何失去威力,語言具有啟發性。
最后她用了一句對偶“飛天夢永不失重,科學夢張力無限”,既點明了上課的主題失重、張力,又寓意雙關勉勵大家。
亞平老師雖然不是蜜蜂,但是她的語言卻像蜜糖一樣黏住了學生,滋養著學生,給人以甜美的享受。
二、實驗設計獨具匠心
1.利用實驗情景引入―生動有趣
“太空授課”一開始宇航員以自己為道具做了兩個演示實驗 :指令長聶海勝給大家表演一個中國功夫片影迷所熟悉的雙叉打坐姿勢“懸空打坐”,王亞平表演了“大力神功”―用一根手指輕輕一推,聶海勝飛了出去。在太空失重環境中,大家都成了功夫大師。從學生和觀眾熱烈的掌聲中可以看出,生動詼諧的實驗,一下就把大家帶進太空失重環境中,吸引住了學生,激發了學生的興趣。
2.空中微型實驗―新奇有趣
“太空授課”的實驗大多選用了微型實驗,如彈簧稱物重、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球,實驗儀器簡單易操作,貼近生活,使學生感到親切、真實。但是在太空環境中,大家所熟悉的實驗現象不見了,出現了新奇有趣的現象。例如:太空中的單擺不擺了,給小球一個很小的初速度,它也能繞擺軸做勻速圓周運動。又如:小水滴成球狀在空中飄浮,王亞平張嘴把飄浮在空中的水滴吃了進去,這個奇妙的畫面引起地面課堂上學生的一陣驚嘆。這些意料之外的神奇現象大大激發了學生的求知欲,也有利于學生的主動建構。
3.對比實驗―在視覺沖突中激疑,在激發思維后釋疑
空中課堂中的實驗大多以對比的方式呈現,有天地對比,如彈簧稱物重、彈簧振子的振動頻率、單擺運動,而且把天地的視頻放在一起直接對比播放,現象一目了然。在強烈的視覺沖突中激疑生惑,再對比這些微型實驗,實驗的儀器一樣,操作一樣,出現差別的原因就是太空是一個失重的環境。根據差異法可以解釋失重是產生這些不同現象的原因。又如陀螺有很好的定軸性,大多數學生對此比較陌生也難以理解。巧妙運用轉與不轉的陀螺進行對比實驗,直觀清晰地說明了這一難點。
4.一物多用的系列實驗―節約高效
利用現有的器材,進行盡可能多的實驗,顯示更多的實驗現象,充分提高器材的利用效率,挖掘實驗潛力,既降低了成本,又節約了時間。比如:利用彈簧和重物做了兩個實驗,彈簧稱物重,彈簧和重物構成了彈簧振子,由振動的頻率可以測物體的質量。又如:利用水做了一組實驗,從失重的小水滴到水膜的表面張力,再到水球中液體的擴散,在最簡單樸素的水中,流淌出不一樣的神奇,令人嘆為觀止。
5.小實驗中的高科技―由科學到科技,學以致用
陀螺是大家熟悉的玩具,這種普通使它好像與高科技是絕緣的。然而有很多高科技設備都是用陀螺組合來定向,在宇宙飛船上,也安裝了不少利用陀螺的定軸性原理制作的儀器,用來測量航天器的姿態??此坪唵蔚耐婢邊s蘊含了高科技的原理,進一步拓寬了學生的視野,使大家體會到物理學的強大生命力,更好地體現物理學的巨大價值,激發出學生學習科學技術的內在動力。
6.高科技中的大智慧―簡單巧妙
在太空中用質量測量儀這一高科技儀器來測質量,其原理卻是大家都知道的牛頓第二定律,用普通的、基本的原理設計測量儀器,簡單可靠又很巧妙,讓學生體會到高科技中的智慧其實是簡單樸素的,科技含量很高,卻很親近。
三、互動交流
1.師生互動―遠在天邊,近在眼前
(1)距離近:雖然航天員在太空中授課,通過同步通訊技術,進行視頻通話,傳播實時畫面,他們仿佛就在我們身邊,高科技拉近了空間的距離。
(2)情感近:雖然是陌生的教師第一次在遙遠的太空上課,但是教師親切的語言,微笑的面容,真誠的交流,拉近了彼此的距離。我們不是在聽一個老學究做科學講座,好像是在和學長請教談心。
2.課堂交流―實驗碰撞思維,提問深化思維
課堂上,要讓學生的思維動起來,單純的說教是蒼白的。“太空授課”是用大量的實驗展示直觀現象,構建情景,起疑生惑,再用精心的問題設計激發思維,讓學生的大腦“動”起來,巧妙地利用實驗和問題設計啟動思維、激發思維、拓展思維。比如:在太空如何測量質量的教學設計中,首先以“懸空打坐”“大力神功”演示實驗創設失重的情景,用“在太空中失重了,是不是也失去了質量”自然轉到如何測量質量。接著提出問題:“在生活中你們都是怎樣來測量物體的質量呢?”學生提出的方案,在太空中行不行呢?用彈簧測物重的比較實驗回答了這個問題,演示了在太空測質量的實驗,激發了大家的好奇心。最后通過比較實驗演示兩個彈簧振子振動頻率不一樣,我們可不可以利用這一現象設計出一種測質量的方法呢?為學生的進一步思維打開了一個窗口。
3.網絡平臺―多方位多角度的互動交流
(1)課前,中國載人航天工程網面向全國青少年舉辦了“我問航天員”―太空授課大型問題征集活動。學校也在學生中征集了想向航天員提出的問題。這樣的課前交流抓住了大家感興趣的話題,使得“太空授課”更加有目的性和針對性。
(2)課后,可以在網絡上下載重復觀看視頻,看不同媒體多角度的報道,也可以發表自己的觀點,進行討論,讓大家有多重視角來品味空中課堂。
四、感悟教育理念
1.STS教育
STS 教育理念是(Science Technology Society)的縮寫,是研究科學、技術、社會三者關系的復雜而系統的學科,其核心是強調知識與實踐的結合,從實踐應用的角度去教授和學習知識。
新一輪的物理課程改革中,把“從生活走向物理,從物理走向社會”作為課程改革的基本理念之一,將物理教學與STS教育有機結合起來,真正實現知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三位一體的新目標。
人教版課本把“航天事業改變著人類生活”作為典型的STS案例寫進必修2,本身“神十”上天,“太空授課”同步轉播就是科學技術的成功應用,而且影
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響著我們的社會生活。航天器是一個高科技的微重力實驗室,航天員給我們展現了微重力環境下的各種神奇現象。在課堂上王亞平重點介紹了利用普通玩具陀螺的定軸性設計定向系統的原理,又簡要介紹了如何利用太空資源做科學研究,比如在失重環境下,我們可以獲取結構更加均勻、完整,尺寸更大的半導體晶體,開展材料的基礎研究,通過對比天地的差異,來優化和改進地面的生產工藝。再比如,在失重環境下,冷原子鐘的頻率穩定度會大大地提高,可以用于未來的高精度衛星導航定位系統。適度的拓展鏈接,加強應用科學的教育,讓學生認識科學的價值,有針對性地激發學生的學習興趣和創造力,增加知識的實際應用,拓寬學生的知識面和視野,為學生學好科學知識提供原動力。
2.從地球走向太空的人文思考
高科技已經讓我們實現了飛天夢,我們的腳步從地球邁向了太空,站在太空,俯瞰地球,我們自然會思考人類、地球、太空的關系。學生們提出了很多好的問題,例如:“在太空有沒有上和下的方位感呢?”“天宮的生活用水可以循環使用嗎?”“在太空中能看到太空垃圾嗎?天宮一號是否有應對太空垃圾的防護措施呢?”“您采取了哪些措施來應對失重環境對身體帶來的不利影響?”……“太空授課”給了我們“面對面”去了解太空生活的機會,激發大家去思考太空航行生活如何面對環保、節約、安全等問題。我們要從太空的高度再一次定位人與自然的關系了。
航天員在太空授課范文5
舉世矚目的中國“太空第一課”
全國有8萬余所中學的6000余萬名師生統一集中到電視面前,期待著這堂“神奇”的太空物理課。
九點剛過,航天員王亞平就出現在屏幕前,只見她輕點腳尖,緩緩“飄”到講臺。在失重環境下,這位主講精心梳理的馬尾辮變成了蓬松的“毽子”,呈現出幾分“笑果”。
在45分鐘時間里,王亞平和她的助手們做了質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等四個基礎物理實驗,展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象。
你知道如何在太空失重的情況下測量體重嗎?王亞平第一個實驗就演示給觀眾,她把助手聶海勝固定在測量質量的“質量測量儀”一端,然后輕輕拉開支架,一放手,支架在彈簧的作用下回復原位。LED屏顯示出聶海勝的質量:74公斤。
這個實驗生動地說明了牛頓第二定律的基本原理——“物體加速度的大小跟物體受到的作用力成正比,跟物體的質量成反比?!边@是一個在一切慣性空間內普遍適用的基本物理定律,不因物體的引力環境、運動速度而改變,因此在太空和地面都是成立的。
四個失重條件下的物理實驗,讓電視機前的學生大開眼界,原來在課堂上老師只能講解失重的原理,不能見到實際演示,而今天他們上了一堂生動的物理課。
“這種演示方法,一定會給孩子們留下深刻的印象,甚至是一輩子都忘不了的?!北本┐髮W地球與空間科學學院教授焦維新說。
太空中的“趣味”課程表
目前除了美國的芭芭拉·摩根和我國的王亞平通過天地連線在太空授課外,其實國際空間站也制作了很多關于太空生活和實驗的視頻課件。目前,全球已有近320萬學生從空間站下載并分享這些課件。此外,在美國有近百萬學生親自參加或通過“提問”方式參與了空間站的實驗。
記者打開美國國家航空航天局(NASA)的官網(nasa.gov),發現在LOGO下方就有四個明顯的“標簽”,分別提示面向“公眾”、“教育者”、“學生”和“媒體”,四個部分的內容各有側重。
再進入面向學生的部分,又會看到為不同年級的學生提供的有針對性的內容。人們不僅可以在網上瀏覽這些來自太空,或者介紹太空知識的內容,也可以從網站上直接下載這些視頻。
據焦維新介紹,這些視頻內容主要還是體現了微重力環境下的特征。比如宇航員如何穿衣、吃飯、刷牙等太空生活細節,還有在微重力環境下的跳繩、飛檐走壁等。
記者在互聯網上也搜索到了“太空能不能掉眼淚”、“太空如何洗臉”、“太空中怎么玩悠悠球”等精彩視頻。這些出自國際空間站的視頻,用生動、獨特的演示方式,激發著人們探索太空的熱情。但是除了各種各樣的“物理課”,太空課程表里還有沒有其他課程呢?
“除了物理課,在太空我們還可以上生物課。在失重條件下觀察動植物生長發育和生存變化。”焦維新說。
在國際空間站實驗架的孵卵器中,就有專為學生進行生物課學習的小培育室,他們可將小植物和動物放到里面,觀察它們在太空失重環境下的生長和發育。國際空間站還曾專門為中學生開設生物課,研究一種與人體健康有關的小蠕蟲。小蠕蟲分成地面對照組和太空實驗組兩組,學生們會仔細觀察、記錄蠕蟲的生長過程和繁殖后代的情況。
為了增加學生對地理知識的學習興趣,美國還曾開展“中學生地球常識”的教育計劃。航天員會幫他們將一臺數碼相機帶到太空,安裝在國際空間站艙內的玻璃窗上。通過網絡,學生操縱安裝在空間站上的這臺特制數碼相機,在太空中選取最佳視角拍攝美麗的地球表面,再通過網絡傳到地面。學生們不僅看到了自己拍攝的地球上的海洋、山脈,而且還有機會從太空拍攝地球污染的情況,從而對環境保護擁有更清晰的認識。
向青少年播種中國“科學夢”
焦維新說,太空實驗可以設計很多內容,我們需要更大的空間實驗室,更好的平臺。等我們的空間站建成了,所進行的科學實驗范圍更廣泛了,我們肯定還會選擇一些適合青少年的學習方式。
比如我們在地球上看到的極光,只是一個局部的情況,而在飛船或空間站上看到的肯定會是另一番景象;而觀察地球也是一樣,有時有云飄過,有時無云,而且在夜晚也將看到一片片的燈火,將這些只能從太空中看到的景象拍攝下來,一定可以制作出很好的視頻課程。
航天員在太空授課范文6
“同學們,你們好!”,這本是在課堂是司空見慣的一聲問候,而在今天,這一聲問候卻非比尋常,為什么這么說呢?因為這是由中國最高的講堂——距離中國土地300多公里的“天宮”傳來的問候。
上課了,三位航天員面帶微笑地出現在同學們的視線中,主講人王亞平在另外兩位航天員的幫助下輕點腳尖,徐徐地向我們“飛”來,站穩后,向我們問好,隨后介紹自己。三位老師亮相后,就給我們表演了幾個高難度的動作,看:指揮長聶海勝一下子變身一位輕功了得的“武林高手”,一開始就展現了“懸空打坐”,王亞平老師也不甘示弱,施展“大力神功”,只消輕輕一推,聶海勝立刻橫飛出去,“狼狽”地貼在艙壁上。生動滑稽的表演讓太空授課地面課堂的同學們以及電視機前的我不禁哈哈大笑起來。
可問題也隨之而來:在地面上,大家通常都用稱、天平等測算物體的質量,可在太空失重環境下,地面上的測量方法還管不管用呢?首先,王亞平老師給我們做了一個實驗:王亞平老師從助教聶海勝手中接過兩個一樣的彈簧,彈簧的底端分別固定了兩個質量不同的物體,在地面上,由于兩個物體質量不同,所以兩個彈簧的伸長量也不同,可是在太空失重環境下,兩個彈簧的長度卻是相等的,由此可以說明,在太空失重環境下,地面上的測量方法是不管用的。可是,既然這樣,在太空的航天員們又是如何得知自己的體重是否有變化呢?這時,王亞平老師似乎看透了同學們的心,知道了同學們的疑問,為我們介紹了可以在太空里測量質量的質量測量儀,并動手操作起來:他們從天宮一號的艙壁上打開一個支架形狀的裝置,指揮長聶海勝把自己固定在支架一端,王亞平老師輕輕拉開支架,把支架拉到指定位置,一放手,支架便在彈簧的作用下回復原位。顯示屏上顯示出數字:74。0,這表示聶海勝的實測質量是74千克。隨后,王亞平老師向我們解釋道:這臺質量測量儀使用的是著名的牛頓第二定律:F(力)=m(質量)×a(加速度)。隨后,王亞平老師還給大家布置了一道課后思考題:除了運用牛頓第二定律,還有什么辦法可以在失重環境下測量物體的質量?
第二個課題開始了:王亞平老師為我們演示了一個單擺運動。王亞平老師取出了一個支架,把一個小球用一根細繩連接在支架上,形成了常見的單擺。王亞平老師把它固定在展示平臺上,把它提到一定的位置,松開了手,但小球并沒有像在地面上左右搖晃,而是浮在空中;王亞平老師輕輕地推了小球一下,小球就開始做起了圓周運動,王亞平老師又換了一個方向,結果也沒有改變。
這時,有人提出了疑問:在太空失重環境下,航天員有沒有具體的方位感呢?為了回答這個問題,王亞平老師在助教聶海勝的幫助下給同學們表演了一個“雜技”:先是懸空橫臥,這時對她來說,頭頂上方是上,腳的下方是下;她在聶海勝的幫助下又轉動了90°,變成一個倒立的姿勢,這時對她來說頭頂上方是上,腳的下方是下。王亞平老師轉回來后,向我們解釋道:“在太空中航天員自身的感覺是無所謂上和下的區別的,無論航天員頭朝向哪一個方向,他們自身的感覺都是一樣的。不過,在天宮中,為了方便和生活,他們也人為的定義了上和下,把朝向地球的一面作為是下方,并鋪設了地板。”
接下來,第三個課題開始了:物理學原理告訴我們,高速旋轉的陀螺具有很好的定軸特性,在太空失重環境下,這一特性更加明顯。于是,王亞平老師取出了一個陀螺,把它靜止懸放在空中,再用手輕輕地一推,給它一些干擾力,陀螺開始翻滾地向前運動,可以看出,它的軸向發生了很大的改變;王亞平老師把這個陀螺旋轉起來,把它放置在同樣的位置,給予相同的干擾力,這次,它不翻滾了,而是晃動地向前運動。為了讓同學們看得更加清楚一些,王亞平老師取出兩個相同的陀螺,一個靜止,一個旋轉,給予同樣的干擾力,對比一下它們的運動。結果很明顯:靜止的陀螺的軸向變化很大,而旋轉的陀螺雖然晃動,但軸向基本沒有改變。
接下來,王亞平老師要給我們演示一些與水有關的現象:王亞平老師接過一個在太空在喝水用的飲水袋。王亞平老師把飲水袋上方的止水夾打開,水卻沒有像在地面上一樣流出來,真是不可思議。這時王亞平老師半開玩笑地說;“如果詩人李白在天宮生活,大概他就寫不出‘飛流直下三千尺’的詩句了。因為在失重環境下,根本不可能會‘飛流直下’。”接下來,王亞平老師要擠出一個小水滴。看,一個晶瑩剔透的小水滴誕生了,為了避免它到處亂飛,王亞平老師使用了一個獨特的方式來收服它:只見王亞平老師張開口,把小水滴吞了下去。這一舉動贏來了同學們的陣陣掌聲。
我們正在意猶未盡時,王亞平老師又拿出了一個金屬圈和另一個飲水袋,首先,王亞平老師把水袋打開,把金屬圈慢慢地伸進去,輕輕地拉出來,奇跡發生了,水在金屬圈上形成了一個漂亮的水膜,這在地面上是很難做到的,因為地面上有重力的影響水膜一出水就容易破裂,但在太空中,由于處于失重狀態,水的表面張力就會大顯神威,所以能夠輕易的做出一個水膜。為了驗證這個水膜是否結實,王亞平老師輕輕地晃動金屬圈,水膜沒有破裂,只不過是甩出了幾個小水珠。王亞平老師又把一個印著一個中國結的小圓片輕輕地放在水膜上,水膜也沒有破裂,這真是一個奇觀!
水膜很神奇,但接下來王亞平老師所做的將會更加神奇。王亞平老師又重新制作了一個水膜,一點一點地往水膜上加水,只見水膜越來越厚,形成了一個大水球,我們可以清楚的看到水球中間有許多的小氣泡。于是,王亞平老師就用注射器把小氣泡給抽出來。這時,這個水球就像一個透鏡,透過它,還可以看到老師的倒影呢!試驗就這么結束了嗎?才不會呢。王亞平老師又用注射器在水球里做了兩個氣泡,可這兩個氣泡并沒有融合在一起,而是單獨存在著?,F在,聶海勝把氣泡抽了出來。接下來,王亞平老師要把紅色的液體注射進水球中,看看會有什么變化呢?在注射的過程中,大家可以看到紅色的液體在水球中蔓延開來,形成了一個非常漂亮的紅色水球。
所有實驗都結束了,到了自由提問時間,。“天宮里的生活用水是循環使用嗎?”“在天宮里能看到太空垃圾嗎?”“在天宮里看到的星星會閃爍嗎?”……一個個問題連珠炮般投向三位航天員,他們則耐心地一一作答。當一個坐在第一排的一位女生問及“是否能看見UFO”時,更是讓三位航天員忍俊不禁:“我們到現在為止,我們還沒有看到UFO,但是我可以告訴你一個奇妙的現象:現在我們每天都可以看到16次日出,因為我們每90分鐘繞地球轉一圈”
或許,短短幾十分鐘的太空授課,并不能滿足我們對太空知識的渴求。但通過大家聚精會神的目光、發自內心的掌聲,卻可以看到,一顆顆熱愛科學、追尋夢想、探索未知的種子,已在大家心底悄然扎根。我們也期盼著,這一顆顆夢的種子早日綻放出絢爛的花朵。正所謂“飛天夢永不失重,科學夢張力無限!”