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航天员在太空授课范文1
人类第二次在太空授课
神十3名航天员在此次飞天征程中,成功实施进驻“天宫一号”、飞船与“天宫一号”自动和手控交会对接、中国首次太空授课、中国首次航天器绕飞交会试验,以及航天医学实验、技术试验等一系列太空活动,圆满完成了中国载人航天工程天地往返运输系统首次应用性飞行任务。其中,“80后”的王亚平是中国第二位女航天员,她第一次飞天即成为中国首位太空授课教师,引起了人们的广泛关注。
6月11日发射升空的神十飞船,于13日与“天宫一号”目标飞行器成功进行自动交会对接后,3名航天员陆续飘入“天宫一号”的实验舱,按照计划开展空间科学实验和技术试验。6月20日上午十点零四分,“天宫一号”成为中国的最高讲台,王亚平在这里为青少年授课,在距地球343公里以外的太空展示失重环境下奇特的物理现象,共同探索人在实验舱中感受到的神奇和美妙。
神奇的太空课堂
太空授课的主讲人为女航天员王亚平,聂海胜辅助授课,张晓光担任摄像师。在大约40分钟的授课中,航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物理实验,展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。他们讲解了实验背后的物理原理,并通过视频通话与地面课堂师生进行互动交流。
航天员给大家演示的物理实验――单摆运动,引起了同学们的极大兴趣。
只见T型支架上,用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。王亚平把小球轻轻拉升到一定位置放手,小球并没有出现地面上常见的往复摆动,而是停在了半空中。王亚平用手指沿切线方向轻推小球,奇妙的现象出现了:小球开始绕着T型支架的轴心做圆周运动――而在地面对比试验中,需要施加足够的力,给小球一个较大的初速度,才能使它绕轴旋转。
人为定义太空中的上下方位
航天员在太空中可以自由漂浮,这让孩子们既羡慕,又好奇:“航天员老师,您在太空中有没有上下方位感?”
在回答问题之前,王亚平在聂海胜的帮助下表演了一套“杂技”动作,先是悬空横卧,然后像时钟指针一样旋转,变成倒立。随即她介绍说,航天员在太空中无所谓上和下的方位区别。不过,为了便于工作生活,航天员们为“天宫一号”人为定义了上和下,把朝向地球的一侧定义为下,并专门在下方铺设了地板。
在航天领域用途广泛的陀螺定轴特性
物理学原理告诉我们,高速旋转的陀螺具有很好的定轴特性。在太空失重环境下,这一特性更加直观。王亚平先取出一个陀螺,把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部,陀螺翻滚着飞向远处。随后她让陀螺旋转之后悬浮在半空中,再用手轻轻一推,旋转的陀螺不再翻滚,而是保持着固定的轴向,向前飞去。
王亚平介绍说,高速旋转陀螺的定轴特性在航天领域用途广泛。在“天宫一号”目标飞行器上,就装有各式各样的陀螺定向仪,正是有了它们,才能精准地测量航天器的飞行姿态。
太空里没有水向低处流
在地面上水向低处流是天经地义的事情,而在太空却无法实现这种情景。王亚平拿起一个航天员饮用水袋,头朝下打开止水夹,水却没有倾泻而出。轻挤水袋,饮水管端口形成了一颗晶莹剔透的水珠,顺着饮水管滚来滚去。略微抖动水袋,水珠依依不舍地离开饮水管,悬浮在半空中。“如果诗仙李白在天宫里生活,大概就写不出‘飞流直下三千尺’的名句了,因为,失重环境下水不可能飞流直下。”王亚平笑道。
利用液体表面张力变出魔法水球
五彩缤纷的肥皂泡总能带给人们遐想,而这其实是液体表面张力在发挥作用。在地面上,液体表面张力难以抗衡地球引力的影响,只有经过特殊处理的肥皂水或富含无机盐的矿泉才能表现出比较强的张力特性。但在太空失重环境下,液体的表面张力特性却能更加突显。
王亚平把一个金属圈放进装满饮用水的自封袋,再取出时,沾在圈内的水形成了一层水膜。轻轻晃动金属圈,水膜没有破裂,只是甩出了几颗小水滴。她又往水膜表面贴上了一片画有中国结图案的塑料片,水膜依然完好。这些在地面难得一见的奇特景象,引起了收看者的连声惊叹。
实验并未就此结束。王亚平继续往水膜上注水,只见它越来越厚,最后变成了一个亮晶晶的大水球。再往水球内注入空气,形成了两个气泡,既没有融合到一起,也逃不出水球的包裹。
航天员寄语未来追梦人
太空中的独特环境,不仅可以给人们带来奇妙的体验,还能够为人类造福。王亚平介绍说,在失重环境下,人们能够获取结构更加均匀完整、尺寸更大的半导体晶体,有利于开展材料学基础性研究,优化和改进地面生产工艺;失重条件下冷原子钟的频率稳定度会大大提高,可以应用于高精度的卫星导航定位系统……
航天员在太空授课范文2
“大家好!我是王亚平,本次授课由我主讲。”当神舟十号女航天员王亚平从距离地球300多公里的太空中传来熟悉的问候时,中国人民大学附属中学报告厅里爆发出热烈的掌声。作为太空授课的“地面课堂”,330多位师生在这里亲身经历与“神十”航天员的天地连线。
在天宫一号实验舱里,指令长聂海胜当起了“助教”,负责配合“主讲”管理教具,维护课堂秩序。航天员张晓光担任摄像师,他要先用束缚带把自己固定在舱壁上,再用手持摄像机保持长时间稳定拍摄,才能把精彩图像传回地面课堂。这别开生面的一堂课时时爆发出惊呼声和掌声,让师生们兴奋不已。
“在太空失重环境中,我们个个都像武林高手,在生活中你们都是怎样测量物体的重量呢?”在聂海胜演示失重环境下的“悬空打坐”“大力神功”后,主讲教师王亚平开始了第一个演示实验——太空中如何称重。启发式提问引来地球上的教室里学生高高举起手臂。
“在家时我用电子秤测量体重,测量大物体时可以用曹冲称象的办法测量物体质量。”“称重的方法有三种:中药房里用杆秤,买菜时用托盘秤,在实验室用弹簧测力计。”学生们的回答不仅让太空中的老师频频点头,也让现场迸发出热烈掌声。
在全国数千万名师生的注目下,王老师给大家演示了小球在太空中的单摆运动和圆周运动、高速旋转的陀螺旋转、神奇的水膜试验、液体表面张力能使水膜变“魔法水球”,这些都让学生们觉得分外神奇。
13岁的人大附中学生徐海博幸运地在课程中获得了提问机会,他关心的是太空中的上下方位问题。王亚平在指令长聂海胜的帮助下表演了一套“杂技”动作,分别进行了悬空横卧和倒立,并解释,“航天员在太空中无所谓上和下的方位区别。不过,为了便于工作生活,航天员们为天宫一号人为定义了上和下,把朝向地球的一侧定义为下,并专门在‘下方’铺设了地板。”
徐海博对这样的回答方式非常满意。他表示,为自己能亲身参加中国第一次、世界第二次太空公开授课并提问感到自豪。有志于从事科研工作的他更关注王老师讲述的失重环境为人类造福的例子。在失重环境下,人们能够获取结构更加均匀完整、尺寸更大的半导体晶体,有利于开展材料学基础性研究,优化和改进地面生产工艺。失重条件下冷原子钟的频率稳定度会大大提高,可以应用于高精度的卫星导航定位系统……这些都让他增添了探索未知世界的愿望。
王老师的讲解风趣也让课堂笑声不断。“如果诗仙李白在天宫里生活,大概就写不出‘飞流直下三千尺’的名句了,因为,失重环境下水不可能飞流直下。”“同学们,见证奇迹的时刻到了。”
史家小学四年级的邱甜获得了最后一个提问机会,她一连串问出:“您在天上看到的窗外景色与地面有什么不同?星星会闪烁吗?能看到UFO吗?”
王亚平微笑着一一作答:“透过舷窗,我们可以看到美丽的地球,也可以看到日月星辰,但是我们没有看到过UFO。由于我们处在大气层外,没有大气的阻挡和干扰,看到的星星格外明亮,但是不会闪烁。同样,由于没有大气对光的散射作用,我们看到的太空不是蓝色的,而是深邃的黑色。另外,我要告诉你一件奇妙的事情,我们每天可以看到16次日出,因为我们每90分钟绕地球转一圈。”
邱甜说,她还没有开始学物理,但通过这堂课她对失重、牛顿第二定律、水的张力等有了难忘的记忆,她也特别喜欢“漂亮、聪明的王老师”,由此萌生了去当航天员的理想,如果不能实现她也愿意做个传播知识的老师。
同学们的问题还有很多,“航天员老师,你们在天上的生活用水是从地面上带到天宫一号去的吗?可以循环使用吗?”“您能看到太空垃圾吗?天宫一号是否有应对太空垃圾的防护措施?”“请问你们在太空中采取哪些措施对抗失重对人体的不利影响?”航天员们一一作答,不仅满足了大家的好奇心,更开启了他们探索科学的兴趣之门。
下一堂太空授课,我希望……
这次的太空授课,是不是激发了同学们对太空的莫大兴趣?如果还有下一次,你想问宇航员老师什么问题呢?听听别的“科学粉丝”的提问吧?你也可以想想,如果有机会的话,什么是你最想知道的!
太空是怎么培养出蔬菜的?
静电会产生引力,在失重情况下,还会产生引力吗?
从太空看,地球是什么样的?
水的蒸发,在失重的情况下和地球上的有什么不一样?
磁铁在太空中还会相互吸引吗?
航天员每天看16次日出,生物钟会乱吗?
低重力情况下,一些化学反应会变快,在无重力情况下,化学合成会出现什么状况?
众说纷纭:梦想真的照进了现实
中国人民大学附中物理教师宓奇:“同学们见到这些现象的时候非常兴奋,但是在平时的教学中不能充分展示,这次课堂的内容也可以进入到我们以后的课堂中,让同学们更加了解基础物理原理。”
北京十二中钱学森航天试验班高一学生宋欣珂:“平时我对物理就很感兴趣,希望以后能够投身科研。航天员展示的失重状态下的水球实验非常精彩,我打算去查阅一些水的表面张力的相关资料。同时,航天员们科学研究的执着精神也很令我敬佩,要向他们学习。”
北京航空航天大学附中初一学生张凝丹:“我印象最深的就是水球实验,场面真好看啊,但好多原理我还没想明白。我觉得太空挺神奇的,地球上做不到的在那里都能实现。我的梦想就是去太空看看。”
内蒙古呼和浩特市北垣小学五年级学生郭龙舟:“太空里的事情都太奇妙了,宇航员们在失重的情况下,可以轻易做到很多生活中难以想象的动作,他们还能空翻呢,等我长大也要上去体验一下。”
贵州贵阳市实验二中校长余红:“这堂‘太空课’尽管只有短短几十分钟,不能完全满足孩子们对太空的好奇和遐想,却展现了天地间的神奇,在孩子们心中播撒了‘热爱科学、探索未知’的种子,这些种子必将生根发芽,引领他们不断追寻无限的‘科学梦’。”
等待22年,全球第一次太空授课
我国是第二个实现太空授课的国家,美国是世界上第一个开展太空授课的国家。说到世界上第一次太空授课,其背后是一个十分悲壮的故事和长达22年的坚持。
早在1985年,美国宇航局就提出了太空授课的构想,并且为此训练了两名女教师,一个是麦考利夫,一个是摩根。然而,令人遗憾的是,第二年飞船升空时,麦考利夫与飞船一同殒梦地球上空——那次,飞船“挑战者”号升空73秒后突然爆炸而破碎。
然而,摩根并未放弃这个上天授课梦,为此她又准备了22年。终于,在2007年,她跟随“奋进号”飞入太空,肩负着航天员、教师和麦考利夫的继承者三重身份,弥补了这一遗憾,太空中55岁的摩根给孩子上了25分钟的太空课。
通过视频互动教学,摩根摆弄着乒乓球和水滴,并同其他机组成员向孩子们描述了关于太空的生活,充满了喜怒哀乐。成百上千的少年挤满美国爱达荷州的发现中心,这里距摩根成为宇航员之前教书的小学不到100英里。
一个孩子问太空训练的情况如何。在回答时,摩根及其身边的两位同事装作训练的样子。另一位少年想看看太空中喝饮料的情景,摩根他们用吸管插上饮料袋,挤压出一些泡泡,吞下红色饮料,但泡泡四处漂浮。
之后,12岁的佩根问:太空看星星是什么样子?回答是:星星一直稳定发光,不会闪烁,因为太空没有大气干扰光线。当被问及有关教师和宇航员双重角色的问题时,摩根表示,“宇航员与教师实际上是同一职业,我们都需要不断探索、发现和传授。作为一名教师,最得意的是能和孩子们一起相处,而作为一名宇航员,最美好的则是能在太空中与大家分享这一切。教师和宇航员都是令人十分愉快的工作。”
畅想太空:我的月球之旅
我坐着时光机来到了1000年后,哇!3013年真是不同凡响。街道上到处是悬浮汽车,每个人都忙碌着。我走着走着,忽然看见一张海报。上面写着月球之旅。这可是个难得的好机会,此时不去,更待何时!
我立刻报了名,开始我的月球之旅。我坐上超光速飞船向月球进发,一下子便来到了20.44万千米高空中,这时候电脑发出警告,离月球还有18万千米。一瞬间便来到了月球。
月球上什么时候盖起了宾馆?宾馆的招牌上刻着五个刚劲有力的大字:“广寒宫宾馆”,我想,这八成是嫦娥仙子开的宾馆吧!我走进去一看,有一个人影向这边奔跑,她身穿彩衣,披着白纱,手里抱着一只玉兔,美极了!“Hello!欢迎光临!”我说了一句:“谢谢!”我走进宾馆找了个空座位坐下,叫了几盘这儿最出名的酒菜。不一会儿,一桌巧夺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。我怀着试一试的心理尝了尝,哇!这儿的菜不光中看,吃起来更是让人叫绝。不知是哪位神仙做的莱,我让嫦娥仙子把这儿的名厨请来。这不是灶神吗?怎么当起厨师了?这时天外来了个旅行团,他们个个都怪模怪样,天哪!我居然看见了外星人!天庭什么时候也开始了外交关系?牛郎织女正骑着牛儿向这儿奔来,你一定很奇怪他们俩怎么能在一起呢?其实王母娘娘早已下令能让众仙有情人终成眷属。这可让猪八戒和吴刚大有可乘之机,他俩不分昼夜地为嫦娥做义务劳动,希望讨得嫦娥的欢心。齐天大圣驾着筋斗云来了,瞧!他拿着今年他代言广告的手提电脑正在会网友。宙斯和他的妻子赫拉、儿子赫耳墨斯开着劳斯莱斯在天街闲游。许仙、白素贞也在这儿吃饭。法海来了,不用担心,他们现在可是朋友了。
航天员在太空授课范文3
中国梦 强国梦
江苏省海门市三星小学 三(2)班 陈俊奇
2013年6月11日,是一个令所有中国人都难忘的日子――神舟十号发射,三位航天员再次访问“天宫一号”!
那天,我怀着无比激动的心情早早地守候在电视机前,把电视调到“中央电视台”,静静等待着激动人心的一刻――17:38分的到来。终于,电视画面上出现了一名名工作人员,他们都坐在各自的电脑前神情紧张地盯着荧屏。倒计时开始了:“15分钟准备!”“5分钟准备!”“1分钟准备!”只见三名宇航员――聂海胜、张晓光和王亚平镇定自若地坐在飞船里面。
“10、9、8……”我紧握着拳头,情不自禁地为他们捏了一把汗,眼睛直勾勾地盯着电视。“5、4、3、2、1,点火!”刹那间,火箭两边烟雾四起,箭身在一团火光的衬托下冲向高空。顿时,我的心也跟着起飞了,整个人激动得跳了起来,高声喊着:“起飞啦!起飞啦!”只见火箭越飞越高,越远越小,四周飘浮着一片片洁白的云彩,一团团、一串串,浮动着,变化着,好像在欢迎这位神奇客人的到来。紧接着,火箭穿过大气层来到了一望无际的宇宙。这时宇航员手中的笔不约而同地飞了起来,整个人都没了重心。最后,“神舟十号”与二号F改进型运载火箭分离,进入预定轨道。“成功啦!成功啦!”所有的工作人员都激动得拥抱在一起。
“神舟十号”发射圆满成功,中国人民又一次实现了自己美丽的梦想!虽然只有短短的几分钟,但这是多么神圣、多么振奋人心的时刻!我会牢记此时此刻!中国人民会牢记此时此刻!
【指导老师:袁娟】
中国梦 科学梦
江苏省南京市江宁实验小学 三(3)班 宋凌飞
从小,我就对天空充满了遐想。神话故事里,天空是各路神仙聚集的地方,它仙云朵朵,变化莫测;现实生活中,它有时晴空万里,一碧如洗,有时又乌云密布,电闪雷鸣,充满了神秘的色彩。天空到底是什么样的呢?我有一个梦想,长大后,我要到遥远的天空――太空去看一看。
今天,我通过电视上了一堂既特殊又难忘的课――“神舟十号”的航天员在太空为全国的学生授课。我看到了许多独特又有趣的现象:航天员们个个成了会轻功的武林高手,他们身轻如燕,方便美味的食物满舱飞,睡觉时裹得像蚕宝宝一样,还要固定在墙上……
王亚平老师一边做实验,一边讲解,太空单摆运动、太空陀螺运动、太空制作水膜、太空制作水球等实验,既让我们看到了有趣的实验,又让我们明白了背后蕴藏的科学原理。另外,航天员叔叔阿姨们还解答了我们各种千奇百怪的小问题……
通过这节课,我明白了:其实我的科学梦离我并不远,它就在我每天所学的知识里。只要我现在认真学习各门功课,将来也能成为合格的宇航员,带着祖国的梦想去探索宇宙。
妈妈说:“只要脚踏实地,就能仰望天空。”我一定要为自己的科学梦加油、努力。
航天员在太空授课范文4
“太空授课”的主讲人为女航天员王亚平。聂海胜辅助授课,张晓光担任摄像师。在大约40分钟的授课中,航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球5个基础物理实验,展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。他们讲解了实验背后的物理原理,并通过视频与地面课堂师生进行互动交流。
笔者在网上下载了这节课的视频播放给学生看,虽然不是直播,但学生们非常感兴趣,兴致盎然地回答提问,参与讨论,伸长了脖子观看每一个实验,课堂气氛热烈轻松。真没有想到非专业的物理教师把课上得如此生动有趣,深入浅出。笔者从一个物理教师的角度来谈谈这节太空授课的教育艺术和魅力。
一、语言艺术
语言是人们交流思想、传递信息、表达情感的工具。教师的语言应追求思想性、科学性、艺术性的统一。苏霍姆林斯基说:“教师高度的语言修养,在极大程度上决定着学生在课堂上脑力劳动的效率。”声情并茂的语言会让学生身临其境,简明、准确、层次清楚、富有逻辑性的语言引人入胜,机智风趣的妙语能使大家有会心的欢笑和领悟。下面我们来看看“太空授课”的语言艺术和魅力。
1.清亮、明晰、舒缓、流畅,具有亲和力和感染力
整节课,主讲人女航天员王亚平精力充沛,面带微笑,声音清脆而又甜美,舒缓而又流畅,和学生交流极具亲和力,例如:“怎么样,很厉害吧?在太空失重环境中,我们个个都像是身轻如燕的武林高手。”“嗯,这是一个非常有意思的问题,这样吧,让我首先来给大家表演一个杂技。”“同学们,你们看到这个可爱的、漂亮的小水滴,有没有想到晶莹剔透这个词呢?我真想多做几个,把它们穿成一串水晶项链,送给你们。”“你们看,这个水球像不像是一个透镜,透过它,你们还可以看到我的倒影呢。” 还有网络热门语言“见证奇迹的时刻到了”等。王亚平富有情感的语言感染了学生和观众,激励和鼓舞了学生学习的热情。
2.简明、准确,具有科学性和思想性
某学生提问:“请问您看到的窗外景色和地面上看到的有什么不同吗?能看到UFO吗?星星还会闪烁吗?”王亚平答:“透过舷窗,我们可以看到美丽的地球,还看到日月星辰,但是到目前为止我还没有看到UFO。由于我们处于大气层之外,没有了大气的阻挡和干扰,所以我们看到的星星格外明亮,但是看到的星星就不会闪烁了。同样,由于没有了大气对光的散射作用,我们看到的天空不是蓝色的而是深邃的黑色。另外呢,我要告诉你们一个很奇妙的现象,就是现在我们每天都可以看到16次日出,因为我们每90分钟就可以绕地球一圈。” 回答的语言简明、准确,还科学地回答了星星不会闪烁、天空不是蓝色、可以看到16次日出的原理。王亚平用富有思想性的语言描述在太空中看到的新奇景象,进一步激发了学生对太空的兴趣,点燃了学生探究科学奥秘的热情。
3.形象、直观、生动幽默,具有趣味性和启发性
教学过程中,教师多处引用成语,例如:“悬空打坐”“大力神功”“身轻如燕”“晶莹剔透”等,通过比喻、拟人、对偶、夸张等修辞手法使语言形象、直观,这样可以使物理化抽象为形象,化枯燥为生动,使大家迅速获得感知。她还引用诗句“飞流直下三千尺”,使大家立刻想起在地面上在重力作用下水流的场景。
夸张的语言与实际的反差形成了幽默,增加了课堂的趣味性。王亚平说:“哎,我还有‘大力神功’呢。”她用一根手指轻轻一推,聂海胜飞了出去。(鼓掌)“在太空失重环境中,我们个个都像是‘身轻如燕’的武林高手。”“水的表面张力就会大显神威。”这些幽默夸张的语言也揭示了王亚平拥有“大力神功”和变成“武林高手”的秘诀,也隐约说明水的表面张力为何失去威力,语言具有启发性。
最后她用了一句对偶“飞天梦永不失重,科学梦张力无限”,既点明了上课的主题失重、张力,又寓意双关勉励大家。
亚平老师虽然不是蜜蜂,但是她的语言却像蜜糖一样黏住了学生,滋养着学生,给人以甜美的享受。
二、实验设计独具匠心
1.利用实验情景引入―生动有趣
“太空授课”一开始宇航员以自己为道具做了两个演示实验 :指令长聂海胜给大家表演一个中国功夫片影迷所熟悉的双叉打坐姿势“悬空打坐”,王亚平表演了“大力神功”―用一根手指轻轻一推,聂海胜飞了出去。在太空失重环境中,大家都成了功夫大师。从学生和观众热烈的掌声中可以看出,生动诙谐的实验,一下就把大家带进太空失重环境中,吸引住了学生,激发了学生的兴趣。
2.空中微型实验―新奇有趣
“太空授课”的实验大多选用了微型实验,如弹簧称物重、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球,实验仪器简单易操作,贴近生活,使学生感到亲切、真实。但是在太空环境中,大家所熟悉的实验现象不见了,出现了新奇有趣的现象。例如:太空中的单摆不摆了,给小球一个很小的初速度,它也能绕摆轴做匀速圆周运动。又如:小水滴成球状在空中飘浮,王亚平张嘴把飘浮在空中的水滴吃了进去,这个奇妙的画面引起地面课堂上学生的一阵惊叹。这些意料之外的神奇现象大大激发了学生的求知欲,也有利于学生的主动建构。
3.对比实验―在视觉冲突中激疑,在激发思维后释疑
空中课堂中的实验大多以对比的方式呈现,有天地对比,如弹簧称物重、弹簧振子的振动频率、单摆运动,而且把天地的视频放在一起直接对比播放,现象一目了然。在强烈的视觉冲突中激疑生惑,再对比这些微型实验,实验的仪器一样,操作一样,出现差别的原因就是太空是一个失重的环境。根据差异法可以解释失重是产生这些不同现象的原因。又如陀螺有很好的定轴性,大多数学生对此比较陌生也难以理解。巧妙运用转与不转的陀螺进行对比实验,直观清晰地说明了这一难点。
4.一物多用的系列实验―节约高效
利用现有的器材,进行尽可能多的实验,显示更多的实验现象,充分提高器材的利用效率,挖掘实验潜力,既降低了成本,又节约了时间。比如:利用弹簧和重物做了两个实验,弹簧称物重,弹簧和重物构成了弹簧振子,由振动的频率可以测物体的质量。又如:利用水做了一组实验,从失重的小水滴到水膜的表面张力,再到水球中液体的扩散,在最简单朴素的水中,流淌出不一样的神奇,令人叹为观止。
5.小实验中的高科技―由科学到科技,学以致用
陀螺是大家熟悉的玩具,这种普通使它好像与高科技是绝缘的。然而有很多高科技设备都是用陀螺组合来定向,在宇宙飞船上,也安装了不少利用陀螺的定轴性原理制作的仪器,用来测量航天器的姿态。看似简单的玩具却蕴含了高科技的原理,进一步拓宽了学生的视野,使大家体会到物理学的强大生命力,更好地体现物理学的巨大价值,激发出学生学习科学技术的内在动力。
6.高科技中的大智慧―简单巧妙
在太空中用质量测量仪这一高科技仪器来测质量,其原理却是大家都知道的牛顿第二定律,用普通的、基本的原理设计测量仪器,简单可靠又很巧妙,让学生体会到高科技中的智慧其实是简单朴素的,科技含量很高,却很亲近。
三、互动交流
1.师生互动―远在天边,近在眼前
(1)距离近:虽然航天员在太空中授课,通过同步通讯技术,进行视频通话,传播实时画面,他们仿佛就在我们身边,高科技拉近了空间的距离。
(2)情感近:虽然是陌生的教师第一次在遥远的太空上课,但是教师亲切的语言,微笑的面容,真诚的交流,拉近了彼此的距离。我们不是在听一个老学究做科学讲座,好像是在和学长请教谈心。
2.课堂交流―实验碰撞思维,提问深化思维
课堂上,要让学生的思维动起来,单纯的说教是苍白的。“太空授课”是用大量的实验展示直观现象,构建情景,起疑生惑,再用精心的问题设计激发思维,让学生的大脑“动”起来,巧妙地利用实验和问题设计启动思维、激发思维、拓展思维。比如:在太空如何测量质量的教学设计中,首先以“悬空打坐”“大力神功”演示实验创设失重的情景,用“在太空中失重了,是不是也失去了质量”自然转到如何测量质量。接着提出问题:“在生活中你们都是怎样来测量物体的质量呢?”学生提出的方案,在太空中行不行呢?用弹簧测物重的比较实验回答了这个问题,演示了在太空测质量的实验,激发了大家的好奇心。最后通过比较实验演示两个弹簧振子振动频率不一样,我们可不可以利用这一现象设计出一种测质量的方法呢?为学生的进一步思维打开了一个窗口。
3.网络平台―多方位多角度的互动交流
(1)课前,中国载人航天工程网面向全国青少年举办了“我问航天员”―太空授课大型问题征集活动。学校也在学生中征集了想向航天员提出的问题。这样的课前交流抓住了大家感兴趣的话题,使得“太空授课”更加有目的性和针对性。
(2)课后,可以在网络上下载重复观看视频,看不同媒体多角度的报道,也可以发表自己的观点,进行讨论,让大家有多重视角来品味空中课堂。
四、感悟教育理念
1.STS教育
STS 教育理念是(Science Technology Society)的缩写,是研究科学、技术、社会三者关系的复杂而系统的学科,其核心是强调知识与实践的结合,从实践应用的角度去教授和学习知识。
新一轮的物理课程改革中,把“从生活走向物理,从物理走向社会”作为课程改革的基本理念之一,将物理教学与STS教育有机结合起来,真正实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的新目标。
人教版课本把“航天事业改变着人类生活”作为典型的STS案例写进必修2,本身“神十”上天,“太空授课”同步转播就是科学技术的成功应用,而且影
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响着我们的社会生活。航天器是一个高科技的微重力实验室,航天员给我们展现了微重力环境下的各种神奇现象。在课堂上王亚平重点介绍了利用普通玩具陀螺的定轴性设计定向系统的原理,又简要介绍了如何利用太空资源做科学研究,比如在失重环境下,我们可以获取结构更加均匀、完整,尺寸更大的半导体晶体,开展材料的基础研究,通过对比天地的差异,来优化和改进地面的生产工艺。再比如,在失重环境下,冷原子钟的频率稳定度会大大地提高,可以用于未来的高精度卫星导航定位系统。适度的拓展链接,加强应用科学的教育,让学生认识科学的价值,有针对性地激发学生的学习兴趣和创造力,增加知识的实际应用,拓宽学生的知识面和视野,为学生学好科学知识提供原动力。
2.从地球走向太空的人文思考
高科技已经让我们实现了飞天梦,我们的脚步从地球迈向了太空,站在太空,俯瞰地球,我们自然会思考人类、地球、太空的关系。学生们提出了很多好的问题,例如:“在太空有没有上和下的方位感呢?”“天宫的生活用水可以循环使用吗?”“在太空中能看到太空垃圾吗?天宫一号是否有应对太空垃圾的防护措施呢?”“您采取了哪些措施来应对失重环境对身体带来的不利影响?”……“太空授课”给了我们“面对面”去了解太空生活的机会,激发大家去思考太空航行生活如何面对环保、节约、安全等问题。我们要从太空的高度再一次定位人与自然的关系了。
航天员在太空授课范文5
举世瞩目的中国“太空第一课”
全国有8万余所中学的6000余万名师生统一集中到电视面前,期待着这堂“神奇”的太空物理课。
九点刚过,航天员王亚平就出现在屏幕前,只见她轻点脚尖,缓缓“飘”到讲台。在失重环境下,这位主讲精心梳理的马尾辫变成了蓬松的“毽子”,呈现出几分“笑果”。
在45分钟时间里,王亚平和她的助手们做了质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等四个基础物理实验,展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。
你知道如何在太空失重的情况下测量体重吗?王亚平第一个实验就演示给观众,她把助手聂海胜固定在测量质量的“质量测量仪”一端,然后轻轻拉开支架,一放手,支架在弹簧的作用下回复原位。LED屏显示出聂海胜的质量:74公斤。
这个实验生动地说明了牛顿第二定律的基本原理——“物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比。”这是一个在一切惯性空间内普遍适用的基本物理定律,不因物体的引力环境、运动速度而改变,因此在太空和地面都是成立的。
四个失重条件下的物理实验,让电视机前的学生大开眼界,原来在课堂上老师只能讲解失重的原理,不能见到实际演示,而今天他们上了一堂生动的物理课。
“这种演示方法,一定会给孩子们留下深刻的印象,甚至是一辈子都忘不了的。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新说。
太空中的“趣味”课程表
目前除了美国的芭芭拉·摩根和我国的王亚平通过天地连线在太空授课外,其实国际空间站也制作了很多关于太空生活和实验的视频课件。目前,全球已有近320万学生从空间站下载并分享这些课件。此外,在美国有近百万学生亲自参加或通过“提问”方式参与了空间站的实验。
记者打开美国国家航空航天局(NASA)的官网(nasa.gov),发现在LOGO下方就有四个明显的“标签”,分别提示面向“公众”、“教育者”、“学生”和“媒体”,四个部分的内容各有侧重。
再进入面向学生的部分,又会看到为不同年级的学生提供的有针对性的内容。人们不仅可以在网上浏览这些来自太空,或者介绍太空知识的内容,也可以从网站上直接下载这些视频。
据焦维新介绍,这些视频内容主要还是体现了微重力环境下的特征。比如宇航员如何穿衣、吃饭、刷牙等太空生活细节,还有在微重力环境下的跳绳、飞檐走壁等。
记者在互联网上也搜索到了“太空能不能掉眼泪”、“太空如何洗脸”、“太空中怎么玩悠悠球”等精彩视频。这些出自国际空间站的视频,用生动、独特的演示方式,激发着人们探索太空的热情。但是除了各种各样的“物理课”,太空课程表里还有没有其他课程呢?
“除了物理课,在太空我们还可以上生物课。在失重条件下观察动植物生长发育和生存变化。”焦维新说。
在国际空间站实验架的孵卵器中,就有专为学生进行生物课学习的小培育室,他们可将小植物和动物放到里面,观察它们在太空失重环境下的生长和发育。国际空间站还曾专门为中学生开设生物课,研究一种与人体健康有关的小蠕虫。小蠕虫分成地面对照组和太空实验组两组,学生们会仔细观察、记录蠕虫的生长过程和繁殖后代的情况。
为了增加学生对地理知识的学习兴趣,美国还曾开展“中学生地球常识”的教育计划。航天员会帮他们将一台数码相机带到太空,安装在国际空间站舱内的玻璃窗上。通过网络,学生操纵安装在空间站上的这台特制数码相机,在太空中选取最佳视角拍摄美丽的地球表面,再通过网络传到地面。学生们不仅看到了自己拍摄的地球上的海洋、山脉,而且还有机会从太空拍摄地球污染的情况,从而对环境保护拥有更清晰的认识。
向青少年播种中国“科学梦”
焦维新说,太空实验可以设计很多内容,我们需要更大的空间实验室,更好的平台。等我们的空间站建成了,所进行的科学实验范围更广泛了,我们肯定还会选择一些适合青少年的学习方式。
比如我们在地球上看到的极光,只是一个局部的情况,而在飞船或空间站上看到的肯定会是另一番景象;而观察地球也是一样,有时有云飘过,有时无云,而且在夜晚也将看到一片片的灯火,将这些只能从太空中看到的景象拍摄下来,一定可以制作出很好的视频课程。
航天员在太空授课范文6
“同学们,你们好!”,这本是在课堂是司空见惯的一声问候,而在今天,这一声问候却非比寻常,为什么这么说呢?因为这是由中国最高的讲堂——距离中国土地300多公里的“天宫”传来的问候。
上课了,三位航天员面带微笑地出现在同学们的视线中,主讲人王亚平在另外两位航天员的帮助下轻点脚尖,徐徐地向我们“飞”来,站稳后,向我们问好,随后介绍自己。三位老师亮相后,就给我们表演了几个高难度的动作,看:指挥长聂海胜一下子变身一位轻功了得的“武林高手”,一开始就展现了“悬空打坐”,王亚平老师也不甘示弱,施展“大力神功”,只消轻轻一推,聂海胜立刻横飞出去,“狼狈”地贴在舱壁上。生动滑稽的表演让太空授课地面课堂的同学们以及电视机前的我不禁哈哈大笑起来。
可问题也随之而来:在地面上,大家通常都用称、天平等测算物体的质量,可在太空失重环境下,地面上的测量方法还管不管用呢?首先,王亚平老师给我们做了一个实验:王亚平老师从助教聂海胜手中接过两个一样的弹簧,弹簧的底端分别固定了两个质量不同的物体,在地面上,由于两个物体质量不同,所以两个弹簧的伸长量也不同,可是在太空失重环境下,两个弹簧的长度却是相等的,由此可以说明,在太空失重环境下,地面上的测量方法是不管用的。可是,既然这样,在太空的航天员们又是如何得知自己的体重是否有变化呢?这时,王亚平老师似乎看透了同学们的心,知道了同学们的疑问,为我们介绍了可以在太空里测量质量的质量测量仪,并动手操作起来:他们从天宫一号的舱壁上打开一个支架形状的装置,指挥长聂海胜把自己固定在支架一端,王亚平老师轻轻拉开支架,把支架拉到指定位置,一放手,支架便在弹簧的作用下回复原位。显示屏上显示出数字:74。0,这表示聂海胜的实测质量是74千克。随后,王亚平老师向我们解释道:这台质量测量仪使用的是着名的牛顿第二定律:F(力)=m(质量)×a(加速度)。随后,王亚平老师还给大家布置了一道课后思考题:除了运用牛顿第二定律,还有什么办法可以在失重环境下测量物体的质量?
第二个课题开始了:王亚平老师为我们演示了一个单摆运动。王亚平老师取出了一个支架,把一个小球用一根细绳连接在支架上,形成了常见的单摆。王亚平老师把它固定在展示平台上,把它提到一定的位置,松开了手,但小球并没有像在地面上左右摇晃,而是浮在空中;王亚平老师轻轻地推了小球一下,小球就开始做起了圆周运动,王亚平老师又换了一个方向,结果也没有改变。
这时,有人提出了疑问:在太空失重环境下,航天员有没有具体的方位感呢?为了回答这个问题,王亚平老师在助教聂海胜的帮助下给同学们表演了一个“杂技”:先是悬空横卧,这时对她来说,头顶上方是上,脚的下方是下;她在聂海胜的帮助下又转动了90°,变成一个倒立的姿势,这时对她来说头顶上方是上,脚的下方是下。王亚平老师转回来后,向我们解释道:“在太空中航天员自身的感觉是无所谓上和下的区别的,无论航天员头朝向哪一个方向,他们自身的感觉都是一样的。不过,在天宫中,为了方便和生活,他们也人为的定义了上和下,把朝向地球的一面作为是下方,并铺设了地板。”
接下来,第三个课题开始了:物理学原理告诉我们,高速旋转的陀螺具有很好的定轴特性,在太空失重环境下,这一特性更加明显。于是,王亚平老师取出了一个陀螺,把它静止悬放在空中,再用手轻轻地一推,给它一些干扰力,陀螺开始翻滚地向前运动,可以看出,它的轴向发生了很大的改变;王亚平老师把这个陀螺旋转起来,把它放置在同样的位置,给予相同的干扰力,这次,它不翻滚了,而是晃动地向前运动。为了让同学们看得更加清楚一些,王亚平老师取出两个相同的陀螺,一个静止,一个旋转,给予同样的干扰力,对比一下它们的运动。结果很明显:静止的陀螺的轴向变化很大,而旋转的陀螺虽然晃动,但轴向基本没有改变。
接下来,王亚平老师要给我们演示一些与水有关的现象:王亚平老师接过一个在太空在喝水用的饮水袋。王亚平老师把饮水袋上方的止水夹打开,水却没有像在地面上一样流出来,真是不可思议。这时王亚平老师半开玩笑地说;“如果诗人李白在天宫生活,大概他就写不出‘飞流直下三千尺’的诗句了。因为在失重环境下,根本不可能会‘飞流直下’。”接下来,王亚平老师要挤出一个小水滴。看,一个晶莹剔透的小水滴诞生了,为了避免它到处乱飞,王亚平老师使用了一个独特的方式来收服它:只见王亚平老师张开口,把小水滴吞了下去。这一举动赢来了同学们的阵阵掌声。
我们正在意犹未尽时,王亚平老师又拿出了一个金属圈和另一个饮水袋,首先,王亚平老师把水袋打开,把金属圈慢慢地伸进去,轻轻地拉出来,奇迹发生了,水在金属圈上形成了一个漂亮的水膜,这在地面上是很难做到的,因为地面上有重力的影响水膜一出水就容易破裂,但在太空中,由于处于失重状态,水的表面张力就会大显神威,所以能够轻易的做出一个水膜。为了验证这个水膜是否结实,王亚平老师轻轻地晃动金属圈,水膜没有破裂,只不过是甩出了几个小水珠。王亚平老师又把一个印着一个中国结的小圆片轻轻地放在水膜上,水膜也没有破裂,这真是一个奇观!
水膜很神奇,但接下来王亚平老师所做的将会更加神奇。王亚平老师又重新制作了一个水膜,一点一点地往水膜上加水,只见水膜越来越厚,形成了一个大水球,我们可以清楚的看到水球中间有许多的小气泡。于是,王亚平老师就用注射器把小气泡给抽出来。这时,这个水球就像一个透镜,透过它,还可以看到老师的倒影呢!试验就这么结束了吗?才不会呢。王亚平老师又用注射器在水球里做了两个气泡,可这两个气泡并没有融合在一起,而是单独存在着。现在,聂海胜把气泡抽了出来。接下来,王亚平老师要把红色的液体注射进水球中,看看会有什么变化呢?在注射的过程中,大家可以看到红色的液体在水球中蔓延开来,形成了一个非常漂亮的红色水球。
所有实验都结束了,到了自由提问时间,。“天宫里的生活用水是循环使用吗?”“在天宫里能看到太空垃圾吗?”“在天宫里看到的星星会闪烁吗?”……一个个问题连珠炮般投向三位航天员,他们则耐心地一一作答。当一个坐在第一排的一位女生问及“是否能看见UFO”时,更是让三位航天员忍俊不禁:“我们到现在为止,我们还没有看到UFO,但是我可以告诉你一个奇妙的现象:现在我们每天都可以看到16次日出,因为我们每90分钟绕地球转一圈”
或许,短短几十分钟的太空授课,并不能满足我们对太空知识的渴求。但通过大家聚精会神的目光、发自内心的掌声,却可以看到,一颗颗热爱科学、追寻梦想、探索未知的种子,已在大家心底悄然扎根。我们也期盼着,这一颗颗梦的种子早日绽放出绚烂的花朵。正所谓“飞天梦永不失重,科学梦张力无限!”