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“天宮課堂”第三課的具體課程有哪些?
來源:央視新聞客戶端 瀏覽 1229 次 發(fā)布時(shí)間:2022-10-12
10月12日15時(shí)45分,“天宮課堂”將再次開啟,神舟十四號(hào)飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲將面向廣大青少年進(jìn)行太空授課。中央廣播電視總臺(tái)將面向全球進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播。“天宮課堂”推出以來,已經(jīng)成功舉行了兩次太空授課,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?
中國航天員邀請(qǐng)青少年朋友同步天地做實(shí)驗(yàn)
“天宮課堂”第三課的具體課程有哪些?
本次太空授課活動(dòng)將繼續(xù)采取天地互動(dòng)方式進(jìn)行,3名航天員將在軌介紹展示中國空間站問天實(shí)驗(yàn)艙工作生活場(chǎng)景,演示微重力環(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,以及植物生長(zhǎng)研究項(xiàng)目介紹,并與地面課堂進(jìn)行互動(dòng)交流,旨在傳播普及載人航天知識(shí),激發(fā)廣大青少年對(duì)科學(xué)的興趣。
“天宮課堂”推出以來,已成功舉行了兩次太空授課,取得了良好的社會(huì)反響。在前期開展的授課內(nèi)容征集活動(dòng)中,社會(huì)各界特別是廣大青少年通過新聞媒體、“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”平臺(tái)和載人航天工程官網(wǎng)踴躍建言獻(xiàn)策,不少好的創(chuàng)意設(shè)計(jì)脫穎而出,將在此次授課及后續(xù)活動(dòng)中陸續(xù)進(jìn)行展示。
中國航天員真誠邀請(qǐng)廣大青少年在地面同步嘗試開展相關(guān)實(shí)驗(yàn),從天地差異中感知宇宙的奧秘、體驗(yàn)探索的樂趣。
“天宮課堂”怎么備課?
“天宮課堂”第三課將于12日下午正式開講,那么“天宮課堂”是如何備課的呢?
“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?!疤鞂m課堂”開課前,航天員需要反復(fù)測(cè)試保證實(shí)驗(yàn)效果,他們把測(cè)試結(jié)果反饋給地面的專家組,對(duì)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(zhǎng)。
兩艙接力本次“天宮課堂”與以往大有不同
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,究竟有哪些不同呢?
“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(jí)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(hào)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。此外還采用央視光端機(jī)作為第三路由,進(jìn)一步提高圖像話音質(zhì)量和傳輸?shù)目煽啃浴?
什么樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目才能入選天宮課堂?
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?cè)谶x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(duì)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。
“天宮課堂”第一課太空科普真精彩
回顧一下之前的兩次“天宮課堂”。去年12月9日,“天宮課堂”第一課開講,當(dāng)時(shí)在軌飛行的神舟十三號(hào)乘組的翟志剛、王亞平、葉光富給廣大青少年帶來一場(chǎng)精彩的太空科普,太空轉(zhuǎn)身、水膜張力、泡騰片實(shí)驗(yàn)等演示讓同學(xué)們大開眼界。
授課中,航天員介紹展示了空間站工作生活場(chǎng)景,演示了微重力環(huán)境下細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)、人體運(yùn)動(dòng)、液體表面張力等神奇現(xiàn)象,并講解了實(shí)驗(yàn)背后的科學(xué)原理。
在不借助外力的情況下,采用“游泳”的姿勢(shì)或使用吹氣的方法,都無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)身自由。而當(dāng)舉起手臂畫圈時(shí),便可以緩慢朝某一方向轉(zhuǎn)身。
在浮力消失實(shí)驗(yàn)中,航天員王亞平將乒乓球放入水中,用吸管將它推動(dòng)到水面以下,乒乓球沒有像在地球上一樣快速浮上水面。
在水膜張力實(shí)驗(yàn)中,王亞平制作了一個(gè)水膜,當(dāng)王亞平把美麗的紙花放在水膜上時(shí),花朵在太空中綻放開來。
在水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)中,王亞平向水球中注入氣泡,水球中形成了一正一反兩個(gè)人像。
在泡騰片實(shí)驗(yàn)中,王亞平向注入藍(lán)色顏料的水球中放入泡騰片,泡騰片入水后產(chǎn)生大量氣泡。
“天宮課堂”第二課“冰雪頂流”齊上陣
今年3月23日,神舟十三號(hào)航天員又給我們帶來了“天宮課堂”第二課,太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)、太空拋物實(shí)驗(yàn)等又一波展示讓同學(xué)們記憶深刻。
在約45分鐘的授課中,航天員演示了微重力環(huán)境下太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)、液橋演示實(shí)驗(yàn)、水油分離實(shí)驗(yàn)、太空拋物實(shí)驗(yàn),講解了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的科學(xué)原理,還展示了部分空間科學(xué)設(shè)施。
在太空“冰雪”實(shí)驗(yàn)中,過飽和乙酸鈉溶液球是飄浮在空中的,是在懸浮條件下完成的結(jié)晶變化,產(chǎn)生的外形和結(jié)晶的結(jié)構(gòu)不受重力影響。
在液橋演示實(shí)驗(yàn)中,向同學(xué)們演示失重環(huán)境下水的表面張力作用。
在地面上,水和油裝在一個(gè)容器里,會(huì)自然分層,在空間站又會(huì)怎樣呢?可以看到,水和油并沒有自然分層,不過,航天員葉光富快速旋轉(zhuǎn)小瓶,水和油在離心作用下實(shí)現(xiàn)了分層。
在太空拋物實(shí)驗(yàn)中,王亞平和葉光富相對(duì)拋出冰墩墩,冰墩墩并沒有像在地面那樣很快落地,而是沿原有方向做著近似勻速直線運(yùn)動(dòng)。在空間站微重力的環(huán)境下,物體運(yùn)動(dòng)幾乎不受重力的影響。
太空授課已開展多次課程設(shè)計(jì)有何講究?
“天宮課堂”推出以來,已經(jīng)成功舉行了兩次太空授課,“天宮課堂”第三課的課程表也已經(jīng)公布了,那么幾次太空課程中不同的課程設(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?!疤鞂m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”第三課將更深入更立體,參與性更強(qiáng)。