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河南科技大学 - 《河南科技大学报》

浩渺太空 壮美课堂

□ 韩明儒

2013-06-30     浏览(75)     (0)

  茫茫宇宙、浩渺太空,千百年来,激发了人们多少美好的幻想。我们仰望星空、观看月亮,希望有朝一日,能飞向太空,探究宇宙的奥秘。小时候,我的梦想是长大后要当一名教师,在广寒宫上讲课,让全地球上的人都能听讲。
  2013年6月20日,历史将记住这一天,全国青少年期盼的神舟十号航天员在天宫一号上太空授课的美梦变成了现实。多么令人欢欣鼓舞的时刻啊!我童心未泯,静静地坐在电视机前,全神贯注地观看电视直播中的每一个细节,像小学生一样专心致志地听讲。
  在太空授课的短短四十分钟内,美丽的航天员王亚平变成一个学识渊博、讲课经验丰富的物理教师。她声情并茂、娓娓道来,太空实验是那样的新颖,课堂教具是那样的别致,语言是那样的生动。王亚平老师精彩的太空授课引来地面现场学生的阵阵掌声。
  一开始,王亚平老师手里拿出一个道具,说:“这是一个我们喝水用的饮水袋,在太空失重环境下,水是不会自己流出来的,接下来我要挤出一个小水滴。”在饮水袋的后方,水滴出现了。她接着说:“同学们,你们看到这个可爱的、漂亮的小水滴,为了不让它到处乱飞,我要用独特的方式来收集它。”王亚平张开嘴,将小水珠含在嘴里。
  王亚平太空授课中一共给同学们演示了五个有趣的实验:
  首先是太空质量测量。王亚平老师展示了太空中用于测量质量的“质量测量仪”。 她说:“我们这台质量测量仪用的是什么物理原理呢?其实就是我们学过的牛顿第二定律。我们知道,物体受到的力等于它的质量乘以加速度。那如果我们想办法测出力和加速度,就可以算出质量了。因此,我们设计了一个‘弹簧—凸轮’机构,能够产生一个恒定的力,就是刚才把指令长拉回到初始位置的力。我们还设计了一个光栅测速系统,能够测出刚才身体运动的加速度。然后根据牛顿第二定律,就可以算出身体的质量了。”果然, 用这台仪器测出了指令长、也是这次太空授课的助教聂海胜的质量:74公斤。
  第二个实验是太空单摆运动。在地球上,单摆小球会在一定范围内来回摆动,单摆具有等时性,这是著名科学家伽利略发现的,我们在初中物理课上学过。但是在太空失重的环境下,王亚平老师轻轻给它一个作用力,它竟然会做圆周运动。地面的同学们见到这个现象,眼睛一亮,感到特别新鲜!这就是牛顿第一定律,又称惯性定律 。
  第三个实验是太空陀螺运动。王亚平老师手里拿了两个我们从小就爱玩的陀螺,先后给静止和运动的陀螺干扰力,改变了它的运动方式。
  第四个实验是太空制作水膜,验证液体的表面张力。王亚平老师利用水袋和金属圈做成了一个漂亮的水膜。
第五个实验是给水膜不断地注水,形成了一个透明的水球。最让大家惊奇的是王亚平老师用注射器往水球里注射进去了一个红色的水滴,这个棉絮状的水滴就蔓延开来,弥漫成一个美丽的红色水球。
  虽然这次太空授课的时间仅有一个学时,却拉近了普通人与宇宙的距离。梦想可以播种,探索可以接力,梦想也真的会变成现实。这是一堂物理课、天文课,但对学生而言,这更是一堂激发兴趣、着眼未来、探索宇宙奥秘的科普启蒙课。人类对自然界的研究,是从仰望星空开始的。所谓“科学”,最早是指自然科学,自然科学中,最古老的学科是物理学、天文学和数学,物理学中,最基础的就是中学物理中的经典力学。王亚平老师演示的这五个实验,都是经典力学知识,让我们大开眼界,深感宇宙的奥秘和精彩。
  智慧源于星空,探索成就未来。人类的进步,科学的发展,就是一个坚定信念、追求真理、承接历史、继往开来、接力奔跑的历程。中国是继美国之后,第二个进行太空授课的国家。说起世界上第一次太空授课,是一个十分悲壮的故事。
  27年前的1986年1月28日,美国女教师麦考利夫就被选中参与“挑战者”号航天飞机教师在太空授课计划。在离发射现场6.4公里的看台上,聚集了1000多名观众,其中有19名中学生代表,他们既是来观看航天飞机发射的,又是来欢送他们心爱的老师麦考利夫。麦考利夫是从11000多名教师中精心挑选出来的。当孩子们看到航天飞机载着他们的老师升空的壮观场面时,激动得又是吹喇叭,又是敲鼓。然而,不到100秒,挑战者号失事了!价值12亿美元的航天飞机,顷刻化为乌有,七名机组人员全部遇难。全世界为之震惊,各国领导人纷纷致电表示哀悼。然而,人们在悲痛之余,对科学事业的不懈追求并没有停止。
  2007年8月14日,当年一同参加选拔的另一名美国教师芭芭拉·摩根,终随“奋进号”航天飞机飞入太空,进入国际空间站,肩负着航天员教师和麦考利夫的继承者三重身份,弥补了21年前的遗憾,进行了人类历史上首次太空授课。
  “飞天梦永不失重,科学梦张力无限!”太空教师王亚平的话,在茫茫宇宙中回响,印记在太空授课课堂上每个青少年学生的心中。祖国的科技成果日新月异,载人航天事业飞速发展,到时候,航天飞行实现大众化、常态化,我们每个人都能到太空上去看一看。相信我们的飞天梦不再遥远。