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電子報(bào)
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浩渺太空 壯美課堂□ 韓明儒


  茫茫宇宙、浩渺太空,千百年來(lái),激發(fā)了人們多少美好的幻想。我們仰望星空、觀看月亮,希望有朝一日,能飛向太空,探究宇宙的奧秘。小時(shí)候,我的夢(mèng)想是長(zhǎng)大后要當(dāng)一名教師,在廣寒宮上講課,讓全地球上的人都能聽(tīng)講。
  2013年6月20日,歷史將記住這一天,全國(guó)青少年期盼的神舟十號(hào)航天員在天宮一號(hào)上太空授課的美夢(mèng)變成了現(xiàn)實(shí)。多么令人歡欣鼓舞的時(shí)刻啊!我童心未泯,靜靜地坐在電視機(jī)前,全神貫注地觀看電視直播中的每一個(gè)細(xì)節(jié),像小學(xué)生一樣專(zhuān)心致志地聽(tīng)講。
  在太空授課的短短四十分鐘內(nèi),美麗的航天員王亞平變成一個(gè)學(xué)識(shí)淵博、講課經(jīng)驗(yàn)豐富的物理教師。她聲情并茂、娓娓道來(lái),太空實(shí)驗(yàn)是那樣的新穎,課堂教具是那樣的別致,語(yǔ)言是那樣的生動(dòng)。王亞平老師精彩的太空授課引來(lái)地面現(xiàn)場(chǎng)學(xué)生的陣陣掌聲。
  一開(kāi)始,王亞平老師手里拿出一個(gè)道具,說(shuō):“這是一個(gè)我們喝水用的飲水袋,在太空失重環(huán)境下,水是不會(huì)自己流出來(lái)的,接下來(lái)我要擠出一個(gè)小水滴?!痹陲嬎暮蠓?,水滴出現(xiàn)了。她接著說(shuō):“同學(xué)們,你們看到這個(gè)可愛(ài)的、漂亮的小水滴,為了不讓它到處亂飛,我要用獨(dú)特的方式來(lái)收集它。”王亞平張開(kāi)嘴,將小水珠含在嘴里。
  王亞平太空授課中一共給同學(xué)們演示了五個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):
  首先是太空質(zhì)量測(cè)量。王亞平老師展示了太空中用于測(cè)量質(zhì)量的“質(zhì)量測(cè)量?jī)x”。 她說(shuō):“我們這臺(tái)質(zhì)量測(cè)量?jī)x用的是什么物理原理呢?其實(shí)就是我們學(xué)過(guò)的牛頓第二定律。我們知道,物體受到的力等于它的質(zhì)量乘以加速度。那如果我們想辦法測(cè)出力和加速度,就可以算出質(zhì)量了。因此,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)‘彈簧—凸輪’機(jī)構(gòu),能夠產(chǎn)生一個(gè)恒定的力,就是剛才把指令長(zhǎng)拉回到初始位置的力。我們還設(shè)計(jì)了一個(gè)光柵測(cè)速系統(tǒng),能夠測(cè)出剛才身體運(yùn)動(dòng)的加速度。然后根據(jù)牛頓第二定律,就可以算出身體的質(zhì)量了?!惫?, 用這臺(tái)儀器測(cè)出了指令長(zhǎng)、也是這次太空授課的助教聶海勝的質(zhì)量:74公斤。
  第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是太空單擺運(yùn)動(dòng)。在地球上,單擺小球會(huì)在一定范圍內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng),單擺具有等時(shí)性,這是著名科學(xué)家伽利略發(fā)現(xiàn)的,我們?cè)诔踔形锢碚n上學(xué)過(guò)。但是在太空失重的環(huán)境下,王亞平老師輕輕給它一個(gè)作用力,它竟然會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)。地面的同學(xué)們見(jiàn)到這個(gè)現(xiàn)象,眼睛一亮,感到特別新鮮!這就是牛頓第一定律,又稱(chēng)慣性定律 。
  第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是太空陀螺運(yùn)動(dòng)。王亞平老師手里拿了兩個(gè)我們從小就愛(ài)玩的陀螺,先后給靜止和運(yùn)動(dòng)的陀螺干擾力,改變了它的運(yùn)動(dòng)方式。
  第四個(gè)實(shí)驗(yàn)是太空制作水膜,驗(yàn)證液體的表面張力。王亞平老師利用水袋和金屬圈做成了一個(gè)漂亮的水膜。
第五個(gè)實(shí)驗(yàn)是給水膜不斷地注水,形成了一個(gè)透明的水球。最讓大家驚奇的是王亞平老師用注射器往水球里注射進(jìn)去了一個(gè)紅色的水滴,這個(gè)棉絮狀的水滴就蔓延開(kāi)來(lái),彌漫成一個(gè)美麗的紅色水球。
  雖然這次太空授課的時(shí)間僅有一個(gè)學(xué)時(shí),卻拉近了普通人與宇宙的距離。夢(mèng)想可以播種,探索可以接力,夢(mèng)想也真的會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。這是一堂物理課、天文課,但對(duì)學(xué)生而言,這更是一堂激發(fā)興趣、著眼未來(lái)、探索宇宙奧秘的科普啟蒙課。人類(lèi)對(duì)自然界的研究,是從仰望星空開(kāi)始的。所謂“科學(xué)”,最早是指自然科學(xué),自然科學(xué)中,最古老的學(xué)科是物理學(xué)、天文學(xué)和數(shù)學(xué),物理學(xué)中,最基礎(chǔ)的就是中學(xué)物理中的經(jīng)典力學(xué)。王亞平老師演示的這五個(gè)實(shí)驗(yàn),都是經(jīng)典力學(xué)知識(shí),讓我們大開(kāi)眼界,深感宇宙的奧秘和精彩。
  智慧源于星空,探索成就未來(lái)。人類(lèi)的進(jìn)步,科學(xué)的發(fā)展,就是一個(gè)堅(jiān)定信念、追求真理、承接歷史、繼往開(kāi)來(lái)、接力奔跑的歷程。中國(guó)是繼美國(guó)之后,第二個(gè)進(jìn)行太空授課的國(guó)家。說(shuō)起世界上第一次太空授課,是一個(gè)十分悲壯的故事。
  27年前的1986年1月28日,美國(guó)女教師麥考利夫就被選中參與“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)教師在太空授課計(jì)劃。在離發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)6.4公里的看臺(tái)上,聚集了1000多名觀眾,其中有19名中學(xué)生代表,他們既是來(lái)觀看航天飛機(jī)發(fā)射的,又是來(lái)歡送他們心愛(ài)的老師麥考利夫。麥考利夫是從11000多名教師中精心挑選出來(lái)的。當(dāng)孩子們看到航天飛機(jī)載著他們的老師升空的壯觀場(chǎng)面時(shí),激動(dòng)得又是吹喇叭,又是敲鼓。然而,不到100秒,挑戰(zhàn)者號(hào)失事了!價(jià)值12億美元的航天飛機(jī),頃刻化為烏有,七名機(jī)組人員全部遇難。全世界為之震驚,各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人紛紛致電表示哀悼。然而,人們?cè)诒粗啵瑢?duì)科學(xué)事業(yè)的不懈追求并沒(méi)有停止。
  2007年8月14日,當(dāng)年一同參加選拔的另一名美國(guó)教師芭芭拉·摩根,終隨“奮進(jìn)號(hào)”航天飛機(jī)飛入太空,進(jìn)入國(guó)際空間站,肩負(fù)著航天員教師和麥考利夫的繼承者三重身份,彌補(bǔ)了21年前的遺憾,進(jìn)行了人類(lèi)歷史上首次太空授課。
  “飛天夢(mèng)永不失重,科學(xué)夢(mèng)張力無(wú)限!”太空教師王亞平的話,在茫茫宇宙中回響,印記在太空授課課堂上每個(gè)青少年學(xué)生的心中。祖國(guó)的科技成果日新月異,載人航天事業(yè)飛速發(fā)展,到時(shí)候,航天飛行實(shí)現(xiàn)大眾化、常態(tài)化,我們每個(gè)人都能到太空上去看一看。相信我們的飛天夢(mèng)不再遙遠(yuǎn)。