神13航天員今日太空授課 王亞平八年前第一次“太空授課”歷歷在目
據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息，“天宮課堂”第一課定于12月9日15時(shí)40分開(kāi)始，神舟十三號(hào)乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富將在空間站進(jìn)行太空授課。
這是中國(guó)第二次將三尺講臺(tái)放置在無(wú)垠的太空，也是“太空教師”王亞平第二次在太空中為全國(guó)中小學(xué)生講課，回想起八年前第一次“太空授課”，當(dāng)時(shí)亞平老師親切的講解仿佛歷歷在目。
2013年6月20日上午，“大家好，我是王亞平，本次授課由我主講……”天籟之音從遠(yuǎn)離地面300多公里的天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)艙里傳回地面大課堂，所有人凝神屏息，目不轉(zhuǎn)睛地觀看神十乘組太空授課現(xiàn)場(chǎng)直播。
太空授課取得了熱烈反響，拉近了民眾與航天的距離，使廣大學(xué)生和普通民眾從航天的旁觀者變成了參與者，有劃時(shí)代的歷史意義。同時(shí)，在科技的支撐下，此次授課也“柔性”展示了中國(guó)航天軟實(shí)力。在一片驚嘆和感慨聲中，不禁有人會(huì)投來(lái)好奇的眼神，如此精湛的授課技藝、如此滴水不漏的演示實(shí)驗(yàn)、如此完美的天地互動(dòng)是怎樣實(shí)現(xiàn)的？這其中的辛苦、曲折、感動(dòng)和付出，恐怕連幕后的工作人員都無(wú)法一一盡數(shù)。
千古興業(yè)，以人為本
細(xì)心的觀眾也許會(huì)發(fā)現(xiàn)在天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)艙里，講桌的左前方艙壁上掛著一個(gè)大大的中國(guó)結(jié)，不僅喜氣更代表中國(guó)元素。在航天員做的第四個(gè)實(shí)驗(yàn)里也有這樣一個(gè)細(xì)節(jié)：亞平老師小心翼翼地把中國(guó)結(jié)嵌入“水膜”，水膜依然完好。確實(shí)，中國(guó)結(jié)包含了航天人太多的情愫和情懷，它看似復(fù)雜卻又井然有序，千頭萬(wàn)緒卻又牢不可破，色彩鮮明卻又超凡脫俗，與我們的管理方法和風(fēng)格有異曲同工之妙。
△ 粘貼了中國(guó)結(jié)塑料片的水膜依然完好無(wú)損
2012年11月，中國(guó)載人航天工程辦公室牽頭啟動(dòng)了神舟十號(hào)任務(wù)科普教育活動(dòng)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。依據(jù)神舟十號(hào)飛行任務(wù)科普教育活動(dòng)總體方案，中國(guó)航天員中心從實(shí)施方案制定、航天員訓(xùn)練、教具研制、飛控工作、宣傳工作等方面分別組織落實(shí)。每一項(xiàng)工作都制定了嚴(yán)格的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和實(shí)施方案，并在工作完成后制定信息統(tǒng)計(jì)表，進(jìn)行認(rèn)真的復(fù)查復(fù)核。
△ 物理學(xué)習(xí)教具
在各個(gè)工作現(xiàn)場(chǎng)中，位于飛控大廳的飛控組承擔(dān)著極大的精神壓力，這里匯聚著各個(gè)部門的精英，他們就像中國(guó)結(jié)的節(jié)點(diǎn)一樣，連接著各個(gè)專項(xiàng)組，發(fā)揮著起承轉(zhuǎn)合的重要作用。
最繁忙的現(xiàn)場(chǎng)是位于人大附中的地面大課堂，這里與電視臺(tái)、學(xué)校、媒體的接口最多，尤其是直播現(xiàn)場(chǎng)還有300多位學(xué)生，人員復(fù)雜，層次多樣，但是考慮到工作的順暢性，只安排了兩位工作人員：一位是總調(diào)度，一位是負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮聯(lián)絡(luò)的教員。選派的兩位工作人員都是得力干將，身經(jīng)百戰(zhàn)，臨危不亂，配合默契。
最辛苦的現(xiàn)場(chǎng)是天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)艙里的航天員和模擬航天員，每次授課45分鐘，加上之前的教具準(zhǔn)備、話音溝通以及預(yù)案演示等工作，足足有兩個(gè)小時(shí)。通過(guò)攝像頭在眾目睽睽下，他們要隨時(shí)保持最佳狀態(tài)，全神貫注，對(duì)于體力和腦力的要求極高，但是他們從來(lái)不抱怨。每天下午5點(diǎn)是他們一天中最莊嚴(yán)的時(shí)刻，所有人員就位開(kāi)會(huì)，總結(jié)一天的工作，查找不足，并把下一階段的工作布置下來(lái)。很多外人以為5點(diǎn)鐘開(kāi)完會(huì)是他們一天工作的結(jié)束，可以在緊張工作之余喘口氣，其實(shí)這往往是他們徹夜加班的開(kāi)始，他們需要在次日早8點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)把修改后的腳本呈上去，保證航天員的訓(xùn)練不受絲毫影響。
科普教育活動(dòng)太空授課相對(duì)其他訓(xùn)練來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目新、時(shí)間緊、接口單位多。很多文件需要經(jīng)過(guò)很多專家一輪一輪的評(píng)審或?qū)彶椋?xùn)練狀態(tài)不能及時(shí)確定。因此，在訓(xùn)練過(guò)程中采用了“先行、試行、并行”的訓(xùn)練方法。在強(qiáng)化訓(xùn)練與任務(wù)準(zhǔn)備階段其他訓(xùn)練密集的情況下，利用訓(xùn)練間隙（晚上和周末）先行開(kāi)展理論培訓(xùn)。在狀態(tài)尚不確定的情況下大膽試訓(xùn)，教員與航天員針對(duì)每個(gè)演示項(xiàng)目討論并訓(xùn)練，為有效確定最終狀態(tài)提供了依據(jù)。由于時(shí)間緊，沒(méi)有采取從理論到操作，最后聯(lián)合演練的單向順序，而是理論訓(xùn)練、操作訓(xùn)練、聯(lián)合演練交錯(cuò)開(kāi)展，并行提高，保證了訓(xùn)練效率。
△ 王亞平做試驗(yàn)
太空授課方案預(yù)定時(shí)間40分鐘左右，第一次天地協(xié)同演練39分鐘。未曾在天上試過(guò)，時(shí)間為何如此準(zhǔn)確？這些項(xiàng)目（包括備份）經(jīng)過(guò)充分調(diào)研和討論，可行性高，所以失敗次數(shù)少，時(shí)間較好把握；前期，兩位主要負(fù)責(zé)的老師在辦公室，根據(jù)自身語(yǔ)速對(duì)腳本進(jìn)行時(shí)間上的演練，腳本有較大改動(dòng)時(shí)，演練就再進(jìn)行一遍；教員多次和王亞平一起進(jìn)行腳本時(shí)間的預(yù)估，讓王亞平根據(jù)自身語(yǔ)速對(duì)腳本時(shí)間進(jìn)行演練，確保了時(shí)間符合主講人的語(yǔ)速；由于水膜、水球在地面無(wú)法模擬，教員利用肥皂泡等自制水膜，使航天員在訓(xùn)練時(shí)，在視覺(jué)和感覺(jué)上有了實(shí)物的感覺(jué)，不再是對(duì)著空的東西講解，促進(jìn)了流程的連貫性，時(shí)間上都有了好的把握。地面演練后，教員根據(jù)飛控經(jīng)驗(yàn)估算天地差異。這幾點(diǎn)確保了預(yù)估時(shí)間的準(zhǔn)確性，有效減少了在軌訓(xùn)練及演練過(guò)程中的改動(dòng)。
△ 神舟十號(hào)航天員乘組在地面做試驗(yàn)
截至5月21日，3名航天員達(dá)到了訓(xùn)練實(shí)施方案中規(guī)定的學(xué)時(shí)，在組合體模擬器進(jìn)行了科普教育活動(dòng)太空授課考核。相關(guān)專家和教員組成了考核專家組，對(duì)航天員的考核表現(xiàn)進(jìn)行了打分。航天員成績(jī)優(yōu)秀，通過(guò)考核，具備執(zhí)行太空授課的能力。
四海聚賢，八方來(lái)客
2007年8月14日，美國(guó)人芭芭拉·摩根在國(guó)際空間站進(jìn)行了人類首次太空授課，她通過(guò)視頻向?qū)W生展示了在太空運(yùn)動(dòng)、喝水等情景。和芭芭拉·摩根進(jìn)行的太空授課相比，中國(guó)航天員的這堂太空授課不僅科技含量更高，難度也更高，讓全國(guó)學(xué)生及觀眾感受到了奇妙的物理現(xiàn)象，像一個(gè)太空魔術(shù)師，對(duì)公眾有很大啟迪作用。
△ 芭芭拉·摩根在國(guó)際空間站進(jìn)行了人類首次太空授課
早在2010年，中國(guó)科協(xié)就推出了持續(xù)性的“開(kāi)啟天宮的夢(mèng)想——全國(guó)青少年載人航天科普系列活動(dòng)”。隨著載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略不斷推進(jìn)，2011年9月，在天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器升空之前，關(guān)于太空授課的想法已經(jīng)開(kāi)始醞釀。2011年底，中國(guó)科協(xié)首先向中國(guó)載人航天工程辦公室建議，以神舟九號(hào)和神舟十號(hào)發(fā)射并與天宮一號(hào)對(duì)接為契機(jī)，由航天員在太空為青少年講授科學(xué)課。隨后，這一創(chuàng)意被多次討論，得到了中國(guó)載人航天辦公室的積極響應(yīng)，在神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器交會(huì)對(duì)接任務(wù)順利完成后被采納。同年11月初，太空授課活動(dòng)被正式列入神十飛行大綱。此次太空授課活動(dòng)，由中國(guó)載人航天工程辦公室聯(lián)合教育部、中國(guó)科協(xié)共同主辦。3家主辦單位有關(guān)部門組成工作協(xié)調(diào)組，負(fù)責(zé)太空授課活動(dòng)的籌備工作。
授課專家組由航天領(lǐng)域的專家和航天員系統(tǒng)有關(guān)人員、教育專家及一線物理老師、科普專家組成。針對(duì)太空授課方案，從去年底至今年初，專家組進(jìn)行了一系列論證。而在2012年12月18日、27日兩次論證會(huì)上，專家組提出的一些意見(jiàn)，最終被確定為此次太空授課的剛性原則。
△ 專家討論腳本
對(duì)于此次太空授課，一位授課專家組成員表示，選取“失重”的課題，主要是考慮要跟中學(xué)學(xué)過(guò)的有關(guān)知識(shí)原理相關(guān)聯(lián)，另外還要安全可靠、體積小、質(zhì)量輕。去年9月開(kāi)始，太空授課教案組開(kāi)始廣泛征求各方意見(jiàn)，確定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。在天宮一號(hào)中呈現(xiàn)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，都是經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲、精挑細(xì)選的。實(shí)驗(yàn)的選擇主要考慮到科普性、可視性、教育性和可實(shí)施性四個(gè)方面。最終確定演示失重環(huán)境中的力學(xué)原理和液體表面張力。
△ 教員與航天員一起學(xué)習(xí)
此后，來(lái)自不同領(lǐng)域的航天人、科學(xué)家、教育工作者廣泛參與其中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、準(zhǔn)備教案、研制教具。神十乘組出征前，航天員們參與的正式天地授課演練不下5次。20多位分別來(lái)自載人航天辦公室、人大附中、101中學(xué)、中央電視臺(tái)、清華附中、十一學(xué)校、北師大物理學(xué)院、北師大文學(xué)院、西城區(qū)教研室、東高地科技館、中科院力學(xué)所、北京市八十中學(xué)、中國(guó)空間技術(shù)研究院及相關(guān)部門的專家領(lǐng)導(dǎo)均列席參會(huì)，集思廣益，為腳本的編寫出謀劃策。
△ 張曉光做實(shí)驗(yàn)
這是一次絕無(wú)僅有的授課活動(dòng)，其意義不僅在于王亞平所站講臺(tái)的高度以及我國(guó)青少年因此得到的太空知識(shí)，更在于它向世界傳遞了我國(guó)在航天科技方面的獨(dú)特探索。那么，為何挑選這5個(gè)實(shí)驗(yàn)？
“經(jīng)典、易懂、新穎，有觀賞性和差異性。”作為“地面課堂”主講老師之一的北京人大附中物理老師宓奇認(rèn)為，這5個(gè)實(shí)驗(yàn)有這些共同點(diǎn)。
一位參與了實(shí)驗(yàn)計(jì)劃設(shè)計(jì)的老師稱，這5個(gè)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)了反復(fù)的方案選擇和討論，航天員也進(jìn)行了試講。在討論的過(guò)程中，專家組了解了學(xué)生們的知識(shí)儲(chǔ)備和感興趣的問(wèn)題。大家會(huì)考慮實(shí)驗(yàn)在太空中是否有可操作性，會(huì)帶來(lái)哪些問(wèn)題，產(chǎn)生哪些現(xiàn)象。
太空授課腳本是集體智慧的結(jié)晶，也是嘔心瀝血之作。太空授課腳本直接決定著神十任務(wù)科普教育活動(dòng)的效果。為了保證腳本設(shè)計(jì)科學(xué)合理，涉及的物理概念正確，且具有嚴(yán)謹(jǐn)性、互動(dòng)性、趣味性和啟發(fā)性，編制小組成員充分尊重科學(xué)、尊重專家，在廣泛征求意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，擬制了編制原則，按計(jì)劃分階段開(kāi)展了腳本編寫、試講、審查、修改、評(píng)審、評(píng)審后修改、演練、演練后修改等工作。
△ 聶海勝做實(shí)驗(yàn)
為了腳本中的語(yǔ)言符合王亞平的語(yǔ)言習(xí)慣，提高授課自然性，王亞平親自參加腳本的編寫，逐詞逐句修改。每次領(lǐng)導(dǎo)審查后，編寫組均認(rèn)真討論，落實(shí)，形成了系列版本。2013年4月8日，由授課航天員、授課專家組成員共同編寫完成了授課腳本第一版，4月13日通過(guò)了第一次審查，17人參會(huì)，包括執(zhí)行過(guò)任務(wù)的航天員等。之后航天員按照此腳本進(jìn)行了試講、訓(xùn)練。經(jīng)過(guò)12輪討論修改，5月21日，腳本編制組咨詢相關(guān)專家，形成了授課腳本最終版，并審批上報(bào)。為了保證萬(wàn)無(wú)一失，太空授課從航天員醫(yī)學(xué)問(wèn)題、教具等異常、飛控異常、地面課堂異常和直播活動(dòng)異常等5個(gè)方面詳細(xì)分析了影響太空授課的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的處置預(yù)案。
舉世矚目，佳音頻傳
“面對(duì)浩瀚的宇宙，我們都是學(xué)生。”神舟十號(hào)飛船出征之前女航天員王亞平意味深長(zhǎng)的話語(yǔ)，一直縈繞在人們的耳畔。作為中國(guó)首位“太空教師”，6月20日，她赫然站在了最高的講臺(tái)上。
太空授課刷新了科普教育及物理教學(xué)的固有模式，具有直觀性、生動(dòng)性和啟發(fā)性。中國(guó)航天員的太空授課就是“一場(chǎng)戰(zhàn)斗”，這一任務(wù)堪比他們冒著巨大風(fēng)險(xiǎn)開(kāi)展空間對(duì)接。
太空授課后，很多學(xué)生紛紛表示：不能做航天員也愿做老師。太空課堂激發(fā)了同學(xué)們探索太空的好奇心，通過(guò)這堂課對(duì)失重、水的張力等有了難忘的記憶，看到航天員通過(guò)直播回答了很多學(xué)生的提問(wèn)后，他們?nèi)愿杏X(jué)不過(guò)癮。覺(jué)得好多問(wèn)題直播里沒(méi)有找到答案，回去后搜集資料繼續(xù)研究。太空授課專家組成員、北京101中學(xué)物理老師史藝說(shuō)：“如果對(duì)王亞平的講課打分的話，我打100分。”
科學(xué)本身就是求知、求真，而求知求真需要?jiǎng)恿�。很多大科學(xué)家都是從小對(duì)科學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚興趣后，才一生獻(xiàn)身科學(xué)，追求真理的。航天員在太空演示的單擺實(shí)驗(yàn)等在地面實(shí)現(xiàn)不了的事情，會(huì)讓學(xué)生在頭腦中產(chǎn)生很多“為什么”，進(jìn)而吸引他們?nèi)ヌ骄可衿娴奶宅F(xiàn)象背后的本質(zhì)。微觀世界、宏觀世界、宇觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是不同的，學(xué)生透過(guò)這些，就想要了解不同尺度的地球引力下物體相互作用的本質(zhì)規(guī)律。同時(shí)，有許多老師也在聽(tīng)課，這對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量也非常有好處。
首次太空授課，是我國(guó)青少年航天科普事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要標(biāo)志，是大聯(lián)合、大協(xié)作開(kāi)展科普教育的重要成果，也是我國(guó)科普教育活動(dòng)覆蓋面最大和參與公眾最多的一次重大科普實(shí)踐。將來(lái)，當(dāng)我們?cè)谕馓照嬲⑵鹱约旱目臻g實(shí)驗(yàn)室和空間站后，一定能夠開(kāi)展更多、更有趣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以給孩子們上內(nèi)容更豐富的科學(xué)課，讓孩子們感知科學(xué)，激發(fā)他們探索未知世界的興趣。
飛天夢(mèng)永不失重
科學(xué)夢(mèng)張力無(wú)限
只要敢于有夢(mèng)、勇于追夢(mèng)
用智慧和汗水打造自己的夢(mèng)想飛船
就一定能夠迎來(lái)
自己夢(mèng)想的發(fā)射時(shí)刻
飛向?qū)儆谀愕暮棋强?/p>
今天15:40
走進(jìn)“天宮課堂”
擁抱航天夢(mèng)