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“天宮課堂”第四課北京地面課堂現(xiàn)場(chǎng)。北京航空航天大學(xué)供圖

“歡迎大家來(lái)到天宮課堂，讓我們一起開(kāi)始這場(chǎng)探索之旅吧！”

伴隨著親切的開(kāi)場(chǎng)白，北京時(shí)間2023年9月21日15時(shí)48分，“天宮課堂”第四課開(kāi)講，新晉“太空教師”景海鵬、朱楊柱、桂海潮，在距離地面400公里的中國(guó)空間站，給全國(guó)青少年上了一堂科普課。這是中國(guó)航天員首次在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行授課。

作為此次授課的地面主課堂之一，北京航空航天大學(xué)學(xué)院路校區(qū)體育館里，來(lái)自該校各學(xué)院的本科生、研究生、教師代表，北航實(shí)驗(yàn)學(xué)校中學(xué)部、小學(xué)部學(xué)生代表，以及來(lái)自京內(nèi)外中小學(xué)生代表等2400余人在現(xiàn)場(chǎng)觀看了這場(chǎng)精彩的太空授課。

全新課堂 探究奧秘

從高達(dá)1600攝氏度的“太空煉丹爐”，到世界上最冷的地方——超冷原子物理實(shí)驗(yàn)柜，再到流體物理實(shí)驗(yàn)柜、太空維修工廠、燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜……跟隨“太空教師”桂海潮和朱楊柱的“飛行軌跡”，同學(xué)們“逛”起了夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙這個(gè)“新教室”。

“這些都是我們面向未來(lái)星際航行的非常有益的嘗試和探索?！敝鞐钪榻B道，在這里，航天員們可以開(kāi)展流體物理、材料科學(xué)、燃燒科學(xué)、微重力物理科學(xué)的基礎(chǔ)研究，同時(shí)還能探究在軌制造、新型能源推進(jìn)等工程技術(shù)領(lǐng)域的前沿問(wèn)題。

“通過(guò)航天員的講解我也知道了，由于處在微重力環(huán)境，缺乏浮力對(duì)流的條件，因此火焰才會(huì)呈現(xiàn)出與在地面燃燒時(shí)不同的球形?！北焙綄?shí)驗(yàn)學(xué)校初二學(xué)生于詹潤(rùn)對(duì)球形火焰實(shí)驗(yàn)印象深刻。在他看來(lái)，與地面蠟燭燃燒時(shí)的錐形火焰不同，太空中蠟燭燃燒時(shí)呈現(xiàn)的球形火焰十分有美感。

“剛才聽(tīng)老師介紹了燃燒實(shí)驗(yàn)柜，生活中的燃燒現(xiàn)象很常見(jiàn)，我很好奇微重力環(huán)境的燃燒會(huì)和地面有什么不同嗎？”北航實(shí)驗(yàn)學(xué)校中學(xué)部初二學(xué)生段希知從小便有著航天夢(mèng)，聽(tīng)完航天員的講授，迫不及待地舉起手，第一個(gè)向“太空教師”們提問(wèn)。

與此同時(shí)，宇航學(xué)院副教授、北京地面課堂教師張曉天也做好準(zhǔn)備，點(diǎn)燃了一支蠟燭。在地面課堂錐形火焰背后的屏幕上，一團(tuán)近似球形的火焰騰空而生，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出一片驚呼。通過(guò)對(duì)比地面錐形火焰與空間站球形火焰的不同，航天員講解了在地球重力影響下浮力對(duì)流的形成原理。

教具上天 天地互動(dòng)

值得一提的是，本次授課中的球形火焰實(shí)驗(yàn)、又見(jiàn)陀螺實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)計(jì)和教具器材研制，都由北航宇航學(xué)院師生協(xié)作完成。針對(duì)天地環(huán)境差異和陀螺力矩相關(guān)原理，北航團(tuán)隊(duì)精心籌備開(kāi)發(fā)了兩項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)，以幫助航天員在艙內(nèi)開(kāi)展科普教育工作。

“在太空課堂上看到桂老師使用我們?cè)O(shè)計(jì)的教學(xué)工具為全國(guó)大中小學(xué)生開(kāi)展科普教育，我們?nèi)f分激動(dòng)?！笨吹焦鸷３崩蠋熢谂搩?nèi)手持陀螺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研制團(tuán)隊(duì)成員之一、北航宇航學(xué)院2022級(jí)碩士研究生孟博興奮不已。

“很高興能為中國(guó)航天和科學(xué)普及事業(yè)貢獻(xiàn)出綿薄之力，我也會(huì)繼續(xù)認(rèn)真科研，為建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)事業(yè)添磚加瓦?！泵喜┱f(shuō)。

北航宇航學(xué)院教授李敬軒表示，此次授課將火焰搬到太空，在理想的失重條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能為發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒領(lǐng)域研究提供寶貴的工作環(huán)境和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，希望將來(lái)有更多的專(zhuān)家學(xué)者能夠到太空中探索。

“與此前‘天宮課堂’相比，這一次專(zhuān)業(yè)性更強(qiáng)，受眾面也更廣，在一開(kāi)始內(nèi)容的設(shè)置和設(shè)計(jì)上就已經(jīng)考慮了要覆蓋到大學(xué)生這個(gè)群體。”張曉天談到，比如又見(jiàn)陀螺實(shí)驗(yàn)中涉及的角動(dòng)量守恒定律，是北航飛行器設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科生，乃至研究生的“必修課”。

弦歌不輟 薪火相傳

“中國(guó)空間站，歡迎大家來(lái)出差！”在距離地面400公里的講臺(tái)上，三位航天員向同學(xué)們揮手告別，同學(xué)們也不舍地?fù)]舞著手中的國(guó)旗，高喊“老師再見(jiàn)！”。

課程尾聲，三名航天員激勵(lì)廣大青年學(xué)子：路雖遠(yuǎn)行則將至，事雖難做則必成?？茖W(xué)技術(shù)從來(lái)沒(méi)有像今天這樣深刻地影響著國(guó)家的前途和命運(yùn)，擁有著實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想和創(chuàng)造奇跡的無(wú)限可能，青年同學(xué)們要牢記少年興則國(guó)家興，要敢于有夢(mèng)、勇于追夢(mèng)、勤于圓夢(mèng)。

來(lái)自北京四中的高一學(xué)生蘭欣睿表示，自己不敢相信有一天能與太空建立溝通聯(lián)系，她表示會(huì)努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，永懷愛(ài)國(guó)情、愛(ài)國(guó)心，永葆初心，德才兼?zhèn)?，知行合一，成為?duì)國(guó)家有貢獻(xiàn)的有志青年。

“我一定會(huì)把航天精神踐行下去，在科學(xué)的宇宙，人生的宇宙和時(shí)代的宇宙中做出不懈的努力?！鼻迦A大學(xué)附屬中學(xué)學(xué)生劉宇魁也表示自己收獲滿滿。

宇航學(xué)院2022級(jí)博士生李響直呼自己“圓夢(mèng)”了！自2013年第一次看天宮授課起，一顆小小的航天夢(mèng)種子就在李響的心里深深扎根。從考入北京航空航天大學(xué)選擇航天專(zhuān)業(yè)，再到而今能夠現(xiàn)場(chǎng)觀看天宮授課，他正一步一步堅(jiān)定地走向自己兒時(shí)的夢(mèng)想。

北航宇航學(xué)院院長(zhǎng)王偉宗為同事桂海潮老師由衷感到驕傲與自豪。他勉勵(lì)學(xué)生：“希望同學(xué)們能以桂海潮老師為榜樣，用青春勃發(fā)的活力、挑戰(zhàn)自我的果敢、鍥而不舍的勤奮，在逐夢(mèng)太空的征途上發(fā)出青春的奪目光彩，為中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)奉獻(xiàn)自己的智慧和力量。”