“同学们，你们好！”这一声在课堂上常见的问候，来自于远在300多公里外的“太空教室”天宫一号。昨天上午，一场别开生面的太空课堂开讲，这是人类历史上的第二次太空授课，恐怕也是历史上听讲学生最多的一课——仅在中国，6000万学生同一时间认真听讲。此次太空授课由航天员王亚平担任主讲，聂海胜辅助授课，张晓光担任摄像师。授课大约持续了40分钟，和地球上的一堂课时间相当。人大附中地面课堂现场有宓奇和史艺两位老师。
实验一：质量测量演示
没有重量 一样能测质量
3位航天员老师“站”稳后，先给同学们露了几手“功夫”“悬空打坐”、“大力神功”。在失重环境下，航天员们都成了“武林高手”，课堂气氛一下子就调动了起来。
那么，失重环境下怎样测质量呢？
航天员老师用天宫一号上的质量测量仪现身说法。他们从天宫一号的舱壁上打开一个支架形状的装置，航天员聂海胜把自己固定在支架一端，王亚平轻轻拉开支架，一放手，支架便在弹簧的作用下回复原位。装置上的LED屏上显示出数字：74.0，这表示聂海胜的实测质量是74千克。
王亚平向同学们解释道，天宫中的质量测量仪，应用的物理学原理是牛顿第二运动定律：F（力）=m（质量）×a（加速度）。质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，计算出加速度（a=v／t），就能够计算出物体的质量（m=F／a）。
认真的王老师还给同学们布置了一道课后思考题：除了运用牛顿第二定律，还有什么办法可以在失重环境下测量物体的质量？
原理
牛顿第二定律的基本原理是物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比。天宫一号里的质量测量仪直接运用了牛顿第二定律，利用作用力和物体加速度的关系确定物体的质量。
实验二：单摆运动演示
轻推一下 小球圆周运动
演示完质量测量，航天员们又取出一个物理课上常见的实验装置单摆。
T型支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。王亚平把小球轻轻拉升到一定位置放手，小球并没有出现地面上常见的往复摆动，而是停在了半空中。王亚平用手指沿切线方向轻推小球，奇妙的现象出现了小球开始绕着T型支架的轴心做圆周运动。而在地面对比实验中，需要施加足够的力，给小球一个较大的初速度才能使它绕轴旋转。
原理
单摆实验中，小球没有来回摆动，而是悬浮或者做圆周运动，是太空中的失重现象导致的。
实验三：陀螺演示
陀螺旋转 推一下不翻滚
物理学原理告诉我们，高速旋转的陀螺具有很好的定轴特性。在太空失重环境下，这一特性更加直观地呈现出来。
航天员王亚平取出一个红黄相间的陀螺，把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部，陀螺翻滚着飞向远处。紧接着，王亚平取出一个一模一样的陀螺，让它旋转起来，悬浮在半空中，再用手轻轻一推，旋转的陀螺不再翻滚，而是保持着固定的轴向向前飞去。
王亚平介绍说，高速旋转陀螺的定轴特性在航天领域用途广泛。在天宫一号目标飞行器上，就装有各式各样的陀螺定向仪，正是有了它们，才能精准地测量航天器的飞行姿态。
原理
转动的陀螺具有定轴性，定轴性遵守角动量守恒原理在没有外力矩作用的情况下，物体的角动量会保持恒定。航天员瞬时施加的干扰力不能产生持续的力矩，由于角动量守恒，旋转陀螺的旋转轴就不会发生很大改变。而这一点在地面上很难实现。
实验四：水膜演示
贴塑料片 水膜依然完好
水膜实验被学生们评为“最美的实验”。
王亚平拿起一个航天员饮用水袋，打开止水夹，水并没有倾泻而出。轻挤水袋，在饮水管端口形成了一颗晶莹剔透的水珠，略微抖动水袋，水珠便悬浮在半空中，与天宫一号舱壁上鲜艳的五星红旗图案交相辉映，更显得美轮美奂。
王亚平笑着说：“如果诗仙李白在天宫里生活，大概就写不出‘飞流直下三千尺’的名句了，因为失重环境下水不可能飞流直下。”
接着，她把一个金属圈插入装满饮用水的自封袋中，慢慢抽出金属圈，便形成了一个漂亮的水膜。轻轻晃动金属圈，水膜也不会破裂，只是偶尔会甩出几颗小水滴。随后，王亚平又往水膜表面贴上了一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好。这些在地面难得一见的奇特景象，引起了地面课堂同学们的连声惊叹。
原理
制作水膜、水球实验均展示了液体表面张力的作用。受到内部分子的吸引，液体表面分子有被拉入内部的趋势，导致表面就像一张绷紧的橡皮膜，这种促使液体表面收缩的绷紧的力就是表面张力。表面张力现象在日常生活中非常普遍，比如草叶上的露珠、空气中吹出的肥皂泡等。
实验五：水球演示
注入空气 水球也没有爆
液体表面张力的威力竟如此神奇！普通的饮用水还能变成更加神奇的“魔法水球”。
王亚平用金属圈重新做了一个水膜，然后用饮水袋慢慢地向水膜上注水，不一会儿水膜就变成了一个亮晶晶的大水球，水球中还有一串珍珠般的小气泡，仿佛银河系中的繁星点点。聂海胜取出一支注射器抽出水球中的气泡，实验继续进行。
王亚平用注射器向水球内注入空气，在水球内产生了两个标准的球形气泡，气泡既没有被挤出水球，也没有融合到一起。水球也没有爆裂。
紧接着，王亚平又用注射器把少许红色液体注入水球，红色液体慢慢扩散开来，晶莹透亮的水球变成了粉红色，令人啧啧称奇。
原理
水球实验中给水球进行染色时，运用了扩散原理。因为没有重力，所以染料没有固定去向，向四面八方均匀扩散。
天地问答
太空中有没有上下方位感？
人大附中早培班学生徐海博：“航天员老师，您在太空中有没有上下方位感？”
王亚平：“实际上，航天员在太空中无所谓上和下的方位区别。不过，为了便于工作生活，航天员们为天宫一号人为定义了上和下，把朝向地球的一侧定义为下，并专门在‘下方’铺设了地板。”
如何防范太空垃圾？
北师大附中高一年级学生毛思锐：“您能看到太空垃圾吗？天宫一号是否有应对太空垃圾的防护措施？”
王亚平：“我们在飞行中没有看到太空垃圾，但太空垃圾确实存在。虽然它们与航天器碰撞的几率很小，但数量却不少，一旦与航天器相撞，后果不堪设想。因此，神十任务实施前，地面科研人员对太空垃圾进行了预警分析，也对天宫一号采取了相应的规避和防护措施，以确保我们的安全。”
能看到UFO吗？
史家小学四年级的邱甜：“您在天上看到的窗外景色与地面有什么不同？星星会闪烁吗？能看到UFO吗？”
王亚平：“透过舷窗，我们可以看到美丽的地球，也可以看到日月星辰，但是我们没有看到过UFO。由于我们处在大气层外，没有大气的阻挡和干扰，看到的星星格外明亮，但是不会闪烁。同样，由于没有大气对光的散射作用，我们看到的太空不是蓝色的，而是深邃的黑色。另外，我要告诉你一件奇妙的事情，我们每天可以看到16次日出，因为我们每90分钟绕地球转一圈。”
如何对抗失重？
潞河中学高一年级学生韩苏阳：“请问你们在太空中采取哪些措施对抗失重对人体的不利影响?”
聂海胜：“失重会造成人体心血管失调、骨丢失和肌肉萎缩。为了有效对抗失重，我们采取体育锻炼、药物和改变体液分布等方法来防护。这次我们从地面带来很多设备，如：企鹅服、套袋、拉力器、自行车功量计等。刚才我们进行太空授课的小讲台就是用自行车功量计改装的，等会儿我们就会把它重新组装成一辆‘太空自行车’，用来进行体育锻炼。”
晨报记者 韩娜 王璐
中美对比
中国太空课更显科技含量
在这次太空授课之前，只有美国在2007年曾进行过类似尝试。2007年8月，从小学教师训练为职业宇航员的芭芭拉·摩根乘坐“奋进号”航天飞机进入国际空间站。在那次25分钟的太空授课中，她通过视频向学生展示了在太空运动、喝水等情景。
在我国首次进行的这次太空授课中，课堂内容有着更多的科技含量。如果说人类第一堂太空授课是一节生活课的话，昨天的这第二节课则可以称得上是名副其实的物理课，很多基础物理知识得以展开并深刻讲述。
值得一提的是，在这堂课中，无论是课堂环境还是课堂内容，都充满着中国元素。天宫一号这个教室里，五星红旗被挂在了舱壁上，航天员的蓝色睡袋上绣着祥云图案，绿色挂帘上还挂有中国结。王亚平在讲解失重环境下水不会飞流直下时，还引用了唐诗诗句“飞流直下三千尺”。水膜实验所使用的塑料片中画有中国结图案。
在浩渺的太空，国籍更不会成为人与人隔阂的障碍，何况还是“同行”。6月13日，62岁的芭芭拉致信王亚平，表达了她对王亚平的祝贺和鼓励。就在昨天，刚“下课”的王亚平，就在天宫一号通过电子邮件向芭芭拉·摩根发去回信，在表达感谢与致敬的同时，真诚地希望中国的太空课，“您和世界各地的教师、学生看到后能够喜欢，我们愿与您一道为开启全世界青少年朋友热爱科学、探索宇宙的梦想共同努力”。
晨报记者 韩娜
专家点评
北京天文学会秘书长景海荣：
让人们看到了科学是什么
北京天文学会秘书长、科普专家景海荣指出，这堂课最大的特色是给出了一个在地球上不可能营造出的真实的太空环境，最基本的物理现象能够在这个环境里呈现。从科普意义上看，这堂课真实地让人们看到了科学是什么。以前给学生讲到失重情况下物质的运动和特性，只能是讲一些想象中的东西，而这一次是在眼前真实地呈现。更为重要的是，这次科普范围之广是前所未有的。
北京天文馆馆长助理寇文：
这是超值的一堂课
虽然和美国每年100多亿美元的航天预算无法相比，但神舟十号这一堂课的“成本”也不是小数。这样的投入值不值呢？
北京天文馆馆长助理寇文表示，这是超值的一堂课，这些年航天领域所带来的物质收益暂且不算，就单看这一节课，实际就是一次全民科普，而且展示了我国的航天实力，可以说在让民众感到骄傲的同时也提升了大家的科学素质，对国人的精神提振和对青少年的深刻影响都是无法用金钱衡量的。
物理特级教师曾军良：
她是难得的好老师！
昨天，北京立新学校的全体师生一起观看了太空授课。立新学校校长、北京物理特级教师曾军良表示，物理是一门以实验为主的课程，而太空舱里的实验会得出与地球上不一样的结果，是一个宝贵的对比实验场所。而王亚平在失重的情况下，把一节物理课上得活泼生动，更是一位难得的好老师。
曾军良表示，在太空中失重的情况下，人做出每一个动作都是非常困难的。所以神十太空舱里才会遍布拉手，这都是为了方便航天员行动。
在讲课时，王亚平吞下一个大水珠，这个看似简单的过程实际非常艰难。“水也是失重的，没有一个压力，你够不到它，也很难把它咽下去”。曾军良说，人们可以在家里尝试一下倒立喝水有多难，就能感受到王亚平在讲课时喝口水时的不易了。
就是在那种人体难以适应的环境下，王亚平谈笑自如，就像在地面一样生动活泼地讲课，非常不容易。而且课程设置的实验浅显易懂，通过小实验反映大道理。王亚平语言也是风趣幽默，还不时通过提问与学生互动，完全调动了学生的学习兴趣。“她是一位难得的好老师”。
曾军良表示，学校将把这次太空授课的全程做成课件，在将来教学中使用。“这样生动的一堂课可是难得听到一次的，肯定会调动学生探索科学的热情。”
晨报记者 王歧丰 韩娜
各界关注
75岁老太也来“蹭课”
昨天的太空授课不仅吸引了学生们的目光，很多成年人也纷纷通过电视、网络加入“蹭课”大军，享受这难得一遇的学习机会。
做销售工作的市民王先生昨天特意把上午要拜访客户的计划推迟到下午，腾出时间准点守在电视机旁，和学生们一起上“太空课”。“感觉真的很神奇，20多年前我学习物理的时候，只是简单地听老师讲概念，很多道理是刚刚这堂太空课上才明白的。如果不是这堂太空课，我已经把牛顿第二定律是什么给忘记了！”王先生不忘自嘲。
太空授课还吸引了很多“老年学生”，家住通州的李奶奶今年75岁了，“要是平时，这个点我应该在超市买菜，今天我特意守在电视旁，就是为了看这个节目。”李奶奶告诉记者，“这个课堂很长知识，就是时间有点短，没看过瘾。”
昨天，网友大赞王亚平老师不但课讲得精彩，人漂亮，声音也好听。网友送上了最朴实真挚的评价：“亚平老师辛苦了，我们都喜欢你”。
有的网友回味课堂细节：“王老师说了一句，接下来就是见证奇迹的时刻！我当场笑了！”王亚平利用水袋和金属圈做成了一个水膜和水球，演示失重状态下水的表面张力发挥作用的结果一段，很多网友表示看得“目瞪口呆”，“水球那段太棒了”。
对于王亚平老师的表现，网友们更是给予了高度肯定。“王亚平天生就是个好老师啊，满面笑容，亲切可人，连我都被她吸引了。难怪地球上听讲的学生一片叫好，掌声不断。”“原来这就叫美丽与智慧并存啊！”
当王亚平施展“大力神功”、聂海胜“凌空打坐”时，北京天文馆里来自文兴街小学的22名孩子看得入了神。文兴街小学带队老师谭怡表示，这样一节生动的太空课程非常难得，激发了孩子的学习兴趣，很多同学都表示将来也想到太空里体验一番。
晨报记者 邹乐 王歧丰 刘洋
本期策划 张旭光 本版摄影 晨报记者 李木易
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