1894年，康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基描繪了一個環(huán)繞地球軌道的“太空小屋”，它實際上就是一座空間站，可以進行天文觀測，還可以進行植物栽培。
如今，空間站對大眾來說已經(jīng)不是個陌生的概念了。在空間站中，在太空微重力條件下，物質(zhì)運動的規(guī)律發(fā)生了很多變化，出現(xiàn)了在地面無法觀測到的一些奇特現(xiàn)象。
2022年3月23日下午，中國“太空教師”翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站“天宮”給地面學(xué)生授課，演示了四大科學(xué)實驗�！疤鞂m課堂”是充滿趣味的教育，它可以利用得天獨厚的太空環(huán)境，通過直觀、生動的科學(xué)實驗和現(xiàn)場動手操作，使得抽象、枯燥的科學(xué)知識與原理變得形象、直白，且充滿樂趣。受到同學(xué)們的熱烈歡迎。
這四個實驗分別是太空“冰雪”實驗、液橋演示實驗、水油分離實驗、太空拋物實驗。
接下來我們來看看實驗內(nèi)容有哪些吧……
一、太空“冰雪”實驗：演示失重狀態(tài)下的飽和液體結(jié)晶現(xiàn)象。
中學(xué)化學(xué)課，在一定溫度下，向一定量溶劑里加入某種溶質(zhì)，還能繼續(xù)溶解的溶液，叫作不飽和溶液；當溶質(zhì)不能繼續(xù)溶解時，所得到的溶液叫作飽和溶液，甚至能夠達到過飽和狀態(tài)。本次天宮課堂演示的是“過飽和乙酸鈉溶液”的結(jié)晶實驗。過飽和乙酸鈉溶液在外界提供結(jié)晶核的情況下很不穩(wěn)定，很容易析出晶體。從一個晶瑩剔透的小水球變成白色的小雪球。
二、液橋演示實驗：演示失重環(huán)境下水的表面張力作用
液體會產(chǎn)生使表面盡可能縮小的力，這種力稱為“表面張力”。清晨凝聚在葉片上的水滴、就是在水的表面張力作用下形成的。再比如，水上的一些小昆蟲之所以能站在水面上，也是由于表面張力的作用。
同樣道理，在兩塊塑料板之間倒入水，在太空失重的條件下，表面張力就起了主導(dǎo)作用，甚至分開一定距離也不斷裂。而在地面上做同樣的實驗，在重力的作用下，液橋很容易斷裂。
三、水油分離實驗：演示失重環(huán)境下水油分層現(xiàn)象消失、通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力實現(xiàn)分層。
我們知道，由于水和油是不相溶液體，因此在地面有重力的環(huán)境中，水和油是分層的。但在太空失重環(huán)境中，水和油呈現(xiàn)某種混合狀態(tài)。如果在太空也想讓水和油分離咋辦？最直接的想法就是想辦法制造人工重力。制造局部的人工重力其實并不難，讓物體旋轉(zhuǎn)起來就好了。比如，放在離心機當中，甚至用手甩一下也能短暫實現(xiàn)重力，正如航天員葉光富演示的那樣，水和油就分離了。
四、太空拋物實驗：演示天地之間拋物區(qū)別。
牛頓第一定律，又叫慣性定律，就是任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)，直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止。平拋運動是中學(xué)物理知識中一個非常重要的運動規(guī)律，同學(xué)們?nèi)粘Ｉ钪袑τ谶@種現(xiàn)象司空見慣，但是在完全失重的情況下，平拋運動到底遵循怎樣的規(guī)律，運動軌跡如何，老師平常只能通過想象的方式讓同學(xué)們?nèi)ダ斫狻Ｒ驗樵诘孛嫔�，由于有地球重力的作用，拋出去物體的軌跡形成一條漂亮的“拋物線”。但在空間站失重的環(huán)境下，拋出的物體（冰墩墩）相對于空間站遵守牛頓第一定律，沿直線勻速運動。
當下，很多孩子已被應(yīng)試教育搞得筋疲力盡，不愛質(zhì)疑、不愿提問，更別說提什么標新立異的問題。可這節(jié)神奇的太空課，讓我們看到了孩子們井噴的想象力和求異思維。
看來，只要我們?yōu)楹⒆哟罱ㄆ饘挸ǖ乃季S平臺，允許孩子思想奔放，充分理解、包容其不足，孩子潛在的發(fā)散性思維就能夠噴薄而出。如果我們平時的教育，能夠多給孩子制造提問機會，這對孩子的潛在發(fā)展與創(chuàng)造活力，肯定具有積極作用。——人民日報
《全民科學(xué)素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021—2035年）》特別提出：提升基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教育水平。引導(dǎo)變革教學(xué)方式，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、開放式教學(xué)，保護學(xué)生好奇心，激發(fā)求知欲和想象力。完善初高中包括科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)、通用技術(shù)、信息技術(shù)等學(xué)科在內(nèi)的學(xué)業(yè)水平考試和綜合素質(zhì)評價制度，引導(dǎo)有創(chuàng)新潛質(zhì)的學(xué)生個性化發(fā)展。加強農(nóng)村中小學(xué)科學(xué)教育基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和配備，加大科學(xué)教育活動和資源向農(nóng)村傾斜力度。推進信息技術(shù)與科學(xué)教育深度融合，推行場景式、體驗式、沉浸式學(xué)習。
我們相信，隨著智能技術(shù)與科普教育的融合創(chuàng)新，將會激勵越來越多的少年兒童愛上實驗、愛上科學(xué)。
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