從(cong) 2013年神舟十號航天員乘組第一次太空授課，到2021年12月的第一次“天宮課堂”，再到2022年3月23日的第二次“天宮課堂”，太空授課吸引了越來越多的青少年追逐“航天夢想”。航天員擔任“太空教師”，課堂設置在飛行器、中國空間站，科普專(zhuan) 家組成員通過媒體(ti) 為(wei) 受眾(zhong) 答疑解惑。這樣高配版的太空授課是如何設計的，它有怎樣的定位，它將會(hui) 為(wei) 中國科普教育帶來怎樣的啟示？

　　專(zhuan) 家：

　　中國載人航天工程辦公室主任助理 季啟明

　　中國載人航天工程航天員係統總設計師、中國航天員科研訓練中心研究員 黃偉(wei) 芬

　　中國科技館展覽教育中心副主任 葉菲菲

　　主持人：

　　光明日報記者 靳曉燕

　　“天宮課堂”是圍繞中國空間站精心打造的科普教育活動品牌——

　　激發孩子們(men) 崇尚科學、探索未知、追求創新的熱情

　　記者：“天宮課堂”上，大家特別感興(xing) 趣的是一次次奇妙的科學實驗展示。耳目一新的實驗讓大家不再是“霧裏看花”，對背後的科學原理也不再是“勿理物理”。看來，科普的打開方式非常重要，這對我們(men) 的科普教育有怎樣的啟示？

　　季啟明：“天宮課堂”是我們(men) 圍繞中國空間站精心打造的一個(ge) 科普教育活動品牌。

　　空間站工程在規劃論證之初，我們(men) 就把它定位為(wei) 國家級太空實驗室：它不僅(jin) 是科學家開展空間科學、空間技術、空間應用的一個(ge) 研究平台，更是一個(ge) 能夠為(wei) 國家發揮綜合效益的平台。其中一個(ge) 重要方麵，就是可以作為(wei) 普及科學知識、弘揚科學精神、傳(chuan) 播科學思想、倡導科學方法的科普教育平台。

　　空間站擁有特殊的空間環境條件，比如：微重力、強輻射、高真空、大溫差這些特殊的太空環境，航天員乘組定期輪換，長期有人在軌工作生活，計劃開展大量的科學實（試）驗，涉及諸多學科領域。利用這些天地環境差異、豐(feng) 富的資源和特有的實驗條件，可以開展許多在地麵上難以做到的科普演示。

　　太空中的一些現象是非常神奇和有趣的，很多在地麵上司空見慣的物理現象、化學現象、生物現象等，在太空中會(hui) 有很大差別，甚至完全不一樣。不僅(jin) 孩子們(men) 會(hui) 很感興(xing) 趣，許多成年人包括我們(men) 從(cong) 事載人航天工程的科學家、工程師也都覺得很有意思。而天上地下不同的實驗現象，揭示出的是同樣的科學規律。這樣一個(ge) 演示和驗證的過程，本身就是一個(ge) 加深對科學原理理解的過程。

　　讓航天員在空間站上實際操作一些小實驗，展示一些我們(men) 正在做的科學研究項目，不僅(jin) 在內(nei) 容上、形式上、效果上對孩子們(men) 具有極大的吸引力，更重要的是能帶著孩子們(men) 一起經曆“從(cong) 理性的思考、到懷疑的態度、再到實證的操作，最後拓展無限的想象空間”這樣一個(ge) 過程，在無形中向他們(men) 傳(chuan) 遞了科學精神，從(cong) 而激發他們(men) 崇尚科學、探索未知、追求創新的熱情。

　　黃偉(wei) 芬：科普的打開方式非常重要。隨著我國綜合實力的不斷增強，大家越來越尊重科學、也越來越需要科學，這對科普教育工作提出了更高要求。在神舟十號太空授課活動取得圓滿成功以來，我們(men) 國家的科普教育事業(ye) 取得了長足的進步，各種新技術、新理念的發展也使得科普活動的形式和內(nei) 容越來越豐(feng) 富多樣。在設計空間站時代的太空授課時，我們(men) 就堅持選擇符合科學原理清晰、實驗現象明顯、天地差異顯著、易於(yu) 理解和展示等標準的項目，事實證明我們(men) 的這套標準是行之有效的。此外，太空授課麵向全國青少年群體(ti) 、社會(hui) 公眾(zhong) 乃至全球，因此在授課上不追求知識多麽(me) 高深、概念多麽(me) 複雜，而是注重體(ti) 現大膽假設、小心求證的科學精神，強調對比差異發現問題、利用問題引導探索、通過探索得到答案，這將會(hui) 是後續太空授課和係列在軌科普教育活動堅持的原則。在這個(ge) 過程中積累的良好做法也可以被更多的科普活動借鑒，共同推動我國的科普事業(ye) 取得更大發展。

　　葉菲菲：在教學當中，我們(men) 總說的一句話是“科學就在我們(men) 身邊”。但很多時候，對於(yu) 科學我們(men) “日用而不知”，就比如水油混合後，靜置一陣自然就分層了；打籃球投籃，籃球扔出去的軌跡一定是拋物線。為(wei) 什麽(me) 我們(men) 平時很少去關(guan) 注這些現象呢？因為(wei) 對於(yu) 這些現象我們(men) 習(xi) 以為(wei) 常。就比如蘋果為(wei) 什麽(me) 會(hui) 掉下來，而月亮一直在天上不會(hui) 掉下來，在牛頓之前有沒有人思考過。但牛頓認真地去研究了這個(ge) 大家都覺得“天經地義(yi) ”的事情，於(yu) 是，萬(wan) 有引力定律誕生了，我們(men) 才知道，天上的星球和地上的蘋果都是由同樣的物理規律所支配的。“天宮課堂”最為(wei) 重要的意義(yi) ，是讓我們(men) 可以從(cong) 另外一個(ge) 角度去再現平時生活的現象，發現地麵的生活經驗都被打破了：水油可以不分離，水滴可以拉開這麽(me) 長的距離，失重除了能讓航天員飄起來，還可以做無容器實驗等。“天宮課堂”的實驗打破了我們(men) 習(xi) 以為(wei) 常的固有知識體(ti) 係，引起了大家與(yu) 原有認知的衝(chong) 突，有衝(chong) 突就會(hui) 有情感上的觸動，會(hui) 引起深度的思考，這樣就會(hui) 引發學習(xi) 行為(wei) 。

　　小實驗，大道理，科普大發展應該有更多的科學家參與(yu) 進來——

　　極其簡單現象背後的解釋，需要科學家、教育專(zhuan) 家、科普工作者等共同配合完成

　　記者：航天員“太空教師”展示的科學實驗背後，其實是有一群科學專(zhuan) 家的支持，有各個(ge) 領域的專(zhuan) 家多次推演討論。航天員給大家的不是簡單傳(chuan) 授知識，而是讓孩子們(men) 通過自己的觀察和探索找答案。我們(men) 是如何設計這些實驗的，這是怎樣一個(ge) 過程？

　　黃偉(wei) 芬：我們(men) 始終堅持太空授課活動的科普取向，設計這些實驗的出發點就是充分利用載人航天事業(ye) 的受關(guan) 注度和空間站的特殊環境，為(wei) 青少年群體(ti) 和社會(hui) 大眾(zhong) 提供學習(xi) 基礎科學知識、直觀感受空間站微重力特點、了解載人航天事業(ye) 發展的窗口和機會(hui) 。科普大發展應該有更多的科學家參與(yu) 進來，因此在設計這些實驗時，我們(men) 廣泛征求了一線授課教師、科普專(zhuan) 家、科學專(zhuan) 家、工程專(zhuan) 家、轉播媒體(ti) 等多方麵的意見建議，一方麵從(cong) 現有教學體(ti) 係出發，選取概念清晰、現象明顯、天地差異顯著的候選項目，緊扣中小學生教學實際、兼顧媒體(ti) 傳(chuan) 播需求；另一方麵充分考慮工程約束條件，在確保在軌航天器和航天員絕對安全的基礎上再討論項目的可行性。在經過多輪專(zhuan) 家討論和評審後，我們(men) 還和航天員乘組保持密切溝通，根據乘組在軌嚐試和練習(xi) 結果，對實驗項目的具體(ti) 操作步驟和講解內(nei) 容進行針對性調整，最終呈現在大家麵前的就是一個(ge) 個(ge) 精彩紛呈的授課實驗項目。

　　葉菲菲：簡單的實驗現象背後蘊含大道理，比如在課程設計會(hui) 上，扔“冰墩墩”這個(ge) 簡單的實驗，討論所花的時間才是最多的。專(zhuan) 家們(men) 討論的並不是要不要做這個(ge) 簡單的實驗，而是這個(ge) 實驗的重要性、深刻性。

　　“冰墩墩”是做勻速直線運動嗎？這取決(jue) 於(yu) 你在哪裏觀察，如果是在空間站裏麵看，的確走過一條直線；如果你從(cong) 地麵上看，“冰墩墩”走的可不是直線，而是繞著地球走過一段圓弧。一個(ge) 說法是直線，一個(ge) 說法是圓弧，哪個(ge) 是正確的呢？如果問愛因斯坦，他會(hui) 說這兩(liang) 種情況沒有任何區別，是等效的。等效原理是相對論的基礎和出發點。可以看到這個(ge) 實驗雖然簡單，背後卻是廣義(yi) 相對論的基礎原理。但麵對公眾(zhong) 如何簡潔、清晰、明白地展示出來是更為(wei) 重要的。通過這個(ge) 實驗，我們(men) 可以看到一個(ge) 極其簡單現象背後的解釋，需要科學家、傳(chuan) 播學者、教育專(zhuan) 家、科普工作者共同配合來完成。“小實驗，大道理”，這是第二次“天宮課堂”實驗設計的一個(ge) 簡單概括，因此實驗內(nei) 容不僅(jin) 僅(jin) 是實驗現象的展示，更要呈現實驗背後的科學原理。

　　在載人航天工程科技創新的同時，科普工作是工程的分內(nei) 職責和社會(hui) 責任——

　　科普教育為(wei) 孩子提供了仰望星空、堅定前行的指引

　　記者：一些專(zhuan) 家感慨，更多時候，科普是作為(wei) “見縫插針”的調劑品走進學生生活的。相信這幾次太空授課正是科普發展的新契機，會(hui) 激發大家對科普更大的興(xing) 趣。科普與(yu) 學校教育有怎樣的區別和聯係？在“雙減”背景下，我們(men) 該如何理解科普的價(jia) 值？

　　季啟明：黨(dang) 的十八大以來，黨(dang) 中央、國務院對科學普及和科技創新做出一係列重要部署，先後出台了《中華人民共和國科學技術進步法》《中華人民共和國科學技術普及法》《全民科學素質行動規劃綱要（2021—2035年）》等重要文件，對科普事業(ye) 的重視程度越來越高。載人航天工程作為(wei) 國家重大科技專(zhuan) 項之一，應當模範踐行科技創新、科學普及“一體(ti) 兩(liang) 翼”的要求。在載人航天工程科技創新的同時，科普工作不是可做可不做的事，而是工程的分內(nei) 職責和社會(hui) 責任。我們(men) 將努力通過開展具有更多中國特色、時代特色的科普活動，更好地發揚載人航天精神，傳(chuan) 播載人航天科學知識，講好載人航天科學故事，種下一顆科學的種子，靜待花開。

　　黃偉(wei) 芬：科普教育是學校教育的重要補充，在激發學生興(xing) 趣、引領學生探索方麵發揮著獨特的作用。這些年我們(men) 的學校教育在不斷改革，更加注重培養(yang) 學生的動手能力和科學探索精神。科普教育由於(yu) 直觀、有趣、輕鬆等特點，對孩子們(men) 具有很強的吸引力，而好的科普教育更是對孩子們(men) 影響深遠。讓我印象特別深刻的是，當年許多看過神舟十號太空授課活動的孩子在後來麵臨(lin) 專(zhuan) 業(ye) 選擇時，毫不猶豫地選擇了航空航天相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 。他們(men) 都說是當年的太空授課活動在他們(men) 的心中播下了熱愛科學、熱愛航空航天事業(ye) 的種子，引領了他們(men) 的人生方向。我想，刻苦全麵的學校教育給了孩子們(men) 腳踏實地、勇敢追夢的實力；而科普教育，尤其是載人航天事業(ye) 相關(guan) 的科普教育為(wei) 他們(men) 提供了仰望星空、堅定前行的指引。

　　葉菲菲：學校教育和科技館的科普教育應相互配合、互為(wei) 補充，共同使學生受益。科技館是一個(ge) 開展科學普及和科學教育的場所，通過眾(zhong) 多的互動展品創設學習(xi) 情景，是科技館所具有的獨特價(jia) 值。

　　以“天宮課堂”為(wei) 例，這次在科技館開的科普課與(yu) 普通的學校課堂有很大的區別。三位“太空教師”位於(yu) 距離地麵約400千米高的中國空間站，而主課堂的學生則位於(yu) 地麵課堂——中國科技館。教師與(yu) 學生並不處於(yu) 同一空間當中，教師並不能“直接”麵對學生。在這樣一個(ge) 差異的空間，引起天地之間生活體(ti) 驗的不同，如重力水平、晝夜變化等，將處在不同空間的教師與(yu) 學生組織在同一時間下，會(hui) 出現非常多的認知之間的“碰撞”與(yu) “衝(chong) 突”。突破以往的學習(xi) 、生活場景，這正是太空授課、科技館科普教育的魅力所在。因此，科技館的科普教育非常強調創設學習(xi) 環境。中國科技館的理念是“體(ti) 驗科學、啟迪創新”，通過營造在實踐中學習(xi) 科學的情境，通過互動、體(ti) 驗等方式，引導公眾(zhong) 進入探索與(yu) 發現科學的過程。

　　空間站是重要的太空科普教育基地，蘊含著得天獨厚的豐(feng) 富教育資源——

　　來自孩子們(men) 的奇思妙想將是後續“天宮課堂”的精彩一筆

　　記者：隨著中國空間站後續艙段的發射，“天宮課堂”還會(hui) 有更大的空間和更豐(feng) 富的內(nei) 容，對後續課程設計有怎樣的設想？

　　季啟明：天宮空間站在今年建成後將長期在軌運行。按照目前計劃，今後載人飛船每年訪問2次，每個(ge) 乘組將在軌駐留6個(ge) 月，短期內(nei) 計劃每年利用2次貨運飛船補給，將在軌開展大量的空間科學實（試）驗任務。利用人在太空的活動可以常態化安排天地一體(ti) 化的科普實驗展示、科學項目講解、太空科學課、科普視頻拍攝等活動。我們(men) 將把“天宮課堂”打造成載人航天科普的一個(ge) 精品品牌活動。

　　後續的課程設計，我們(men) 已經邀請了各方麵的專(zhuan) 家一起進行策劃和設計，總的考慮是要進行體(ti) 係化設計。比如，將按照數學、物理、化學、生物生命、天文觀測與(yu) 對地觀測、人文等學科方向，進行體(ti) 係化的課程設計。

　　除了“天宮課堂”活動，後續圍繞中國空間站開展的經常性科普活動，內(nei) 容將更加豐(feng) 富、精彩，形式將更加多樣化，傳(chuan) 播手段將更加新穎，覆蓋麵將更加廣泛。

　　黃偉(wei) 芬：後續的課程設計，我們(men) 將堅持已經積累的成功經驗和良好做法，結合每次載人飛行任務的安排和乘組特點，不斷擴展“天宮課堂”的授課內(nei) 容，努力形成全人群、多學科、廣覆蓋的“天宮課堂”授課體(ti) 係。今年我們(men) 的問天實驗艙、夢天實驗艙發射後空間站將全麵建成，屆時航天員在軌擁有更大更舒適的工作生活環境，我們(men) 的科學家也將擁有更加強大的在軌科研能力，開展更加豐(feng) 富、前沿的科學研究，這些都為(wei) 我們(men) 的課程設計提供了豐(feng) 富的素材。此外，麵向孩子們(men) 征集的搭載實驗項目也在按計劃推進中，我相信來自孩子們(men) 的奇思妙想也將是我們(men) 後續“天宮課堂”的精彩一筆。

　　太空授課是載人航天科普活動的標誌性事件，後續我們(men) 也將以太空授課活動為(wei) 牽引，更多地開展地麵專(zhuan) 家解讀、學生對比實驗等拓展活動，發揮好太空授課的引領作用，帶動形成一批既科學又有趣、既嚴(yan) 謹又生動的科普活動。

　　　　葉菲菲：空間站是重要的太空科普教育基地，蘊含著得天獨厚的豐(feng) 富教育資源，除了科學家所做的研究和實驗之外，我想青少年自己設計的實驗也一定會(hui) 有機會(hui) 在空間站進行展示。