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改變世界的科學(xué)實(shí)驗(yàn)范文第1篇

一、小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的現(xiàn)狀

1、目的不明確

在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單作為必不可少的輔助教學(xué)工具存在，其作用越來(lái)越不可被替代。但大多數(shù)老師還是沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的真正作用，因而導(dǎo)致了科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的作用沒(méi)有被發(fā)揮出來(lái)，在老師上課結(jié)束后，大多數(shù)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單都存在著留白現(xiàn)象，學(xué)生知識(shí)在新奇與湊熱鬧的心理作用下，一無(wú)收獲。小學(xué)生學(xué)得快忘得也快，若沒(méi)有詳細(xì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單可回顧與復(fù)習(xí)，這節(jié)科學(xué)實(shí)驗(yàn)課也將失掉它原有的色彩。

2、記錄責(zé)任推給個(gè)人

小學(xué)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課往往是采用分組協(xié)同作戰(zhàn)完成的，分工明確，責(zé)任到人。但每次科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的分工都是固定的，只有那一個(gè)人比較熟悉科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的填寫(xiě)方式，并且他還能一眼就找出科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的重點(diǎn)，其他人則在熱鬧光景中一晃而過(guò)，沒(méi)有科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的概念。在課后，老師對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單既不回收看看記錄情況，也不做任何評(píng)價(jià)，更是滋生了這種現(xiàn)象的增長(zhǎng)。

3、科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單過(guò)于單一

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的形式過(guò)于簡(jiǎn)單，提不起學(xué)生記錄的興趣。如果科學(xué)書(shū)中這個(gè)表格，那么老師就會(huì)直接用這個(gè)表格做科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單，科學(xué)書(shū)中沒(méi)有的，老師會(huì)自己畫(huà)這個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單，沒(méi)有充分發(fā)揮學(xué)生主體的作用。老師應(yīng)當(dāng)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮學(xué)生無(wú)限的想象力，豐富科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的形式，運(yùn)用多種形式，來(lái)提高學(xué)生的科學(xué)觀(guān)察能力。

二、提高學(xué)生科學(xué)觀(guān)察能力的方法

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性還是沒(méi)有得到老師的認(rèn)可，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的記錄依然只是存在在形式上的，沒(méi)有真正推動(dòng)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探索與觀(guān)察。隨著新課改的不斷深入，老師已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的重要性，因此在不斷進(jìn)行嘗試，以求改變科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單原有的作用和形式。

1、設(shè)計(jì)獨(dú)特的科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單提高學(xué)生科學(xué)觀(guān)察能力

為了能夠有效的提高學(xué)生科學(xué)的觀(guān)察能力，有必要為讓學(xué)生親自設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)單來(lái)記錄自己對(duì)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察的結(jié)果。然后再由老師發(fā)放一張傳統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的形式，讓學(xué)生進(jìn)行填寫(xiě)。老師把學(xué)生自己設(shè)計(jì)的科學(xué)記錄單收上來(lái)，貼到科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的墻壁上，讓學(xué)生自己對(duì)比一下自己的不足在哪里，老師再根據(jù)小學(xué)生這個(gè)年齡段的特點(diǎn)，采用詼諧、幽默的言語(yǔ)對(duì)大家設(shè)計(jì)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單以及記錄結(jié)果做一下講解和總結(jié)，讓學(xué)生在輕松、融洽的氣氛中進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，以此提高學(xué)生的科學(xué)觀(guān)察能力。

2、用鼓勵(lì)記錄的方法來(lái)提高學(xué)生的科學(xué)觀(guān)察能力

在日常的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，老師會(huì)發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生一開(kāi)始都很興奮，但過(guò)不了多長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)倦怠了，提不起興致來(lái)，不能很好的完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)單的記錄。這個(gè)時(shí)候，就需要老師對(duì)他們進(jìn)行幫助和監(jiān)督，以助于他們能夠及時(shí)的完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單的填寫(xiě)。老師還可以根據(jù)小學(xué)生喜歡受表?yè)P(yáng)的特點(diǎn)，對(duì)那些觀(guān)察仔細(xì)，記錄詳細(xì)的學(xué)生給予表?yè)P(yáng)或者一些物質(zhì)性的鼓勵(lì)，并把他們的科學(xué)實(shí)驗(yàn)記錄單貼到實(shí)驗(yàn)室里當(dāng)成范本以作展示，讓其他的同學(xué)以此為標(biāo)準(zhǔn)，促使他們對(duì)實(shí)驗(yàn)仔細(xì)觀(guān)察的能力，爭(zhēng)取下次也要把自己的貼上去，獲得老師的表?yè)P(yáng)。這樣不僅可以使學(xué)生很好的完成實(shí)驗(yàn)記錄，而且還能有效的提高學(xué)生的科學(xué)觀(guān)察力。

3、用總結(jié)科學(xué)記錄單經(jīng)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生科學(xué)觀(guān)察能力

學(xué)生的觀(guān)察能力會(huì)在觀(guān)察老師做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中不斷的提升，隨著做實(shí)驗(yàn)的次數(shù)增多，科學(xué)記錄單數(shù)量的不斷增多，老師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)科學(xué)記錄單的總結(jié)，針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)不斷積累，學(xué)生就會(huì)越來(lái)越知道哪類(lèi)實(shí)驗(yàn)要重點(diǎn)觀(guān)察哪些方面，以此來(lái)有針對(duì)性的提高學(xué)生科學(xué)觀(guān)察能力?？茖W(xué)記錄單課后要收起來(lái)，以備下次有類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生還可以作參考。因此，對(duì)科學(xué)記錄單進(jìn)行總結(jié)，可以有效地提高學(xué)生的科學(xué)觀(guān)察能力。

改變世界的科學(xué)實(shí)驗(yàn)范文第2篇

楹我豢盼佬塹姆⑸洌引發(fā)了這么大關(guān)注？這要從其魔法般的特性說(shuō)起。

大約一百多年前，我們生活在一個(gè)很“經(jīng)典”的宇宙里，一切都合乎常情，沒(méi)有什么奇怪表現(xiàn)。隨后，量子理論出現(xiàn)了。

突然間，事物的表現(xiàn)不再總是合乎一個(gè)理性的人的料想了。在微觀(guān)尺度上，一個(gè)粒子可以同時(shí)處于兩個(gè)地方，甚至可以同時(shí)向兩個(gè)不同的方向運(yùn)動(dòng)。而且粒子之間可以互相糾纏―通過(guò)某種方式即時(shí)地遠(yuǎn)程感知、影響對(duì)方。

起源于1900年的普朗克量子力學(xué)，描述了這些看似魔法的物理現(xiàn)象。這套理論不斷獲得實(shí)驗(yàn)支持，在一百多年里催生了許多重大發(fā)明――原子彈、激光、晶體管、核磁共振等，改變了世界面貌。

量子信息技術(shù)是量子力學(xué)的最新發(fā)展。其中，用這一技術(shù)有望打造“不可攔截”的密鑰，讓通信高度保密。而未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)，可能會(huì)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快億萬(wàn)倍。這些特性看似魔法，未來(lái)卻會(huì)成為尋常事。

中國(guó)此次發(fā)射量子衛(wèi)星的主要任務(wù)是，執(zhí)行星地高速量子密鑰分發(fā)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)、星地量子糾纏分發(fā)以及地星量子隱形傳態(tài)等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這都是量子信息技術(shù)的最前沿研究，自然舉世矚目。

但是，要讓看似魔法的效果真正實(shí)現(xiàn)，還需要長(zhǎng)期艱苦卓絕的努力。因?yàn)?，搞基礎(chǔ)科學(xué)研究，需要耐得住寂寞、甘坐冷板凳以及長(zhǎng)期的積累。

量子、引力波等許多看似枯燥無(wú)味或高深難懂的基礎(chǔ)研究，之所以吸引全球各主要國(guó)家持之以恒地研究投入，正在于它們都有著引發(fā)魔法般巨變的前景。量子力學(xué)已經(jīng)引發(fā)了社會(huì)巨變。例如，電磁波的發(fā)現(xiàn)最終使人類(lèi)有了無(wú)線(xiàn)電通信和手機(jī)，在狹義相對(duì)論中質(zhì)能關(guān)系理論的指導(dǎo)下，科學(xué)家最終制造出了原子彈、氫彈和核反應(yīng)堆，衛(wèi)星定位等技術(shù)也借助了狹義相對(duì)論的知識(shí)。基礎(chǔ)科學(xué)研究可以帶給人類(lèi)什么？它帶給人類(lèi)無(wú)窮的可能。前沿基礎(chǔ)研究，探索的是“魔法”的奧秘，必將帶來(lái)社會(huì)進(jìn)步。

在今年引力波發(fā)現(xiàn)后，美國(guó)麻省理工學(xué)院校長(zhǎng)拉斐爾?賴(lài)夫的公開(kāi)信中的一段話(huà)發(fā)人深省：“基礎(chǔ)科學(xué)研究往往是艱苦的、嚴(yán)謹(jǐn)且緩慢的，但不要忘記，它又是震撼性的、革命性的和具有催化作用的。如果沒(méi)有基礎(chǔ)科學(xué)，最好的設(shè)想就無(wú)法得到改進(jìn)，‘創(chuàng)新’也只能是修修補(bǔ)補(bǔ)。只有基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)步，社會(huì)才能進(jìn)步?！?/p>

改變世界的科學(xué)實(shí)驗(yàn)范文第3篇

量子衛(wèi)星究竟是何方神圣？作為太空密使，它有哪些神秘技能，又會(huì)給地球人的生活帶來(lái)哪些變化？

“小精靈”讓信息穿越

科學(xué)家稱(chēng)量子為物理世界的“小精靈”，它不是一種粒子，而是一個(gè)能量的最小單位，包括分子、原子、電子、光子等在內(nèi)的所有微觀(guān)粒子都是其表現(xiàn)形態(tài)。

量子“小精靈”的稱(chēng)號(hào)可不是浪得虛名，它自帶的高超技能連物理學(xué)家都無(wú)法解讀。如果兩個(gè)量子粒子處在特殊的狀態(tài)（俗稱(chēng)糾纏態(tài)）中，不管其空間分離得多遠(yuǎn)，當(dāng)對(duì)其中一個(gè)粒子進(jìn)行操作或測(cè)量，遠(yuǎn)處另一個(gè)粒子的狀態(tài)就會(huì)瞬時(shí)發(fā)生相應(yīng)的改變，就像一些雙胞胎之間存在的心靈感應(yīng)。愛(ài)因斯坦稱(chēng)這個(gè)現(xiàn)象為“幽靈般的超距作用”。

雖然現(xiàn)在還無(wú)法弄清量子糾纏的原理，但科學(xué)家們可以利用這一現(xiàn)象作為通信的手段。利用量子糾纏技術(shù)，通過(guò)量子密鑰傳輸和量子隱形傳態(tài)的方式，能將甲地某一粒子的未知量子態(tài)在乙地的另一粒子上還原。而“墨子號(hào)”就像一位太空信使，作為地面上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)站的中介，構(gòu)建一個(gè)區(qū)域通信網(wǎng)絡(luò)，海量信息在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)間穿梭如影，全天候傳播。

高難度收發(fā)信息

量子衛(wèi)星上天后，會(huì)將經(jīng)過(guò)編碼甚至是糾纏的光子發(fā)射到地面上（每秒約發(fā)射一億個(gè)光子），與之對(duì)接的地面系統(tǒng)則負(fù)責(zé)接收光子并進(jìn)行解碼，完成通信過(guò)程。

這一接一收看似簡(jiǎn)單，卻絕非易事。據(jù)量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉介紹，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在飛行過(guò)程中攜帶的兩個(gè)激光器需分別瞄準(zhǔn)兩個(gè)地面站，同時(shí)向左、向右傳輸量子密鑰，對(duì)跟蹤精度的要求非常高。

“這就相當(dāng)于人坐在萬(wàn)米高空的飛機(jī)上往下連續(xù)扔硬幣，每一枚硬幣都要準(zhǔn)確丟到儲(chǔ)蓄罐狹小的投幣口里，而儲(chǔ)蓄罐自身還在慢慢旋轉(zhuǎn)?！绷孔涌茖W(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星工程常務(wù)副總設(shè)計(jì)師兼衛(wèi)星總指揮王建宇說(shuō)。

盡管困難重重，但經(jīng)過(guò)科研人員的不懈努力，量子衛(wèi)星突破了一系列高新技術(shù)，包括同時(shí)瞄準(zhǔn)兩個(gè)地面站的高精度星地光路對(duì)準(zhǔn)、星地偏振態(tài)保持與基矢校正、星載量子糾纏源等，最終順利升空。

不可破譯的保密通信

量子科技雖然聽(tīng)起來(lái)“高大上”，實(shí)際上很“接地氣”。在本世紀(jì)初，直接或間接運(yùn)用量子理論的技術(shù)和裝置便隨處可見(jiàn)。從常見(jiàn)的CD唱片機(jī)到龐大的現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)，從無(wú)水涂料到激光制動(dòng)車(chē)閘，從醫(yī)院的磁共振成像儀到隧道掃描顯微鏡……量子技術(shù)已滲透到人們的生活中。

隨著量子信息技術(shù)逐漸走向?qū)嵱没溲苌龅牧孔油ㄐ偶夹g(shù)被譽(yù)為是繼微電子信息之后，最有可能引發(fā)軍事、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)領(lǐng)域又一次重大革命的關(guān)鍵技術(shù)。

以往，光纖通訊被認(rèn)為是最安全的信息傳遞方式，這是因?yàn)楣饫|能把所有的光能限制在光纖里，使外面得不到能量。但隨著科技的發(fā)展，只需讓光纜泄露哪怕很少一部分的能量，就能竊聽(tīng)其中傳遞的信號(hào)。

而量子通信則完全不會(huì)出現(xiàn)這種情況，因?yàn)樗拿荑€具有不可復(fù)制性和絕對(duì)安全性。一旦有人竊取，整個(gè)通信就會(huì)“自毀”并告知使用者。換句話(huà)說(shuō)，量子衛(wèi)星上天后，其發(fā)送的每一封信都只有天知地知、你知我知。

量子科技改變生活

改變世界的科學(xué)實(shí)驗(yàn)范文第4篇

一、在交流中生成方案

科學(xué)教學(xué)中，脫離了外顯的動(dòng)的探究，內(nèi)隱的思的探究就顯得生命力不足；沒(méi)有內(nèi)隱的思的探究，外顯的動(dòng)的探究就成了沒(méi)有靈魂的空殼。動(dòng)與思互生互動(dòng)，探究才是真正的科學(xué)探究。因此，在教學(xué)中，教師既要關(guān)注學(xué)生外顯的動(dòng)手活動(dòng)，更要關(guān)注內(nèi)隱的思維活動(dòng)，提供學(xué)生自主制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、小組交流實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、全班形成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在交流實(shí)驗(yàn)計(jì)劃時(shí)，注意引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)傾聽(tīng)，互相補(bǔ)充，從而使學(xué)生在交流中集思廣益，形成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，在學(xué)習(xí)中保持高漲的情緒，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探究，為提高實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性提供保障，為學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中提升科學(xué)素質(zhì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如在教學(xué)《巖石會(huì)改變模樣嗎》這課時(shí)，我適時(shí)提供材料（每組一個(gè)酒精燈、兩塊小巖石、一把木質(zhì)鑷子、一盒火柴、一個(gè)燒杯、水），請(qǐng)學(xué)生先獨(dú)立思考，然后小組討論實(shí)驗(yàn)方案，全班交流時(shí)學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短，如生1：實(shí)驗(yàn)前先觀(guān)察巖石的模樣（師：對(duì)了，這是個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前后都應(yīng)觀(guān)察巖石的模樣。）。生2：實(shí)驗(yàn)時(shí)把巖石放酒精燈的外焰加熱，再放水里冷卻。生3：要反復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，這樣看到的現(xiàn)象才明顯。生4：巖石如果有裂縫或者掉小碎塊，就可以證明冷和熱會(huì)改變巖石的模樣。生5：實(shí)驗(yàn)完后觀(guān)察巖石的模樣，填好記錄單（我及時(shí)表?yè)P(yáng)：你是個(gè)細(xì)心的孩子，懂得提醒同學(xué)們要及時(shí)做好記錄。）。接著根據(jù)剛才形成的實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)……這樣教學(xué)，實(shí)驗(yàn)計(jì)劃來(lái)自于學(xué)生，學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅，產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望，由于明確了實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生有效地得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論，智慧的火花在實(shí)驗(yàn)中迸發(fā)。

二、在實(shí)驗(yàn)中親歷過(guò)程

心理學(xué)研究表明，對(duì)兒童來(lái)說(shuō)，態(tài)度的形成需要實(shí)踐的過(guò)程，技能的形成需要反復(fù)的模仿練習(xí)，而知識(shí)的獲取主要通過(guò)感性經(jīng)驗(yàn)的積累，小學(xué)生常常依靠動(dòng)手操作認(rèn)識(shí)和理解世界。因此，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，教師應(yīng)提供充足的實(shí)驗(yàn)材料，讓每位學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，使學(xué)生在親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，反思實(shí)驗(yàn)過(guò)程，水到渠成地理解科學(xué)概念，這樣獲取的科學(xué)知識(shí)記得更深，記得更牢。如在教學(xué)《聲音是怎樣產(chǎn)生的》時(shí)，在學(xué)生做“使物體發(fā)出聲音”實(shí)驗(yàn)時(shí)，我請(qǐng)學(xué)生以小組為單位分組實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的當(dāng)材料員，有的當(dāng)實(shí)驗(yàn)員，有的當(dāng)匯報(bào)員，有的當(dāng)記錄員，在小組長(zhǎng)的組織下，分工有序地動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。匯報(bào)時(shí)，有的小組用撥動(dòng)鋼尺發(fā)現(xiàn)鋼尺由于振動(dòng)發(fā)出聲音；有的小組用撥動(dòng)橡皮筋使橡皮筋振動(dòng)發(fā)出聲音；有的小組用敲擊音叉，把音叉放入水中，發(fā)現(xiàn)音叉振動(dòng)發(fā)出聲音；有的小組在鼓面上放一些黃豆或泡沫，通過(guò)敲擊鼓面，鼓面振動(dòng)發(fā)出了聲音……這樣教學(xué)，學(xué)生通過(guò)分工合作，都親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，親歷感受制造聲音，提升“物體由于振動(dòng)產(chǎn)生聲音”的科學(xué)概念的過(guò)程，課堂呈現(xiàn)智慧共享，思維共振，情感共鳴的動(dòng)態(tài)生成場(chǎng)面，有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。綜上所述，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，教師要細(xì)心呵護(hù)小學(xué)生與生俱來(lái)的好奇心，幫助他們親歷科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和方法，發(fā)展他們的個(gè)性，增強(qiáng)他們的創(chuàng)造性，提高他們的科學(xué)素質(zhì)。

作者：尤金田 單位：南安市教師進(jìn)修學(xué)校

改變世界的科學(xué)實(shí)驗(yàn)范文第5篇

4月6日1時(shí)38分，我國(guó)首顆微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星――“實(shí)踐”10號(hào)返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由“”2號(hào)丁運(yùn)載火箭發(fā)射升空，進(jìn)入預(yù)定軌道。12天后，返回艙返回蒙古四子王旗，儀器艙再留軌工作3天。作為航天任務(wù)中的一員，“實(shí)踐”10號(hào)稍有些驚喜地上了多個(gè)頭條，成為了網(wǎng)絡(luò)熱搜詞。由于大名有些拗口，下面我們就用網(wǎng)名“實(shí)10”代表它吧。

微重力的奇妙幻境

本次“實(shí)10”的重要任務(wù)是微重力實(shí)驗(yàn)。有小伙伴就要問(wèn)了，微重力就是重力很小的意思嗎？很抱歉地通知您，猜錯(cuò)了。

按照我們的理解，重力是由地球引力引起的，但是即使是離開(kāi)地球表面幾百千米，受到引力仍然沒(méi)有減少太多，因此并不是重力變小了。衛(wèi)星或者空間站的失重可以簡(jiǎn)單理解為失去支撐。那怎么解釋微重力呢？我們先從失重出發(fā)，從比薩斜塔扔下的鐵球做自由落體時(shí)，我們知道這是失重。但是，鐵球真的就一點(diǎn)兒支撐都沒(méi)有了么？還有空氣阻力嘛。在太空中，同樣存在稀薄氣體等因素，使得失重中的衛(wèi)星會(huì)存在短暫微重力狀態(tài)。

在微重力環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)一些與重力環(huán)境不同的物理規(guī)律，十分奇妙。例如，流體中浮力和靜壓力消失，基本沒(méi)有引力引起的流體自然對(duì)流，擴(kuò)散過(guò)程成為主要因素：液體的約束力來(lái)自于表面張力：毛細(xì)現(xiàn)象和潤(rùn)濕現(xiàn)象（液體在另一種物體表面的擴(kuò)展現(xiàn)象）加劇。所以，在微重力環(huán)境中進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)具有重要意義，能消除所有重力引起的不利因素，進(jìn)行微重力物理、生物、生命等領(lǐng)域的研究，并進(jìn)行有關(guān)生產(chǎn)制造和加工工藝試驗(yàn)，開(kāi)展微重力應(yīng)用研究。

目前，不少?lài)?guó)家的科學(xué)家們都想利用多種方式營(yíng)造微重力環(huán)境開(kāi)展研究，比如拋物線(xiàn)飛機(jī)、探空火箭、宇宙飛船、空間站等實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，但它們有的只能提供幾分鐘甚至更短的微重力環(huán)境，有的則價(jià)格昂貴，帶回樣品比較有限，周期也較長(zhǎng)。這對(duì)空間生命科學(xué)等一些短周期科學(xué)實(shí)驗(yàn)有較大限制，要想進(jìn)行時(shí)間和價(jià)格都合適的微重力研究，返回式衛(wèi)星是一個(gè)很好的選擇。這種航天器運(yùn)行周期短，適合開(kāi)展短周期的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。它以其系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、成本低、應(yīng)用便捷等優(yōu)勢(shì)，成為一種有效的空間服務(wù)手段。我國(guó)返回式衛(wèi)星技術(shù)現(xiàn)已比較成熟，在此前入軌的23顆返回式衛(wèi)星中，成功回收了22顆。而我國(guó)上一次發(fā)射返回式衛(wèi)星要追溯到10年前的2006年的“實(shí)踐”8號(hào)。

返回式衛(wèi)星多個(gè)“第一”

作為我國(guó)新一代具有安全回收、適應(yīng)中長(zhǎng)期在軌試驗(yàn)、應(yīng)用靈活和成本低廉的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)10承載能力、微重力水平、實(shí)驗(yàn)載荷服務(wù)支持能力等較以往返回式衛(wèi)星均有進(jìn)一步提升。我們知道以往返回式衛(wèi)星一般為橢圓軌道，而10根據(jù)任務(wù)要求調(diào)整了軌道設(shè)計(jì)，變?yōu)閳A軌道。這一由“橄欖”變“圓環(huán)”的改變，大大提高了微重力水平，為更好地開(kāi)展微重力環(huán)境下的科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了有力的支撐。

以往返回式衛(wèi)星的“回家”地點(diǎn)遂寧，而實(shí)10選擇在內(nèi)蒙古四子王旗回收，這主要是目前遂寧山區(qū)人員密度增大，新建房屋林立，為了保護(hù)當(dāng)?shù)匕傩盏娜松砗拓?cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也為了衛(wèi)星搜尋回收，于是放棄了遂寧，而選擇了具有比較成熟回收條件的四子王旗。

下面這個(gè)首次，有些技術(shù)門(mén)檻，我試著解釋給大伙。實(shí)10首次在返回式衛(wèi)星上采用流體回路系統(tǒng)，這大幅提升了載荷功耗的承受能力，以滿(mǎn)足開(kāi)展異常復(fù)雜科學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。比如，衛(wèi)星將原來(lái)的程控、遙測(cè)、遙控分系統(tǒng)的功能整合，形成了數(shù)管分系統(tǒng)；為了適應(yīng)19項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)管理要求和微重力平臺(tái)能力需要，首次構(gòu)建了基于數(shù)管分系統(tǒng)和服務(wù)支持子系統(tǒng)的兩級(jí)構(gòu)架機(jī)制，以便于更好地適應(yīng)多任務(wù)、多載荷的適配要求。

為精準(zhǔn)測(cè)量衛(wèi)星的在軌微重力水平，實(shí)10首次采用了高精度、多模式工程參數(shù)測(cè)量分系統(tǒng)。利用這一新增的分系統(tǒng)，能夠用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)，準(zhǔn)確地告訴科學(xué)家們平臺(tái)的微重力是多少，便于更好地開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

從返回到可重復(fù)使用

我國(guó)是世界上第3個(gè)掌握返回式衛(wèi)星技術(shù)的國(guó)家。在發(fā)射“實(shí)踐”10號(hào)之前，我國(guó)已先后成功發(fā)射了23顆返回式衛(wèi)星，成功回收了22顆。它們分為6種型號(hào)，即返回式衛(wèi)星0號(hào)、1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)和實(shí)踐8號(hào)。用這些返回式衛(wèi)星不僅進(jìn)行了遙感、微重力實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)試驗(yàn)以及太空育種，還為中國(guó)掌握載人飛船返回技術(shù)提供了重要借鑒。

不過(guò)，衛(wèi)星返回是一項(xiàng)很復(fù)雜的技術(shù)，要在空中準(zhǔn)確完成一系列的高難度動(dòng)作，目前仍只有少數(shù)國(guó)家掌握。要使衛(wèi)星要全地返回地面，至少攻克5大難關(guān)。一是調(diào)姿關(guān)：在衛(wèi)星返回前，把衛(wèi)星從運(yùn)行軌道的姿態(tài)準(zhǔn)確地調(diào)整為返回的姿態(tài)，并使衛(wèi)星在此姿態(tài)下保持穩(wěn)定運(yùn)行；二是制動(dòng)關(guān)：衛(wèi)星上的制動(dòng)火箭應(yīng)按時(shí)點(diǎn)火，可靠工作，從而使衛(wèi)星脫離原來(lái)的運(yùn)行軌道，進(jìn)入預(yù)定的返回軌道；三是防熱關(guān)：衛(wèi)星返回時(shí)不僅要保證衛(wèi)星在高速返回過(guò)程中不致因與空氣強(qiáng)烈摩擦而被燒毀，而且艙內(nèi)溫度要保持在儀器艙工作的最高溫度以下；四是軟著陸關(guān)：要有可靠的降落傘系統(tǒng)和回收控制系統(tǒng)，保證以很低的速度著陸，回收物品完好無(wú)損；五是標(biāo)位及尋找關(guān)：要保證能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)及測(cè)量衛(wèi)星的落點(diǎn)位置，使回收區(qū)工作人員盡快發(fā)現(xiàn)返回艙，并開(kāi)展回收作業(yè)。

目前，航天工程師還在研制可重復(fù)使用的返回式衛(wèi)星，目的是減少空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的成本，如果成功，前景十分廣闊。

首次大規(guī)模開(kāi)展微重力實(shí)驗(yàn)

微重力科學(xué)是力學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)的新興交叉學(xué)科，主要研究在微重力環(huán)境中物質(zhì)的平衡和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，包括微重力流體物理、微重力燃燒科學(xué)、空間材料科學(xué)和和空間基礎(chǔ)物理等。在微重力環(huán)境中，由于地球重力產(chǎn)生的浮力、沉淀、壓力梯度等過(guò)程基本消失，這就為微重力科學(xué)各學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)造了極好的機(jī)遇，孕育了學(xué)術(shù)的重大突破。因?yàn)樵谖⒅亓ο鲁霈F(xiàn)的新現(xiàn)象、新規(guī)律，能發(fā)現(xiàn)被重力掩蓋的現(xiàn)象和實(shí)質(zhì)，為人們深入認(rèn)識(shí)流體、燃燒和物質(zhì)的本質(zhì)提供依據(jù)，改善地面上與人類(lèi)生活密切的流體、燃燒和物質(zhì)特性。

“實(shí)10”的主要任務(wù)是開(kāi)展涉及微重力流體物理、微重力燃燒、空間材料科學(xué)、空間輻射效應(yīng)、重力生物效應(yīng)、空間生物技術(shù)六大領(lǐng)域的19項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)，有10項(xiàng)微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，9項(xiàng)空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中有11項(xiàng)收回，8項(xiàng)不收回。這是迄今為止單次空間微重力和生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及種類(lèi)最多的衛(wèi)星空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，每一項(xiàng)都具有很強(qiáng)的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。

“實(shí)10”整體為柱錐組合體形狀，分為返回艙和儀器艙兩個(gè)艙段，其中儀器艙包括服務(wù)艙和密封艙，返回艙包括回收艙和制動(dòng)艙。回收艙在完成任務(wù)后再入大氣軟著陸并回收。其總質(zhì)量約為3600千克，搭載了600多千克科學(xué)載荷，運(yùn)行在高約252千米、A角43。的圓軌道，在軌飛行12～15天，其工作時(shí)間與其上電池的電量有關(guān)。這顆衛(wèi)星沒(méi)有裝太陽(yáng)電池翼，以免產(chǎn)生振動(dòng)而影響科學(xué)實(shí)驗(yàn)。衛(wèi)星上微重力水平優(yōu)于1×10-3g。

微重力科學(xué)空間實(shí)驗(yàn)一瞥

燃燒是當(dāng)今世界大約85%的能源來(lái)源，但至今仍然缺乏完整的燃燒過(guò)程理論，這也是目前燃燒過(guò)程對(duì)環(huán)境構(gòu)成污染的重要原因。微重力燃燒科學(xué)研究的目標(biāo)是增進(jìn)對(duì)燃燒基本原理受重力影響的了解，增進(jìn)對(duì)地面上燃燒的認(rèn)識(shí)。因?yàn)樵谖⒅亓Νh(huán)境中沒(méi)有浮力引起的流動(dòng)和沉淀，排除了浮力引起的對(duì)流和沉淀引起的分層，燃料可平靜均勻地混合在一起，能對(duì)燃燒過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)觀(guān)測(cè)，研究被重力掩蓋了的真實(shí)燃燒現(xiàn)象，這將有助于燃燒效率的提高，以及污染、大氣變化、全球變暖、火災(zāi)等問(wèn)題的解決。提高燃燒效率對(duì)社會(huì)影響是巨大的，石油燃燒效率每提高1%，全球每年就可節(jié)省幾億桶石油。

非金屬材料著火和燃燒特性實(shí)驗(yàn)：揭示熱厚非金屬材料在微重力條件下的著火和燃燒特性，認(rèn)識(shí)環(huán)境流動(dòng)、氧氣濃度和材料形狀等主要因素對(duì)火焰?zhèn)鞑サ挠绊懸?guī)律。

導(dǎo)線(xiàn)絕緣層著火特性研究實(shí)驗(yàn)：闡明微重力環(huán)境下典型非金屬材料導(dǎo)線(xiàn)絕緣層的火災(zāi)先期征兆及著火早期煙氣析出及分布規(guī)律。

微重力下煤燃燒及其污染物生成特性研究實(shí)驗(yàn)：觀(guān)測(cè)不同爐溫、不同煤種、不同粒徑和環(huán)境氣體成分條件下單個(gè)球形煤顆粒和煤粉顆粒群的燃燒全過(guò)程，揭示我國(guó)典型煤種的單個(gè)顆粒和煤粉顆粒群在流動(dòng)解耦、傳熱傳質(zhì)各向同性理想狀態(tài)下的著火、燃燒和污染物生成的基本規(guī)律。

顆粒氣液相分離振動(dòng)實(shí)驗(yàn)：利用微重力環(huán)境實(shí)現(xiàn)顆粒流體氣液相分離，檢驗(yàn)顆粒氣體的類(lèi)分子氣液相分離理論，完善顆粒氣體團(tuán)簇形成機(jī)理的模型。此外還有蒸發(fā)與流體界面效應(yīng)空間實(shí)驗(yàn)和熱毛細(xì)對(duì)流表面波空間實(shí)驗(yàn)。

沸騰汽泡動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)：用于進(jìn)行沸騰過(guò)程中的汽泡動(dòng)力學(xué)特征研究。在地面重力環(huán)境中，水被加熱時(shí)底部開(kāi)始沸騰，在容器底部產(chǎn)生小氣泡，被重力引起的對(duì)流帶到容器上部。在太空微重力環(huán)境中，加熱產(chǎn)生的氣泡會(huì)一直附著在容器底部停留很長(zhǎng)時(shí)間，最后形成一個(gè)大氣泡，飄浮在水中。此實(shí)驗(yàn)可加深對(duì)沸騰現(xiàn)象中汽泡形成一成長(zhǎng)一脫落過(guò)程等局部流動(dòng)與傳熱現(xiàn)象及其規(guī)律的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，服務(wù)于我國(guó)相關(guān)空間技術(shù)研發(fā)。

石油組分的索里特系數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)：可幫助預(yù)測(cè)油田中石油組分分布和油氣界面位置，進(jìn)而指導(dǎo)石油的開(kāi)采。膠體有序排列及新型材料研究實(shí)驗(yàn)：用于觀(guān)察微重力下膠體粒子、聚苯乙烯微球以及金納米顆粒包覆聚苯乙烯微球的自組裝動(dòng)力學(xué)過(guò)程，以及微重力下液晶相變過(guò)程。揭示被重力所掩蓋的各種真實(shí)現(xiàn)象和材料物理現(xiàn)象的本質(zhì)，尋求消除地面制備材料中缺陷的方法。在微重力環(huán)境中，能生產(chǎn)少量高品質(zhì)的材料和作為基準(zhǔn)的具有特殊性能的材料，可進(jìn)行材料的無(wú)容器加工，避免在加工過(guò)程中容器產(chǎn)生的污染，并允許需要極高溫度的材料加工和具有腐蝕性材料的加工。

空間材料生長(zhǎng)研究實(shí)驗(yàn)：用于研究微重力環(huán)境下晶體生長(zhǎng)和凝固過(guò)程，理解材料從熔體中形成的界面動(dòng)力學(xué)，為改善地面晶體生長(zhǎng)工藝奠定基礎(chǔ)。在太空，晶體可以在蒸氣介質(zhì)中于懸浮狀態(tài)下生長(zhǎng)，因而晶體個(gè)體大、位錯(cuò)密度小、無(wú)應(yīng)力、純度高。通過(guò)微重力環(huán)境抑制溶質(zhì)對(duì)流，可獲得地面重力場(chǎng)中難以生長(zhǎng)的高質(zhì)量材料。

揭秘空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)

空間環(huán)境對(duì)家蠶發(fā)育影響與變異機(jī)理研究實(shí)驗(yàn)：在軌培養(yǎng)家蠶生物樣品，開(kāi)展家蠶發(fā)育、基因和蛋白質(zhì)表達(dá)等方面的研究。人身體的蛋白質(zhì)在維持生命上起著重要作用。在微重力環(huán)境中，由于沒(méi)有沉淀和對(duì)流的影響，蛋白質(zhì)溶液處于自由狀態(tài)，所以能夠生產(chǎn)出足夠大的高品質(zhì)蛋白質(zhì)晶體，為深入研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其功能創(chuàng)造了良好的條件?？山沂咎窄h(huán)境對(duì)重要生命現(xiàn)象及生命過(guò)程的作用與影響，為發(fā)展地基生物技術(shù)提供理論依據(jù)，并為改善人長(zhǎng)期在太空生活質(zhì)量提供依據(jù)。

微重力條件下哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育研究實(shí)驗(yàn)：在軌培養(yǎng)完成小鼠胚胎樣品。通過(guò)研究太空環(huán)境對(duì)哺乳動(dòng)物早期胚胎生長(zhǎng)發(fā)育的影響，揭示空間環(huán)境條件下動(dòng)物早期生命活動(dòng)規(guī)律，為未來(lái)長(zhǎng)期太空飛行中保障人類(lèi)生殖發(fā)育健康提供科學(xué)依據(jù)。

此外，還有微重力條件下造血與神經(jīng)干細(xì)胞三維培養(yǎng)與組織構(gòu)建研究實(shí)驗(yàn)和微重力下細(xì)胞間相互作用的物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律研究實(shí)驗(yàn)以及微重力植物生物學(xué)效應(yīng)及其微重力信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究實(shí)驗(yàn)。

空間微重力條件下光周期誘導(dǎo)高等植物開(kāi)花研究實(shí)驗(yàn)：進(jìn)行水稻、擬南芥植物樣品的在軌培養(yǎng)，了解并初步闡明微重力對(duì)長(zhǎng)日與短日植物光周期誘導(dǎo)開(kāi)花的影響及其分子機(jī)理，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上作物栽培和品質(zhì)選育提供理論基礎(chǔ)，同時(shí)，應(yīng)用于載人航天受控生命生態(tài)支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并為空間植物培養(yǎng)提供理論依據(jù)。培育后的天空種子帶回地面，經(jīng)過(guò)幾代繁殖、觀(guān)察、尋找新的有益的突變類(lèi)型，能培養(yǎng)糧食、蔬菜、果樹(shù)和其它農(nóng)作物新品種。