播撒梦的种子——太空授课
这是中国最高的讲台——在远离地面300多千米的天宫一号，神舟十号航天员聂海胜、张晓光、王亚平为全国青少年带来神奇的太空一课。
序曲：来自太空的问候
2013年6月22日10时许，北京市101中学物理教师史艺和人大附中物理教师宓奇登上讲台。简短的开场白之后，两位老师为同学们播放了一段精心剪辑的电视短片——《航天员在太空的衣食住行》。尽管同学们早已从科普读物和影视作品中了解到失重环境的奇妙，可是从大屏幕上看到神舟十号航天员像鱼儿一样自由游弋，仍不时发出阵阵低语和清脆的笑声。
10时11分，北京航天飞行控制中心报告，已建立与航天员的双向通信链路。神舟十号航天员的身影清晰呈现在大屏幕上，他们身着蓝色舱内工作服，面带微笑向地面课堂的同学们挥手致意：“同学们，你们好！”
“我是王亚平，本次授课由我来主讲。”航天员王亚平轻点脚尖，向天宫一号舱内摄像机镜头缓缓飞来。为了备好课，这位“主讲”可没少下功夫，不仅精心准备了授课内容，向专业教师虚心请教讲课技巧，还对个人形象进行了精心设计——扎起了秀气的马尾辫。只不过，在失重环境下，精心梳理的马尾辫变成了蓬松的“毽子”，惹得同学们笑作一团。“大家好！我是聂海胜，担任本次飞行任务的指令长。”指令长屈尊当起了“助教”，负责配合“主讲”管理教具，维护课堂秩序。由于天宫一号是精密的飞行器，航天员们的授课活动必须小心进行，既不能动作幅度太大、干扰到正常飞行，还要当心漂浮的实验器材、液滴影响到航天器安全。
“大家好！我是张晓光，本次太空授课任务，我担任摄像师。”在失重环境下，保持自身平衡并不容易。张晓光要先用束缚带把自己固定在舱壁上，再用手持摄像机保持长时间稳定拍摄，才能把太空授课的精彩图像传回地面课堂。
实验一：质量测量演示——
没有了重量，是否意味着失去质量？
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”，博得同学们阵阵喝彩。
航天员的表演给同学们带来了疑问：在地面上，人们一般用天平、台秤、托盘秤、杆秤、弹簧秤测量物体受到的重力，从而计算物体的质量。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？
实验二：单摆运动演示——
太空中的机械钟表走得更准还是静止不动？
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——而在地面对比试验中，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。
太空实验趣味无穷，地面课堂的学生们也不失时机地向航天员提出他们关心的问题。人大附中早培班学生徐海博举手提问：“航天员老师，您在太空中有没有上下方位感？”
为了回答同学的提问，航天员王亚平在聂海胜的帮助下表演了一套“杂技”动作，分别进行了悬空横卧和倒立。看到航天员老师的精彩表演，同学们兴奋地鼓起掌来。
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。 实验三：陀螺演示——
高速旋转的陀螺为什么不会倒下？
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。实验四：水膜演示——
天宫里有没有“飞流直下”的瀑布？
阳光下五彩缤纷的肥皂泡、能够让硬币漂浮的山泉水，总是带给人们很多遐想。这些都是液体表面张力在发挥着神奇作用。
只不过，在地面上，液体表面张力难以抗衡地球引力的影响，只有经过特殊处理的肥皂水、富含无机盐的矿泉水才能表现出比较强的张力特性。但是，在太空失重环境下，液体的表面张力特性便突显出来。
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。
实验五：水球演示——
用神奇的液体表面张力变个“魔法”
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，试验继续进行。
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。
尾声：寄语未来追梦人
太空中的独特环境，不仅可以给人们带来奇妙的体验，还能够实实在在地为人类造福。王亚平介绍说，在失重环境下，人们能够获取结构更加均匀完整、尺寸更大的半导体晶体，有利于开展材料学基础性研究，优化和改进地面生产工艺。失重条件下冷原子钟的频率稳定度会大大提高，可以应用于高精度的卫星导航定位系统……
奇妙的太空实验令人意犹未尽，航天员老师还专门为地面课堂的同学们留下了课间讨论时间。
听说可以面对面向航天英雄提问，同学们格外兴奋，一个个高高举起手臂，地面课堂嘁嘁喳喳热闹非凡。
人大附中高二年级学生司紫硕首先获得提问机会，她问道：“航天员老师，我想知道那些水是从地面上带到天宫一号去的吗？你们在天上的生活用水可以循环使用吗？”
航天员聂海胜回答道：“我们在天宫一号上使用的水都是从地面带来的。在太空中实现资源循环利用是非常重要和有价值的，但这需要先进的技术和复杂的设备，因此在短期飞行采用一次性用水更为经济。我国未来的空间站将采用先进的资源再生和循环利用技术，在天宫一号上也进行了部分相关关键技术试验。”
北师大附中高一年级学生毛思锐提问航天员：“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？”
王亚平回答说：“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。”
潞河中学高一年级学生韩苏阳问道：“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？”
聂海胜回答道：“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。”正在史家小学读四年级的邱甜同学好不容易等到了提问机会，张嘴就是一串“连珠炮”：“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？”
王亚平微笑着一一作答：“透过舷窗，我们可以看到美丽色的地球，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。”
……
宇宙无限，探索无尽，同学们提出的问题也仿佛无穷无尽。不知不觉中，时钟已经指向了10点50。带着彼此的眷恋和依依不舍，航天员们要和地面课堂的同学们说再见了。他们每人都为同学们送来了太空寄语——
聂海胜说：“愿同学们刻苦学习，增长知识，为„中国梦‟添彩！”
张晓光说：“深邃太空，奥秘无穷，探索无止境，让我们共同努力！”
王亚平说：“飞天梦永不失重，科学梦张力无限！”
