佟松齡/文

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航天夢(mèng)想起航的地方ok）
——人大附中《未來(lái)國(guó)際空間站設(shè)計(jì)》精品校本課程

佟松齡/文

國(guó)際空間站設(shè)計(jì)大賽是一項(xiàng)面向全球高中生的國(guó)際比賽，大賽由一些支持航天科技教育的機(jī)構(gòu)和組織發(fā)起，包括美國(guó)太空總署（NASA）、美國(guó)航空航天研究所（AIAA）、波音公司等。參賽團(tuán)隊(duì)的任務(wù)是在太空設(shè)計(jì)一座城市，供一萬(wàn)至兩萬(wàn)人居住。其內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、運(yùn)輸組裝、空間交通、建筑設(shè)計(jì)、自動(dòng)化技術(shù)、商業(yè)開(kāi)發(fā)等，具體涉及到數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)工程、航空航天、建筑、城市規(guī)劃、藝術(shù)設(shè)計(jì)等多方面知識(shí)。學(xué)生需要團(tuán)隊(duì)合作完成論文撰寫(xiě)、技術(shù)問(wèn)辯、現(xiàn)場(chǎng)展示及答辯等環(huán)節(jié)，大賽希望通過(guò)這種比賽形式，給所有學(xué)生提供獲得知識(shí)和交流以及展示自己的平臺(tái)，激發(fā)他們的科技潛能，成就他們的航天夢(mèng)想。

我們將此科技競(jìng)賽轉(zhuǎn)化為學(xué)校的校本課程——《未來(lái)空間站設(shè)計(jì)》，通過(guò)探索研究未來(lái)國(guó)際空間站的設(shè)計(jì)，學(xué)生學(xué)習(xí)空間科學(xué)相關(guān)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)航空航天的熱愛(ài)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科綜合能力和科學(xué)創(chuàng)新能力，成就他們的“航天夢(mèng)”“太空夢(mèng)”。

本課程為空間科學(xué)及太空探索的綜合實(shí)踐課，主要內(nèi)容是對(duì)未來(lái)大型國(guó)際空間站（或稱為太空定居點(diǎn)、太空城市）設(shè)計(jì)建造進(jìn)行研究探索。學(xué)習(xí)內(nèi)容涵蓋了空間站系統(tǒng)各方面的系統(tǒng)性規(guī)劃與設(shè)計(jì)，具體涉及到數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)工程、航空航天、建筑、城市規(guī)劃、藝術(shù)設(shè)計(jì)、金融等多方面知識(shí)。本課程涉及的知識(shí)有些是學(xué)生在其他學(xué)科學(xué)習(xí)過(guò)的，正好提供這個(gè)平臺(tái)讓他們把課本上學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用起來(lái)；有些是學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò)的，就要求學(xué)生自主探索、交流學(xué)習(xí)、深入研究，并消化吸收、組織利用；同時(shí)很多知識(shí)是剛剛發(fā)表的論文或公布不久的專(zhuān)利，這要求學(xué)生時(shí)刻關(guān)注科學(xué)技術(shù)的最新發(fā)展。這是本課內(nèi)容最大的特色。

本門(mén)課程使用的教材一方面來(lái)自近幾年師生共同搜集整理的十幾萬(wàn)字的教學(xué)材料，在教學(xué)過(guò)程中我們還將不斷補(bǔ)充改進(jìn)；另一方面，使用幾十本各類(lèi)原版書(shū)籍、上百篇學(xué)術(shù)論文作為參考材料供學(xué)生學(xué)習(xí)研究，這部分“教材”原汁原味，且不斷更新，與時(shí)俱進(jìn)。

本課程采用了學(xué)術(shù)沙龍、專(zhuān)題報(bào)告、技術(shù)“頭腦風(fēng)暴”、分組討論等方法進(jìn)行教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中綜合發(fā)展，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題等綜合實(shí)踐能力。學(xué)生以團(tuán)隊(duì)為單位，合作完成項(xiàng)目調(diào)研、核心設(shè)計(jì)、論文撰寫(xiě)、技術(shù)問(wèn)辯、現(xiàn)場(chǎng)展示及答辯等環(huán)節(jié)，這些都是需要學(xué)生全英文完成。學(xué)生需要通過(guò)研讀大量的書(shū)籍材料，學(xué)習(xí)空間站設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，進(jìn)而探索提出未來(lái)空間站設(shè)計(jì)的方案，最后通過(guò)理論研究進(jìn)行相關(guān)論證。整個(gè)過(guò)程既要“腳踏實(shí)地”以科學(xué)理論為指導(dǎo)，又要“仰望星空”敢于創(chuàng)新，勇于挑戰(zhàn)。

學(xué)校聘請(qǐng)了大學(xué)和航天科研院所的學(xué)者、專(zhuān)家作為校外導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生們還到大學(xué)和科研院所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)、做實(shí)驗(yàn)。2013年6月，我校學(xué)生參與到我國(guó)神舟十號(hào)飛船在“天宮一號(hào)”進(jìn)行的太空授課中，學(xué)生們?cè)谌舜蟾街械孛嬲n堂近距離學(xué)習(xí)太空科學(xué)知識(shí)，感受太空的奧妙。

在學(xué)校的支持下，我們于2013年成立了空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室除作為上課場(chǎng)所之外，還可承擔(dān)興趣小組活動(dòng)、空間科學(xué)研究等任務(wù)。至此，我們形成了以實(shí)驗(yàn)室為中心，課程為立足點(diǎn)，學(xué)生科學(xué)社團(tuán)活動(dòng)為載體的三位一體的活動(dòng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全方位、立體化培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)研究能力。

每學(xué)期有40至50名學(xué)生選修本課程，并從此愛(ài)上了空間科學(xué)，使很多同學(xué)加入了空間科學(xué)俱樂(lè)部，利用課余時(shí)間繼續(xù)深入學(xué)習(xí)。很多學(xué)生參加了國(guó)內(nèi)國(guó)際各項(xiàng)空間站設(shè)計(jì)賽事和空間科學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)，學(xué)生們展現(xiàn)了良好的綜合素質(zhì)以及高超的解決復(fù)雜問(wèn)題能力，優(yōu)異的表現(xiàn)給各國(guó)專(zhuān)家評(píng)委留下了很深的印象。目前，我校學(xué)生已經(jīng)連續(xù)三年獲得國(guó)際空間站設(shè)計(jì)大賽中國(guó)區(qū)冠軍，兩次晉級(jí)全球總決賽賽場(chǎng)，一次斬獲全球總決賽的亞軍。學(xué)生們收獲更多的是對(duì)宇宙空間探索的熱愛(ài)與獻(xiàn)身航天事業(yè)的夢(mèng)想！

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