佟松齡/文

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航天夢想起航的地方ok）
——人大附中《未來國際空間站設(shè)計》精品校本課程

佟松齡/文

國際空間站設(shè)計大賽是一項面向全球高中生的國際比賽，大賽由一些支持航天科技教育的機構(gòu)和組織發(fā)起，包括美國太空總署（NASA）、美國航空航天研究所（AIAA）、波音公司等。參賽團隊的任務(wù)是在太空設(shè)計一座城市，供一萬至兩萬人居住。其內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、城市規(guī)劃、運輸組裝、空間交通、建筑設(shè)計、自動化技術(shù)、商業(yè)開發(fā)等，具體涉及到數(shù)學(xué)、物理、計算機工程、航空航天、建筑、城市規(guī)劃、藝術(shù)設(shè)計等多方面知識。學(xué)生需要團隊合作完成論文撰寫、技術(shù)問辯、現(xiàn)場展示及答辯等環(huán)節(jié)，大賽希望通過這種比賽形式，給所有學(xué)生提供獲得知識和交流以及展示自己的平臺，激發(fā)他們的科技潛能，成就他們的航天夢想。

我們將此科技競賽轉(zhuǎn)化為學(xué)校的校本課程——《未來空間站設(shè)計》，通過探索研究未來國際空間站的設(shè)計，學(xué)生學(xué)習(xí)空間科學(xué)相關(guān)知識，激發(fā)學(xué)生對航空航天的熱愛，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”“太空夢”。

本課程為空間科學(xué)及太空探索的綜合實踐課，主要內(nèi)容是對未來大型國際空間站（或稱為太空定居點、太空城市）設(shè)計建造進行研究探索。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，具體涉及到數(shù)學(xué)、物理、計算機工程、航空航天、建筑、城市規(guī)劃、藝術(shù)設(shè)計、金融等多方面知識。本課程涉及的知識有些是學(xué)生在其他學(xué)科學(xué)習(xí)過的，正好提供這個平臺讓他們把課本上學(xué)到的知識運用起來；有些是學(xué)生沒有接觸過的，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；同時很多知識是剛剛發(fā)表的論文或公布不久的專利，這要求學(xué)生時刻關(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。

本門課程使用的教材一方面來自近幾年師生共同搜集整理的十幾萬字的教學(xué)材料，在教學(xué)過程中我們還將不斷補充改進；另一方面，使用幾十本各類原版書籍、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，與時俱進。

本課程采用了學(xué)術(shù)沙龍、專題報告、技術(shù)“頭腦風(fēng)暴”、分組討論等方法進行教學(xué)，促進學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中綜合發(fā)展，提高分析問題、解決問題等綜合實踐能力。學(xué)生以團隊為單位，合作完成項目調(diào)研、核心設(shè)計、論文撰寫、技術(shù)問辯、現(xiàn)場展示及答辯等環(huán)節(jié)，這些都是需要學(xué)生全英文完成。學(xué)生需要通過研讀大量的書籍材料，學(xué)習(xí)空間站設(shè)計相關(guān)知識，進而探索提出未來空間站設(shè)計的方案，最后通過理論研究進行相關(guān)論證。整個過程既要“腳踏實地”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)校聘請了大學(xué)和航天科研院所的學(xué)者、專家作為校外導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生。學(xué)生們還到大學(xué)和科研院所實驗室進行參觀學(xué)習(xí)、做實驗。2013年6月，我校學(xué)生參與到我國神舟十號飛船在“天宮一號”進行的太空授課中，學(xué)生們在人大附中地面課堂近距離學(xué)習(xí)太空科學(xué)知識，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)實驗室，實驗室除作為上課場所之外，還可承擔(dān)興趣小組活動、空間科學(xué)研究等任務(wù)。至此，我們形成了以實驗室為中心，課程為立足點，學(xué)生科學(xué)社團活動為載體的三位一體的活動結(jié)構(gòu)，實現(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，并從此愛上了空間科學(xué)，使很多同學(xué)加入了空間科學(xué)俱樂部，利用課余時間繼續(xù)深入學(xué)習(xí)。很多學(xué)生參加了國內(nèi)國際各項空間站設(shè)計賽事和空間科學(xué)學(xué)術(shù)大會，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)雜問題能力，優(yōu)異的表現(xiàn)給各國專家評委留下了很深的印象。目前，我校學(xué)生已經(jīng)連續(xù)三年獲得國際空間站設(shè)計大賽中國區(qū)冠軍，兩次晉級全球總決賽賽場，一次斬獲全球總決賽的亞軍。學(xué)生們收獲更多的是對宇宙空間探索的熱愛與獻身航天事業(yè)的夢想！

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