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以物理之力,叩问浩瀚苍穹——郑州市第十七高级中学第二届学科文化节科航天主题体验实践活动纪实
2026年10月9日,在我校第二届学科文化节开展之际,物理学科立足学科核心素养,深挖航天工程背后的物理原理,精心策划推出航天主题体验实践系列活动。同学们跳出书本课堂,以动手实操为钥匙,解锁航天工程蕴藏的物理奥秘,在沉浸式闯关体验中触摸物理、运用物理,充分感受物理学科独有的理性魅力,锤炼科学探究、逻辑思辨与工程实践思维。
本次物理学科体验活动紧扣学科内核+空天情境的设计思路,把航天器电控系统、空气动力学、电磁推进、静电防护、失重现象、共振减振等航天工程现实问题转化为11项趣味闯关项目,分布在格物楼一楼、厚德楼电梯间等场地,吸引大批同学持集章册前来打卡闯关。

模拟航天器在轨状态灯光控制系统,还原火箭起降、卫星巡航信号指示原理。两人组队,自主选取器材完成实物电路搭建,探究电控信号通断逻辑,体会航天电控工程严谨的实操规范。



模拟航天器机翼构型设计,探究空气动力学原理。两位同学合作制作两款不同构型纸飞机,通过试飞对比,观察机身、机翼造型对飞行距离、飞行姿态的影响,理解飞行器外形设计对升力与飞行稳定性的作用。



类比航天精密构件解锁、分离任务。同学们观察铁环扣空间结构,变换角度拆解复原,在实操中锻炼空间几何思维与逻辑推理能力,感受航天机械结构设计背后的智慧。



把电池磁铁当作小型电磁推进器,铜线圈轨道模拟电磁发射轨道,复刻航天器“点火发射”场景。两人一组组装电磁小火车,调试磁铁朝向、电池正负极,观察小车行驶状态,认识安培力、磁场与电流的相互作用。



模拟航天器抵御宇宙带电粒子、空间静电辐射的电磁防护罩。分组开展对照实验,观察有无金属网罩时验电器的现象差异,理解静电屏蔽原理,思辨航天器金属壳体防护的现实工程问题。



利用演示仪将看不见的磁场“显形”,模拟航天器磁强计探测太空磁场的工作过程。更换条形、蹄形、环形磁体,观察立体磁感线分布,理解磁感线疏密、方向代表的物理意义,认识地球磁场对航天器姿态控制的价值。



模拟航天器在轨失重环境下水瓶的奇妙现象。同学们动手操作扎孔水瓶,观察地面条件下完全失重的漏水现象,对比思考太空空间站中的同类情景,直观理解完全失重的物理内涵。



复刻航天员火箭发射升空、在轨运行时的超重、失重体验。借助电梯与体重计感受超、失重现象,动手计算电梯运行加速度,拉近课堂物理与航天载人工程的距离。



地面模拟空间站微重力下水球奇观。两人协作完成浮水、水面扩膜小实验,观察液体表面张力产生的现象,思考太空环境下液滴成型机理,了解航天在轨流体管控的工程知识。



以传统古科技鱼洗盆类比航天器在轨振动干扰工况。双手摩擦盆耳激发共振水花,改变摩擦节奏对比振动效果,认识共振现象,思考火箭、卫星设备规避共振破坏的工程设计思路。



体验自制气火箭发射打靶,模拟航天器发射与抛体运动。同学们完成箭体裁剪制作、加装尾翼配重,控制气压进行发射打靶,运用压强、动量、抛体运动知识,通过多次迭代优化命中率。


闯关现场人头攒动,同学们三两结伴,手持集章册穿梭于各个体验点位。有的同学反复调试电路接线,一次次排查故障,直到航天信号灯成功亮起,才长舒一口气盖上集章;有的同学反复折叠、修改纸飞机机翼,一次次试飞,不断调整构型,只为追求更远的飞行距离;电磁小火车实验台前,不少同学反复调换磁铁方向,仔细观察小车的启停与行进,认真记录下每一组现象数据;失重水瓶、气火箭等户外项目更是围满了围观的同学,每一次成功的实验现象都会引来阵阵惊叹。遇到困惑时,大家相互讨论、彼此启发,或是主动向在场老师请教。老师们俯身指导,引导同学们不只停留在看热闹式的实验体验,而是透过奇妙的实验现象,追问背后的物理公式、物理规律,把书本上抽象的概念转化为看得见、摸得着的真实感受。
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。本次物理学科航天主题实践活动,打破了课堂与现实的壁垒,让物理不再是课本上冰冷的公式与定理,而是支撑大国航天腾飞的底层力量。活动以物理为桥梁,连通课堂学习与大国重器,激励青年学子格物穷理、笃行求真,把对浩瀚苍穹的向往化为勤学善思的动力,怀揣科学理想奔赴属于自己的星辰大海。



图片:徐梦瑶
文字、排版:孙京格
审核:张彦爽、赵冰冰