一、從神話到科學(xué)：航天歷史的源起與理論奠基演講人從神話到科學(xué)：航天歷史的源起與理論奠基總結(jié)：以史為鑒，向空而行高中科技實(shí)踐：從歷史探究到科學(xué)精神的傳承從近地到深空：探測宇宙的新邊疆從地球到太空：載人航天與技術(shù)突破的黃金時(shí)代目錄2025高中科技實(shí)踐之航天歷史探究課件作為一名從事航天教育十余年的科技輔導(dǎo)員，我始終相信：理解歷史是叩響未來的鑰匙。當(dāng)我們帶領(lǐng)高中生探究航天歷史時(shí)，不僅是在梳理人類挑戰(zhàn)蒼穹的時(shí)間線，更是在培養(yǎng)他們“敢上九天攬?jiān)隆钡目茖W(xué)精神與人文情懷。今天，我將以“親歷者+引導(dǎo)者”的視角，帶大家走進(jìn)這段跨越千年的“問天之旅”。01從神話到科學(xué)：航天歷史的源起與理論奠基1古代文明的“飛天”印記——夢想的種子站在高中課堂的講臺上，我常讓學(xué)生們先寫下自己知道的“飛天”故事。他們的答案里，既有“嫦娥奔月”“萬戶飛天”的中國傳說，也有希臘伊卡洛斯用蠟翼飛行、印度《往世書》中“維曼拿”飛行器的記載。這些看似零散的神話，實(shí)則是人類對“脫離地心束縛”最原始的渴望。我曾帶學(xué)生參觀中國航天博物館，在“萬戶雕像”前駐足時(shí)，一位男生指著展牌說：“原來他真的用47支火箭綁在椅子上，手里還舉著大風(fēng)箏！”這個(gè)發(fā)生在14世紀(jì)明朝的“火箭載人實(shí)驗(yàn)”，雖以失敗告終，卻被世界航天史公認(rèn)為“人類首次有記錄的航天嘗試”。正如蘇聯(lián)火箭學(xué)家科羅廖夫所說：“萬戶的勇敢嘗試，比我們早了整整五百年?！?科學(xué)革命的奠基——理論的破土當(dāng)神話在夜空中閃爍了千年，19世紀(jì)末20世紀(jì)初，幾位科學(xué)先驅(qū)用公式和實(shí)驗(yàn)將“飛天”從幻想拉向現(xiàn)實(shí)。這里必須提到三位“航天理論之父”：康斯坦丁齊奧爾科夫斯基（俄）：這位自學(xué)成才的中學(xué)教師，在1903年發(fā)表《利用噴氣工具研究宇宙空間》，首次推導(dǎo)出火箭速度公式（Δv=v?ln(m?/m?)）。我曾在輔導(dǎo)學(xué)生計(jì)算水火箭時(shí)，讓他們用這個(gè)公式驗(yàn)證：當(dāng)“燃料質(zhì)量比”（m?/m?）從2增加到4時(shí)，理論速度會翻倍——這就是“多級火箭”設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。羅伯特戈達(dá)德（美）：1926年3月16日，他在馬薩諸塞州的農(nóng)場發(fā)射了世界第一枚液體燃料火箭（“內(nèi)爾”號）。這枚僅高3.04米、時(shí)速103公里的“小火箭”，卻讓人類第一次掌握了“可控液體推進(jìn)”技術(shù)。學(xué)生們曾用可樂瓶模擬這個(gè)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)他們看到自制水火箭“蹭”地竄上15米高空時(shí)，眼里閃著和戈達(dá)德當(dāng)年一樣的光。2科學(xué)革命的奠基——理論的破土赫爾曼奧伯特（德）：作為愛因斯坦的學(xué)生，他在1923年出版《飛往星際空間的火箭》，系統(tǒng)論證了火箭脫離地球引力的可行性，并提出“宇宙速度”概念。我常和學(xué)生開玩笑：“如果說齊奧爾科夫斯基給了火箭‘?dāng)?shù)學(xué)心臟’，戈達(dá)德裝了‘動(dòng)力引擎’，那奧伯特就是畫下了‘星際航行藍(lán)圖’?！边@一階段的歷史告訴我們：航天從不是“突然的奇跡”，而是“夢想+科學(xué)”的厚積薄發(fā)。02從地球到太空：載人航天與技術(shù)突破的黃金時(shí)代1冷戰(zhàn)背景下的“太空競賽”——人類首次進(jìn)入太空1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射的“斯普特尼克1號”衛(wèi)星（Sputnik-1）劃破夜空，這顆直徑58厘米、重83.6公斤的金屬球，不僅開啟了“太空時(shí)代”，更引發(fā)了全球?qū)萍冀逃姆此迹绹虼送瞥觥秶澜逃ā罚Ｎ抑两裼浀酶赣H當(dāng)年作為中學(xué)生，在廣播里聽到這個(gè)消息時(shí)的震撼：“原來人類真的能把‘人造月亮’送上天！”1961年4月12日，尤里加加林乘坐“東方1號”飛船繞地球一周，成為“太空第一人”。他在太空中說的“地球是藍(lán)色的”，讓全人類第一次從宇宙視角審視家園。而1969年7月20日，尼爾阿姆斯特朗踏上月球時(shí)的“這是個(gè)人的一小步，卻是人類的一大步”，更將航天史推向情感與技術(shù)的雙重巔峰。2技術(shù)突破的“連環(huán)炮”——從飛船到空間站載人航天的每一次進(jìn)步，背后都是技術(shù)的“過五關(guān)斬六將”：返回技術(shù)：早期飛船返回時(shí)，因隔熱材料不過關(guān)，蘇聯(lián)“上升2號”飛船曾偏離著陸點(diǎn)380公里；美國“阿波羅1號”火災(zāi)事故（1967年）更奪走3名宇航員生命。這些血的教訓(xùn)，推動(dòng)了“燒蝕式熱盾”“逃逸塔”等技術(shù)的誕生。對接技術(shù)：1966年，美國“雙子星8號”與“阿金納”目標(biāo)飛行器完成首次太空對接，這一技術(shù)是空間站建設(shè)的基礎(chǔ)。我曾帶學(xué)生用磁鐵模型模擬對接過程，他們發(fā)現(xiàn)：“原來連微小的角度偏差都會導(dǎo)致‘追尾’，航天真的是‘失之毫厘，謬以千里’?！遍L期駐留技術(shù)：1971年蘇聯(lián)“禮炮1號”空間站、1986年“和平號”空間站，再到1998年啟動(dòng)的國際空間站（ISS），人類在太空的駐留時(shí)間從1天（加加林）延長到437天（俄羅斯宇航員波利亞科夫）。這些數(shù)據(jù)背后，是生命保障系統(tǒng)（水循環(huán)、氧氣再生）、輻射防護(hù)、心理調(diào)節(jié)等技術(shù)的全面突破。3中國航天的“追趕與超越”——從“東方紅”到“空間站”這部分是學(xué)生最感興趣的。當(dāng)我展示“東方紅1號”衛(wèi)星（1970年）的老照片時(shí)，有學(xué)生問：“它只有173公斤，比蘇聯(lián)、美國的首顆衛(wèi)星都小，為什么這么重要？”我回答：“因?yàn)樗屩袊蔀榈谖鍌€(gè)獨(dú)立發(fā)射衛(wèi)星的國家，更因?yàn)樗シ诺摹稏|方紅》樂曲，是中國人用電子管和晶體管‘?dāng)€’出來的‘太空之聲’——那是一代人用‘土辦法’啃下的硬骨頭。”進(jìn)入21世紀(jì)，中國航天開始“加速跑”：2003年，楊利偉乘坐“神舟5號”圓了“中國人的飛天夢”；2007年，“嫦娥1號”繞月，實(shí)現(xiàn)“繞、落、回”三步走的第一步；2016年，“天宮2號”空間實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證了貨物運(yùn)輸（天舟飛船）、航天員中期駐留（30天）技術(shù)；3中國航天的“追趕與超越”——從“東方紅”到“空間站”2021年，“天和”核心艙發(fā)射，中國空間站進(jìn)入建造階段；2022年，“夢天”實(shí)驗(yàn)艙對接完成，空間站T字構(gòu)型組裝完畢。我曾參與“天宮課堂”地面輔導(dǎo)，當(dāng)學(xué)生們通過直播看到王亞平在太空做“水球?qū)嶒?yàn)”時(shí)，有個(gè)女生小聲說：“原來課本里的‘失重’不是‘沒重力’，是‘持續(xù)下落’——航天真的在幫我們重新理解物理！”03從近地到深空：探測宇宙的新邊疆1行星探測：從“飛掠”到“著陸”人類對太陽系的探測，就像孩子學(xué)走路：先“看看”（飛掠），再“摸摸”（環(huán)繞），最后“站一站”（著陸）。月球：除了美國“阿波羅”的6次載人登月（1969-1972），中國“嫦娥3號”（2013年）實(shí)現(xiàn)月面軟著陸，“嫦娥4號”（2019年）首次登陸月球背面，“嫦娥5號”（2020年）帶回1731克月壤——這些樣本現(xiàn)在就保存在國家博物館，我?guī)W(xué)生參觀時(shí)，他們盯著玻璃柜里的月壤說：“原來月亮的‘土’是深灰色的，像細(xì)沙又像粉末?！被鹦牵?971年蘇聯(lián)“火星3號”首次軟著陸（但僅工作20秒）；美國“海盜1號”（1976年）首次成功開展生命探測；中國“天問1號”（2021年）一次性完成“繞、著、巡”（環(huán)繞、著陸、巡視），“祝融號”火星車更在烏托邦平原留下了屬于中國的“火星腳印”。1行星探測：從“飛掠”到“著陸”更遠(yuǎn)的行星：美國“旅行者1號”（1977年）已飛離太陽系，攜帶的“金唱片”收錄了55種語言的問候、地球自然聲和27首世界名曲（包括中國古琴曲《流水》）；“新視野號”（2006年）飛越冥王星，拍下了這顆“矮行星”的心形冰原。2恒星與星系：望向宇宙的“眼睛”如果說行星探測是“走到跟前看”，那么天文觀測就是“用眼睛（望遠(yuǎn)鏡）看更遠(yuǎn)”。從伽利略的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡（1609年）到哈勃空間望遠(yuǎn)鏡（1990年），再到中國“天眼”FAST（2020年），人類的“觀天能力”呈指數(shù)級增長：哈勃望遠(yuǎn)鏡拍下的“創(chuàng)生之柱”（老鷹星云），讓我們看到恒星誕生的“宇宙產(chǎn)房”；FAST發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量超800顆，為研究引力波和時(shí)空本質(zhì)提供了數(shù)據(jù)；2023年發(fā)射的詹姆斯韋伯空間望遠(yuǎn)鏡（JWST），憑借紅外成像能力，觀測到了134億光年外的星系（接近宇宙大爆炸后4億年）。我曾帶學(xué)生用學(xué)校的天文望遠(yuǎn)鏡觀測獵戶座大星云，有個(gè)男生感嘆：“原來課本里的‘星云’不是照片特效，是真實(shí)存在的氣體塵埃云——航天讓我們‘看見’了宇宙的過去。”04高中科技實(shí)踐：從歷史探究到科學(xué)精神的傳承1實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)的“三原則”作為科技輔導(dǎo)員，我始終認(rèn)為：航天歷史探究不是“背時(shí)間線”，而是“用歷史啟發(fā)實(shí)踐，用實(shí)踐理解歷史”。以下是我在教學(xué)中總結(jié)的實(shí)踐設(shè)計(jì)原則：1實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)的“三原則”1.1問題導(dǎo)向：從“為什么”到“怎么做”比如，在探究“萬戶實(shí)驗(yàn)”時(shí)，可設(shè)計(jì)問題鏈：“萬戶為什么選擇火箭+風(fēng)箏？”“如果用現(xiàn)代材料（如鋁制框架、固體燃料），實(shí)驗(yàn)成功率會提高嗎？”“如何用物理公式（動(dòng)量守恒）模擬火箭推力？”學(xué)生通過查閱《武備志》（記載萬戶事跡的古籍）、計(jì)算推力與重力的關(guān)系，既能理解歷史局限，也能體會“技術(shù)迭代”的邏輯。1實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)的“三原則”1.2動(dòng)手體驗(yàn)：從“看歷史”到“做歷史”我常組織“水火箭制作大賽”：學(xué)生分組設(shè)計(jì)箭體（塑料瓶）、尾翼（硬卡紙）、推進(jìn)劑（水+空氣），用氣壓泵加壓發(fā)射。比賽后，他們需要用齊奧爾科夫斯基公式分析“為什么裝60%的水比裝滿飛得更高”，并對比戈達(dá)德的“內(nèi)爾”號火箭——這種“復(fù)刻歷史實(shí)驗(yàn)”的方式，讓抽象的公式變成了“能飛的知識”。1實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)的“三原則”1.3跨學(xué)科融合：從“單一視角”到“系統(tǒng)思維”01航天是典型的交叉學(xué)科領(lǐng)域，歷史探究中可融入：02語文：分析《嫦娥奔月》《逍遙游》等文獻(xiàn)中的“飛天意象”；03物理：計(jì)算第一宇宙速度（7.9km/s）與火箭推力的關(guān)系；04化學(xué)：研究液氫液氧燃料（比沖360秒）與固體燃料（比沖260秒）的優(yōu)劣；05美術(shù)：設(shè)計(jì)“未來火星基地”的建筑圖紙（需考慮輻射防護(hù)、氣壓調(diào)節(jié)）。2實(shí)踐的“情感價(jià)值”：種下一顆“航天種子”去年，我?guī)W(xué)生參觀文昌航天發(fā)射場，見證“天舟六號”貨運(yùn)飛船發(fā)射。當(dāng)火箭拖著尾焰升空時(shí)，一個(gè)平時(shí)沉默的男生突然喊：“我終于明白加加林說‘地球是藍(lán)色的’是什么感覺了——我們的家這么小，卻這么美！”那一刻，我知道歷史的溫度、科學(xué)的力量，真正觸碰到了他們的心靈。航天歷史探究的終極目標(biāo)，不是讓學(xué)生記住多少“第一”，而是讓他們明白：從萬戶的火箭到空間站的艙段，從神話的浪漫到公式的嚴(yán)謹(jǐn)，人類對太空的探索，本質(zhì)上是對“未知”的好奇、對“極限”的挑戰(zhàn)、對“更美好未來”的信念——這，正是科學(xué)精神的核心。05總結(jié)：以史為鑒，向空而行總結(jié)：以史為鑒，向空而行站在2025年的節(jié)點(diǎn)回望，航天歷史是一部“人類勇氣與智