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太空教育是世界載人航天活動的組成部分。美國女宇航員芭芭拉·摩根于2007年8月乘坐“奮進”號進入國際空間站，完成了人類歷史上的第一次太空授課。
“當年，芭芭拉主要講述太空生活的衣食住行。中國首次太空授課則是真正的太空物理課。”全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩認為，我國的太空授課與美國有明顯差異。美國太空授課的內容是介紹和演示太空生活，而我國太空授課的內容是介紹和演示失重環境下的物理概念。所以，我國太空授課的科技含量較高，難度也更大。
2013年6月20日上午10點，我國首次太空授課開始。神舟十號航天員王亞平通過質量測量、單擺運動、陀螺運動、水膜和水球等5個實驗，展示了失重環境下物體運動特性、液體表面張力特性等物理現象，并回答了學生們關于航天器用水、太空垃圾、失重對抗和太空景色等問題。
“我們先后研究了‘竹籃打水’‘乒乓球’‘回旋鏢’‘溜溜球’和‘跳繩’等20多種方案，根據科學性、安全性、操作性、可視性、即時性、趣味性等綜合因素考量，經過集思廣益、反復篩選、嚴格論證，最終確定進行2個方面的物理實驗，即物體運動特性和液體表面張力;隨后，又對確定的實驗項目進行了精心細致的.研究，力求給學生們最好的‘課堂’感受。”龐之浩說，實踐證明，授課專家組最終制定的授課教案達到甚至超過了預期效果，獲得圓滿成功。
“太空授課挑戰不小。”中國航天科工二院研究員楊宇光表示，在有限的時間、空間和物資條件下，僅教具的選擇和運送就非常考究，太空物資運送成本很高，1公斤物品的運輸成本遠超1公斤黃金的價值。更重要的是，40多分鐘的時間里，既要在太空演示物理現象，還要講明白物理原理，對于備課和臨場組織調配要求極高。
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太空授課的“選題”條件是實驗所需的材料和設備必須安全可靠、質量小、體積小、功耗小、對航天員健康無影響、不會污染座艙環境等;當然，也要考慮創意新穎、簡單可行、不需要花費航天員很多時間等因素。
“當時還設計了一個磁鐵實驗，但考慮到磁鐵可能對航天器內部儀器和設備產生影響，所以這個實驗被放棄了。”龐之浩補充道，此外，化學實驗有一定的危險性，為了安全起見，太空里的化學實驗通常在實驗柜或者手套柜進行，難以向地面學生呈現，因此挑選物理實驗作為太空授課的內容更具安全性和可視化。
為做好中國首次太空授課科普教育活動，當年中國載人航天工程辦公室聯合教育部、中國科學技術協會等部門對活動進行了系統、周密的策劃，完成了課件、教具制作和地面課堂的準備工作，航天員還為此進行了專題準備。
由于天宮一號是精密飛行器，航天員的授課活動必須小心謹慎，既不能動作幅度太大，干擾到正常飛行，還要當心漂浮的實驗器材、液滴影響到航天器安全。
作為主講人的航天員王亞平，在備課時沒少下功夫。她精心準備授課內容，向專業教師虛心請教講課技巧。指令長聶海勝擔任太空課堂的助教，負責配合王亞平管理教具，維護課堂秩序。航天員張曉光幾乎是被“捆”在艙壁上聽完這堂課的，因為擔任攝像師的他，要想在失重環境下保持平衡，必須用束縛帶把自己固定在艙壁上，才能在用手持攝像機的情況下，保持長時間穩定拍攝，把太空授課的精彩圖像傳回地面課堂。
“未來的太空授課將會有更多、更新穎的實驗內容和形式。例如天地對比實驗，比較蠶或蜘蛛在太空與地面吐絲的區別，觀察蝴蝶在太空中如何飛舞等。”龐之浩介紹，我國有關部門也已開始組織青少年設計太空實驗，并定期請專家評審，優秀的實驗方案未來有望在中國空間站上實施。
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