航天科普沉浸式数字工程化的方法研究

段丽娟

摘要：为贯彻落实我国关于建设航天强国的战略目标，宣传我国航天事业取得的成就，致敬航天科技工作者，激发青少年的好奇心和想象力，普及科学知识，培养科学兴趣和科学精神，更好的做好航天科普工作，在新形势下，运用沉浸式数字工程化的方法研究和开展航天科普工作尤为重要。本文结合青少年系列科普活动实际情况，研究制定航天科普项目方案，有效推动航天科普数字工程的建设发展。

关键词：沉浸式 数字工程化 网络直播 虚拟展览

Research on the Method of Immersive Digital Engineering for Aerospace Science Popularization

DUAN Lijuan

（Chinese Society of Astronautics， Beijing， 100048 China）

Abstract： In order to implement China’s strategic goal of building a space power， publicize the achievements of China’s space industry， pay tribute to the workers in space science and technology， stimulate the curiosity and imagination of young people ，and popularize scientific knowledge， in the new situation， it is very important to research and carry out the space science popularization work with the method of immersive digital engineering. In order to implement China's strategic goal of building a space power， publicize the achievements of China's space industry， pay tribute to space science and technology workers， stimulate the curiosity and imagination of young people， popularize scientific knowledge， cultivate scientific interest and spirit， and do a better job of space science popularization， under the new situation， It is very important to use immersion digital engineering method to research and carry out space science popularization. In this paper， combined with the practical situation of the series of popular science activities of teenagers， the project scheme of space popular science is studied and formulated， which will effectively promote the construction and development of the digital project of space popular science.

Key Words： Immersive; Digital engineering; Webcast; Virtual exhibition

數字工程是由地球科学、信息科学、计算机科学、通信科学、管理科学、经济人文科学等诸多学科交叉而产生的一门新兴学科[1-2]。沉浸就是让人专注在当前的目标情境下感到愉悦和满足，而忘记真实世界的情境。沉浸式体验，既包括人的感官体验，又包括人的认知体验。而事实证明，沉浸式体验的活动更令人投入。

为引导和培养青少年的科学兴趣，普及科学知识和科学精神，中国科协青少年科技中心、中国宇航学会联合组织开展2020年“少年问天”全国青少年航天科普活动。2020年开展了包括问题征集、科普讲解和科幻画创作征集活动，进行了六场有关月球探测、火星探测、漫游科技馆、航天科普课程等航天科普知识直播，并在抖音建立“少年问天”活动平台，以视频形式每周两次集中发布航天科普资源，进行活动宣传推广，进行活动优秀组织单位和活动基地校评选等活动，在全国范围掀起了又一场青少年航天科普热潮。“少年问天”系列征集活动，2020年9月至11月，全国中小学生通过活动官网“太空集结号”报名参加。

1 科学问题征集

学生围绕月球探测、火星登陆、中国空间站建设及搭载科学实验、载人航天工程等航天科技领域提出科学问题。主办单位组织专家每两周从科学创意方面对问题进行遴选，将优秀问题纳入全国青少年航天科普活动问题库，并针对入选问题进行讨论和图文回应[3-4]。截至活动结束，共有约21 978位学生参加活动，其中共收到投稿科学问题征集20 331个，科幻画创作19 384份，航天科普讲解1343个，参与学生除了台湾之外，覆盖了全国各省、自治区、直辖市和特别行政区，并从中精选出月球探测、火星探测、空间站搭载、载人航天及少年问题五大系列共200个问题，邀请并组织了包括中国空间技术研究院总体部研究员贾阳博士，中国运载火箭技术研究院总体设计部型号设计师、中国科学院国家空间科学中心飞行器设计专业钱航博士和中国科学院国家天文台研究员郑永春博士，对精选出来的问题进行了书面回复，得到了青少年的热烈欢迎，增强和鼓舞了青少年进一步探索航天科技的热情和信心。并于11月28日在少年问天抖音号，邀请了钱航博士、郑永春博士，在线直播，与青少年进一步交流青少年关心的航天热点问题;在线答疑，并对航天科普活动作品进行点评，分享航天科普教育经验。直播推流总曝光量19.3万，直播实时在线人数达6123人，累积观看人次2.3万，直播间点赞6万。本次直播过程中网友积极提问题，并有网友积极回答，在直播评论区形成了良好的学习氛围。

2 航天科普讲解

鼓励学生以视频或PPT的方式，对照科技课程中概念、知识或原理，讲解说明其在航天科技领域的关联和应用[5-6]。例如，卫星、火箭在太空通过喷射燃气实现变轨（改变运行高度、运行方向）是运用了物理学中“力的作用是相互”的原理，学生需在5min内把这个原理的应用解释清楚，方式不限。

3 科幻画创作

围绕太空科技发展进行原创绘画，种类不限，可使用电脑绘画工具。优秀绘画作品将由中国宇航学会推荐至2021年中国航天大会上展出。

截至活动结束，上述3项活动共征集到两万份投稿，每项征集活动分别评选出200个优秀作品。

4 建设“少年问天”抖音活动平台

在抖音建立“少年问天”活动平台，每周两次集中发布航天科普资源，进行活动宣传推广。根据青少年的求知兴趣，依据抖音视频发布的节奏和习惯，短视频内容共分为6个系列，即卫星、中国空间站、探月、探火、航天科普小知识、航天人物。以专家公开课、动画、素材剪辑等作为视频素材，视频展现形式幽默、轻快活泼、浅显易懂、积极向上。

截至目前，粉丝量从最初的零粉丝增长到了4770个粉丝，获赞6万以上人次，在线评论上千条，更得到了粉丝的积极转发和分享。

5 科普直播

为更好的宣传和推广少年问天活动，加强与媒体的合作，充分利用全媒体资源整合科协、学会组织、科研机构、科普教育基地的资源，利用全媒体资源开展科普直播、视频宣传、线上线下等系列活动。

（1）少年问天直播首秀定于2020年9月29日。历史上1957年9月29日，中国第一座天文馆——北京天文馆建成，天宫一号于2011年9月29日成功发射，和神舟飞船在空间完成交会对接，实现中国载人航天工程的一个新的跨越，于是确定9月29号这个有纪念意义的日子作为少年问天抖音号直播首秀的日期。直播地点选在北京天文馆，邀请到了两位主讲嘉宾，全国空间探测技术首席科学传播专家、《太空探索》《中国国家天文》杂志编委庞之浩，现任北京天文馆副馆长、副研究员，北京古观象台台长齐锐博士。

直播主要解读嫦娥系列发射任务、重点难点、科学家攻坚克难的历程、对本次“嫦娥五号”取样的猜想及直播现场网友提出的相关问题，直播总曝光量67.8万，累积观看人次4.5万，最高实时在线人数6694人，直播过程中网友积极评论、点赞，直播间点赞12万。此外，仅在当天直播推流下，抖音官方账号粉丝由264人次增至1602人次，视频点赞总计由42个增至194个。后续进行日常视频推送则曝光量100万以上，点赞上万。直播推流总曝光量67.8万，直播间点赞12万，直播实时在线人数达6694人，累积观看人次4.5万。直播过程中网友积极评论、点赞，提出了很多与航天相关的问题，表现出对青少年宇航知识的关注及对航空、航天科普的求知欲。

（2）直播地点设在北京航空航天大学博物馆，通过漫游国内高校最大的航天主题博物馆，围绕博物馆展品及航天热点事件和月球探测、火星探测等青少年关注的航天知识，邀请到了中国科学院国家天文台研究员，理学博士，主要从事行星科学与深空探测研究的行星科学专家、科普作家、中国科协月球与深空探测领域全国首席科学传播专家郑永春，和北京航空航天博物馆常务副馆长，高级工程师韩国军，为青少年详细介绍北京航空航天科技馆的建设过程及展品，结合北京航空航天科技馆的展品和图文资料，详细介绍从2018年起，世界上一些国家陆续开展月球探测活动，以及我国开展的火星探测、深空探测的进展情况等。直播总曝光量44.6万，累积观看人次3.1万，最高实时在线人数7619人，比9月29日直播实时在线人数增加1000人。直播过程中网友积极评论、点赞。抖音官方账号粉丝由2875人次增至3469人次。直播推流总曝光量44.6万，直播实时在线人数达7619人，累积观看人次3.1万，直播过程中网友积极评论、点赞，提出了很多与航天相关的问题，且在直播过程中与直播嘉宾互动，直播氛围轻松，用户受益匪浅。

6 全国骨干教师交流活动线上培训活动

为加强青少年航天科技教师队伍建设，提高航天科普活动指导专业水平，根据疫情防控工作有关要求，将原定在北京举办的全国青少年航天科技教师交流活动转为线上开展，根据当前特殊时期及时开展了线上全国骨干教师交流活动，在11月6日至12日，利用一周的时间，紧急筹备、策划并开展了科技教师交流活动的直播、录播相结合的课程设置及策划、专家邀请、视频录制、直播课程等工作，并于11月18日，完成了全部10个课时，5大专题的课程视频编辑、剪辑制作等工作，并交由少年问天活动网站作为教师培训线上交流活动的培训课程主要內容。

2020年“少年问天”全国青少年航天科普活动是以航天科普沉浸式数字工程化的方法研究开展的，更好地适应新形势、特殊时期等需求开展全国性活动的案例。同时也是以航天科普沉浸式数字工程化的方法，利用抖音、微博、微信、互联网等全媒体，宣传推广少年问天活动，开设了少年问天蓝V认证抖音号，更多的利用大众喜闻乐见的短视频形式和直播形式推广航天科普知识和少年问天活动。

在抖音短视频平台及直播间，搭建官方宣传平台并围绕“少年问天”全国青少年航天科普项目进行3次直播推流、两次短视频推流，通过强曝光、多互动、大数据人工智能精准推送，提升品牌及活动影响力。合计总曝光量在240.5万以上，抖音官方账号粉丝从29人增至4771人次，视频点赞总计由42个增至62 522。视频推流总曝光量77.9万，视频点赞总计1.7万，评论63条，转发101次。精准推送至中小学生，网友积极评论、点赞。

7 活动取得效果

少年问天系列科普活动结束后，直接或间接的收到了航天单位、高校以及公众对此次空间周系列活动认可的反馈。多家媒体对少年问天系列活动进行了直接报道或转载报道。组织的6场直播活动和短视频，曝光量达到240多万人次，获得网友点赞6万人次，网友们在线积极踊跃提问，和专家一起积极踊跃探讨我国中国航天发展、空间周建设以及月球探测、火星探测等航天相关知识和问题[7]。很多学校的学生、老师及部分公众纷纷来电来信表示，希望多组织些像这样高层次、高水平的线上直播讲座和漫游科技馆等直播活动，多发布高水平的航天科普短视频，少年问天活动提供的短视频、网络航天科普平台让学生深深感受到了航天科技对人类社会的贡献，在增长航天知识的同时，激发了学生学习科学知识、探索宇宙奥秘的浓厚兴趣和报效祖国的爱国热情。

8 结语

为加快“数字中国”建设，中国政府开展了很多工作，包括积极实施“互联网+”行动，推进实施“宽带中国”战略和国家大数据战略等。此外，还将启动一批战略行动和重大工程，推进5G研发应用，实施IPv6规模部署行动计划等。随着后续政策的出台和新技术的不断应用，中国数字经济发展正在进入快车道。只有深度理解数字中国工程建设内涵，掌握数字工程化开展科普工作的需求，同时结合实际情况制定航天科普项目方案，才能有效推动航天科普数字工程的建设发展。

参考文献

[1] 边馥苓.数字工程的原理与方法[M].北京：测绘出版社，2011.

[2] 畅健.公共数字文化工程的建设与研究[J].传媒论坛，2020，3（1）：101-102.

[3] 廖嘉琦.公共数字文化服务平台信息组织与构建模式调研与分析[J].图书馆理论与实践，2020（1）：130-136.

[4] 刘睿韦，景竹.国家公共文化云APP公众持续使用意愿研究[J].情报资料工作，2020，41（4）：39-48.

[5] 朱珂.网络学习空间交互性、沉浸感对学生持续使用意愿的影响研究[J].中国电化教育，2017（2）：89-95.

[6] 刘崇进，吴应良，贺佐成，等.沉浸式虚拟现实的发展概况及发展趋势[J].计算机系统应用，2019，28（3）：18-27.

[7] 程小玲.面向“嫦娥工程”科普冒险游戏的设计实践[D].沈阳：沈阳航空航天大学，2019.