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目

录

一 . 航天系列课程产品介绍 ………………… 01

二 . 航天实验室产品介绍 …………………… 27

三 . 航天工程集训活动产品介绍 ………… 51

四 . 专利………………………………………………… 57

一 . 航天系列课程产品介绍

以跨学科、任务探究、工程实践等方式进行学习，激发学生对宇宙、自然和航天探索的热情；了

解与认知水平相适应的航天科技知识；形成崇尚真知、尊重事实和证据的科学态度；形成初步的

航天系统与工程思维，发展创造性思维，能够提出问题、解决问题并进行验证迭代；提升青少年

科学素养，为终身发展奠定良好的基础。

传承和弘扬航天精神，具有家国情怀、理想信念和社会责任感；体验问题解决过程的艰巨性和复

杂性，养成航天人严慎细实的工作态度；通过航天真实工程实践活动，开阔眼界，具备初步的生

涯规划意识。

实施建议：

• 课程类型：社团课、校本课程、通识科普课程

• 教材使用：包括学生用书、教具、课件、教案等为教学支撑

• 教学活动：突出学生主题，给予充分探究活动的时间

• 学习场所：科学实验室、学科教室

评价建议

• 过程性评价：自评、互评、教师评价

• 终结性评价：成果、汇报答辩

02｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《畅想太空》课程

适用：小学

课程简介：

课程通过对于宇宙空间探索、飞天文化追索、航

天历史溯源、太空环境探究，使学生对广袤宇宙

产生好奇，了解人类进行太空探索的历史，憧憬

航天未来发展方向。课程从引发孩子对太空、航

天的兴趣开始，鼓励学生动手、思考、完成实践

作品。提高学生动手能力，初步体验科学探究的

乐趣，培养创新精神。 课程成果：

学生在课堂完成发泡星球涂鸦、飞天之梦创意卷

轴、马德堡半球实验、透视火箭书创作、北斗小

卫星拼装、宇航员生存手册等动手实践和创作作

品，课后进行太空种子的种植实验及记录观察，

课程总产出为太空画创意设计作品，可参加中国

宇航学会举办的太空画征集活动。 课程目录：

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜03

课程内容 课时数

第一章 感受宇宙之美 2

第二章 飞天之梦 2

第三章 太空环境知多少 2

第四章 太空种植 2

第五章 飞天神箭 逐梦太空 2

第六章 人类与卫星，不得不说的故事 2

第七章 航天员的宇宙铠甲 2

第八章 未来的太空 2

发泡星球

太空画作品

北斗小卫星制作

答辩展示

《月球基地设计师》课程

适用：小学

课程简介：

月球基地系列课程以月球基地沙盘模型为最终成

果，围绕月球基地沙盘搭建设计任务，以产品推

介会的形式，运用定义问题-调查研究-头脑风暴- 方案讨论-活动实践-交流反思等步骤，带领学生

从认识月球环境、基地选址、基地功能、基地配

套设施等模块进行项目制课程，完成课程任务。 课程成果：

学生在过程中完成系统运行原理图，分系统模型

搭建，基地沙盘搭建，在学习过程中形成阶段性

材料，并尝试通过演示、演讲、视频展示等丰富

手段进行方案汇报。 课程目录：

课程内容 课时数

第一章 我是月球基地设计师 2

第二章 月球基地结构及布局 2

第三章 水循环系统 2

第四章 空气循环系统 2

第五章月球基地配套设施 2

第六章 月球基地沙盘模型推介会 2

结构设计图

方案展示

分系统原型验证

04｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《创意太空画》课程

适用：小学

课程简介：

以太空创意画为输出成果，以科学实践和艺术创

作为手段，以设定的太空创意画任务为起点，运

用知识学习-艺术作品赏析-头脑风暴与创意设计- 创作草图-艺术创作-展示与分享等步骤，完成最

初设定的任务。带领学生学会一种用绘画手段展

现科学创想的方法。运用跨学科的学习方式，课

程设计将艺术、科学及航天科技相融合，引导学

生创作兼具科学性与艺术性的作品。 课程成果：

学生完成太阳系模型、手绘火箭书、小卫星模型、

航天服设计手册、创意拼贴及创意太空画等成果，

可参加中国宇航学会举办的太空画征集活动。 课程目录：

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜05

课程内容 课时数

第一章 魅力宇宙 2

第二章 飞天神箭 2

第三章 认识卫星 2

第四章 航天员的宇宙铠甲 2

第五章 艺术航天 2

第六章 太空画创作 2

成果展示

《火星护苗行动》课程

适用：小学

课程简介：

课程链接火星环境、植物生长条件、生命与温度的

关系、热传递原理、材料导热性质、比例尺寸等知

识，让学生发挥创意和想象，用科学畅想画等方式

呈现如何在火星创造条件让植物健康生长。在整理

设计的基础上，使用原型模拟方式尝试解决保温问

题，制作保温装置原型，并初步尝试科学实验探究

和装置实践制作，开展火星护苗行动。课程学习航

天知识，进行科学畅想、制作保温装置、实验测试，

激发学生对航天探索的兴趣，培养学生的创意想象，

动手实践，及初步的工程思维和科学思维。 课程成果：

学生将学习航天知识，进行科学畅想、通过工程思

维的应用进行设计和实践，最终完成火星生态畅想

画，并动手制作保温装置原型，进行成果展示。 课程目录：

课程内容 课时数

思维体操 2

人类为何热衷探索太空？ 2

飞向火星 2

环境对生命有什么影响？ 2

火星护苗畅想 2

热传递的秘密 2

设计护苗保温装置 2

制作护苗保温装置 2

海报设计技巧 2

设计创意海报 2

演讲礼仪与技巧 2

火星护苗行动展示 2 学生成果-创意海报

学生成果展示

学生成果展示 模型制作

06｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《火星基地生态舱+保温结构设计》课程

适用：小学

课程简介：

课程链接火星环境、植物生长条件、生命与温度的

关系、热传递原理、材料导热性质、比例尺等知识，

让学生发挥创意和想象，设计如何在火星上创造植

物健康生长条件。并在整体设计的基础上，使用原

型模拟解决保温问题。学生将体验科学实验探究和

装置实践制作，初步培养学生的创意想象力、工程

设计思维、问题解决能力、动手实践能力、团队协

作、沟通与科学表达能力，初步启发系统性思维。 课程成果：

了解航天探索的发展及分类；初步构想火星基地生

态舱的功能需求，理解生态舱中生物的原则，创想

火星基地生态舱的外观及内部结构；设计并制作保

温装置原型，理解科学原理与工程设计之间的关联。 课程目录：

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜07

课程内容 课时数

飞向太空 2

从地球到太空 2

飞向火星 2

植物大侦探：生命与环境 2

火星基地生态舱设计：火星护苗畅想 2

热传递的秘密 2

航天科学家：单一材料保温装置测试与分析 2

航天设计师：绘制设计图 2

航天工程师：复合材料保温装置制作 2

航天科学家：复合材料保温装置测试 2

航天宣传员：海报设计 2

我是演说家：展示与互动 2

学生成果-创意海报

学生成果展示

学生成果-装置原型

《火星任务》课程

课程内容 课时数

第一章 为什么要去火星 2

第二章 火星微型生物圈设计 2

第三章 火星能源 2

第四章 火星车设计 2

第五章 火星飞行器 2

第六章 火星地址科考 4

第七章 火星通讯 2

太阳能电站模型

太阳能火星车制作

1U立方星

火星陨石探测器

适用：小学

课程简介：

课程以人类火星探索进程为故事线，通过7个课程

主题带领青少年了解人类探索火星意义与成果，

并通过小组合作完成相应的火星任务。课程内容

融合人工智能、航天科技、地球与宇宙科学、工

程技术于一体。

本课程旨在激发青少年对未知之地永无止境的探

索精神，培养青少年解决问题的能力、演讲表达

能力、团队协作能力等综合素养。 课程成果：

6项科技作品：火星微型生物圈 、火星太阳能电

站、太阳能火星车、火星航空器、火星陨石探测

器、1U立方星 。

1幅人类火星家园设计图。 课程目录：

08｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《1U立方星设计》课程

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜09

课程内容 课时数

第一章 飞向太空 1

第二章 卫星初识 1

第三章 立方星设计 1

第四章 初识三维建模 1

第五章 三维房屋设计 1

第六章 3D未来星设计 1

第七章 1U立方星控制系统 1

第八章 1U立方星能源系统 1

第九章 1U立方星搭建 1

第十章 课程展示 1

立方星物理原型

学生搭建立方星

立方星物理原型

学生搭装立方星

适用：小学

课程简介：

课程结合立方星前沿技术的发展，在真实的航天工

程项目背景下，将航天科技与三维建模、Arduino 编程、物联网技术相结合，课程中学生将学习三维

建模，学习超声传感器、蜂蜜器等电子模块，掌握

Arduino图形化编程，制作1个1U立方星。

整个课程采用项目制的学习方式，培养学生计算机

编程、三维建模等硬核能力，锻炼工程思维，提升

解决问题的能力、团队合作能力、演讲表达能力等

核心素养。 课程成果：

1U立方星设计海报，立方星载荷设计方案可参与参

与由中国空间技术研究院所属钱学森空间技术实验

室、载人航天总体部和总体部，以及中国航天科技

教育联盟联合发起“太空探索实验”青少年教育项

目征集活动。1个立方星物理原型。 课程目录：

《卫星应用与实验》课程

适用：小学

课程简介：

本课程是卫星基础知识的入门课程，从卫星的应

用功能出发，展现了中国航天历史发展的历程。

进行北斗导航卫星、科学实验卫星等模型的设计

和制作，通过实践动手过程深入了解卫星发展、

卫星基本结构、卫星通信等功能。学生分组完成

一个科学实验小卫星，在科学实验小卫星的基础

上完成3个科学实验。 课程成果：

北斗卫星模型、潇湘一号卫星模型和科学实验小

卫星

课程目录：

课程内容 课时数

第一章 从远古到现代——卫星造福人类 2

第 二 章 东方红一号卫星的艰难之旅 2

第 三 章 伽利略探测器和自然科学的起

源

2

第 四章 卫星通信和卫星网络 2

第 五章 人类的手和眼——卫星传感器 2

第 六章 我的科学实验小卫星 2

第 七章 卫星的翅膀 2

第 八 章 卫星的外衣 2

第 九章 卫星发射 2

教学产品及场景

10｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《航天基础科学实践》课程

适用：小学/初中

课程简介：

本课程为初次接触航天科学技术知识的学

生设置，学生在了解人类探索太空的背景

下， 学习航天与航空的基本知识，对飞行

原理、 卫星基础知识、深空探测等进行深

入探究；培养学生综合运用学科知识解决

问题的 能力、交流与合作的能力、创新意

识和实践 能力。 课程成果：

以小组形式完成每次课的课程任务，通过

课堂讨论、视频、图片等激发学生的创造

力，呈现未来太空家园设计方案与搭建原

型，培养学生勇于创新和求实的科学态度。 课程目录：

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜11

课程内容 课时数

第一章 飞行的奥秘 3

第二章 火箭发射和回收 3

第三章 手绘透视火箭书 3

第四章 立方星解密--八一小卫星 3

第五章 探月成果VR体验 3

第六章 玉兔号月球车 3

第七章 未来太空家园设计 3

第八章 未来太空家园搭建 3

八一小卫星

月球基地设计搭建

火箭原型搭建

月球车

《遥感卫星应用》课程

适用：小学/初中

课程简介：

本课程首先普及卫星和遥感卫星的基本知识，

认识测控分系统。带领学生进行八木天线的设

计与制作，并用该天线接收气象卫星信号，对

信号进行解码，完成卫星云图。课程通过八木

天线的制作与实践过程，判断影响无线电传输

的因素（天气、距离、电磁波干扰等），进行

问题分析。鼓励学生在科学探索中敢于大胆尝

试。课程成果：

学生进行八木天线的设计与制作，了解测控系

统，接收并解析气象卫星云图.。 课程目录：

课程内容 课时数

第一章 航天探索历程 2

第 二 章 卫星天线的原理和制作 2

第 三 章 信号接收与调制解调 2

第 四章 卫星轨道及定位 2

第 五章 卫星过境位置追踪 2

第 六章 卫星云图解析 2

第 七章 卫星云图分析 2

教学产品及场景

12｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《月球基地计划》课程

适用：初中

课程简介：

本课程基于“探索月球、建立月球基地”为课程

任务目标展开学习，学生在了解人类探索太空历

史的大背景下，通过学习相关知识，完成设计并

制作探月火箭、设计并制作探月卫星、制作VR眼

镜实现“月球漫步”等一系列子任务，最终实现

设计并搭建可供人类居住的月球建立基地的目标。 课程成果：

探月卫星，火箭发射任务，VR眼镜探月，月球车

巡视，月球基地设计。 课程目录：

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜13

课程内容 课时数

第一章 飞行的奥秘 3

第二章 火箭的飞行原理 3

第三章 火箭箭体结构 3

第四章 探月卫星设计与制作 3

第五章 利用VR技术实现“月球漫步” 3

第六章 智能月球车设计与制作 3

第七章 月球基地结构设计 3

第八章 月球基地搭建 3

火箭发射任务

月球基地设计搭建

探月卫星设计

月球车巡视

《太空基地生态舱设计》课程

适用：初中

课程简介：

本课程将带领学生针对月球基地的环境特点进行生

态舱系统的设计，初步解决月球基地水循环系统、

空气循环系统、太空农场及其控制系统的相关技术

性问题，并出具太空生态舱的初步解决方案。 课程成果：

学生以小组团队为单位完成太空生态舱的设计方案，

也可进行分系统的设计展示，包括但不限于水循环

系统设计方案、空气循环系统设计方案、太空农场

设计方案和生态舱控制系统设计方案等，制作学术

海报，并进行汇报展示，由专家组对学生的设计方

案和汇报进行质询，检验学生设计方案的可靠性、

团队协作性、汇报展示能力和学生的应变能力等。 课程目录：

课程内容 课时数

第一章 项目发布与团队建设 1

第二章 项目分析：太空基地生态舱的功

能、需求分析及布局规划

2

第三章 水循环系统设计 3

第四章 空气循环系统 3

第五章 太空农场设计 3

第六章 生态舱控制系统设计 3

第七章 太空基地生态舱设计 6

第八章 汇报展示活动 3

再生生命保障系统

太空基地生态舱综合布局

方案展示

生态舱控制系统原型验证

14｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《火星基地太阳能利用》课程

适用：初中

课程简介：

课程链接能量转换、材料性质、电路等科学知识，

通过生活中的能源利用调研，太阳能集热、太阳能

转化成电能的装置实践制作、实验探索等活动，培

养学生的科学实践、问题解决、工程设计等关键能

力。课程成果：

让学生在理解和认识到能量转换、能源系统、如何

高效利用太阳能等重要指示的基础上，完成太阳能

集热装置的设计，并制作工程原型。

学生对于火星基地能源系统的设计将通过学术海报

进行呈现。 课程目录：

课程内容 课时数

变身工程师 2

人类为何热衷探索太空？ 1

飞向火星 1

调研发现：太阳能集热原理及应用 1

航天设计师：太阳能集热装置结构设计 1

航天工程师：太阳能集热装置设计制作与

测试

2

电能的前世今生 1

发现火星基地太阳能发电的影响因素 1

实验探究火星基地太阳能发电功率的变化 2

学术海报设计与制作 2

演讲展示与评价反思 2

变身工程师 2

学生成果制作

学生成果-创意海报

学生成果-装置原型

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜15

《全地貌火星探测器》课程

课程内容 课时数

第一章 火星车探测概述 1

第二章 走近Arduino 1

第三章 机器人感知世界 1

第四章 搭建火星车底盘 1

第五章 火星车转向机构 2

第六章 火星车动力机构 2

第七章 火星车的机械与工业1-2 3

第八章 火星车远程控制 2

第九章 火星车自动控制 1

第十章 人工智能语音模块1-2 2

第十一章 图像识别 2

第十二章 设计能源机构 1

第十三章 成果分享 1

适用：初中

课程简介：

课程中青少年将设计并制作一辆具备完成指定任务能

力的火星车，并在火星营地实地测试。在项目过程中

青少年将学习计算机编程、三维建模、行星科学等方

面的知识，同时解决多个真实的问题。例如当青少年

要解决如何保证火星探测器在火星上自由行驶时，他

们将设计各式各样的车轮并进行测试，在这个过程中

将数学、物理、行星科学等学科融合在一起，为学生

创造跨学科的学习情境。 课程成果：

学术论文，学生根据选题完成学术论文。制作火星车

原型，学生以小组为单位设计并制作火星车原型。 课程目录：

学生作品与课程材料箱

学生设计火星车三维模型

火星车展示

火星车测试

八一学生制作的火星车亮相央视

16｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《3U立方星设计》课程

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜17

课程内容 课时数

第一章 工程思维及工具学习 2

第二章 卫星初识 2

第三章 立方星三维建模 4

第四章 初识立方星载荷设计 2

第五章 立方星控制系统 2

第六章 卫星通讯 2

第七章 立方星能源系统 2

第八章 立方星物理原型搭建 4

第九章 立方星载荷设计 2

第十章 展示答辩 2

适用：初中

课程简介：

课程结合卫星通讯、计算机编程、电子技术、三

维建模于一体，青少年设计并制作能完成指定任

务的立方星，学生以小组的形式设计并完成立方

星物理原型、学术海报以及载荷方案设计。 课程成果：

立方星设计海报，立方星载荷设计方案可参与参

与由中国空间技术研究院所属钱学森空间技术实

验室、载人航天总体部和总体部，以及中国航天

科技教育联盟联合发起“太空探索实验”青少年

教育项目征集活动。1个立方星物理原型。 课程目录：

立方星物理原型

立方星编程调试

演讲展示

学生设计的学术海报

《功能模拟卫星探究与制作》课程

适用：初中

课程简介：

本课程用生动有趣的实验内容引导学生逐步认知

卫星整体结构、载荷、能源、通讯、姿控、热控

等不同部分，并且这些内容跟已经学习过的学科

知识应用起来，将学习和实践进行打通。在理解

卫星的结构、能源系统的基本原理的基础上，进

行卫星设计，培养工程系统性思维，提高工程意

识，加强团队协作能力。 课程目录：

课程内容 课时数

第一章 认识卫星 2

第 二 章 小卫星模型制作 2

第 三 章 卫星载荷 2

第 四章 星上能源 2

第 五章 太阳能车 2

第 六章 卫星通信 2

第 七章 卫星姿态 2

第八章 卫星内部结构设计 2

第九章 卫星外部结构设计 2

第十章 卫星总装 2

第十一章 卫星测试 2

第十二章 卫星知冷暖 2

第十三章 卫星结构DIY 2

第十四章 课程答辩 2

控制系统

教学产品与场景

18｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《运载火箭设计》课程

适用：初/高中

课程简介：

内容突出“跨学科应用”“工程技术应用”，结

合中国及世界航天历史及现阶段热点事件，将学

科内容进行迁移、应用，充分结合学科内容来完

成项目任务。将科学探究与工程实践相结合，倡

导运用工程技术流程，有效解决问题。逐步完善

方案，完成完整的技术/产品方案，最终得到模型

火箭产品。 课程成果：

模型火箭技术/产品方案、模型火箭物理模型、火

箭发射试验。 课程目录：

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜19

课程内容 课时数

第一章 航天于运载火箭 3

第二章 努力飞出大气层（一） 3

第三章 努力飞出大气层（二） 3

第四章 模型火箭物理原型设计（一） 3

第五章 模型火箭物理原型设计（二） 3

第六章 模型火箭物理原型测试 3

第七章 测试结果分析 3

第八章 完善方案 3

物理原型设计

原型搭建

成果展示

原型测试

《公里级火箭设计》课程

适用：初/高中

课程简介：

以中学生制作并发射一枚公里级火箭为目标，学

生深入学习火箭原理，计算机编程，3D建模，卫

星通讯相关知识，掌握火箭工业建模以及流体仿

真测试。发射并回收火箭，培养青少年工业设计、

通信技术、仿真模拟相关能力。 课程成果：

学术汇报，学生在完成火箭项目后，进行PPT演讲

展示汇报。学生以小组为单位，每组完成1枚固体

发动机火箭设计与制作。 课程目录：

火箭3D建模

火箭学生材料

学生们制作的火箭

火箭发射现场

课程内容 课时数

第一章 火箭原理与设计流程 2

第二章 火箭发动机原理 1

第三章 火箭结构及气动外形设计 1

第四章 火箭三维建模 6

第五章 电气及回收系统 6

第六章 独立设计一枚火箭 4

第七章 制作一枚火箭 4

20｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《太空探索实验方案征集》课程

适用：高中

课程简介：

基于“青少年太空探索实验方案征集”活动开展，

也可适用于航天器载荷设计相关活动。在了解人

类深空探测活动、探测成果的基础上完成太空探

索实验方案的设计。课程设计内容鼓励学生在运

用原有知识基础（包括概念、思维模型、知识）

上，提出实验任务创想，最终设计出具体的实验

方案，撰写完成符合活动要求的创意方案建议书。 课程成果：

学生完成独具创意的太空探索实验方案，参与由

中国空间技术研究院所属钱学森空间技术实验室、

载人航天总体部和总体部，以及中国航天科技教

育联盟联合发起“太空探索实验”青少年教育项

目征集活动。 课程目录：

课程内容 课时数

第一章 太空梦想 3

第二章 航天器系统组成 3

第三-四章 工程原型设计及搭建 6

第五-六章 自动控制系统设计 6

第七章 空间探索实验设计方案指导

及问题总结、可行性评估

3

第八章 修改、优化设计方案 3

工程原型搭建

探讨优化

开题讨论

成果展示

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜21

《北斗卫星导航》课程

适用：初/高中

课程简介：

北斗系统的应用与学生日常生活密切相关，很容易引

起学生的兴趣和共鸣，比如北斗的车载导航，手机上

的百度地图，高德地图，共享单车等。将北斗系统的

结构、工作原理、应用等内容，作为通用技术课在我

国普通中小学的教育中进行普及，引导学生灵活应用

所掌握的基础知识，有利于丰富学生的航天知识、提

升学生的技术素养、提高学生的综合素质。北斗遨翔

课程体系分为三个部分，根据难易不同大致分为基础

式课程、拓展式课程以及探究式课程。 课程成果：

学生完成独具创意的卫星导航创意作品

课程目录：

课程内容 课时数

北斗卫星导航的前世今生 6

基于北斗的远程投送模拟 4

北斗”小卫星” 4

北斗卫星导航定位原理 4

北斗卫星轨道与星座 4

卫星位置探秘 4

用户位置探秘 4

阵地地图制作 8

红蓝对抗野外实践模拟 4

北斗应用创意与系统设计 4

拓展式教学系统

北斗地图绘制

北斗星座全息模型

北斗寻踪活动

22｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜23

拓展式课程内容 课时

项目需求及功能分析 20

需求调研 4

系统硬件设计 16

系统软件设计 16

系统安装与调试 8

设计项目的验收、学生陈述与答辩 4

课程目录二：

课程目录三：

《北斗卫星导航》课程

成果展示

《教学仿真卫星设计与应用》课程

适用：高中

课程简介：

本课程是卫星设计+卫星实践+卫星工程多学科应

用的综合类课程，以设计一颗自己的商业小卫星

为逻辑主线，融合各个分系统所需要的技术、需

要解决的设计要求，课堂推进以卫星工程的“总

体设计、分系统构造、组装、环境测试、星箭联

调”的逻辑步骤进行推进。 课程目录：

课程内容 课时数

第一章 卫星家族大揭秘 2

第 二 章 卫星总体设计 2

第 三 章 卫星有效载荷技术 2

第 四章 卫星有效载荷设计 2

第 五章 卫星电源分系统 2

第 六章 卫星测控系统 2

第 七章 无线电传输原理 2

第八章 卫星姿态控制 2

第九章 卫星星务分系统 2

第十章 卫星内部结构 2

第十一章 卫星外形结构 2

第十二章 卫星总装 2

第十三章 卫星热控和测试 2

第十四章 卫星出厂评审 2

教学产品与场景

24｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

《火星基地生态舱设计》课程

适用：高中

课程简介：

课程模拟40年后火星基地供50名航天员长期生活，

基本实现资源循环和自给自足的场景，让学生调研、

分析人类的生存需求，并定量计算需求量，进而设

计符合火星环境、能够满足需求的生态舱（即包含

食物、空气、水净化循环等自动化生态种植/养殖单

元）。着重学生应用所学学科知识，解决人类生存

问题，通过综合设计培养学生的问题解决能力、设

计思维和工程思维。 课程成果：

火星生态舱设计学术海报、设计方案PPT、工程设计

图等，展示火星基地生态舱动植物外部及内部结构，

并进行团队演讲演示

课程目录：

航天科技教育产品 —— 航天系列课程产品介绍｜25

课程内容 课时数

设计思维 2

飞向火星 1

火星基地生态舱要设计什么？ 1

在火星上如何选择生物与配比？ 1

设计生态舱的外观与内部布局 1

设计生态舱自动化设施 2

火星基地生态舱设计方案 1

学术海报设计与制作 1

演讲礼仪与技巧 2

火星基地生态舱设计演讲展示与互动 2

创意短视频设计与制作 2

设计思维 2

学生成果展示

学生设计成果

学生设计成果

未来太空学者大会基地校课程

适用：全学段

课程简介：

未来太空学者大会基地校服务体系是面向希望开展航

天主题STEAM+PBL课程的学校推出的一套的赋能体系。

通过“项目式学习系统”、“专家过程性反馈”“教

师提升计划”、“学校赋能服务”、“报名专属通道”

等方面提供支持，为学校顺利开展未来太空® STEAM

项目，打造学校STEAM特色提供保障和支持。 课程成果：

学生将完成未来太空学者大会-航天少年工程挑战当

年度主题的所有任务，包括有空间站物质循环设计、

科学展板、水净化及循环系统模拟装置。本课程为组

委会授权课程，可以直接参加未来太空学者大会-航

天少年工程挑战。 课程目录：

项目制学习平台

方案展示

课程内容

26｜航天科技教育产品手册 —— 航天系列课程产品介绍

课程内容 课时数

未来太空学者小队成立啦！ 1

任务发布：设计空间环境控制和生命保障系

统（ECLSS）及水处理模块

1

我们的分工和计划 1

飞向太空：认识太空环境及月神空间站 2

需求分析：太空生存生命保障 2

深度调研：空间站系统的物质循环 2

方案设计：空间站的环境控制与物质循环 4

科学畅想：空间站中的生活 4

可视化呈现：ECLSS科学展板 2

深度调研：空间站水循环再生利用 2

工程实践：水净化系统原型设计与制作 4

我是演说家：投标展示模拟 2

创意短视频设计与制作 1

太空小学者结业：总结与反思 1

二 . 航天实验室产品介绍

实验室提供航天工程、国防军事等实验室整体解决方案，融合“实验室设计+航天主题配套

课程+专业教装+教师培训/授课”为一体。

实验室通过航天环境创设，为学生提供沉浸式学习氛围，配备专业的教育装备、教具、教

材，结合航天主题项目课程，为广大中小学赋能，同时锻炼学生工程实践能力，提升科学

素养，培养具有国际视野的创新型人才。 亮点：

28｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

l

实验室设计

l 配套课程

l

专业教育装备

教师培训 l /授课

航天科学实践实验室

配置清单：

• 设备

航天科技展示套件

航天科普实践套件

• 课程

航天基础科学实践

实验室介绍：

该实验室旨在立足丰富的航天科技资源，构建开放性的教与学模式，为中小学生

提供航天主题的体验、合作、探究类学习活动，提升孩子们的创新精神和实践能

力，弘扬航天精神、传播航天文化，普及航天知识。

名称：火箭模型

介绍：长征系列运载火箭模型，模型主体金属结

构，激光切割，小型附件为铝制及ABS材料制作，

喷高档烤漆。

名称：返回舱模型

介绍：全息展柜内容为中外航天器、太阳系天体、

火箭类武器介绍，体验者可通过操控台选择感兴

趣的项目也可 通过操控台进行科普知识测验。

名称：功能模拟卫星

介绍：包括模拟卫星主体结构套件，星务系统、

通信与遥感系统、显示系统、姿控系统、电源系

统、防隔热与防辐射套件，DIY工具、外观设计

套件等。

实验室产品清单

名称：航天梦AR全息展柜

介绍：全息展柜内容为中外航天器、太阳系天体、

火箭类武器介绍，体验者可通过操控台选择感兴

趣的项目也可 通过操控台进行科普知识测验。

30｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

实验室介绍：

本实验室旨在带领全国中小学生参与卫星应用相关的航天科学探究与创客实践活动，通

过航天特色场景化教学，开展一系列实验（包括卫星结构设计、载荷设计、卫星防隔热

实验、卫星通讯莫尔斯编码解码、通讯系统的集成与测试等）、探索任务来理解卫星的

基本结构、应用、原理实现等，在综合实践部分，自己还将设计和动手组装小卫星。

通过学习航天科技知识，了解当前最新科技成果，引发学生创造性思维，使其充分体验

科学乐趣，并能进行创造性的活动。围绕航天的体验、发现、创造理念，营造有利展开

科学活动的条件，开拓视野，培养工程思维。 配置清单：

• 设备

本实验室产品和服务包括实验室环境建设（新建或改造）、教学基础设备、软硬件教学设备、系

列课程资源、师资培养以及配套的相关服务。

• 课程

《卫星应用与实验》、《遥感卫星应用》、《功能模拟卫星探究与制作》和《教学仿真卫星设计

与应用》

卫星应用主题实验室

名称：航天情景体验

介绍：情景体验区主要以图文、航天器模型和互

动体验性强的航天新技术设备进行布置，围绕运

载火箭、人造卫星、空间站建设、载人航天等主

题，组成实验室内航天特色文化建设。

名称：教学基础设备

介绍：采用六边形教学桌椅（8套左右）、电子

教学白板或投影、教学展示架、设备存储柜（带

锁）及办公用品等。

名称：卫星系列课程、教具及服务

介绍：实验室配有科学小卫星、八木天线、功能

模拟卫星及仿真卫星等教学设备，以及教学相关

的课程PPT、教材及培训服务等内容。课程依据

课标要求，融合物理、化学、自然、数学相关的

基础知识，以各种卫星教具为载体，让学生体会

到知识的运用才能产生价值，更好激发学习兴趣。

在探究卫星的过程中，养成严谨的科学态度，勇

于探索的科学精神及与他人合作交流的团队意识。

实验室产品清单

名称：创客空间与工具

介绍：该教学区域配置各类工具设备，用于学生

进行科学探索并将想法进行开源制造成为实物的

区域。建议设备配置3D打印机、激光切割机、小

型机床、卫星制作专用工具、常用工具套件等。

32｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

配置清单：

• 设备

本实验室产品和服务包括实验室环境建设（新建或改造）、教学基础设备、软硬件教学设备、系

列课程资源、师资培养以及配套的相关服务。

• 课程

《太空探索与模型制作》、《月球基地设计与搭建》和《我的探月任务》

实验室介绍：

该实验室通过深空探测的场景化教学，让学生形象直观地理解国家重大工程——“嫦娥”

奔月、天问祝融火星探测。通过太空探索、月球基地\\火星基地和月球\\火星探测等系列

课程的学习，引领和营造学校内、外崇尚科学、鼓励创新、善于协作和注重实践的文化

氛围。

通过此主题实验室，组织各项科技教育和生动丰富的各类活动，实现科技教育内容与科

技德育的和谐统一，为学生提供更多的科技实践体验机会，从而更好的通过实验室项目

培养学生的实践能力、创新精神和爱国情怀。 深空探测主题实验室

名称：航天情景体验

介绍：情景体验区主要以图文、深空探测航天器

模型和互动体验性强的航天新技术设备进行布置，

围绕月球探测、火星探测主题，组成实验室内航

天特色文化建设

名称：教学基础设备

介绍：配备边形/圆形教学桌椅、电子教学白板

或投影、教学展示架、设备存储柜（带锁）及办

公用品等

名称：深空探测系列课程、教具及服务

介绍：实验室配有太空探索系列模型制作套件、月

球基地套件和玉兔号仿真月球车等教学设备，以及

教学相关的课程PPT、教材及培训服务等内容。课

程依据课标要求，融合基础学科，月球车作为一个

典型的航天器，在本系列课程中进行详细地学习，

系统设计一个探测器，并实现编程控制，最后搭建

一个月球基地场地，进行探月任务比赛

实验室产品清单

名称：场景化教学空间

介绍：此场景与外星球生存基地规划和设计、深

空探测器设计与场景活动，自行设计探月/探火任

务探测器，配置激光切割机、3D打印机、转床、

等工具实现结构设计制作

34｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

实验室介绍：

火箭主题实验室用于学生开展火箭主题项目学习。

火箭实验室配套风洞实验室、发动机试车平台、3D打印机、模型火箭等设备，并结合专

业工作台以及配套工具墙，可满足学生开展火箭相关实验进行研究学习。 火箭主题实验室

配置清单：

• 设备

风洞实验室、发动机试车平台、3D打印机、火箭模型

• 课程

《公里级火箭设计》

名称：风洞实验室

介绍：风洞实验室主要满足学生对火箭设计，飞

行器设计等相关流体力学外表面风阻大小的学习

与研究的需求。发动机试车平台主要用于获取火

箭发动机、物理力学等相关推力的大小，便于实

验的开展。 部分实验室产品清单

名称：交互式人工智能创客教学与操作工作台

介绍：交互式人工智能创客教学与操作工作台，

用于学生开展STEM、创客类课程学习。工作台配

备机械臂、3D打印机、电脑支架、工具收纳系统

等。

36｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

名称：空间发射系统·火箭发射架

介绍：空间发射系统可以用于水发动机火箭或是

气动火箭的发射，整个发射架由铝型材搭建而成，

4个气瓶用于存储压缩气体，发射控制箱用于远

程控制火箭的发射。

实验室介绍：

学生开展卫星主题项目探究与学习。

实验室配备等电位联合接地防静电系统，为学生提供专业的卫星制作与探究环境，同时

还有激光切割机、空间站式仓储系统、工具墙等专业设备。可供学生开展立方星设计、

卫星载荷设计、卫星遥测等研究学习。 卫星主题实验室

配置清单：

• 设备

等电位联合接地防静电系统、激光切割机、空间站式仓储系统、空间站式仓储

系统、工具墙

• 课程

《1U立方星载荷设计》

《3U立方星载荷设计》

名称：固定式卫星地面站

介绍：用于接收NOAA气象卫星的信号，接收到的

信号经由专门的软件解析，获得气象云图，学生

可根据云图信息进行天气预报。

名称：移动式卫星地面站

介绍：装置易于拆装，用于接收在轨的NOAA气象

卫星的信号。首先利用天线接收卫星的电磁波信

号，经由用专门的软件对信号进行解析，由此可

以获得气象云图，进行天气预报。

名称： 3U立方星

介绍：3U立方星包含太阳能电池板、控制系统、

生命载荷等，控制系统采用Arduino开源平台。

用于学生开展航天主题STEM课程学习或者立方星

生命载荷设计等项目。

实验室产品清单

名称：1U立方星

介绍：1U立方星以真实立方星为原型，结构包括

定制外壳、太阳能板和基于Arduino的控制系统。

立方星中配备超声传感器等电子模块，当在一定

距离内检测到物体时卫星将发出特定声音。

38｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

实验室介绍：

空间站主题实验室以中国天宫空间站为原型，配备芯片农场，学生可以展开太空生命科

学项目的研究学习。芯片农场是一套基于芯片精准控制的物联网系统，结合太空种植课

程，用于学生开展植物生长环境探究、如何利用编程构建物联网控制系统等项目的学习。 空间站主题实验室

配置清单：

• 设备

芯片农场（模拟太空空间站的构件、光照系统、循环系统、环境

监测系统 隔离悬浮安全电源系统、能耗系统）

• 课程

《火星2号-航天生命保障系统设计》

名称：火星2号-微型航天生命保障系统

介绍：火星2号是以生物圈2号以及月宫一号为原

型，基于Arduino编程的mini模拟航天生命保障

系统。控制系统采用开源平台Arduino设计而成，

通过编程可以控制火星2号内部温度、湿度、二

氧化碳气体浓度等变化，从而使得火星2号中的

居民（植物或者动物）顺利存活。

名称：芯片农场

介绍：芯片农场以月宫一号为原型，将生物技术

与工程控制技术有机结合，采用计算机编程控制

环境温湿度、二氧化碳浓度等参数，为植物创造

最佳的生长环境。芯片农场既是航天科技展示装

置，也是学生开展太空种植探究的实验场所。

名称：六分仪（学生材料）

介绍：六分仪教具用于学生测量所在地纬度，测

量建筑物高度角。在测量的过程中。带领学生学

习光的反射原理。

实验室产品清单

名称：六分仪

介绍：该装置可以根据北极星的高度角测量观测

者所在地的纬度，可用于学生开展天文研学活动

或是课程。

40｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

名称：爱因斯坦宇宙模型

介绍：爱因斯坦宇宙模型用于演示爱因斯坦广义

相对论，让青少年以直观的方式理解“弯曲的时

空”这一概念，激发青少年对宇宙本质的思考。

名称：星球重力模拟装置

介绍：用于模拟不同星球重力，青少年通过拉拽

铝箱感受不同星球的引力场强。

名称：三棱镜窗

介绍：由定制三棱镜组合而成，安装在向阳窗户

内侧，当阳光照射到三棱镜窗上，阳光经过三棱

镜的折射将在地面“铺”出一道彩虹。该装置用

于学生理解光的色散，同时学生还可以自主设置

控制系统，探究如何用编程调节三棱镜的角度，

获得最佳的色散效果。

实验室产品清单

名称：反重力装置

介绍：反重力展架基于巧妙的力学平衡，给人以

反重力的视觉体验。可作为学生作品展呈平台。

航天科技教育产品 —— 航天实验室产品介绍｜41

实验室介绍：

航天器主题实验室主要用于学生开展火星车、月球车等项目的探究与学习。

实验室配备专业工作台、空间站式仓储与作品展示系统以及火星模拟地貌。可满足学生

设计并制作火星车，利用火星模拟地貌进行火星车测试或是月球车测试等项目的学习需

求。航天器主题实验室

配置清单：

• 设备

专业工作台、空间站式仓储、作品展示系统、火星模拟地貌

• 课程

《全地貌火星车设计》

名称：全地貌火星探测器

介绍：冷湖全地貌火星探测器是基于机遇号火星

车为原型的人工智能火星车。火星车包含行走机

构、能源系统、控制系统以及探测系统。火星车

控制系统采用开源平台Arduino设计而成，可以

控制火星车完成各种指令或任务。探测系统包含

摄像头、机械臂等。学生可以遥控火星车按照指

定路线行驶，并且利用机械臂抓取物体。

名称：好奇号火星车

介绍：好奇号火星车以真实的好奇号火星车为原

型。火星车车前探头支架及探头可在90度内上折

叠；车身探头可180度左右摆动；六个车轮可任

意转动。

名称：月球车

介绍：月球车以阿波罗15号月球车为原型，可实

现自动驾驶、自动避障等功能。用于青少年开展

人工智能项目课程学习，月球车驾驶体验等。

名称：太空纯水机

介绍：基于RO反渗透技术设计而成，用于演示在

空间站中如何获得纯水。工作时手动加压，使得

溶液依次经过PP棉滤芯-颗粒性活性炭滤芯-压缩

性活性炭滤芯进行初级过滤，然后进入RO膜滤芯，

RO膜只允许水分子通过，因此在通过RO膜后获得

纯水。

航天科技教育产品 —— 航天实验室产品介绍｜43

实验室产品清单

配置清单：

北斗起源教学系统

北斗小卫星

轨道运行模拟教学系统

太空中的天眼-北斗定位原理

基于北斗阵地地图绘制教学系统

北斗拓展课程实验系统

北斗创新开发套件

北斗户外智能车

北斗创新位置服务云平台

电子教材（教材，教师手册、学生手册、实习报告册）

• 课程

卫星导航基础式、拓展式、探究式课程

卫星导航实验室

名称：北斗信号增强器

介绍：接收室外的北斗(GNSS）卫星信号，经过

放大、滤波、转发等，为教室内部导航模块及终

端提供真实的卫星信号。

名称：北斗起源教学系统

介绍：配套导航起源课程及相关章节，导航定位

教学设备，可以辅助学生了解古人如何进行导航

定位及导航定位工具的演变过程。

名称：基于北斗阵地地图绘制教学系统

介绍： 北斗基础课程教学系统，通过该系统，

是学生了解到简单的定位数据采集、分析、解算，

坐标转换和基础的空间测量功能，同时引导学生

了解标准的地图图例和简单的地图绘制功能。

实验室产品清单

名称：太空中的天眼-北斗定位原理

介绍：北斗卫星基础课程教学器材，使用设备进

行定点、测距，辅助学生了解二/三球交会定位

原理，并通过实际测的数据，进行计算、推导，

从而更深入的了解北斗卫星定位原理。

航天科技教育产品 —— 航天实验室产品介绍｜45

名称：北斗高精度差分源

介绍：多星双频接收设备，自身可进行精准定位，

并可通过电台（433MHz）或网络为其他终端提供

差分定位数据，是进行北斗精准定位必不可少精

密仪器。

名称：北斗拓展课程实验系统

介绍：适用于北斗创新课程教学套件，通过多模

块、多功能随意组合，可搭建出多种基于北斗综

合实训场景，如老人远程健康监护、环境监测等，

即让学生进一步了解北斗功能与用法，同时又可

以拓展学生思维，有助于培养创新型北斗人才。

名称：轨道运行模拟教学系统

介绍： 北斗基础课程教学系统，通过该系统，

让学生了解北斗（及其他卫星导航系统）空间星

座构成、卫星轨道知识，同时，通过老师引导，

模拟搭建自己的卫星轨道，加深对此部分知识的

理解及学习兴趣。

名称：北斗创新开发套件

介绍：具有模块化、组合式多型核心处理模块、

导航模块、通信模块、人体监测及功能扩展板，

能形成不少于15种组合，适应不同创新应用场景；

系统包含远程监控平台，具有定位、监控、轨迹

查询及实时状态显示等功能，支持教学课程展开。

46｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

实验室产品清单

实验室介绍：

航天器数字孪生设计实验室为航天器设计实训提供专业的卫星设计与仿真验证环境，为

学生提供沉浸式学习氛围，配备专业的教育装备、教具、教材，结合航天主题项目课程，

为广大中小学赋能，同时锻炼学生卫星设计实践能力，提升科学素养，培养具有国际视

野的创新型人才。 基于MBSE的航天器数字孪生设计

虚拟实验室

配置清单：

• 实验室设计

• 配套课程

• 卫星数字孪生设计与验证环境

• 教师培训/授课

名称：数字孪生设计虚拟实验室空间

介绍：在卫星数字孪生设计虚拟实验室空间中，

每个项目小组成员都有自己的虚拟工位，可以进

行相关专业的模型开发以及卫星协同设计。

名称：部件数字模型

介绍：提供卫星数字部件模型的设计与验证环境，

可以对部件算法以及参数进行定制化设计。

名称：太空数字场景模型

介绍：提供丰富的太空场景模型库，内置通用的

太空环境模型，包括重力梯度模型、太阳光压模

型、轨道摄动模型以及姿态摄动模型等。

名称：卫星部件数字模型库

介绍：提供基础的卫星部件数字模型库，基于该

模型库中的部件模型可以快速设计实现一个数字

化卫星模型。

48｜航天科技教育产品手册 —— 航天实验室产品介绍

实验室产品清单