如何设计一个可居住的空间站?福山正达外国语学校的“小小科学家”们给出的答案是……

空间站里如何实现水的循环利用?

如果宇宙中没有了阳光,植物怎么生长?

如何帮助高血压人群在空间站生活?

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6月4日下午,上海民办福山正达外国语学校(简称“福山正达”)119名六年级学生带着他们搭建的实验模型和科创报告,来到教学楼一楼的展厅,对他们在本学期的“科研”成果进行展示。

如何设计一个可居住的空间站?福山正达外国语学校的“小小科学家”们给出的答案是……

像科学家一样做研究

如何设计一个可居住的空间站?面对这样一个宏大的课题,福山正达六年级全体119名学生分成43个小组,分别给出了他们不同的设计思路。

现场,学生们纷纷化身“小小科学家”,一边操作实验,一边向同学、老师和家长讲解自己小组的设计理念和实验过程。

如何设计一个可居住的空间站?福山正达外国语学校的“小小科学家”们给出的答案是……

一个看起来像大型“生态球”的实验模型前面,引来了不少学生和老师驻足。原来,这是一个模拟“负离子舱”,为了帮助高血压人群在空间站生活。学生利用水泵制作模拟喷泉,通过水流窗机制造负离子。马克思发生器被放置在较高的位置,避开喷泉溅出的水花,通过高压电解空气的方式产生负离子;此外还放置了绿植,通过植物的光合作用产生负离子。

如何设计一个可居住的空间站?福山正达外国语学校的“小小科学家”们给出的答案是……

有的小组关注到阳光对植物生长的影响。使用什么颜色的日光灯更有利于植物的光合作用呢?她们设置对照实验,找来不同颜色的灯照射植物,对植物的生长情况做了详细的记录。为了更好地控制变量,她们还为植物打造了一个密闭的“房间”,以保证除了光照不会受到其他因素的影响。

如何设计一个可居住的空间站?福山正达外国语学校的“小小科学家”们给出的答案是……

水的循环使用也是空间站里不得不解决的难题。有的小组设置了一个多重过滤装置,浑浊不清的水依次通过明矾、活性炭、氨水、氯溶液,最后紫外线杀菌,就得到了一杯清澈的水。用仪器测过水中的PH值和溶解性固体总量等各项指标后,学生们兴奋地分享他们的实验结果。

据悉,当天的展示,根据学生制作的计划书,划分为“水”“重力”“植物生长”和其他4个不同的展区。

第一展区的主题是“万物之源”,学生们围绕太空生活中如何获取水、净化水等问题展开设计。第二个展区主题是“水落石出”,围绕太空站大环境下“反重力”的物理现象。第三个展区主题是“尺树寸泓”,探究在太空环境中植物生长需要怎样的环境。第四个展区主题为“连理之木”。这一展区相比于前三个更加开放,包含了各种各样的研究内容,比如阳光、新能源、太空食品等。

在项目化学习中,

培养面向未来的能力

学生们脑洞大开的实验设计背后,离不开学校特色的项目化科创课程。

福山正达六年级的学生,每周都会拿出三节课的时间,专门开展项目化学习。据介绍,课程中一个主题性研究项目研究时长在12-16周。主要以小组的形式进行学习,每个小组2-3人。

在三个课时中,教师会利用半个课时为学生讲解这节课的基本内容,之后由学生完成任务单和任务卡。学生在教师的组织和帮助下,通过小组自学得到初步结果后,教师会利用最后一到半个课时组织学生进行阶段成果的展示、辩论和研讨,并最终用学生自己的话将知识内容进行总结。

每节课上,都会有3-4位科创老师同时来到班级里,在学生选题、设计和实验的各个环节,给出指导意见。

为了帮助学生更好地理解课题,找到小组想要研究的“小目标”,掌握科学研究的方法,学校为每个小组配备了电脑,专门在课上查找资料使用。此外,本学期,学校还组织学生走进科技馆博物馆,请来航天工程师和专家面对面等方式开展探究学习。

不少孩子都是第一次接触科研探究,一上来就让他们自己设计实验有一定难度。科创组的老师们就带领他们在校园教学口旁的花坛里,开辟了一小块地,体验从除草、垄地到种植全过程。之后设置了不同的种植条件,进行对照实验。经过老师手把手的带教,孩子们对于设计实验的方法有了直观的认识。

“我们还请来园丁师傅,告诉孩子们种植的时候有哪些需要注意的地方。”学校科创老师刘晨介绍,“只有亲身操作过、实践过,孩子们才能够真正发现问题、学会研究。”

学校希望,在项目化的科研课程中,学生们能够收获面向未来、解决问题的能力。在任何一个环境中,当学生有了一个主题、一个目标之后,都能围绕它提出自己的思考。

探索项目化学习更多可能

科创课程是福山正达学校结合项目化学习、跨学科跨领域教学理念,自主开发开设的一门特色课程。从学校开办至今,已经历经两年的探索和实践,从一门课程切入,带动全体师生的理念转变,从而实现学习方式的变革。

事实上,这是这群六年级孩子进行项目化学习的第二学期。本次项目化学习成果展将名称定为“现场”——设计一个可居住的空间站,正是对上学期的“在场”主题的一种衔接。

福山正达校长屠彩英介绍,上学期,以“全球变暖”为载体,通过细致的观察和比较,让学生意识到自己所处的这个世界与自己之间的关联。将教学的重点放在了“细致科学的观察”“根据逻辑提问”“分析研究脉络”和“利用不同的媒介进行创意表达”四个部分。

而这一次的“现场”则进一步强调让学生自己作为这个时代的一部分,去参与、去影响、去改变自己所处的世界。将教学重点集中在“科学实验方法”和“科学研究范式”上。

校长屠彩英介绍,学校还同步进行跨学科项目化、学科项目化的探索,将项目化的学习方法在更多学科教学中实践,让学生真正获得学习方式的转变,培养他们面向未来的素养。

浦东新区初中教育指导中心书记张立敏,上海民办教育协会秘书长金兵,浦东教育发展研究院原院长顾志跃,原上海师资培训中心副主任、项目化学习专家薄全锋,数学特级教师杨正家和福山正达总校长石惠新一起参观了孩子们的作品展。

观摩全程后,专家分别对本次项目化学习成果展示进行了回顾和点评。原上海师资培训中心副主任、项目化学习专家薄全锋表示,通过这个活动能够很好地激发学生对宇宙天体的好奇心、科学探究精神,培养了学生的思维能力、语言表达能力。同时,这种跨学科、项目化的课程,对于学校课程的顶层设计提出了更高的要求。

浦东教育发展研究院原院长顾志跃指出,项目化课程的设计要回到初衷,始终思考这样一个问题,即现在的学科教学变革中为什么要引进项目化学习。在学科教学中,一定量的项目化学习,可以在传授知识技能的同时,更好地培养学生的学习素养,让学生学会学习、自主学习。

上海民办教育协会秘书长金兵表示,福山正达学校在项目化课程方面已经有比较系统的探索,希望今后在不断深化学校课程的基础上,也能够引领带动更多的民办学校发展,促进学校内涵发展。

图片由学校提供

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