六年级 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?
……
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。
六年级 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……
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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。
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六年级|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。
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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。
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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。”

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