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博萃德首个探究周活动:和我们一起创造“火星移居城市”

2024-01-11

2018年,一架由学生自制的轻型飞机成功驶向蓝天,从图纸到现实,她们花费18个月时间。2022年,第二架飞机也顺利试飞,自制赛车项目也正进行中。


这些是英国博耐顿学校学生们亲手绘制的蓝图并创造的“奇迹”,作为博耐顿每年开展的大型STEAM实践项目“基石项目”之一,学生们有宝贵的机会在真实世界场景下,施展自己的科创才能、跨学科能力、解决问题的思辨和实践能力。


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博萃德作为一所面向未来的学校,将延续博耐顿的创新基因,每年展开“探究周”活动。今年,我校首个“探究周”活动就以“火星移居城市”为主题,充分挖掘这一主题下的丰富内涵和广阔的想象空间,组织学生分组以不同形式开展科学主题探究和项目式学习活动。


经过为期一周的学习,学生最终将以公开作品展示、项目成果讲解与竞技比赛等形式,呈现他们在解构这一宏大主题时的独特视角、启发与收获。



在探究周正式开启之前,中国科学院国家天文台研究院、行星科学专家“火星叔叔”郑永春博士来到博萃德学校为学生科普关于火星的背景知识。


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由此一个充满趣味性、互动性和知识性的“跨学科盛宴”便拉开序幕——

 

无人机勇闯迷宫、火星探测车探测、“火星前哨战”抗震防风测试、探讨在火星建立可持续发展的社会结构……博萃德学子为我们展示了他们对于“火星移居城市”的美好畅想,和蕴藏在他们集体创作的作品背后的无限可能。


探索火星:“未来探险家”迸发无限想象


一年级的学生们通过音乐、艺术和科学知识初探了宇宙的奥秘和火星的奇迹。


他们认识了恒星和八大行星特征,自制“星球衣”同台演绎《行星歌》;了解了太阳系的运动规律,自己动手制作太阳系轨道模型。在小组讨论中,他们积极思考“为什么可以移民到火星” “人类如何在火星上生存”等问题,发挥无限想象力,用超轻粘土、卡纸、吸管和牙签等材料和小伙伴一起建造自己理想的火星居住地。


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各式各样的“居住地蓝图”充分展示了学生们对火星繁荣未来的好奇心和遐想,也激发他们成为新一代的“小探险家”。


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火星地貌研究:收获知识,体验满满“科技感”


原来火星上有比“珠穆朗玛峰”高出两倍的山峰!G2、G3年级的同学观察了来自海盗1号着陆器传回的火星表面图像,通过海报、科幻画、迷你书以及黏土手工等多种形式呈现火星有别于地球和其他行星的地貌特点。


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除此,探究项目借助多种科技设备丰富学生体验,寓教于乐,让学生在学习知识的同时拓宽他们对于科学技术的认知。


他们在STEAM教师的指导下,学习操控无人机,挑战丰富的虚拟编程游戏关卡,使用3D Digital Designer软件,结合真实的火星生存环境搭建可持续发展的人类居住地模型。许多第一次使用3D Digital Designer软件的同学,立刻对3D建模产生了极大兴趣,甚至启发了他们想成为一名建筑设计师的梦想。


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“火星基地”:团队协作下的巧思雕琢


G4和G5年级同学通过观看《火星救援》的电影和阅读相关材料,了解到有关火星的背景知识和在火星上建立基地的挑战。在多学科老师共同设计的“火星移民桌游”中,他们学习到设计火星基地这样复杂的系统需要考虑哪些因素,而后调动物理、工程学、生物学、心理学等多学科知识,完成火星基地原型设计,并在模拟的火星自然灾害场景下进行测试,完成优化迭代。


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老师们惊喜地发现,小组各成员分工有序、合作紧密,有的负责设计极具科技感的火星基地外观,有的负责各个板块下的功能运作,有的负责测试优化以验证模型的有效性。他们互相帮助、分享知识和技能,最终完成了一个个经过巧思雕琢的“火星基地”。


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“火星社会”:人类跨星球生存的希望,见证学生跨学科、创造力爆发


一个适宜人类生活的火星社区是什么样的?


G6年级的同学六人一组组成各个“火星殖民地议会”,分别承担火星移民基地的城市规划师、首席科学家、后勤总指挥、议会主席、人类遗产守护者和机器人协调官等角色。他们要各自发挥特长,多角度探究了解人类在火星上生存要面对的挑战,积极寻找解决方案,规划建设火星移居城市项目,最终通过模型和展板阐述设计理念和细节。


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在模型创建的过程,他们不仅巧妙利用了乐高积木,还创造性地使用了吸管、橡皮泥、冰棒棍、锡纸等材料,极大拓展了火星殖民地形态的可能性。另外,“议会成员们”不仅要思考火星殖民地的供给设施,能源的转化和分配,星际运输等与生存相关的问题,还要对政府结构、法律规范和文化传承做出决策,从而让人类文明得到更好的发展和延续。


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为了实现这一目标,他们对现存的各种政治体制开展了深入探索,还在与本学期在道德与法治中所学习的中国宪法与国家机构进行整合对比的基础上,设计出火星殖民地的政府结构及各殖民地的宪法,他们进一步探究世界各大博物馆馆藏,思考人类文明在宇宙中的延续方式。


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这些作品让我们瞬间代入移民火星的生活景象,也不禁让我们钦佩学生对跨学科知识的整合运用能力和丰富的想象力。


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“星际穿越”:思想和科技带我们突破边界、穿梭星际


来自G7、G8的高年级同学,体现了对“火星移居城市”更深度的思考和更高要求的动手能力。


他们广泛涉猎有关星际旅行和火星移民的相关背景知识,就“移民火星是大胆的飞跃还是徒劳的努力”和“太空旅游对地球环境是利大于弊,还是弊大于利”展开了主题辩论,他们任由思想天马行空,同时也收集信息支撑所持观点,在辩场上展现出进阶的思辨力和表达力。


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另一方面,在老师的带领下,学生以各“书院”为小组,调研坚毅号火星车和配备的无人直升机所面临的挑战,借助Vex虚拟平台学习编程控制机器人,完成在虚拟外星空间的生存挑战;在熟悉无人机操控及编程的基础上,参与无人竞速赛,无人机障碍得分赛,无人机迷宫赛的挑战;从零开始搭建Vex V5为核心的爪式机器人,完成机器人搬运赛挑战。对数据科学感兴趣的学生,还利用在信息科技课掌握的在线数据分析工具,对坚毅号火星车获取的火星天气数据等与火星和地球相关的开放数据进行可视化处理。


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校外研学:让学习不囿于课堂,一起走进真实世界


博萃德“课堂与真实世界相结合”的教育实践也再次体现在本次探究周活动中。老师带领全校学生走出课堂,将主题活动延展到校外,展开一场丰富的研学之旅。


小学部学生探访广东科学中心,走近机器人和新能源电车,体验在月球上的失重感,在离心旋转椅上感受离心力和加速度……众多科普体验和互动实践让同学们拓展了对本次探究主题紧密相关的基础学科、应用科学相关知识的认知,激发他们探究科学奥秘和思考工程解决方案的热情和动力。


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中学部同学聚焦于探索现代医疗体系。在出发校外研学前,广州富力医院血液肿瘤科陈涛医生和麻醉科阿丽娜·阿尤甫医生受邀来到博萃德,与初中部同学交流了个人成长故事和职业选择心得,让同学们对于“医生”这个神圣的职业有更深入了解。


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而后他们前往医院实地观察医务工作者工作环境,深入了解如何从建筑立面设计、内部结构设计,工程设计和流程设计等方面实现并保障人文关怀、无障碍设计和无菌化处理,由此获得启发与灵感,设计出与火星移民项目相适应的医疗系统。


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经过一周高密度的探究学习,博萃德学子在最后的作品展示环节里都表现出了跨学科知识整合与运用能力、独特的创造力,小组分工配合的团队协作力,以及对于移居火星的大胆设想和美好憧憬。各个小组分别荣获“最佳团体合作奖”、“最佳团体创意奖”、“最佳团体适应力奖”、“最佳团体凝聚团队奖”等,同学们也为各自所在的书院赢得了积分。首个探究周在同学们满满收获中收官落幕。


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探究周活动秉承英国博耐顿学校探究周的“CREATE”评价体系,小学阶段主要关注提升学生的协作和沟通能力,初中阶段主要关注提升学生的分析思维和解决问题能力。

 

博萃德首次探究周里,不同学科老师在“火星移居城市”的主题和“人类是否能在火星生存”这一驱动性问题的指引下,结合不同学龄段学生的认知水平设计满足提升学生综合素养的项目式学习课程,让学生们可以突破传统教室的局限,在校内外不同的学习场中探索和实践,逐步从“教师为主导的课堂”向“学生自主探究和学习为主,教师指导为辅的课堂过渡”。在激发学生学习兴趣和内驱力的基础上,实现跨学科知识的融会贯通,即所谓真正意义上的理解。

 

今年四月,新一轮探究周会是什么主题?学生又会又哪些精彩表现?让我们共同期待吧!