未来的“天宫X号”长什么样?这群孩子动手把它做了出来

作者:上海市宇航学会 原创作者:朱清 来源:转载自“第一教育”公众号 2019-11-09 13:19

日前,为期近5个月的中国梦•航天梦——“STEM+天宫X号”学生创新实践项目学习展评活动落下帷幕。

活动闭幕式在北京外国语大学附属上海田园高级中学举行。当天还开展了“4V现场挑战赛”、学生作品路演,闭幕式展演,颁奖典礼等活动。

 

自5月24日开幕以来,“STEM+天宫X号”活动得到了45所学校,81支队伍的积极响应。报名组队参与了组委会组织的“航天专家讲座”、“太空科普进校园工作坊”、“太空主题日”、“走进航天基地”、“作品在线展厅”、“作品现场交流和专家指导”等一系列活动。

在项目推进过程中,同学们积极探究,发挥创意,提出并解决了一个个难题,完成了自己心目中的天宫X号作品。最终44支队伍脱颖而出。

 

未来的“天宫X号”到底长什么样?

让我们一起来看看,孩子们的作品吧~

太空电梯、太空资源循环系统……展演作品脑洞大开

想要制作心目中的“天宫X号”,首先需要有一个好的创意。在闭幕式当天,记者看到了同学们“清奇”却饱含科学严谨性的脑洞。

1、太空电梯

 

电梯很常见,居民楼、商场、办公楼里随时能见到用到,但是你有想过在太空失重的环境里,也能有这样一台独特“太空电梯”吗?

闵行区鑫都小学金四叶航天队心目中的“天空X号”由“太阳能电站”和“空间保障基地”两大核心组成。其中在空间保障基地里,就有这样一台“太空电梯”。

“太空电梯”的设计者鲁陈诺告诉记者,“太空电梯”以位于赤道的大型海洋平台作为地面基站,可以帮助运输人员和货物,大大降低了空间的维护费用。还可以将组员林紫涵设计的太阳能电站里的能量运输到地球。

“有了‘太空电梯’,太空旅行也不再是梦想,不需要特别的培训,我们就可以到太空玩耍啦!”鲁陈诺在展演现场分享道。

最终,闵行区鑫都小学金四叶航天队的脑洞获得了航天专家的一致好评,授予他们“航天专家特别奖”。另外,闵行区鑫都小学其他4支小队也全都进入了决赛,学校最后也摘得了大满贯,获慧心巧思奖、工程设计奖、系统方案奖等奖项。

2、太空资源循环系统

地球的资源日益枯竭,环境也每况愈下。寻找地球以外的生存空间,成为了人类不得不思考的问题。宇宙空间看似可以成为人类未来生存空间的待选项,但是在此之前必须要先解决“水、空气和食物”的问题。

在展演现场,有两支队伍大开脑洞,通过在“天宫X号”上搭建资源循环体系,有效解决了解决了资源紧缺的问题。


 

浦东新区蒲公英幼儿园星际探险队的6名小队员心目中的“天宫X号”一共有7个舱室——生活舱、维修舱、实验舱、通信舱、娱乐舱、运动舱和返回舱,这些舱室不仅满足了宇航员日常生活、实验的需求,更是全面提升了宇航员的生活品质,是一个完整且有机的整体。

 陆一玮告诉记者,在生活舱的设计中, 他们想让排泄物顺着马桶的管道输送到实验舱,以便实验舱做“种子发芽”的实验。

 经过数次尝试,他们测试了利用高度差输送的可行性,也在老师和家长的指导下逐渐意识到了太空失重难以传输的问题,为下次航天作品的设计积累了宝贵的经验。

为了鼓励这小小身躯里无限大的梦想,并认可这些幼儿园大小的孩子能够通过实验来验证自己假设的科学精神,航天专家为蒲公英幼儿园星际探险队颁发了“航天专家特别奖”。

相对来说,上海市闵行区第三中学的大哥哥大姐姐带来的太空资源循环系统——“空间站智能生态实验室”(简称:生态屋)就更具科学严谨性啦。

陆宇涛介绍说:“生态屋的原理是运用植物通过光合作用,将人类呼出的二氧化碳(CO2)转化成人类赖以生存的氧气(O2),与此同时,人类的排泄物可以作为植物的养料。”

照着创意,团队成员用PC板、电子模块等材料搭建了配备二氧化碳输入管、高保温材料系统外壳、氧气输出管和立体种植架4个主要组件的“生态屋”,并采取了无土栽培、气雾培养等技术,创造了一个有利于植物生长的环境。

值得一提的是,据陆宇涛的介绍,生态屋里的光照、湿度、温度等传感器均可由手机终端所控制的,取代了传统的人工种植方式,解放了大量劳动力。

这个凝集了几代“闵三”学生创新与努力的作品,也得到了航天专家的认可,特授予“薪火相传奖”。

“STEM+课程”助力,将创意变为现实

有了创意还不够,口述不如模型来得更直观,想要更清晰地向大家传达自己心目中的“天宫X号”长什么样,需要把它做出来。这时,学校开设的“STEM+课程”就像及时雨,能够帮助孩子们把创意变为现实。

 

闵行区上虹中学“彩虹牛皮队”是第3个上台展演的队伍。他们的作品名为“天宫彩虹号”,空间站的舱室模型高度仿真了我国天宫目标飞行器,并在此基础上加以改造,不仅设计出了自己心目中的“天宫X号”,还具有很大的现实意义,说不定未来的“天宫X号”还真长这样。

“彩虹牛皮队”可谓是“细节控”,从大型舱体到喷气管、雷达、太阳翼、燃料罐这些小物件,一个都不拉,一一合理而有序地排布在舱体上。


 

为了使整体效果更为直观,“彩虹牛皮队”还打造了地球地球模型,并设计了一个齿轮传动机构,成功模拟了空间站在轨绕飞地球的过程。在展演现场,只见地球模型缓缓自转,人造卫星以一定速度围绕地球绕飞,这一创意和作品的做工得到了航天专家的高度赞赏。

闵行区上虹中学校长唐颖萍告诉记者,学校平日十分重视科技教育及相关课程建设,学校不仅是全国航天特色学校,也是上海市 DI 创新思维模范学校,并牵头“虹桥镇学区化“STEM+DI”镇本课程建设。

“我们打造了一系列STEM+航天和太空科技教育的课程,让孩子们在课桌上做卫星模型,在教室里玩飞控,在最酷、最尖端、最具挑战性的太空世界遨游。”校长唐颖萍说。


闭幕式展演当天,上海市师资培训中心附属闵行实验中学的“机器人皮影戏”也格外亮眼。

他们通过情景剧《我们的登月之旅》的导入,用机器人代替了皮影戏的幕后操作者,模拟了火箭发射—探月飞行器着陆舱成功着陆—在月球上升起五星红旗的全过程。

虽然整个机器人表演时间不长,但在这背后机器人制作、编程、调试难度非常大,凝结了师生很多心血。

这样科技实力的背后,是学校的STEM+课程的有力支撑。据悉,上海市师资培训中心附属闵行实验中学是闵行区最早开设机器人课程的学校之一,在机器人教育领域具有较高的知名度和影响力。2017年加入了闵行区STEM+课程试点,还是“闵行区艺术•科技教育特色学校”、“上海市国防教育示范校”、“闵行科技联盟基地校”。

最终,“机器人皮影戏”获评“航天专家特别奖”。现场,航天专家点评道:“这是现代技术与传统艺术的一次碰撞,也是学校对皮影这一非物质文化遗产创新的传承与发扬。”


 

闵行区申莘小学“对对对,你说的都对”小队为“天宫X号”设计的水循环系统也很巧妙,获得了慧心巧思奖。

团队组员黄熙宇告诉记者:“我们学校每周两次的STEM校本课程是我最喜欢的,对航天知识也有一定的知晓。”

校长杨军说:“通过STEM课程不仅培养学生团队合作的能力、独立思考的能力、还有遇到问题不懂不是直接去问,而是自己主动翻阅资料查到答案,然后通过所查到的资料自己动手实践验证。”

据悉,目前申莘的STEM课程有,二年级《航天忙什么》《宇宙大百科》,三年级《虫虫盒子》《搭建温室》《搭建科考站》,四年级《制作再生纸》《制作动力船》《月球探秘》。社团包括《航天航模社》《om》。

 

“中国梦•航天梦STEM+天宫X号”学生创新实践项目展评活动由由上海市教育学会、上海市宇航学会、上海教育报刊总社主办。当天的闭幕式上还颁发了“4V现场挑战”获奖名单,分别由闵行区鑫都小学星飞翔星空小队、华东理工大学附属小学花栗小队、上海市上虹中学彩虹牛皮队、上海培佳双语学校培佳初中队4所学校摘得。


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