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位置 > 首页 > 学校新闻 > PBL营地 | 亲手制作发射火箭,将项目式学习进行到底!

PBL营地 | 亲手制作发射火箭,将项目式学习进行到底!

发布时间:2019-12-28 | 浏览次数:

提到火箭,你或许也会记忆起这样一个场景:当指挥室里传出“5、4、3、2、1,发射”的指令,火箭的轰鸣声携带着尾部的火光飞上太空时。可以说,人类所有惊心动魄的对于太空的探索,都与火箭息息相关!而孩子们对于火箭的向往,仿佛是与生俱来的。


  

2019年12月23日至28日,北京海淀凯文学校举行以火箭发射为主题的PBL(Project-Based Learning,项目式学习)营地。在此次营地中,海淀凯文学子了解工程师为何会建造火箭以惠及地球上的生命,并学习运动、火箭及火箭发射的相关知识。


  

营地授课老师Tiffany Estevez来自美国知名PBL学校High Tech High School,她严格按照美国科学课标、美国数学与语言课标设计火箭发射项目,以项目式学习的方式,让学生对真实问题进行探究,以合作的方式收集信息,藉由讨论寻找答案,最终通过公众演讲展示所学知识。


  

相比于传统学习路径的“授人以鱼”,以学习者为中心的项目式学习则是“鱼渔兼备”。据英国教育实践与研究中心的研究表明,参加过项目式学习的学生学习成绩提高迅速,不仅提升如自我驱动与反思能力、创新与发明等21世纪技能,也有益于申请世界知名高校,获得优先录取的机会。


  

通过一系列的实操项目,同学们掌握牛顿三定律、化学燃烧与爆炸、空气动力学尝试,锻炼批判性思维、创新与写作、反思与调整,掌握科学报告撰写要素、公众演讲技巧以及跨学科知识迁移能力,树立面对未知而用于进行挑战的信心。

  

驱动问题:火箭是如何发射的?

  

在课程开始时,老师向学生提出一个驱动问题:火箭是如何发射的?海淀凯文学子根据这个问题,展开想象,畅所欲言,大胆假设。


  

以构思、原型设计和测试为核心,同学们潜心研究火箭发射器。“合作”在这个过程中充分展现:有的同学熟悉空气动力学知识,有的同学掌握动能知识,还有的同学擅长设计。


  

他们从独自工作转向团队合作,重点关注如何设计火箭箭体、箭翼以及可以降低阻力并增加稳定性的整流罩,体验初级工程师的责任感。


  

制作火箭,展开研究

  

在学习牛顿三定律后,同学们便开始了探究的过程。在这一环节,海淀凯文学子在真实的情境中,对问题展开研究。因此,同学们讨论设计制作吸管动力纸火箭,在动手的过程中,探究火箭的发射过程。


  

通过使用纸板与硬币,同学们理解牛顿第一定律中运动与静止的关系,并进而了解物体是如何保持其位置的。对于项目中最重要的牛顿第三定律,同学们是通过吸管动力纸火箭学习到的。


  

学生积累实验数据,进而分析哪种设计可以保持稳定性与射程之间的最佳平衡。大家还通过网络平台组织了一场在线知识竞赛,将所学到的物理学知识以选择题的方式进行深化。

  

团队协作,探究更深层次的问题

  

在了解火箭的发射原理后,海淀凯文学子探究更深层次的问题:火箭是如何按照既定轨道发射的?在这一环节,同学们共同模拟火箭以既定轨道发射的过程,不断调整制作火箭的实体情况。


  

同学们接触了如推进力、阻力、升力、稳定性等火箭发射的新概念,并通过用硬纸板测量制作两个二维火箭模型,练习寻找重力中心与升力中心。这个小实验有一些难度,但却让同学们有机会将所获取的知识与经验应用到之后制作的水火箭中。


  

不断反思:过程比结果更重要

  

在继续完成火箭箭体设计的同时,同学们也完成了发射架上的关键结构的设计与制作。为了达成“成功发射火箭”的终极目标,海淀凯文学子灵活应对各种情况,并随时调整以解决实践中所出现的各种意外。


  

“通过测量发射前后水的速度、质量,火箭的速度、质量,可以来验证动量定理。”在展示环节中,同学们总结与反思所学,分享学习心得,并将成果制作成海报。“水火箭是用矿泉水瓶等废物制作的,通过不断往瓶子里面打气,增加瓶内压力,从而为火箭提供了上升的动力。”


  

发射火箭时,每名学生都屏住呼吸,希望火箭一飞冲天。无论发射结果的成败,老师都引导学生对整个项目进行反思,让学生理解过程比结果更重要。


  

“这样的项目式学习使孩子们脑洞打开,真正领悟知识背后的奥秘。”旁观火箭发射的家长们感慨道,“抽象的知识‘活’了起来,孩子们利用知识解决问题的过程,也全面提升了综合能力。”


  

北京海淀凯文学校的项目式学习已成为学生充分展示自我、发现自我的舞台,海淀凯文学子在动手实践、亲身参与中培养科学素养、提升核心素养,从而为终身发展奠定基础。

  

将来,学校项目式学习的内容与开展形式将更多样化,体现理论与实践的结合;项目式学习也将成为常态,成为课程实施的基本体现方式,并成为教师教学的常规方式。

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