Des lycéens sont entrés dans le cockpit de simulation ferroviaire à grande vitesse avec un projet : de 1 à 1.1 a aussi sa valeur pour la recherche scientifique
2024-08-17
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
Un train à grande vitesse Fuxing relie la gare de Shanghai Hongqiao à la gare de Hangzhou Est. Comment organiser la vitesse de conduite pour minimiser la consommation d'énergie du train à grande vitesse ? Dans le laboratoire d'exploitation intelligente du transport ferroviaire de l'école des transports de l'université de Tongji, 10 étudiants de première année du secondaire se sont assis dans une cabine de simulation ferroviaire à grande vitesse et se sont transformés en conducteurs de train à grande vitesse pour « conduire » le train sur la ligne de Shanghai. Train à grande vitesse interurbain de Hangzhou pour explorer comment résoudre ce problème.
Appliquer les formules physiques apprises dans les classes de collège à des situations réelles pour résoudre des problèmes pratiques est le premier défi lancé à ces lycéens par le poste de travail de pratique d'innovation scientifique pour les jeunes de l'école des transports de l'université de Tongji.
Pendant les vacances d'été, ces 10 lycéens de première année ont dû réaliser un projet de recherche sur « l'analyse des compromis entre l'augmentation de la vitesse des chemins de fer à grande vitesse et la réduction de la consommation d'énergie » basé sur une intégration virtuelle et réelle immersive. De l'apprentissage théorique aux expériences de simulation de conduite virtuelle en passant par les expériences pratiques de simulation de conduite, cela brise la compréhension inhérente de la recherche scientifique des lycéens : « Il s'avère que la recherche scientifique ne consiste pas uniquement à explorer des avancées majeures de 0 à 1. Si nous pouvons comparer à travers simulations, l'expérience fournit une référence de données pour réduire la consommation d'énergie des trains à grande vitesse et améliorer la commodité et le confort des passagers, de 1 à 1,1, ce qui est également précieux.
Trouver le sens des formules mathématiques et physiques dans la vie
"Quelles forces sont exercées sur le train à grande vitesse ? Quelles forces y travaillent ?" Dans la première classe du projet de recherche, Wang Fangsheng, chercheur associé à l'École des transports de l'Université de Tongji, a pris la tête du projet. soulevant une question mécanique. L'analyse de la force et l'analyse du travail sont des types de questions courants dans les cours de physique au collège. " Ces forces font-elles toujours un travail, comme la gravité et la traction ? " " Ces forces sont-elles constantes, comme la résistance de l'air et le frottement ? " En regardant la cabine de simulation ferroviaire à grande vitesse devant eux, plusieurs lycéens ont hésité : " Ces connaissances ont été apprises dans les cours de physique, de géographie et dans d'autres cours de collèges, mais pourquoi deviennent-elles compliquées à appliquer dans la vraie vie ?
La petite question qui soulève le sujet est la « arrière-pensée » de Wang Fangsheng : « Il s'agit de rappeler aux étudiants qu'une grande partie des connaissances acquises en classe est en fait la base pour résoudre des problèmes pratiques, et c'est également le point de départ de la recherche scientifique. exploration et innovation. Les principes scientifiques appris dans les classes du collège, la logique mathématique et les méthodes de réflexion sont des outils clés pour résoudre des problèmes pratiques.
Wang Zihan, étudiante en première année au collège Xuhui, a toujours eu un fort intérêt pour l'ingénierie et a suivi des cours liés à la simulation de conduite au lycée. Cependant, son premier cours pratique était quelque peu « imparfait ». Elle a enregistré mot pour mot les étapes pour démarrer la conduite simulée expliquées par le professeur Wang Fangsheng. Cependant, lorsqu'elle s'est assise devant le siège du conducteur et a suivi les étapes étape par étape, le « train » n'a pas bougé. "Il s'avère que les scénarios sont différents et que le conducteur doit ajuster le plan de départ en fonction de la situation réelle." Cela a donné une leçon à Wang Zihan. La pratique est bien plus compliquée que la théorie du livre. formules mathématiques et physiques pertinentes, il doit également combiner Développer des solutions ciblées dans des environnements réels complexes et en constante évolution.
Les petits changements qui rendent la vie meilleure sont aussi la valeur de la recherche scientifique
Lorsque ces lycéens entrent pour la première fois au laboratoire pour mener des recherches scientifiques, ils ont généralement un peu peur des difficultés. Cependant, au fur et à mesure que la recherche progresse, ils trouvent souvent l'enthousiasme pour continuer à faire avancer la recherche à partir des questions qu'ils ont générées.
Zhou Zeru a trouvé cela très intéressant lors de l'utilisation du système de conduite simulée sur train à grande vitesse, mais lorsqu'il a pensé à rédiger un rapport de projet, il s'est senti un peu sceptique et s'est demandé si ses recherches sur le projet pourraient produire des résultats « bouleversants ». Cependant, au fur et à mesure que les recherches progressaient, Zhou Zeru a continué à avoir des idées fantastiques : « La limite de vitesse actuelle des trains à grande vitesse est de 350 kilomètres par heure. Si la limite de vitesse des trains est modifiée à 250 kilomètres par heure, cela aura un impact. sur le temps de circulation et tous les aspects des trains à grande vitesse. Quel impact cela aura-t-il sur la consommation d'énergie ? « Tant qu'ils ont de nouvelles idées, le professeur Wang Fangsheng encourage les élèves à les pratiquer courageusement et à les démontrer dans une conduite simulée sur train à grande vitesse ? expériences.
"Nos recherches sur ces sujets ne peuvent ni accélérer la vitesse de l'exploitation ferroviaire à grande vitesse ni améliorer de manière significative la situation actuelle de l'exploitation ferroviaire à grande vitesse. Quelle est l'importance de la recherche scientifique face aux doutes des lycéens?" directeur exécutif du Laboratoire clé d'ingénierie routière et de circulation du ministère de l'Éducation à l'Université de Tongji. Le professeur Hong Ling, directeur adjoint et directeur adjoint exécutif du Centre de démonstration d'enseignement expérimental de Shanghai pour l'ingénierie des transports, a déclaré sans ambages que la recherche scientifique ne comprend pas seulement des avancées théoriques majeures. de 0 à 1, mais aussi de solides efforts pour répondre aux besoins de la pratique de l'ingénierie et utiliser les conclusions expérimentales comme référence pour les départements concernés. Exploration pratique, telles sont les valeurs que les chercheurs scientifiques continuent d'explorer.
La recherche du projet offre aux lycéens une leçon d’expérience de vie
S'appuyant sur les ressources d'enseignement et de recherche scientifique de la discipline de premier ordre de l'ingénierie des transports, le poste de travail de pratique de l'ingénierie des transports de l'Université de Tongji propose depuis six années consécutives des cours de pratique de l'ingénierie innovants aux étudiants du secondaire, explorant dans un premier temps la « vulgarisation de la recherche scientifique ». modèle d'innovation collaborative et cultiver les étudiants à apprendre des questions scientifiques intéressés par la recherche scientifique.
Wang Zihan souhaite étudier l'impact des facteurs météorologiques sur la vitesse et la consommation d'énergie des trains à grande vitesse. Elle a découvert que, contrairement aux données expérimentales idéales contenues dans les manuels scolaires, dans la vie réelle, les trains à grande vitesse sont souvent affectés par divers facteurs tels que la météo, le terrain et même les zones de circulation. Elle souhaitait créer un ensemble de données pouvant être appliquées. la vraie vie. La recherche n’est pas si simple. "J'ai contrôlé les variables autant que possible, mais des situations inattendues se produisaient toujours au cours de chaque expérience, et les données mesurées variaient à chaque fois. J'ai failli m'effondrer après les premières expériences. Cependant, au fur et à mesure que la recherche progressait, elle a découvert que seulement." en faisant face aux erreurs de certains facteurs expérimentaux, l'expérience pourrait continuer.
"Pour que les lycéens participent à la pratique du projet, il est non seulement nécessaire de transmettre les concepts scientifiques les plus avancés, mais surtout de transmettre une manière de penser la recherche scientifique. Explorer des sujets basés sur la vie réelle, ce n'est pas seulement nécessaire pour maîtriser la théorie du livre, mais aussi pour compléter l'expérience de vie. Une leçon Les progrès des étudiants ont permis à Hong Ling de voir l'importance du chemin de mise en œuvre de l'innovation collaborative « recherche scientifique-vulgarisation scientifique », des projets de recherche scientifique aux sujets de recherche innovants pour des collégiens.
Auteur : Zhang Peng
Texte : Zhang Peng Photo : Zhang Peng Editeur : Zhang Feiya Editeur : Fan Liping
Veuillez indiquer la source lors de la réimpression de cet article.
