Siswa sekolah menengah masuk ke kokpit simulasi kereta berkecepatan tinggi dengan sebuah proyek: Dari 1 hingga 1.1 juga memiliki nilai penelitian ilmiahnya
2024-08-17
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
Kereta berkecepatan tinggi Fuxing berangkat dari Stasiun Kereta Api Shanghai Hongqiao ke Stasiun Kereta Api Hangzhou Timur. Bagaimana mengatur kecepatan berkendara untuk meminimalkan konsumsi energi kereta berkecepatan tinggi? Di Laboratorium Operasi Cerdas Rail Transit dari Sekolah Transportasi Universitas Tongji, 10 siswa sekolah menengah tahun pertama duduk di kabin simulasi kereta berkecepatan tinggi dan berubah menjadi pengemudi kereta berkecepatan tinggi untuk "mengemudikan" kereta di Shanghai- Kereta api berkecepatan tinggi antar kota Hangzhou mencari cara untuk mengatasi masalah ini.
Menerapkan rumus fisika yang dipelajari di kelas sekolah menengah ke dalam situasi kehidupan nyata untuk memecahkan masalah praktis adalah tantangan pertama yang diberikan kepada siswa sekolah menengah ini oleh Stasiun Kerja Praktik Inovasi Sains Pemuda dari Sekolah Transportasi di Universitas Tongji.
Selama liburan musim panas, 10 siswa sekolah menengah tahun pertama ini harus menyelesaikan proyek penelitian tentang "Analisis Trade-off Peningkatan Kecepatan Kereta Api Berkecepatan Tinggi dan Pengurangan Konsumsi Energi" berdasarkan integrasi virtual dan nyata yang mendalam. Dari pembelajaran teoretis hingga eksperimen mengemudi simulasi virtual hingga eksperimen simulasi mengemudi praktis, hal ini mematahkan pemahaman bawaan siswa sekolah menengah tentang penyelidikan ilmiah: "Ternyata penelitian ilmiah tidak hanya tentang mengeksplorasi terobosan besar dari 0 hingga 1. Jika kita dapat membandingkannya melalui simulasi, Eksperimen ini memberikan referensi data untuk mengurangi konsumsi energi kereta api berkecepatan tinggi dan meningkatkan kemudahan dan kenyamanan perjalanan penumpang, dari 1 menjadi 1.1, yang juga berharga.”
Menemukan arti rumus matematika dan fisika dalam kehidupan
"Gaya apa yang diberikan pada kereta berkecepatan tinggi yang melaju? Gaya manakah yang mengerjakannya?" Di kelas pertama proyek penelitian, Wang Fangsheng, peneliti rekanan di Sekolah Transportasi di Universitas Tongji, memimpin dalam mengajukan pertanyaan mekanis. Analisis gaya dan analisis usaha adalah jenis pertanyaan umum di kelas fisika sekolah menengah. "Apakah gaya-gaya ini selalu melakukan usaha, seperti gravitasi dan traksi?" "Apakah gaya-gaya ini konstan, seperti hambatan udara dan gesekan?" Melihat kabin simulasi rel kecepatan tinggi di depannya, beberapa siswa sekolah menengah ragu-ragu: " Pengetahuan ini telah dipelajari dalam fisika, geografi, dan kelas-kelas lain di sekolah menengah, tapi mengapa menjadi rumit untuk diterapkan dalam kehidupan nyata?”
Pertanyaan kecil tentang melempar batu bata dan ubin adalah "motif tersembunyi" Wang Fangsheng. "Ini untuk mengingatkan siswa bahwa sebagian besar pengetahuan di kelas sebenarnya merupakan dasar untuk memecahkan masalah praktis, dan juga merupakan titik awal untuk penelitian ilmiah." eksplorasi dan inovasi. Prinsip-prinsip ilmiah yang dipelajari di ruang kelas sekolah menengah, logika matematika dan metode berpikir adalah alat utama untuk memecahkan masalah praktis."
Wang Zihan, siswa baru di Sekolah Menengah Xuhui, selalu memiliki minat yang kuat pada bidang teknik dan mengambil kursus yang berkaitan dengan simulasi transportasi mengemudi di sekolah menengah. Namun, kelas praktik pertamanya agak "tidak sempurna". Dia mencatat langkah-langkah untuk memulai simulasi mengemudi yang dijelaskan oleh guru Wang Fangsheng kata demi kata. Namun, ketika dia duduk di depan kursi pengemudi dan mengikuti langkah demi langkah, "kereta" tersebut tidak bergerak. “Ternyata skenarionya berbeda, dan pengemudi perlu menyesuaikan rencana awal sesuai dengan situasi sebenarnya.” Hal ini memberi pelajaran kepada Wang Zihan. Latihannya jauh lebih rumit daripada teori di buku rumus matematika dan fisika yang relevan, ia juga harus menggabungkan Mengembangkan solusi yang ditargetkan dalam lingkungan aktual yang kompleks dan selalu berubah.
Perubahan kecil yang membuat hidup lebih baik juga merupakan nilai dari penelitian ilmiah
Ketika para siswa SMA ini pertama kali masuk laboratorium untuk melakukan penelitian ilmiah, mereka biasanya sedikit takut akan kesulitan, namun seiring berjalannya penelitian, seringkali mereka menemukan semangat untuk terus memajukan penelitian dari pertanyaan-pertanyaan yang telah mereka hasilkan.
Zhou Zeru menganggapnya sangat menarik ketika mengoperasikan sistem penggerak simulasi rel kecepatan tinggi, tetapi ketika dia berpikir untuk menulis laporan proyek, dia merasa sedikit tidak percaya diri dan bertanya-tanya apakah penelitian proyeknya dapat menghasilkan hasil yang "mengejutkan". Namun seiring berjalannya penelitian, Zhou Zeru terus memiliki ide-ide fantastis: "Batas kecepatan kereta api berkecepatan tinggi saat ini adalah 350 kilometer per jam. Jika batas kecepatan kereta diubah menjadi 250 kilometer per jam, akan berdampak tentang waktu berjalan dan semua aspek kereta api berkecepatan tinggi. Apa dampaknya terhadap konsumsi energi? "Selama mereka memiliki ide-ide baru, Guru Wang Fangsheng mendorong siswa untuk dengan berani berlatih dan mendemonstrasikannya dalam simulasi mengemudi kereta berkecepatan tinggi eksperimen.
“Penelitian kami tentang topik ini tidak dapat mempercepat kecepatan pengoperasian kereta api kecepatan tinggi atau secara signifikan memperbaiki situasi pengoperasian kereta api kecepatan tinggi saat ini. Apa pentingnya penelitian ilmiah?” direktur eksekutif Laboratorium Kunci Rekayasa Jalan dan Lalu Lintas Kementerian Pendidikan di Universitas Tongji Profesor Hong Ling, wakil direktur dan wakil direktur eksekutif Pusat Demonstrasi Pengajaran Eksperimental Shanghai untuk Teknik Transportasi, mengatakan dengan blak-blakan bahwa penelitian ilmiah tidak hanya mencakup terobosan teoritis besar dari 0 hingga 1, tetapi juga upaya yang solid untuk memenuhi kebutuhan praktik teknik dan menggunakan kesimpulan eksperimental untuk memberikan referensi bagi departemen terkait. Eksplorasi praktis, inilah nilai-nilai yang terus dieksplorasi oleh para peneliti ilmiah.
Penelitian proyek memberikan siswa sekolah menengah pelajaran pengalaman hidup
Mengandalkan sumber daya pengajaran dan penelitian ilmiah dari disiplin teknik transportasi kelas satu, Stasiun Kerja Praktik Teknik Transportasi Universitas Tongji telah menawarkan kursus praktik teknik inovatif kepada siswa sekolah menengah selama enam tahun berturut-turut mempopulerkan" model inovasi kolaboratif untuk melatih siswa belajar dari isu-isu ilmiah. Tertarik pada penelitian ilmiah.
Wang Zihan ingin mempelajari dampak faktor cuaca terhadap kecepatan dan konsumsi energi kereta api berkecepatan tinggi. Dia menemukan bahwa, tidak seperti data eksperimen ideal di buku teks, dalam kehidupan nyata, kereta berkecepatan tinggi sering kali dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti cuaca, medan, dan bahkan area mengemudi kehidupan nyata. Penelitian tidak semudah itu. "Saya mengontrol variabel sebanyak mungkin, tetapi situasi tak terduga selalu terjadi selama setiap percobaan, dan data yang diukur bervariasi setiap saat. Saya hampir pingsan setelah beberapa percobaan pertama." dengan menghadapi kesalahan pada beberapa faktor eksperimen, eksperimen dapat dilanjutkan.
“Agar siswa SMA dapat mengikuti praktik proyek, kita tidak hanya harus menyampaikan konsep ilmiah yang paling maju, tetapi yang lebih penting, menyampaikan cara berpikir tentang penelitian ilmiah. Untuk mendalami topik berdasarkan kehidupan nyata, kita tidak hanya harus menguasai teori buku. , tetapi juga melengkapi pengalaman hidup. Satu pelajaran.” Kemajuan siswa memungkinkan Hong Ling melihat pentingnya jalur implementasi inovasi kolaboratif “penelitian ilmiah-mempopulerkan sains” dari proyek penelitian ilmiah hingga topik penelitian inovatif untuk siswa sekolah menengah.
Penulis: Zhang Peng
Teks: Zhang Peng Gambar: Zhang Peng Editor: Zhang Feiya Editor: Fan Liping
Harap sebutkan sumbernya saat mencetak ulang artikel ini.
