Gli studenti delle scuole superiori sono entrati nella cabina di pilotaggio della simulazione ferroviaria ad alta velocità con un progetto: da 1 a 1.1 ha anche il suo valore di ricerca scientifica
2024-08-17
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
Un treno ad alta velocità Fuxing va dalla stazione ferroviaria di Shanghai Hongqiao alla stazione ferroviaria di Hangzhou Est. Come organizzare la velocità di guida per ridurre al minimo il consumo di energia del treno ad alta velocità? Nel Laboratorio di Operazione Intelligente del Transito Ferroviario della Scuola dei Trasporti dell'Università di Tongji, 10 studenti del primo anno delle scuole superiori si sono seduti in una cabina di simulazione ferroviaria ad alta velocità e si sono trasformati in macchinisti ad alta velocità per "guidare" il treno sulla Shanghai- Ferrovia interurbana ad alta velocità di Hangzhou per esplorare come risolvere questo problema.
Applicare le formule fisiche apprese nelle classi delle scuole medie a situazioni di vita reale per risolvere problemi pratici è la prima sfida lanciata a questi studenti delle scuole superiori dalla Youth Science Innovation Practice Workstation della School of Transportation dell'Università di Tongji.
Durante le vacanze estive, questi 10 studenti del primo anno delle scuole superiori hanno dovuto completare un progetto di ricerca su "Analisi del compromesso tra aumento della velocità della ferrovia ad alta velocità e riduzione del consumo di energia" basato sull'integrazione immersiva virtuale e reale. Dall'apprendimento teorico agli esperimenti di simulazione di guida virtuale fino agli esperimenti pratici di simulazione di guida, questo rompe la comprensione intrinseca dell'indagine scientifica da parte degli studenti delle scuole superiori: "Si scopre che la ricerca scientifica non consiste solo nell'esplorare importanti scoperte da 0 a 1. Se possiamo confrontare attraverso simulazioni, l’esperimento fornisce dati di riferimento per ridurre il consumo energetico dei treni ad alta velocità e migliorare la comodità e il comfort del viaggio dei passeggeri, da 1 a 1,1, il che è anch’esso prezioso”.
Trova il significato delle formule matematiche e fisiche nella vita
"Quali forze vengono esercitate sul treno ad alta velocità in corsa? Quali forze agiscono su di esso?" Nella prima lezione del progetto di ricerca, Wang Fangsheng, ricercatore associato presso la Scuola dei trasporti dell'Università di Tongji, ha preso l'iniziativa. sollevando una questione meccanica. L'analisi della forza e l'analisi del lavoro sono tipi di domande comuni nelle lezioni di fisica delle scuole medie. "Queste forze, come la gravità e la trazione, fanno sempre lavoro?" "Queste forze, come la resistenza dell'aria e l'attrito, sono costanti?" Guardando la cabina di simulazione ferroviaria ad alta velocità di fronte a loro, diversi studenti delle scuole superiori hanno esitato: " Questa conoscenza è stata appresa in fisica, geografia e in altre lezioni delle scuole medie, ma perché diventa complicata da applicare nella vita reale?"
La piccola domanda che fa emergere l'argomento è il "secondo motivo" di Wang Fangsheng: "Questo serve a ricordare agli studenti che gran parte della conoscenza in classe è in realtà la base per risolvere problemi pratici, ed è anche il punto di partenza per la ricerca scientifica, esplorazione e innovazione. I principi scientifici appresi nelle aule delle scuole medie, la logica matematica e i metodi di pensiero sono strumenti chiave per risolvere problemi pratici."
Wang Zihan, una studentessa del primo anno della Xuhui Middle School, ha sempre avuto un forte interesse per l'ingegneria e ha seguito corsi relativi alla simulazione di trasporto e guida al liceo. Tuttavia, la sua prima lezione pratica era alquanto "imperfetta". Ha registrato i passaggi per iniziare la guida simulata spiegati parola per parola dall'insegnante Wang Fangsheng Tuttavia, quando si è seduta davanti al sedile del conducente e ha seguito i passaggi passo dopo passo, il "treno" non si è mosso. "Si scopre che gli scenari sono diversi e l'autista deve adattare il piano di partenza in base alla situazione reale." Questo ha insegnato a Wang Zihan una lezione che è molto più complicata della teoria nel libro formule matematiche e fisiche rilevanti, deve anche combinare Sviluppare soluzioni mirate in ambienti reali complessi e in continua evoluzione.
Piccoli cambiamenti che rendono la vita migliore rappresentano anche il valore della ricerca scientifica
Quando questi studenti delle scuole superiori entrano per la prima volta nel laboratorio per condurre una ricerca scientifica, di solito hanno un po' di paura delle difficoltà. Tuttavia, man mano che la ricerca procede, spesso trovano l'entusiasmo per continuare a portare avanti la ricerca partendo dalle domande che hanno generato.
Zhou Zeru ha trovato molto interessante utilizzare il sistema di guida simulata su rotaia ad alta velocità, ma quando ha pensato di scrivere un rapporto di progetto, si è sentito un po' insicuro e si è chiesto se la sua ricerca sul progetto avrebbe potuto produrre risultati "sconcertanti". Tuttavia, con il progredire della ricerca, Zhou Zeru ha continuato ad avere idee fantastiche: "L'attuale limite di velocità dei treni ferroviari ad alta velocità è di 350 chilometri all'ora. Se il limite di velocità del treno viene modificato a 250 chilometri all'ora, ciò avrà un impatto sul tempo di percorrenza e su tutti gli aspetti dei treni ad alta velocità. Quale impatto avrà sul consumo energetico? "Finché hanno nuove idee, l'insegnante Wang Fangsheng incoraggia gli studenti a esercitarsi coraggiosamente e a dimostrarle nella guida simulata su treni ad alta velocità? esperimenti.
"La nostra ricerca su questi argomenti non può né accelerare la velocità delle operazioni ferroviarie ad alta velocità né migliorare significativamente la situazione attuale delle operazioni ferroviarie ad alta velocità. Qual è il significato della ricerca scientifica Di fronte ai dubbi degli studenti delle scuole superiori, il direttore esecutivo del Laboratorio chiave di ingegneria stradale e del traffico del Ministero dell'Istruzione presso l'Università di Tongji, il professor Hong Ling, vicedirettore e vicedirettore esecutivo del Centro dimostrativo sperimentale di insegnamento per l'ingegneria dei trasporti di Shanghai, ha affermato senza mezzi termini che la ricerca scientifica comprende non solo importanti scoperte teoriche da 0 a 1, ma anche solidi sforzi per soddisfare le esigenze della pratica ingegneristica e utilizzare le conclusioni sperimentali per fornire riferimento per i dipartimenti competenti. Esplorazione pratica, questi sono i valori che i ricercatori scientifici continuano ad esplorare.
La ricerca del progetto fornisce agli studenti delle scuole superiori una lezione di esperienza di vita
Basandosi sulle risorse di insegnamento e ricerca scientifica della disciplina di prima classe dell'ingegneria dei trasporti, la stazione di lavoro per la pratica dell'ingegneria dei trasporti dell'Università di Tongji offre corsi di pratica ingegneristica innovativi agli studenti delle scuole superiori per sei anni consecutivi, esplorando inizialmente la "ricerca scientifica-divulgazione scientifica" modello di innovazione collaborativa e educare gli studenti a imparare dalle questioni scientifiche Interessato alla ricerca scientifica.
Wang Zihan vuole studiare l'impatto dei fattori meteorologici sulla velocità e sul consumo energetico dei treni ad alta velocità. Ha scoperto che, a differenza dei dati sperimentali ideali presenti nei libri di testo, nella vita reale i treni ad alta velocità sono spesso influenzati da vari fattori come il tempo, il terreno e persino le aree di guida. Voleva creare una serie di dati che potessero essere applicati vita reale. La ricerca non è così facile. "Ho controllato le variabili il più possibile, ma durante ogni esperimento si sono verificate sempre situazioni inaspettate e i dati misurati variavano ogni volta. Dopo i primi esperimenti sono quasi crollata. Tuttavia, con il progredire della ricerca, ha scoperto solo quello." affrontando gli errori in alcuni fattori sperimentali l’esperimento potrebbe continuare.
"Affinché gli studenti delle scuole superiori partecipino alla pratica progettuale, non è solo necessario trasmettere i concetti scientifici più avanzati, ma, cosa ancora più importante, trasmettere un modo di pensare la ricerca scientifica. Per esplorare argomenti basati sulla vita reale, non è solo necessario per padroneggiare la teoria del libro, ma anche per integrare l'esperienza di vita. Una lezione." I progressi degli studenti hanno permesso a Hong Ling di vedere l'importanza del percorso di implementazione dell'innovazione collaborativa di "ricerca scientifica-divulgazione" dai progetti di ricerca scientifica agli argomenti di ricerca innovativi per studenti delle scuole medie.
Autore: Zhang Peng
Testo: Zhang Peng Immagine: Zhang Peng Redattore: Zhang Feiya Redattore: Fan Liping
Si prega di indicare la fonte quando si ristampa questo articolo.
