“太空”中的培植实验!跨学科+项目研究,诺美学术科创课程有多硬核?

2023-06-25

近期,诺美学子完成了学术科创特色课程中的“零重力太空种植”项目,他们在老师的指导下,模拟在太空零重力条件下进行植被的培植实验。在长达六个多月的实验中,诺美学子对植被的生长状况进行了日常观察与记录,并对比在正常重力下植被的生长情况,在进行了细致的比对、分析后最终得出实验结论。诺美学子还在实验结论的基础上进行更深层次的总结,撰写出了一篇以“What are the Microgravity's Effects on Gravitropism of Plant Roots and Shoots”为主题的6000字左右的IPQ论文。



为了助力诺美学子升入世界顶尖学校,上海诺美学校学术科创特色课程致力于培养学生的学术研究能力,零重力太空种植舱项目作为学术科创课程中的一部分,主要基于火星探索和太空农业等科学研究热点,以太空种植舱的设计与应用为载体,让学生通过项目化学习,包括植物生理学、生态学、农业自动化以及嵌入式系统与编程等科学理论,掌握有关的实验设计方法,对未来太空农业所面临的问题做初步的探讨。课堂形式包括:理论教学、基础实验、项目探究、论文写作等,跨学科知识涵盖生命科学、计算机科学、物理学、化学、数学。
 



零重力种植实验的目的是为了探索在太空微重力环境中植物的生长状态,由于技术原因,我们无法真正实现零重力,所以,在项目中我们使用了旋转种植仓来模拟零重力环境。在试验过程中植物会在电机的带动下不停旋转,同时作用在植物上的重力会因为旋转而改变,植物将无法及时对重力的变化进行调整,这样就可以在地球表面模拟零重力条件。在长达六个多月的实验过程中,并不是完全顺利的,一开始,由于我选择了不合适的植物对象,并且操作方法存在问题,导致植物在零重力模拟仓中旋转时会折断,从而无法观察到零重力下的植物生长。
 

在老师的指导下,我更换了合适的实验对象并调整了实验方法后,才更清晰地观察到了植物生长状态的变化,在零重力环境下,植物的茎叶会往不同的方向生长甚至向下生长,但在正常重力的实验对照组中,所有的植物茎叶全都垂直向上生长。在这个项目式的学习中,我学习到了植物生理学、生态学、编程等领域的知识,在了解了植物在不同环境下的生长模式的同时,我对未来太空农业所面临的问题有了自己的思考,除此之外,在IPQ论文的撰写中,我的写作能力、阅读能力都得到了极大的锻炼。
 

上海诺美学校核心课程包括预科衔接课程、美高+AP、英国IGCSE+A-LEVEL课程以及日本课程,并另设学术科创、艺术、音乐、体育四大特色课程。学术科创课程作为诺美学校四大特色课程之一,相比传统的科学课堂,旨在帮助学生将扎实的科学理论基础与实践、体验活动更好地结合,让学生不仅学习科学知识点,而且能亲自动手实验进行研究式学习。学术科创课程中的特色教学内容包含:AMC、USAD、VEX机器人项目、PBL项目式课程、科研课程、暑期训练营等。正是理论与实践的有机结合,以及对前瞻的科学技术领域学习内容的引入,让诺美学校走在创新科学教学的前端。
 

 
在这项实验中,从观察、记录、分析实验对象在特定环境下的变化到总结出一篇专业论文报告,需要付出大量的精力和耐心,诺美学子在零重力太空种植舱项目的研究过程中收获了学术研究素养、分析能力、写作能力、实践能力等,这些都将帮助他们在院校申请中获得巨大的竞争力,并在众多申请者中脱颖而出。