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淤泥做电池,面条能发电,盐水驱动电车……这些高中生真酷!

发布时间:2022年06月25日点击数: 196 次

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面条只能用来吃吗?

盐水只能用来杀菌?

水果也能做能源?

水塘淤泥竟然能这么用?

……

每当这些惊掉下巴的操作出现在树德中学国际部的校园里,不用疑惑,就是G4实验开始了。每年的G4实验,同学们都在一次次思维碰撞中产生求知的火苗,然后大胆假设、小心求证,在一次又一次失败中不断思索,直到实验结束,收获成果。

 

天马行空&脚踏实地

其实并不冲突

 

2022年树德国际部G4实验的主题是新能源,在这个主题下,16组参与学生纷纷开动自己的智慧大脑,在天马行空的同时,利用科学知识创造出一项项新能源案例:面条发电、盐水电车、淤泥微生物发电……

 

在吃货的眼里,面条的意义除了吃还是吃,但是在第13组同学们(Annabelle,Changyin,Jason,Jeffrey,Jerry,Tracy)的眼里,面条的意义可大得多了!这一组的同学通过向吃剩的面条里加入常见的细菌和甲烷菌,利用发酵作用产生清洁能源甲烷。

 

这一实验看似只是煮面、发酵、收集甲烷这样无比简单的步骤,其实也并非轻易完成的。发酵过程中,温度非常重要,过高会杀死细菌和甲烷菌,过低又会导致发酵速率太低。在一次又一次的探索中,大家终于找到了最适宜的温度,成功制造出甲烷气体。

 

收集甲烷气体

 

每一次实验不仅是学生科学知识与动手能力的提升与巩固,更是对他们人文情怀、社会责任的培养。

 

第5组同学(Daryl,Gabriel,Isabella,Jimmy,Maggie)选择的实验课题是利用淤泥制造微生物燃料电池,实验结束后他们说:“微生物燃料电池具有成为经济环保能源的潜力,经过一定的探索和改进,甚至能够用于工业生产,对作为能源使用大国的我国来说,或许能成为未来的探索方向。”

 

淤泥微生物燃料电池成品

 

第7组学子们(Cecily,Elsie,FiFi,Lauren)组的同学选择这一课题,也是因为利用盐水驱动的汽车不会产生常见的汽车尾气问题,对环境没有污染。如果能够加以改进,说不定真的可以在未来的马路上看到行驶中的盐水汽车。

 

盐水驱动小车成品

 

机械&艺术
在这里得到融合


虽然G4包含物理、化学、生物等看似冷冰冰又朴实无华的自然学科,但是在IB学子的手中,它们也充满了艺术的气息。

 

比如,第12小组同学(Jennie,Jenny,Jessica,Sophia,Victoria)学生利用由盐水电池供电的灯模型、由氢燃料电池供电的八音盒、生态瓶、DIY泡泡机以及一系列的景观完成了以清洁能源发电的生态花园。在盐水电池与氢燃料电池的带动下,泡泡机在和缓地吐着泡泡,花园的路灯也在稳定地发光照明,画面安静而美好。该组组员们说:“之所以想要做这个项目,是想通过这样的模拟实验呼吁人们关注环境保护和使用清洁能源。”

 

盐水驱动的生态花园

 

而在第2组同学(Christina,Harry,Mia,Minerva,Susan,Zoe)的努力下,水果电池奏出了美丽的乐符。为了实验成功,该组成员选用了西柚、香蕉、柠檬和橙子等相对偏酸性的水果作为电池材料,并且利用盐水浸泡来为水果进行保鲜以达到实验效果。光会发电还不行,如何将水果电池与乐器结合也是一门学问,经过理论学习与亲身实践,最终他们选择焊接电路板来使乐器成功运行。

制作水果电池

 

水果电池乐器

 

学科融合&实践动手
G4让实验更有趣

能用淤泥做燃料电池,能用盐水做汽车,G4实验真是无奇不有。


今年的G4负责人、树德国际部生物教研组长Yan Ren老师说:G4给了学生极大的学术自由,激发实验兴趣和创新思维;也打破了学科屏障,让学生综合理化生知识来完成一个项目,让学生对交叉学科的认识更加全面和深刻。“同样,G4也增强了学生分析问题和解决问题的能力。”


在Yan Ren看来,经过G4实验的同学,思想更加开放了,学术能力得到提高的同时,也学会了自我反思。这是她最欣慰的。

 

G4实验,即Group 4 Project(第四学科组科学项目研究性试验),是IB国际课程中科学实验类学科的一大特色项目。在G4项目中,擅长不同科学领域的学生组合成一个小组,融合物理、化学、生物三学科的知识去探索同一个主题(theme),进行研究性实验并做课题报告。

 

G4实验需要来自不同自然学科的学生经过近两个月的前期准备,然后利用一整天的实验时间进行密切配合,探究出实验成果。最后以PPT、视频或海报的形式进行展示,将创作过程生动还原给大家。


G4注重的不是结果,而是过程。它给同学们提供了一个创造的舞台。在这个舞台上同学们可以让自己天马行空的想法落地,形成一个实实在在的成品。同时在这个探索的过程中,同学们也能够深切体会到跨学科思维和团队精神的重要性。

 

更多学生G4实验成果

往下看↓↓↓

 

第3组同学(Alethea,Betty,Flora,Skylar)制作的水果电池

土豆发电成功

 

西瓜发电成功

 

第6组同学(Esther,Laura,Luke,Maggie,Vicky)制作的Tree×Clay×Robot

 

切割

探索新能源的机器人小车成品

 

第15组同学制作的(Gloria ,Ivy ,Kerry,Ricky,Wayne)的氢能源汽车

制作磁力发电装置

 

制作电解水装置

 

让我们期待2023年更为精彩的G4吧!

 

 

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