有關(guān)殖民火星的媒體故事無處不在。Elon Musk，美國(guó)國(guó)家航空航天局，火星一號(hào)項(xiàng)目 - 似乎每個(gè)人都希望訪問地球以外最適合居住的星球。

中小學(xué)生也喜歡學(xué)習(xí)火星，所以我們能否利用他們的興趣讓他們批判性思考在另一個(gè)星球上生存所需的復(fù)雜科學(xué)，數(shù)學(xué)和工程學(xué)?答案是肯定的：我的五年級(jí)學(xué)生通過研究，技術(shù)，團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)造力解決這些問題，這是大約為期兩周的Martian Colony基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)單元的一部分。

火星任務(wù)

我們的駕駛問題是：人類如何在火星上生存?答案始于地球，因?yàn)閷W(xué)生們會(huì)考慮是什么讓我們的星球適合居住，相比之下，火星殖民者將面臨什么樣的獨(dú)特挑戰(zhàn)。需要考慮許多挑戰(zhàn)：沒有氧氣，食物或現(xiàn)成的水; 極端寒冷和太陽(yáng)輻射; 隕石 - 有時(shí)我很高興我這么遠(yuǎn)的時(shí)候太老了。

使用書籍，網(wǎng)站和視頻研究火星使用書籍，網(wǎng)站和視頻的四到五個(gè)小組的學(xué)生，其中一些我在我的教師門戶網(wǎng)站上發(fā)布，其中一些是他們發(fā)現(xiàn)的。我們專注于人類的視角 - 他們不需要知道行星的直徑，但他們確實(shí)需要知道表面溫度以及它將如何影響它們的生存。

我們還嘗試將一些樂趣融入到單元中。在每次任務(wù)之前，NASA機(jī)組人員都會(huì)為宇航員的飛行服設(shè)計(jì)一個(gè)任務(wù)補(bǔ)丁。我的學(xué)生做了類似的事情：一些設(shè)計(jì)紙任務(wù)補(bǔ)丁，包括航天器和地球和火星的圖像。其他人創(chuàng)建基于計(jì)算機(jī)的繪圖甚至是代表他們團(tuán)隊(duì)的3D模型，他們經(jīng)常給出像山羊奶奶或飛香蕉果皮這樣愚蠢的名字。有一年，我們使用網(wǎng)站Patches4Less制作真正的布料補(bǔ)丁，每個(gè)學(xué)生花費(fèi)2.5美元左右。

應(yīng)用他們學(xué)到的東西

更嚴(yán)重的是，學(xué)生必須考慮他們航行所需的物資。學(xué)生們會(huì)考慮他們的運(yùn)載火箭將擁有多少存儲(chǔ)空間以及哪些項(xiàng)目是關(guān)鍵任務(wù)。帶上一群牛喂養(yǎng)火星殖民者是否現(xiàn)實(shí)?可能不是。

為它們提供一些參數(shù)非常重要。我要求學(xué)生想象一輛空的校車(沒有座位)，并想到可以放在里面的物品。我要求他們按類別(食品，衣服，醫(yī)療)列出供應(yīng)品，以幫助他們組織思考。

團(tuán)隊(duì)使用Google地球?qū)I(yè)版的火星選項(xiàng)在火星上選擇一個(gè)著陸位置(在工具欄上查找土星的圖像)。沒有正確的答案，但他們必須為自己的選擇辯護(hù)。如果他們計(jì)劃開采火星冰水，那么極地冰蓋附近的位置可能會(huì)起作用。防止流星和太陽(yáng)輻射可能表明在火山口或火星峽谷中建造。

我們的最終產(chǎn)品是殖民地的數(shù)字3D模型，這是一個(gè)需要三到四天才能完成的步驟。學(xué)生必須首先在網(wǎng)格紙上提交他們的殖民地藍(lán)圖。我為殖民地設(shè)定了一個(gè)平方英尺的限制，迫使學(xué)生對(duì)基本要素做出選擇，并鼓勵(lì)他們應(yīng)用數(shù)學(xué)技能，如乘法，面積和周長(zhǎng)。

作為火星殖民化的最高大臣，我使用藍(lán)圖來驗(yàn)證最終模型中建筑物的位置。如果藍(lán)圖顯示在殖民地西南角有一個(gè)12英尺×10英尺的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，我會(huì)要求學(xué)生在他們的模型上向我展示這個(gè)相同的建筑物。這鼓勵(lì)他們將他們的藍(lán)圖與最終產(chǎn)品相匹配，并促進(jìn)團(tuán)隊(duì)成員之間的進(jìn)一步合作。更高級(jí)的組通過查找各種結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，寬度和高度來計(jì)算總菌落體積。

在過去幾年中，最終產(chǎn)品的早期版本使用回收材料，如紙板和鋁罐，然后使用Google Sketchup構(gòu)建的計(jì)算機(jī)模型。

在過去的三年中，我們?cè)贛inecraft.edu上設(shè)計(jì)了殖民地，這是一款流行的視頻游戲的教育版本，它省略了爬行者和與其他游戲玩家的在線交流。我們的學(xué)校技術(shù)教練幫助推動(dòng)并運(yùn)行并創(chuàng)建了一個(gè)Minecraft服務(wù)器來保存我們的所有工作。許多學(xué)生已經(jīng)了解了Minecraft，因此學(xué)習(xí)曲線并不陡峭。我一直對(duì)太陽(yáng)能電池板，溫室，科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和僅使用Minecraft模塊和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造力設(shè)計(jì)的火星健身器材感到驚訝。

寫下他們的殖民地可以獲得另一套技能。你能說服我你的殖民地是最安全和最好的設(shè)計(jì)嗎?你能制作一份詳細(xì)記錄火星日常生活的旅行日志嗎?還是一本旅游宣傳冊(cè)，將殖民地廣告給潛在的殖民者?學(xué)生選擇他們認(rèn)為最能代表其殖民地的寫作形式。

介紹他們學(xué)到的東西

我在演講結(jié)束時(shí)節(jié)省了一天的時(shí)間。除了同學(xué)之外，觀眾還包括其他年級(jí)的學(xué)生，有時(shí)也包括父母。有一天，我想邀請(qǐng)宇航員或NASA工程師參加我們的演講。以下問題引導(dǎo)了觀眾的反饋：

你會(huì)覺得這個(gè)殖民地安全嗎?

您認(rèn)為殖民地的哪些元素最有創(chuàng)意?

你可以給這個(gè)殖民地更好的建議嗎?

火星是一個(gè)令人驚嘆的地方，我希望激發(fā)學(xué)生們對(duì)他們一生中人類殖民紅色星球的可能性的夢(mèng)想。