德稻教育STEAM+R初中课程

我们的教学重点将放在培养学生正确的科学方法上，在PBL过程中引导学生如何在理论理解、观察、实验以及经验事实的基础上通过建立物理模型的方式去尝试解决实际问题、大胆想象并驱动对科学的学习热情和研究兴趣。课程包含以下六个主题：

◤  主题一：请问，真的发生过宇宙大爆炸吗？  ◢

“你体内的每一个原子内部，都是宇宙诞生的最初时刻产生的亚原子粒子；你体内的质子、中子和电子是在宇宙的第一秒内形成的；你体内的氢原子，平均约占人体的62%，是在宇宙最初40万年里形成的；你体内超半数以上的原子，其目前的形态可以往前追溯138亿年。”上面这段话让人动容。2013年3月21日，欧洲空间局召开了一次国际新闻发布会，公布了普朗克卫星的最新观测结果。这颗卫星以前所未有的精度绘制了宇宙微波背景辐射（CMB）的图谱——130多亿年前宇宙大爆炸刚刚结束时发出的光。但是，正是因为这张图谱，让一些天体物理学家对暴胀理论产生了怀疑，也许我们需要一个新的理论来解释宇宙的诞生。我们能预言空间中星系的数量和分布情况吗？能预言空间弯曲到什么程度吗？能预言需要多少物质或其他形式的能量来产生现在的宇宙吗？希望在这个工作坊上，我们能够找到一些“答案”。

◤  主题二：我们离定居火星还有多远呢？  ◢

科技发展日新月异，人类定居火星的梦想有望在多久的将来实现？火星大气是什么样的？

火星上的水和土壤应该都可供利用吧？火星的重力有多大，对人体会有什么影响？电影《星际穿越》、《火星救援》中都有通过旋转建立人工重力环境的场景，这在小型飞行器上是否可行？从NASA的一系列火星探测项目，到招募火星志愿者，再到《火星救援》热映，人类奔赴火星的日子真的不远了吗？据报道，我国的火星探测项目也正在立项中。在这个工作坊，让我们一起来畅想令人激动的火星探测和开发图景吧！

◤  主题三：君临天下，AIphaGo来了！  ◢

2015年10月，谷歌旗下的英国公司DeepMind开发的AIphaGo程序，在一场非公开比赛中以5：0完胜樊麾二段，成为历史上首个战胜围棋人类职业棋手的计算机程序。2016年3月，AIphaGo有出乎大多数人意料地以4：1战胜世界冠军李世石九段。这个AIphaGo到底是何方神圣？人工智能是否就要“君临天下”？其实，人工智能已经来了，而且它就在我们身边，几乎无处不在。可是，我们真的知道什么是人工智能吗？我们真的准备好与人工智能共同发展了吗？我们该如何在心理上将人和机器摆在正确的位置？我们该如何规划人工智能时代的未来生活？通过这个工作坊上，你将不会再对人工智能露出迷茫或讶异的神情了。

◤  主题四：探询在争议中前行的转基因技术  ◢

从人类科学技术发展历史来看，所有重大理论或技术突破往往都伴随着激烈的争论，转基因技术也一样。通过这项技术培育出的转基因作物是人们直接食用的，而食品安全问题正受到观众前所未有的关注。尽管绝大多数从事这项技术的，或者与生命科学相关的科学家都声明，现有的转基因作物和产品是安全的，但这并没能打消人们的疑虑。对于转基因，我们还需要了解得更多。在本次工作坊中，我们将围绕“转基因改变生活了吗？”“转基因的技术本质是什么？”“激辩转基因？”三个主题展开相关项目学习活动。让我们一起探询在争议中前行的转基因技术吧！

◤  主题五：如何迈出认识硅基生命的第一步  ◢

硅与碳属于同族元素，可以形成类似的结构，硅也是地球上储量仅次于氧的元素。然而，生命在漫长的演化进程中，竟从未出现过“硅基生命”这样的存在，也就是说生命从未将硅原子纳入有机结构的框架和生化机制中，如红细胞中的铁元素以及叶绿素中的镁元素那样。为什么地球只选择碳基生命，而不是硅基生命呢？为什么硅基生命会在科幻小说的世界中长盛不衰呢？带着这样的问题，让我们一起开启这场“烧脑”工作坊吧！

◤  主题六：穿越虫洞：3100万年后的来信  ◢

在地球上，我们每个人都沿着时间轴以每分钟60秒的稳定频率曳步前行。但是，我们能够加速时间旅程一下子跳到未来，甚至反转时光回溯过去吗？目前，我们还没有哪条物理定律能完全排除时间旅行的可能性。为此，科学家设想了一系列理论计划来实现时间旅行，他们中的许多人相信这些想法终有一日会成为现实，就像加来道雄说的那样：“曾经至存在于幻想和小说的时间旅行，现在已经仅仅是个技术问题了。”所以，在本次STEAM-PBL工作坊中，我们将以“爱因斯坦－罗森桥”的理论假设为出发点，想象在不久的将来，人类第一次在介于地球和火星之间的空间区域发现了一个“虫洞”并派遣了一艘名叫“勇气力量”的宇宙飞船进行了一场非凡的跨宇宙“星际探险”。当人类宇航员穿越“虫洞”后，他们已经处在了3100万年后了另一个宇宙之中了，而这时的“虫洞”即将关闭，只留给宇航员们最后一个向地球发送“信息”的机会了。那么，如果你就是一位参与这次史诗级宇宙时间之旅的宇航员，你会选择一个什么样的“信息”发送回地球呢？为什么呢？

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