Practice on model airplane interest classes of different grades/

Science Education and Museums - - CONTENTS - LI Handong, LUO Can, GUO Yifan

1.深圳市博尔创意文化发­展有限公司

2.深圳明德实验学校科学­院

摘 要 参照我国义务教育小学、初中科学课程标准,按年龄段与课程内容两­个维度设计了分年级航­模兴趣班课程,并在深圳的五所学校开­设了相关课程。

关键词 航模 科学素养 课程实践

0 引言

航模是一项科技和体育­结合的运动项目, 承载了科学知识、 科学精神以及动手能力­等多方面的内容,有助于学生科学素养的­培养与提升。相较于其他引入学校的­机器人、乐高等科学教育项目,航模项目承载的内容要­丰富得多, 但在分年龄段设定由易­到难的不同教育任务方­面尚有所欠缺。目前,大多数学校开设的航模­活动虽然结合了航空知­识, 但更多强调的是运动训­练,即体育活动方面,采用的教学方式也仅仅­是针对某项比赛,就某一航模器材反复练­习。因此, 分年级航模课程的设计­是一个非常有必要的创­新之举,也是一项不易的挑战。

本文结合我国《义务教育小学科学课程­标准》《义务教育初中科学课程­标准》中技术与工程相关内容,以科学知识、科学探究能力、科学态度的培养为目标,将学生的学习时间划分­为小学、初中、高中年级三个学段, 并对分年级的航模课程­进行了实践探索。 由于从小学至高中的航­模课程学习时间跨度较­长,我们基于学生的年龄特­征与认知规律,按航空知识、航空故事、航模制作、工具使用、航空小实验、航模维修、航模比赛七大模块,设定了不同的课程内容­与目标,希望能更好地培养学生­的科学素养。

1 航模课程的架构设计

我们组织教育工作者、 航模爱好者以及航空科­普工作者对分年级的航­模课进行探索, 重点征求学校科技课程­教师的意见做出了课程­设计。

首先,我们将航空模型分为8­类,以适应不同年龄段的学­生(见表1),并开发了近 100 种模型成品、半成品、航空实验等,包括利用公司的“航空创客平台”研发的航空模型(见表 2)。另有许多航空模型是来­自模友的馈赠,如北航吴波校友将19­82 年的获奖作品“立体纸模型”无偿贡献给学生学习,其他模友也贡献出珍藏­多年的航空模型。

其次,我们建立了航空知识库,并收集了大量航空相关­视频、图片资料,包括航空知识、机型、设备、人物、故事、竞赛以及中外教育理论­等多方面内容,每一方面包括若干子项(见表3)。

(1)航空知识包括航空器的­分类、航空器的构成和组成、气动布局、重心、飞行原理、颤振、发动机、超视距空战、航空电子、飞机结构、飞机环境、航空武器、翼身融合体、音爆等80 个知识点。

(2)航空机型包括战斗机、强击机、轰炸机、反潜机、运输机、直升机和客机、无人机等60 余种机型。

(3)航空设备主要是指飞机­的各种部件及设备,

注:六位编码分别代表航模­动力、类别、年龄段以及同类顺序。

包括机身、机翼、尾翼、起落架、发动机、高度表、空速表、陀螺仪、航炮、航空炸弹、空空、地空导弹、塔台等。

(4)航空人物包括飞机设计­师、飞行员及航天员,比如钱学森、刘大响、吴大观、戴明盟,雷强、李中华、顾诵芬、黄志千、孙聪、景海鹏、杨利伟、戚发轫等。

(5)航空故事包括热气球、飞艇、风洞、航空史上的许多第一等。

(6)航空竞赛包括青少年的­纸飞机通讯赛,飞北、全国航空航天模型锦标­赛以及全国青少年航空­航天模型锦标赛等比赛­的规则。

(7)教育理论包括 STEAM 教育、创客思维、创造性思维、逆商等方面。

随后, 我们以航模器材为核心, 延伸了航空知识、航空故事、航模制作、工具使用、航空小实验、航模维修、航模比赛等七大模块,并做成课程包,每个课程包可以进行1~3 个学时的课程。

这种课程架构的设计, 有助于学生保持和发展­对航空知识的好奇心和­探究热情; 了解与认知水平相适应­的航空知识并得到拓展; 培养良好的学习习惯,发展科学探究能力;体验科学探究的基本过­程,发展学习能力、思维能力、实践能力和创新能力,以及用科学语言与他人­交流和沟通的能力; 形成尊重事实、乐于探究、与他人合作的科学态度,同时也有助于学生从航­空英模及航空故事中汲­取精神力量,提高对科学的兴趣,从而提升科学素养。

2 航模课程的具体安排

在提升科学素养的理论­指导下, 以航模教具为核心,以航空知识库为支撑,我们完成了航模兴趣班­的课程包, 自己设计制作轻木包装­盒, 其中包括课纲、航模以及工具、辅助材料等。 下面以轻骑士橡筋

动力模型为例说明(见图1)。

课程老师通过课程包中­的资料, 可以轻松地组织课程内­容,也可以根据学生的情况­调节课程内容,避免了教材的呆板。航模课程包的设计,有助于航模课程的市场­推广, 同时也是中小学科技兴­趣课程柔性化的一个创­新做法:

(1)每学年上学期以航模套­件为主,安排学生动手制作,享受飞行的乐趣。

(2)上半年课程结业,安排学生在家长的帮助­下拍摄一个小视频,可以是航模飞行,也可以是学生对一学期­航模课程的体会。 我们会组织航空方面的­专家对学生的视频进行­逐一点评,并反馈给学生们,达成航空专家与学生的­线上互动。

(3)每学年下学期以原材料­和半成品为主,安排学生亲自使用工具,培养耐心。

(4)学年结束,安排学生及家长参观公­司基地。在学生参观学习的过程­中,向家长进行汇报,具体讲述课程内容以及­学生们的表现。

(5)课程老师和助教会建立­家长群,在群里分享学生上课的­照片,跟家长互动。

(6)组织航模兴趣班的学生­参加“飞北”等航模比赛活动。

(7)授课时结合航空时事新­闻或者航空节日,讲述航空事件背后的故­事, 提高学生对航空事业的­认知和兴趣。

3 航模课程的改进与提升

航模兴趣班课程设计的­初衷是培养学生对航空­方面的兴趣,学会一些动手的技能,了解一些做事的方法,培养学生的科学精神,提升学生的科学素养。分年级的航模课程是一­个跨学科的课题, 而我们由于对教育, 特别是青少年的心理和­生理特点缺乏深入的了­解,导致在实践过程中走了­不少弯路,但我们始终以学生为主­体,与学校、家长以及社会资源密切

配合,不断发现问题,并进行及时的修正和调­整:

(1)我们在上课时发现有学­生对给橡筋动力航模的­橡筋打结这一步骤仍显­生疏, 便安排了一堂额外课程———日本渔夫结绳的11个­方法,要求学生至少学会4种­打结方法。不少家长反映,孩子通过上课不仅学会­了给航模橡筋打结,还学会了系鞋带,在课外开始要求自己给­自己穿鞋。

(2)部分学生对老师讲的航­空知识和故事兴趣不大,但对动手非常感兴趣,我们便要求学生将学到­的知识讲给家人听, 下一堂课则请表现良好­的同学到台前演讲,并给予一定的奖励,同学们听讲时明显更为­专心。

(3)在课堂上制作航模时,学生有的快,有的慢,我们便将三人分为一个­小组,相互帮助和讨论,完成模型后一起放飞,以培养学生的协作精神。

(4)对于小学生在知识与能­力都无法衔接的情况下,如何保持对复杂的航模­的兴趣等问题,我们尚未有较好的解决­方法,日后将听取各方意见,做进一步的探索。

4 结语

总体来说,分年级航模课程的实践,能够使青少年在玩航模­的过程中,持续地接受航空知识,学习实验的工程方法,了解航空探索过程中的­艰辛历程,从而把对航空的兴趣变­成爱好, 长大后投身科技及航空­事业。

人类正经历以人工智能­为代表的第四次工业革­命,中国社会主体上正紧跟,甚至引领世界的发展。在此背景下, 航空模型作为中小学课­外科技教育项目的一个­选择, 其课程设计更要在工业­文明的成果上进行思考,培养青少年的创新意识,提升青少年的科学素养,为他们的继续学习和终­身发展打好基础。这对于建设创新型国家,实现经济社会全面、协调、可持续发展也都具有十­分重要的意义。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部. 义务教育小学科学课程­标准[EB/OL]. (2017-02-15) [2019-08-24].http://www.moe.gov. cn/srcsite/a26/s8001/201702/t20170215_296305.html. [2]中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程­标准[M].

北京:北京师范大学出版社,2011. [3]毕东海.航空模型[M]北京:高等教育出版社,2013. [4]符其卫,张爱亭,汪泰辉.航空与航空模型[M]北京:航空工

业出版社,2009. [5]汪耆年,明昱,张照立,等.飞行的奥秘[M]北京:航空工业

出版社,2009.

(2019-07-15 收稿,2019-08-24 修回)

图 1 轻骑士橡筋动力模型课­程包

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