分年级的航模兴趣班课程实践

李汉东 罗灿 郭依凡

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，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，講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，从而把對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.