“玩转科技模型”系列实践活动

刘屹

活动背景

我校很多学生都接触过科技模型，部分学生参加过比赛。在以往的活动中，我发现学生对于科技模型的制作和操作有浓厚的兴趣，但是学生对于模型的背景知识不了解，对于科学原理探究不够深入，学生依赖教师的指导，缺乏自主探究的能力。而通过“玩转科技模型”系列实践活动，学生不仅能制作模型，了解模型的背景知识，还将以自主探究的方式学习模型背后的科学原理。

活动过程

第1课时（在计算机教室和操场上课）

在课程引入阶段，教师展示图片，让学生观察图片中载人飞机和模型飞机，说出它们的组成部分。学生观察图片，并进行小组讨论。这个活动让学生认识飞机各部分的名称和作用，激发他们探究制作的兴趣。

活动一：了解古今中外飞行器的发展历程

教师引导学生思考：“当我们谈到飞机的时候，我们脑海中能想到哪些关于飞机的历史故事？让我们不妨走进飞机发展的历史一探究竟吧。”学生搜集中国明朝的万户飞天、奥托·李林塔尔制造滑翔机、莱特兄弟制造飞机等相关的历史资料，并记录在活动手册上。通过活动使学生认识到人类对飞行器的研制从未停止脚步，飞机的发展离不开一代又一代科学家的努力，从而学习他们严谨、求实、锲而不舍的态度与精神。

活动二：制作纸飞机

通过让学生制作纸飞机和比赛的方式激发学生兴趣，培养他们勇于探索、勤于思考的精神。教师给学生1张A4纸，让他们尝试折出1种留空时间长或者飞行距离远的纸飞机，并把飞机外形画在实践手册上。然后教师通过演示教学生制作世界级的明星纸飞机“复仇者”，让学生思考飞机飞行的原理。

活动三：研究影响飞行效果的因素

飞机做完后进行试飞，教师请同学们自主探索怎样调节飞机机翼才能让纸飞机在空中盘旋飞行。同學们调整飞机的机翼并尝试用不同的投掷方式掷出飞机，思考怎样才能让飞机沿直线飞得最远，并把探究过程记录在实践手册上。

第2课时（在模型教室上课）

教师引导学生：“纸飞机是没有动力装置的，它只能靠重力滑翔，飞行时间也不会太长，今天这节课我们学习橡筋动力飞机，看看它能不能飞得更高更远。”从而引出“轻骑士”橡筋动力滑翔机。

活动一：制作“轻骑士”模型飞机

给学生提供剪子、美工刀、尖嘴钳、“轻骑士”橡筋动力飞机套材、秒表等材料，让学生按正确方式制作出能够依靠橡筋动力起飞，并且能稳定地滑翔降落的模型飞机。

活动二：学习飞机飞行的原理

学生通过小实验的方式学习飞机飞行原理，激发学习的兴趣。教师让学生用2只手分别将2张A4纸拿起来.用嘴往2张纸中间吹气，让他们观察发现了什么，并把发现写下来。然后，让学生仔细观看飞机在飞行时机翼两侧空气流速图解，结合刚才的小实验说出为什么机翼可以提供飞机飞行所需要的升力。

第3课时（在模型教室和操场上课）

活动一：探究影响飞机左右转向、上下升降的因素

通过前面的活动学生已经了解了飞机机翼是怎样产生升力的，但飞机飞行过程中是怎样控制方向的呢？针对这个问题先让学生进行猜想，并把他们的研究方法写在实践手册上。这一步可以发展学生猜想和设计探究方案的能力。

接下来，在进行猜想验证时，采用无动力试飞方式，将飞机迎着风进行水平投掷，观察飞机飞行的姿态，并记录飞机的初始飞行姿态。这个步骤教会学生正确的试飞方法，规范动作，减少实验误差。在无动力试飞过程中，学生知道了飞机的转向和升降是由飞机的方向舵和升降舵分别控制的。

活动二：动力试飞，探究影响飞机盘旋飞行半径和留空时间的因素

在动力试飞前需要将飞机进行无动力调试，调整升降舵，使得飞机迎风被水平抛出后能近乎于水平缓慢下落。飞机升降舵调整后，用左手捏住翼台下方机身，右手食指顺时针方向给皮筋上劲，100圈后释放，检查螺旋桨转动是否平稳。绕好橡筋后，左手将桨毂和机头一并捏住，右手捏住机身重心位置，双手自然上举，机头适当上翘，迎风放平机翼，先放开左手，几乎同时以适当的速度沿着机身的轴线方向抛出模型。这一步教会学生正确的检查和试飞方法，规范学生动作，减少实验误差。

然后，在橡筋缠绕40圈条件下.调节飞机的方向舵，让飞机在一定的半径下盘旋飞行，并将调节数据记录下来。记录飞机留空时间，让学生探索对比飞机橡筋缠绕的圈数和飞行时间之间的规律，以及飞机方向舵调整的角度和飞行半径之间的规律。课后探索：飞机橡筋缠绕圈数和飞机的飞行半径怎样组合才能使得飞机留空时间最长。

预期效果与呈现方式

模型制作 依托校本课程的教材内容，每个单元学生都能完成相应的模型制作，以获得基础的评价分数。

研究汇报 学生以小组为单位进行研究，并将研究结果或者查找的资料进行汇报。汇报时需要展示的资料如研究方法、研究过程、记录表、图片、视频等。每学期每组至少进行1次详细研究汇报。

小论文 学生基于搜集的资料及问题的研究，将其整理、分析和归纳成小论文。

小组档案袋 把学生的过程性资料都收集起来，装进档案袋，如文字、图片、视频、调查问卷、研究方案等。学期末上交档案袋，进行评比。

该项目获得第34届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科技教育方案类一等奖。

专家评语

该方案依托航空科技模型的典型代表，以科学探究、工程设计为主要方式，引导学生开展了系列实践活动，培养学生对研究、实践、设计、制作等方式的关键能力，体现出较好的完整性和可行性，示范效果明显。希望继续对该方案进行完善，以充分发挥其提升青少年科学素质的作用。