航模興趣小組學習與stem教育融合的探究

摘 要：興趣小組學習是一種極具現實感和創造性可能的活動，它能夠讓學生的動手能力得到極大激發，使學生的思維被自然導向探索和創新方向，通過興趣小組完成航模認識、設計與訓練的任務，其效果十分明顯，而若基于對stem教育的認知，可以明確該理念又恰恰符合興趣小組學習的宗旨，因此本文擬從教師準備、學生發展、競賽指向幾個角度，探討航模興趣小組學習與stem教育融合的可能性。

關鍵詞：航模;小組學習;stem教育;融合發展

新時代背景下，教育內容需要完善、教育方法需要改變，此時，在國內外發展多年的stem教育融合模式的作用應當引起足夠的重視，我們在指導學生積極參與航模興趣小組時，應當注意其對stem教育模式的接納，以便取得更加理想的組織與引導效果。

一、 stem教育融合航模興趣小組學習的必要性

20世紀80年代，美國學者首先提出stem教育模式，強調科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineer）與數學（Mathematics）的多學科融合介入，在項目學習中使學習者感受到知識內容的價值與魅力，并使之成為一項與國家發展相聯系的重點教育戰略，致力于借此提升國家整體的競爭水平與創新能力。隨后這一理論在其他國家也得到了認可和發展，并且在實踐應用中取得了比較理想的效果，進而在中國也產生一股教育改革的潮流，逐步為我國各層次教育機構、師生所注意。與此同時，作為比較受到歡迎的運動形式之一，航模運動一方面具有競技體育的性質，另一方面其中也包含著許多科學知識，認識、制作與競技航模的過程中，體力腦力將得到共同的鍛煉，而且可以在其中融匯科學、技術、工程、數學等多方面的內容，這確是與stem教育模式非常符合的一種運動形式，也就是stem教育可在航模興趣小組學習中發揮出獨特的引導性優勢。

二、 教師做好教育融合準備工作

首先教師應當具有與時俱進的態度，對于航模知識邊學邊教，密切關注手擲飛機、遙控飛機以及拼裝飛機等不同形式的航模，最好可以先動手操作一下，并且以謹慎的態度查找相關資料、學習遙控技術等，盡最大可能使自身素質得到發展，防止記然而不知其所以然，在學生提出問題是茫然無措的情況，如果確實有必要，還可以聘請校外專家蒞臨指導。其次，教師應當根據本校本班級的實際情況，做好航模興趣小組學習的定位工作，當前教育發展階段，航模比賽有較多的可參與項目，而且在器材方面的質量與價格也相差較大，教師需要注意在前期即明確給學生提供哪方面的訓練項目指導，思考是構建整體航模還是購買部件自己組裝，或者是完全由自主制作，意識到不同訓練項目指導方式，其優勢是各不相同的。

三、 stem教育對小組活動能力的指向性

stem教育模式強調了對科學、技術、工程與數學等的接納與融合，而這種融合目標并非教師單方面做好教育融合準備工作便能達成，因此，教師應當在教育實踐中，注意stem教育對小組活動能力的指向性，分別從下述幾個方面做出調適。

（一） 觀察能力

讓學生在航模興趣小組中形成良好的觀察能力并不容易，但是這一點又非常重要，學生擁有觀察能力，才能更加準確地了解事物的內涵，對事物形成“stem”中不同角度的判斷。在航模興趣小組活動里面，有很多要求學生認真觀察的內容，比如其中直升機模型制作的過程，在此期間，教師便可以引導學生深入觀察，先觀察整個模型，再參與試飛活動，且要求學生在觀察后回答相應的問題，比如：怎么樣制作模型才能讓飛機在空中有更長的停留時間？因為有問題的帶動，學生將目標明確地進行觀察，并形成獨立的答案。有些學生回答“可以選擇輕型材料”，有些學生回答“要保證直升機兩側機翼對稱”，還有些學生回答“向前挪動飛機兩側機翼，這樣更符合空氣動力學原理”。這些回答皆因觀察而形成，且正好響應了“stem”教育模式及要求。

（二） 創造能力

航模興趣小組活動比較復雜，無論是設計、制作還是試飛，均在大環節中包含多項小內容，同時小組并不能保證全部一次性完成，此時便需要學生在彼此協作中對模型進行創新性改進，以此突出科學、技術、工程與數學等的理論指導作用。比如，小組進行木質彈射飛機的活動時，在制作開始時易于遇到困難，木料不如其他材料粘黏容易，且比較耗費時間，特別是機翼上翻角處常常出現黏合失誤，此時，學生便應具有一定的創造能力，考慮利用比較容易制作的材料進行替代，以便節約時間、降低難度。

（三） 動手能力

學生動手能力能夠在航模興趣小組活動中得到有效鍛煉，并反過來促進活動的stem教育指向，在具體的活動過程之中，教師可以要求學生在小組內利用多種類型的工具親自完成各項制作任務，熟練掌握切、磨、黏等需要較強動手能力的操作方法。比如上面提到的“怎么樣制作模型才能讓飛機在空中有更長的停留時間”問題，有學生回答“要保證直升機兩側機翼對稱”，這利用用數學與科學知識，然而實際運用卻并不容易，教師應當指導學生不急不躁、有條不紊地操作，使其動手能力得到充分鍛煉。

四、 多角度帶動學生航模興趣小組參與熱情

根據stem教育模式，教師需要從不同角度帶動學生航模興趣小組參與熱情。

首先，教師要注意讓學生形成“科學”研究氛圍，因為航模訓練過程與器材密不可分，而器材的來源渠道比較復雜，很多時候需要學生自行購買，有些學生可能會表現出比較猶豫的態度，這時教師便要多進行鼓勵，即要使學生了解到活動的科學研究價值與可能的目標成果，從而讓學生能夠更加主動地投入訓練活動中來，也要根據學生的心理發展特點，進行器材的主動推薦，使更符合學生對于科學知識認知期待的航模器材為學生所了解，使學生通過這個渠道產生對于興趣小組參與的熱情，形成“科學”研究氛圍。

其次，教師要讓興趣小組形成對于航模及相關“技術”的研究合力，本校在本學期以興趣小組為主要形式，固定在每個星期三的下午完成航模訓練活動，在活動過程之中相關教師采取認識與實踐相結合、訓練與比賽相結合的辦法進行培訓，每次均給學生提出明確的要求：需要哪些工具、技術研究的目標指向是什么等。學生因此對訓練活動產生比較大的興趣，并且在教師的指導下完成自行拼裝實踐放飛、風能利用等方面技能的學習，在這種情況下，學生和技術之間的距離變得更近了。

再者，教師要在指導中逐步滲透與航模有關的“工程”知識，借助學生對航模感興趣的優勢，教師不能只將活動停留在讓學生動手操作，而不做深入理論分析的層面，那樣課程將會淪為意義甚微的游戲課。實際上，在一切可能的教學間隙，將工程知識滲透其中，是一種非常有必要的做法，比如教師可以與學生一邊共同制作飛機模型，一邊向大家講解飛機各部件的機能及作用原理，以便保證學生同時得到工程方面的技能與原理熏陶，并嘗試獨立思考與探索這方面的問題。

最后，教師要做出適當指導，使學生主動在興趣小組中將航模活動與“數學”知識結合起來，學生在進行實際操作時，偶爾會出現某些部件的拼裝操作不夠理想的問題，至于固體出現這種問題，則會非常困惑，這時教師可以給學生講解與之相關的數學知識，如三角形的穩固性、對稱圖形的應用等，或者把原本比較復雜的操作進行基于數學原理的分解，以保證所有學生都能做有所思、思有所得。

五、 stem教育引導下的航模興趣小組競技模擬要點

在stem教育引導下，航模興趣小組應當進入到模擬競技的場景中去，在仿真場景下完成進一步的航模知識應用，其要點有幾個方面。

首先，選擇恰當的競技時間，基于對科學、技術、工程、數學幾方面原理的應用，最好可以將航模比賽安排在氣象條件通常比較好的下午，使風力、方向、風速更容易滿足要求，學生在此特定時間范圍之內，進行制作、調整飛機和訓練放飛的競技。

其次，地點的選擇也比較關鍵，將比賽安排在室外運動場比較恰當，并且針對學生操作不夠熟練的問題，限制其在科技室內直接放飛的行為，以防止器材損傷和可能的人身安全問題出現。

再者，針對學生對場地風向判斷能力不夠的問題，教師還可以在現場給其提供目的性更明確的訓練指導。

最后，航模興趣小組競技模擬的核心問題在于航模制作，為此，教師應當使學生針對仿真競技，以stem教育理念下的科學、技術、工程、數學幾方面原理要點為指導，制作一架更符合競技要求的航空模型，并對其事先做出評判，包括外觀較好的模型、設計新穎的模型、制作精良的模型、飛行效果最佳的模型，并要求各興趣小組學生針對這些模型優點做出設計與創意說明，以鼓勵所有學生學習航空模型的積極性。

六、 總結

作為航模興趣小組活動的指導者與組織者，教師在進行具體的航模社團活動指導之前，應當意識到其與stem教育相融合的可能性，以認真負責的態度，進行與時俱進的教育研究探索，并且準確定位指導與組織活動方向，在此基礎之上，教師應當讓學生充分形成自身對于stem教育之中幾個關鍵點，也就是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineer）和數學（Mathematics）等項內容的自覺關注，從而凸顯出教育方案的針對性，保證所有學生都能夠在興趣小組活動中取得良好收獲。再者，為了讓航模興趣小組活動更為學生所關注，使活動與比賽直接關聯，讓stem教育之中的幾個關鍵點在比賽與比賽準備中展現其作用也是非常有必要的。

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作者簡介：

鄭建輝，福建省福州市，福建省永泰縣第一中學。