航模兴趣小组学习与stem教育融合的探究

来源:用户上传      作者:郑建辉

　　摘 要：兴趣小组学习是一种极具现实感和创造性可能的活动，它能够让学生的动手能力得到极大激发，使学生的思维被自然导向探索和创新方向，通过兴趣小组完成航模认识、设计与训练的任务，其效果十分明显，而若基于对stem教育的认知，可以明确该理念又恰恰符合兴趣小组学习的宗旨，因此本文拟从教师准备、学生发展、竞赛指向几个角度，探讨航模兴趣小组学习与stem教育融合的可能性。
　　关键词：航模;小组学习;stem教育;融合发展
　　
　　新时代背景下，教育内容需要完善、教育方法需要改变，此时，在国内外发展多年的stem教育融合模式的作用应当引起足够的重视，我们在指导学生积极参与航模兴趣小组时，应当注意其对stem教育模式的接纳，以便取得更加理想的组织与引导效果。
　　一、 stem教育融合航模兴趣小组学习的必要性
　　20世纪80年代，美国学者首先提出stem教育模式，强调科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineer）与数学（Mathematics）的多学科融合介入，在项目学习中使学习者感受到知识内容的价值与魅力，并使之成为一项与国家发展相联系的重点教育战略，致力于借此提升国家整体的竞争水平与创新能力。随后这一理论在其他国家也得到了认可和发展，并且在实践应用中取得了比较理想的效果，进而在中国也产生一股教育改革的潮流，逐步为我国各层次教育机构、师生所注意。与此同时，作为比较受到欢迎的运动形式之一，航模运动一方面具有竞技体育的性质，另一方面其中也包含着许多科学知识，认识、制作与竞技航模的过程中，体力脑力将得到共同的锻炼，而且可以在其中融汇科学、技术、工程、数学等多方面的内容，这确是与stem教育模式非常符合的一种运动形式，也就是stem教育可在航模兴趣小组学习中发挥出独特的引导性优势。
　　二、 教师做好教育融合准备工作
　　首先教师应当具有与时俱进的态度，对于航模知识边学边教，密切关注手掷飞机、遥控飞机以及拼装飞机等不同形式的航模，最好可以先动手操作一下，并且以谨慎的态度查找相关资料、学习遥控技术等，尽最大可能使自身素质得到发展，防止记然而不知其所以然，在学生提出问题是茫然无措的情况，如果确实有必要，还可以聘请校外专家莅临指导。其次，教師应当根据本校本班级的实际情况，做好航模兴趣小组学习的定位工作，当前教育发展阶段，航模比赛有较多的可参与项目，而且在器材方面的质量与价格也相差较大，教师需要注意在前期即明确给学生提供哪方面的训练项目指导，思考是构建整体航模还是购买部件自己组装，或者是完全由自主制作，意识到不同训练项目指导方式，其优势是各不相同的。
　　三、 stem教育对小组活动能力的指向性
　　stem教育模式强调了对科学、技术、工程与数学等的接纳与融合，而这种融合目标并非教师单方面做好教育融合准备工作便能达成，因此，教师应当在教育实践中，注意stem教育对小组活动能力的指向性，分别从下述几个方面做出调适。
　　（一） 观察能力
　　让学生在航模兴趣小组中形成良好的观察能力并不容易，但是这一点又非常重要，学生拥有观察能力，才能更加准确地了解事物的内涵，对事物形成“stem”中不同角度的判断。在航模兴趣小组活动里面，有很多要求学生认真观察的内容，比如其中直升机模型制作的过程，在此期间，教师便可以引导学生深入观察，先观察整个模型，再参与试飞活动，且要求学生在观察后回答相应的问题，比如：怎么样制作模型才能让飞机在空中有更长的停留时间？因为有问题的带动，学生将目标明确地进行观察，并形成独立的答案。有些学生回答“可以选择轻型材料”，有些学生回答“要保证直升机两侧机翼对称”，还有些学生回答“向前挪动飞机两侧机翼，这样更符合空气动力学原理”。这些回答皆因观察而形成，且正好响应了“stem”教育模式及要求。
　　（二） 创造能力
　　航模兴趣小组活动比较复杂，无论是设计、制作还是试飞，均在大环节中包含多项小内容，同时小组并不能保证全部一次性完成，此时便需要学生在彼此协作中对模型进行创新性改进，以此突出科学、技术、工程与数学等的理论指导作用。比如，小组进行木质弹射飞机的活动时，在制作开始时易于遇到困难，木料不如其他材料粘黏容易，且比较耗费时间，特别是机翼上翻角处常常出现黏合失误，此时，学生便应具有一定的创造能力，考虑利用比较容易制作的材料进行替代，以便节约时间、降低难度。
　　（三） 动手能力
　　学生动手能力能够在航模兴趣小组活动中得到有效锻炼，并反过来促进活动的stem教育指向，在具体的活动过程之中，教师可以要求学生在小组内利用多种类型的工具亲自完成各项制作任务，熟练掌握切、磨、黏等需要较强动手能力的操作方法。比如上面提到的“怎么样制作模型才能让飞机在空中有更长的停留时间”问题，有学生回答“要保证直升机两侧机翼对称”，这利用用数学与科学知识，然而实际运用却并不容易，教师应当指导学生不急不躁、有条不紊地操作，使其动手能力得到充分锻炼。
　　四、 多角度带动学生航模兴趣小组参与热情
　　根据stem教育模式，教师需要从不同角度带动学生航模兴趣小组参与热情。
　　首先，教师要注意让学生形成“科学”研究氛围，因为航模训练过程与器材密不可分，而器材的来源渠道比较复杂，很多时候需要学生自行购买，有些学生可能会表现出比较犹豫的态度，这时教师便要多进行鼓励，即要使学生了解到活动的科学研究价值与可能的目标成果，从而让学生能够更加主动地投入训练活动中来，也要根据学生的心理发展特点，进行器材的主动推荐，使更符合学生对于科学知识认知期待的航模器材为学生所了解，使学生通过这个渠道产生对于兴趣小组参与的热情，形成“科学”研究氛围。
　　其次，教师要让兴趣小组形成对于航模及相关“技术”的研究合力，本校在本学期以兴趣小组为主要形式，固定在每个星期三的下午完成航模训练活动，在活动过程之中相关教师采取认识与实践相结合、训练与比赛相结合的办法进行培训，每次均给学生提出明确的要求：需要哪些工具、技术研究的目标指向是什么等。学生因此对训练活动产生比较大的兴趣，并且在教师的指导下完成自行拼装实践放飞、风能利用等方面技能的学习，在这种情况下，学生和技术之间的距离变得更近了。 　　再者，教师要在指导中逐步渗透与航模有关的“工程”知识，借助学生对航模感兴趣的优势，教师不能只将活动停留在让学生动手操作，而不做深入理论分析的层面，那样课程将会沦为意义甚微的游戏课。实际上，在一切可能的教学间隙，将工程知识渗透其中，是一种非常有必要的做法，比如教师可以与学生一边共同制作飞机模型，一边向大家讲解飞机各部件的机能及作用原理，以便保证学生同时得到工程方面的技能与原理熏陶，并尝试独立思考与探索这方面的问题。
　　最后，教师要做出适当指导，使学生主动在兴趣小组中将航模活动与“数学”知识结合起来，学生在进行实际操作时，偶尔会出现某些部件的拼装操作不够理想的问题，至于固体出现这种问题，则会非常困惑，这时教师可以给学生讲解与之相关的数学知识，如三角形的稳固性、对称图形的应用等，或者把原本比较复杂的操作进行基于数学原理的分解，以保证所有学生都能做有所思、思有所得。
　　五、 stem教育引导下的航模兴趣小组竞技模拟要点
　　在stem教育引导下，航模兴趣小组应当进入到模拟竞技的场景中去，在仿真场景下完成进一步的航模知识应用，其要点有几个方面。
　　首先，选择恰当的竞技时间，基于对科学、技术、工程、数学几方面原理的应用，最好可以将航模比赛安排在气象条件通常比较好的下午，使风力、方向、风速更容易满足要求，学生在此特定时间范围之内，进行制作、调整飞机和训练放飞的竞技。
　　其次，地点的选择也比较关键，将比赛安排在室外运动场比较恰当，并且针对学生操作不够熟练的问题，限制其在科技室内直接放飞的行为，以防止器材损伤和可能的人身安全问题出现。
　　再者，针对学生对场地风向判断能力不够的问题，教师还可以在现场给其提供目的性更明确的训练指导。
　　最后，航模兴趣小组竞技模拟的核心问题在于航模制作，为此，教师应当使学生针对仿真竞技，以stem教育理念下的科学、技术、工程、数学几方面原理要点为指导，制作一架更符合竞技要求的航空模型，并对其事先做出评判，包括外观较好的模型、设计新颖的模型、制作精良的模型、飞行效果最佳的模型，并要求各兴趣小组学生针对这些模型优点做出设计与创意说明，以鼓励所有学生学习航空模型的积极性。
　　六、 总结
　　作为航模兴趣小组活动的指导者与组织者，教师在进行具体的航模社团活动指导之前，应当意识到其与stem教育相融合的可能性，以认真负责的态度，进行与时俱进的教育研究探索，并且准确定位指导与组织活动方向，在此基础之上，教师应当让学生充分形成自身对于stem教育之中几个关键点，也就是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineer）和数学（Mathematics）等项内容的自觉关注，从而凸显出教育方案的针对性，保证所有学生都能够在兴趣小组活动中取得良好收获。再者，为了让航模兴趣小组活动更为学生所关注，使活动与比赛直接关联，让stem教育之中的几个关键点在比赛与比赛准备中展现其作用也是非常有必要的。
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　　作者简介：
　　郑建辉，福建省福州市，福建省永泰县第一中学。
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