航模興趣小組學(xué)習(xí)與stem教育融合的探究

摘 要：興趣小組學(xué)習(xí)是一種極具現(xiàn)實(shí)感和創(chuàng)造性可能的活動(dòng)，它能夠讓學(xué)生的動(dòng)手能力得到極大激發(fā)，使學(xué)生的思維被自然導(dǎo)向探索和創(chuàng)新方向，通過興趣小組完成航模認(rèn)識(shí)、設(shè)計(jì)與訓(xùn)練的任務(wù)，其效果十分明顯，而若基于對(duì)stem教育的認(rèn)知，可以明確該理念又恰恰符合興趣小組學(xué)習(xí)的宗旨，因此本文擬從教師準(zhǔn)備、學(xué)生發(fā)展、競賽指向幾個(gè)角度，探討航模興趣小組學(xué)習(xí)與stem教育融合的可能性。

關(guān)鍵詞：航模;小組學(xué)習(xí);stem教育;融合發(fā)展

新時(shí)代背景下，教育內(nèi)容需要完善、教育方法需要改變，此時(shí)，在國內(nèi)外發(fā)展多年的stem教育融合模式的作用應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視，我們?cè)谥笇?dǎo)學(xué)生積極參與航模興趣小組時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意其對(duì)stem教育模式的接納，以便取得更加理想的組織與引導(dǎo)效果。

一、 stem教育融合航模興趣小組學(xué)習(xí)的必要性

20世紀(jì)80年代，美國學(xué)者首先提出stem教育模式，強(qiáng)調(diào)科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineer）與數(shù)學(xué)（Mathematics）的多學(xué)科融合介入，在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中使學(xué)習(xí)者感受到知識(shí)內(nèi)容的價(jià)值與魅力，并使之成為一項(xiàng)與國家發(fā)展相聯(lián)系的重點(diǎn)教育戰(zhàn)略，致力于借此提升國家整體的競爭水平與創(chuàng)新能力。隨后這一理論在其他國家也得到了認(rèn)可和發(fā)展，并且在實(shí)踐應(yīng)用中取得了比較理想的效果，進(jìn)而在中國也產(chǎn)生一股教育改革的潮流，逐步為我國各層次教育機(jī)構(gòu)、師生所注意。與此同時(shí)，作為比較受到歡迎的運(yùn)動(dòng)形式之一，航模運(yùn)動(dòng)一方面具有競技體育的性質(zhì)，另一方面其中也包含著許多科學(xué)知識(shí)，認(rèn)識(shí)、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(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等多方面的內(nèi)容，這確是與stem教育模式非常符合的一種運(yùn)動(dòng)形式，也就是stem教育可在航模興趣小組學(xué)習(xí)中發(fā)揮出獨(dú)特的引導(dǎo)性優(yōu)勢。

二、 教師做好教育融合準(zhǔn)備工作

首先教師應(yīng)當(dāng)具有與時(shí)俱進(jìn)的態(tài)度，對(duì)于航模知識(shí)邊學(xué)邊教，密切關(guān)注手?jǐn)S飛機(jī)、遙控飛機(jī)以及拼裝飛機(jī)等不同形式的航模，最好可以先動(dòng)手操作一下，并且以謹(jǐn)慎的態(tài)度查找相關(guān)資料、學(xué)習(xí)遙控技術(shù)等，盡最大可能使自身素質(zhì)得到發(fā)展，防止記然而不知其所以然，在學(xué)生提出問題是茫然無措的情況，如果確實(shí)有必要，還可以聘請(qǐng)校外專家蒞臨指導(dǎo)。其次，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)本校本班級(jí)的實(shí)際情況，做好航模興趣小組學(xué)習(xí)的定位工作，當(dāng)前教育發(fā)展階段，航模比賽有較多的可參與項(xiàng)目，而且在器材方面的質(zhì)量與價(jià)格也相差較大，教師需要注意在前期即明確給學(xué)生提供哪方面的訓(xùn)練項(xiàng)目指導(dǎo)，思考是構(gòu)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(shí)到不同訓(xùn)練項(xiàng)目指導(dǎo)方式，其優(yōu)勢是各不相同的。

三、 stem教育對(duì)小組活動(dòng)能力的指向性

stem教育模式強(qiáng)調(diào)了對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等的接納與融合，而這種融合目標(biāo)并非教師單方面做好教育融合準(zhǔn)備工作便能達(dá)成，因此，教師應(yīng)當(dāng)在教育實(shí)踐中，注意stem教育對(duì)小組活動(dòng)能力的指向性，分別從下述幾個(gè)方面做出調(diào)適。

（一） 觀察能力

讓學(xué)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(diǎn)又非常重要，學(xué)生擁有觀察能力，才能更加準(zhǔn)確地了解事物的內(nèi)涵，對(duì)事物形成“stem”中不同角度的判斷。在航模興趣小組活動(dòng)里面，有很多要求學(xué)生認(rèn)真觀察的內(nèi)容，比如其中直升機(jī)模型制作的過程，在此期間，教師便可以引導(dǎo)學(xué)生深入觀察，先觀察整個(gè)模型，再參與試飛活動(dòng)，且要求學(xué)生在觀察后回答相應(yīng)的問題，比如：怎么樣制作模型才能讓飛機(jī)在空中有更長的停留時(shí)間？因?yàn)橛袉栴}的帶動(dòng)，學(xué)生將目標(biāo)明確地進(jìn)行觀察，并形成獨(dú)立的答案。有些學(xué)生回答“可以選擇輕型材料”，有些學(xué)生回答“要保證直升機(jī)兩側(cè)機(jī)翼對(duì)稱”，還有些學(xué)生回答“向前挪動(dòng)飛機(jī)兩側(cè)機(jī)翼，這樣更符合空氣動(dòng)力學(xué)原理”。這些回答皆因觀察而形成，且正好響應(yīng)了“stem”教育模式及要求。

（二） 創(chuàng)造能力

航模興趣小組活動(dòng)比較復(fù)雜，無論是設(shè)計(jì)、制作還是試飛，均在大環(huán)節(jié)中包含多項(xiàng)小內(nèi)容，同時(shí)小組并不能保證全部一次性完成，此時(shí)便需要學(xué)生在彼此協(xié)作中對(duì)模型進(jìn)行創(chuàng)新性改進(jìn)，以此突出科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)等的理論指導(dǎo)作用。比如，小組進(jìn)行木質(zhì)彈射飛機(jī)的活動(dòng)時(shí)，在制作開始時(shí)易于遇到困難，木料不如其他材料粘黏容易，且比較耗費(fèi)時(shí)間，特別是機(jī)翼上翻角處常常出現(xiàn)黏合失誤，此時(shí)，學(xué)生便應(yīng)具有一定的創(chuàng)造能力，考慮利用比較容易制作的材料進(jìn)行替代，以便節(jié)約時(shí)間、降低難度。

（三） 動(dòng)手能力

學(xué)生動(dòng)手能力能夠在航模興趣小組活動(dòng)中得到有效鍛煉，并反過來促進(jìn)活動(dòng)的stem教育指向，在具體的活動(dòng)過程之中，教師可以要求學(xué)生在小組內(nèi)利用多種類型的工具親自完成各項(xiàng)制作任務(wù)，熟練掌握切、磨、黏等需要較強(qiáng)動(dòng)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(jī)在空中有更長的停留時(shí)間”問題，有學(xué)生回答“要保證直升機(jī)兩側(cè)機(jī)翼對(duì)稱”，這利用用數(shù)學(xué)與科學(xué)知識(shí)，然而實(shí)際運(yùn)用卻并不容易，教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生不急不躁、有條不紊地操作，使其動(dòng)手能力得到充分鍛煉。

四、 多角度帶動(dòng)學(xué)生航模興趣小組參與熱情

根據(jù)stem教育模式，教師需要從不同角度帶動(dòng)學(xué)生航模興趣小組參與熱情。

首先，教師要注意讓學(xué)生形成“科學(xué)”研究氛圍，因?yàn)楹侥Ｓ?xùn)練過程與器材密不可分，而器材的來源渠道比較復(fù)雜，很多時(shí)候需要學(xué)生自行購買，有些學(xué)生可能會(huì)表現(xiàn)出比較猶豫的態(tài)度，這時(shí)教師便要多進(jìn)行鼓勵(lì)，即要使學(xué)生了解到活動(dòng)的科學(xué)研究價(jià)值與可能的目標(biāo)成果，從而讓學(xué)生能夠更加主動(dòng)地投入訓(xùn)練活動(dòng)中來，也要根據(jù)學(xué)生的心理發(fā)展特點(diǎn)，進(jìn)行器材的主動(dòng)推薦，使更符合學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)認(rèn)知期待的航模器材為學(xué)生所了解，使學(xué)生通過這個(gè)渠道產(chǎn)生對(duì)于興趣小組參與的熱情，形成“科學(xué)”研究氛圍。

其次，教師要讓興趣小組形成對(duì)于航模及相關(guān)“技術(shù)”的研究合力，本校在本學(xué)期以興趣小組為主要形式，固定在每個(gè)星期三的下午完成航模訓(xùn)練活動(dòng)，在活動(dòng)過程之中相關(guān)教師采取認(rèn)識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合、訓(xùn)練與比賽相結(jié)合的辦法進(jìn)行培訓(xùn)，每次均給學(xué)生提出明確的要求：需要哪些工具、技術(shù)研究的目標(biāo)指向是什么等。學(xué)生因此對(duì)訓(xùn)練活動(dòng)產(chǎn)生比較大的興趣，并且在教師的指導(dǎo)下完成自行拼裝實(shí)踐放飛、風(fēng)能利用等方面技能的學(xué)習(xí)，在這種情況下，學(xué)生和技術(shù)之間的距離變得更近了。

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

最后，教師要做出適當(dāng)指導(dǎo)，使學(xué)生主動(dòng)在興趣小組中將航?；顒?dòng)與“數(shù)學(xué)”知識(shí)結(jié)合起來，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)某些部件的拼裝操作不夠理想的問題，至于固體出現(xiàn)這種問題，則會(huì)非常困惑，這時(shí)教師可以給學(xué)生講解與之相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，如三角形的穩(wěn)固性、對(duì)稱圖形的應(yīng)用等，或者把原本比較復(fù)雜的操作進(jìn)行基于數(shù)學(xué)原理的分解，以保證所有學(xué)生都能做有所思、思有所得。

五、 stem教育引導(dǎo)下的航模興趣小組競技模擬要點(diǎn)

在stem教育引導(dǎo)下，航模興趣小組應(yīng)當(dāng)進(jìn)入到模擬競技的場景中去，在仿真場景下完成進(jìn)一步的航模知識(shí)應(yīng)用，其要點(diǎn)有幾個(gè)方面。

首先，選擇恰當(dāng)?shù)母偧紩r(shí)間，基于對(duì)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)幾方面原理的應(yīng)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(fēng)力、方向、風(fēng)速更容易滿足要求，學(xué)生在此特定時(shí)間范圍之內(nèi)，進(jìn)行制作、調(diào)整飛機(jī)和訓(xùn)練放飛的競技。

其次，地點(diǎn)的選擇也比較關(guān)鍵，將比賽安排在室外運(yùn)動(dòng)場比較恰當(dāng)，并且針對(duì)學(xué)生操作不夠熟練的問題，限制其在科技室內(nèi)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(xiàn)。

再者，針對(duì)學(xué)生對(duì)場地風(fēng)向判斷能力不夠的問題，教師還可以在現(xiàn)場給其提供目的性更明確的訓(xùn)練指導(dǎo)。

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(yīng)當(dāng)使學(xué)生針對(duì)仿真競技，以stem教育理念下的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)幾方面原理要點(diǎn)為指導(dǎo)，制作一架更符合競技要求的航空模型，并對(duì)其事先做出評(píng)判，包括外觀較好的模型、設(shè)計(jì)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(xué)生針對(duì)這些模型優(yōu)點(diǎn)做出設(shè)計(jì)與創(chuàng)意說明，以鼓勵(lì)所有學(xué)生學(xué)習(xí)航空模型的積極性。

六、 總結(jié)

作為航模興趣小組活動(dòng)的指導(dǎo)者與組織者，教師在進(jìn)行具體的航模社團(tuán)活動(dòng)指導(dǎo)之前，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到其與stem教育相融合的可能性，以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的教育研究探索，并且準(zhǔn)確定位指導(dǎo)與組織活動(dòng)方向，在此基礎(chǔ)之上，教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生充分形成自身對(duì)于stem教育之中幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，也就是科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineer）和數(shù)學(xué)（Mathematics）等項(xiàng)內(nèi)容的自覺關(guān)注，從而凸顯出教育方案的針對(duì)性，保證所有學(xué)生都能夠在興趣小組活動(dòng)中取得良好收獲。再者，為了讓航模興趣小組活動(dòng)更為學(xué)生所關(guān)注，使活動(dòng)與比賽直接關(guān)聯(lián)，讓stem教育之中的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在比賽與比賽準(zhǔn)備中展現(xiàn)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(xué)。