以航模为主题的小学STEAM课程设计与实施
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以航模为主题的小学STEAM课程设计与实施
作者：范雨佳
来源：《新教育时代·学生版》2018年第24期
摘 要：本文探索了以航模为主题的《轻木飞机》课程中实践STEAM的教育理念的关键内容。本文首先分析了以航模为 STEAM课程内容的研究背景，然后详细介绍了课程的实践过程，最终从课程涉及到各个学科领域进行具体分析。本文的研究对于学生学习航模理论知识、提高工程技术能力具有重要的意义。
关键词：STEAM 航模 轻木飞机
一、以航模为 STEAM课程内容的研究背景
航模运动不仅是一项单纯的竞技运动，还包含了丰富的工程技术和动手实践的内容，开展航模课程可以培养动手实践能力，养成细心严谨、积极进取的精神。[1]近些年来，随着我国对STEAM教育的重视，形式多样的航模课程越来越多的出现在课堂当中，从培养创新人才的角度来说，航模运动对学习理论知识、提高工程技术能力，激发创新思维具有重要的意义。[2]
二、《轻木飞机》的课程实践
经过我校STEAM课程实践探究结果，形成了五步教学法，分别为“发现与导入——新授与设计——巩固与实践——总结与分享——拓展与探究”五个环节。本节课紧紧围绕五步法开展教学。
1.发现与导入
本课以绘本情景导入，欣赏动态蜻蜓的图片，引导学生说一说看到蜻蜓你想到了什么？通过情景引入新课，揭示课题，激起学生对飞机得到探究欲望，同时又向学生介绍了飞机的结构名称，为制作轻木飞机做好了知识铺垫。
2.新授与设计
了解飞机结构作用。机翼—产生升力并保持飞行时的横侧安稳平定;尾翼—水平和垂直尾翼保持飞行俯仰和方向安定;机身—装载、连接其他部件;起落装置—起降滑跑、地面支撑;动力装置—产生推力。这为掌握试飞技巧，调试飞行姿态奠定了理论基础。 龙源期刊网
梳理制作流程。教师发放材料包并检查材料包中的材料，在带领学生逐一认识材料，认识机翼时，让学生区分头和尾，并再次说一说个别部分的作用。
工程制作的第一步是规划设计，三年级的学生基础的工程设计能力还尚未成熟，因此以学生为主体，通过锦囊妙计的方式发放流程图，学生先自学流程图，然后小组内交流应该如何制作轻木飞机。通过图文结合、阅读理解的方式让学生初步了解设计的基本流程。
3.巩固与实践
第一步：打磨机翼。通过观看打磨机翼视频，掌握正确的打磨方法，打磨基本成型后发放胶水，进行机翼的安装。
第二步：按照图纸进行机身的连接及缓冲机头、加强片。
第三部：确定尾翼的安装方式及位置进行粘贴。
第四部：重心平衡。学生将配重泥黏贴在机头位置，双手拖住机翼三分之一位置，根据飞机的俯仰平衡调试配重。
第五步：外观创意绘制。安装好的飞机根据自己的喜好给飞机进行创意绘制。
在整个制作过程当中，学生们与人合作的能力、自我管理的能力、团队管理的能力都得到了极大的锻炼。
在试飞前教师讲解正确的放飞姿势和注意事项。通过实践，提高学生分析问题和解决问题的能力。在整个知识的学习过程当中，同学们就掌握了多学科交叉贯通的学习能力，这是提高学生综合素养的必备基础。
4.总结与分享
学生记录轻木飞机飞行测试的结果及相应的改进的措施。如飞机结构的整体性及结构对称性，飞行中出现的问题，如头重、头轻、左偏、右偏等。
5.拓展与探究
学生在本节课轻木飞机制作的基础上，发挥创意与想象力，思考如何能让轻木飞机飞的更远？能否制作出不同形状的轻木飞机？有人把航模运动描述为“三分飞行七分修理”，在这70%的修和调的过程当中，学生的创新实践操作能力，得到了极好的训练。[3]
三、课程分析 龙源期刊网
我们都知道，STEAM课程最大的特点是整合性、融合性、接下来，我将从课程涉及到各个学科领域进行具体分析。
1.工程技术
规划设计。首先，学生分析图纸，归纳制作流程，即打磨机翼—组装粘贴—绘制机身—调试配重;最后，两人一小组，明确任务，合理分工。
测试分析。组织学生在空旷的场地进行试飞，通过观察分析飞机飞行的姿态，是属于波状飞行、平缓滑行还是极速坠地，以此判断飞机是头轻、重心平稳还是头重。通过测量飞机飞行的距离，学生自行分析影响飞行距离的因素，包括手掷角度、出手方式、机身对称性等。
迭代改进。为了保证俯仰平衡，需增减配重，调整重心，出手角度机头朝下0°至5°之间;为了保证橫侧平衡，需调整机翼角度，保证上反角一致;为了保证方向平衡，需调整垂直尾翼;为了保证加强牢固性需明确机身易断裂点，用纤维胶带进行加固。
2.数学思维
机身对称。飞机在飞行过程中为了保证橫侧平衡和方向平衡，必须保证飞机左右对称，因此在粘贴过程中，需要小组两人相互合作，一人负责组装粘贴，另一人负责观察提醒。
测量分析。学生进行比较、分析、标注左右机翼以及机翼前缘后缘，保证制作的科学性和准确性;在试飞环节，以飞机直线飞行的距离作为评判飞机飞行性能的标准之一，学生自行测量距离、记录数据、分析数据，从而引发学生思考，飞行距离远的飞机有哪些特点值得借鉴学习。
3.物理知识
伯努利定律。飞机在逆风飞行过程中，空气会被分成两股气流，一股气流从机翼上方流过，另一股气流会从机翼下方流过，两股气流在机翼后缘同时会合，学生能够理解机翼上方空气流速比下方快，因此受到的大气压力比机翼下方受到的大气压力小，由于压力差使机翼产生向上的升力。
力学应用。根据《小学科学课程标准》关于力学的要求，学生知道在使用砂纸打磨时，需把握用力的大小、方向，保证机翼具备流线形外观。
调整重心。为了保证飞机俯仰平衡，解决头轻尾重的问题，在机头位置需要增加配重泥，调整飞机重心平衡。
4.美学创意 龙源期刊网
创意绘画。制作结束，学生可充分发挥自己的想象力，对飞机进行创意绘制，增强课程的趣味性，用创意来启迪孩子的想象空间，激发创造力，让孩子多元智能得到充分开发。
四、教学效果
在以航模为主题的STEAM课堂中，学生在积极民主的氛围中体验了工程设计的基本流程，深度体验了学科知识的融合在项目中的应用，在实践中充分提高了自己动手实践能力，在迭代改进中不断发展自己的思维，为成为卓越的航天优秀人才奠定良好的基础。
参考文献
[1]潘洁庭.科教兴国与航空模型运动——论学校航空模型活动的开展[J].科学教育，2002（5）.
[2]汤志忠.航模活动对青少年综合素质培养的实践研究[J].现代教育科学.中学教师，2012（1）.
[3]黄金富.开展航空模型活动的实践与思考[J].《教学月刊·中学版（教学管理）》，2013（2）.
