以航模为载体的STEM科教课程介绍及设计案例-1.docx

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以航模为载体的STEM科教课程介绍及设计案例

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宁煜

摘要：近年来我国对于中小学科学教育的重视程度逐步提高，但中小学开展科学课程却面临课程类型单一、课程内容不科学等问题，因而导致课程只停留于表面，落实效果差，无法达到科学课程应有的目的。而作为集数学、物理、计算机编程、电子通信工程等多门学科领域的具有科研性质的航空模型运动便可以成为此类STEM课程适合的载体。通过开展以航模为载体的STEM课程，能够让学生在拓宽知识领域的同时，培养其创新意识、合作及动手能力，同时全面提高青少年身体素质。本文主要以解析当今科教课程的现状为前提，以航模类课程为例，分析此类课程的优势与开展方式，并提供一项“水火箭”课程设计案例。

关键词：STEM教育航空模型航模课程“水火箭”课程案例

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1674-098X（2019）04（c）-0217-03

1科学（STEM）教育的主要目的

科学（STEM）教育是一种以传授基本科学知识为手段（载体），以素质教育为依托，体验科学思维方法和科学探究方法，培养科学精神与科学态度，建立完整的科学知识观与价值观，进行科研基础能力训练和科学技术应用的教育。

其主要目的为使青少年掌握自然科学的基本知识和基本技能，学会科学方法，体验科学探究，理解科学技术与社会关系，把握科学本质，养成科学精神，全面培养和提高科学素养；并通过培养具有科学素养的合格公民，发展社会生产力，改良社会文化，让科学精神和人文精神在现代文明中交融贯通。

2中小学科学教育的开展现状

近年来响应教育部号召，中小学科学课程从开展内容、方式、效果等多方面提出了新的要求。但由于科学课程内容单一枯燥、对于实验设备要求较高等原因，科学课程的开展一直成为难题。作为能够适应科教要求的STEM教育方案，以其全面的课程领域和良好的课程效果得到重视，诸多学校广泛效仿应用。

3航空模型的相关介绍

3.1航空模型的定义

航空模型是航空航天模型的简称，是一类按照比例进行缩小或适当简化结构的、能够实现于原飞行器相同的飞行效果的模型玩具。顾名思义航模分为航空模型和航天模型，航空模型指固定翼、多旋翼、直升机类飞行器，而航天模型则是仿航天器外形制作的一种可回收模型，是供体育运动用的一种不载人的飞行器，其动力为水动力或模型火箭发动机。

航空模型是一项包含数学、物理、电子通信工程、计算机编程等多门学科在内的科研竞技类体育运动。当今，国内外科研类、竞技类航空模型赛事广泛开展。

3.2航空模型的分类

3.2.1按动力模式分類

无动力飞行器、电动飞行器、油动飞行器三类。

3.2.2按飞行器类型分类

固定翼飞行器、多轴飞行器、火箭飞行器三类。

3.3航空模型产业的现状

3.3.1政策下的航空航天教育产业

2016年11月，国家体育总局等9部委联合发布了《航空运动产业发展规划》，被认为是中国航空体育运动新的发展机遇。在《规划》中，航空运动产业被认为“是重要新兴体育项目产业之一……涵盖目前我国正式开展的运动飞机、热气球、滑翔、飞机跳伞、轻小型无人驾驶航空器、航空模型等六大类共26个运动项目。”同时，《规划》中明确提出，将“积极开展青少年航空运动。通过无人驾驶航空器（无人机、航空模型、航天模型）进课堂、推广校本课程、组织学生开展课外航空运动活动等多种形式，推进中小学校航空科技体育活动开展，培养青少年对于航模制作飞行等基本航空运动兴趣。鼓励学校与专业航模培训机构合作，加强青少年航空运动培训，培育青少年参与航空运动和养成航空运动消费习惯。”

3.3.2航模作为科研类赛事的开展情况

由于航模运动知识多元化的特点和其本身不断发展的趋势，科技创新在航空模型领域就显得格外突出。目前，航模运动是一项正处于高速复兴的科研类体育运动，国内以至国际每年都举办多项重大科研类赛事。

“中国国际飞行器设计挑战赛暨科研类全国航空航天模型锦标赛”（简称CADC锦标赛）是科研类赛事的代表。

3.3.3航模作为体育竞技类赛事的开展情况

航空模型运动本身作为一项体育竞技类赛事，在世界范围内涉及诸多赛事。其中包括如“航空模型世界锦标赛”等国际最高规格赛事，“航空模型全国公开赛”等国内高水平赛事。“全运会”、“市运会”等体育综合赛事中也包含航空模型运动项目。

3.3.4航空模型（无人机）在社会服务领域上的应用

航空模型按照飞行器类别分类分为固定翼类、多轴类和火箭类。其中多轴类飞行器（常见四轴飞行器）即为无人机的雏形，而无人机在当今社会应用范围广泛。

无人机按应用领域分类，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。在民用方面，无人机能应用于航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄