在科技教育活动中学习与成长——山东省临沂市沂河实验学校航模教育展风采

◎ 闫海楫

在科技教育活动中学习与成长
——山东省临沂市沂河实验学校航模教育展风采

◎ 闫海楫

“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化。”习近平总书记在 2016 年 5 月 30 日“科技三会”上的这一重要讲话，对于在新的历史起点上推动我国科学普及事业的发展，意义十分重大。

科技教育创新模型主要涉及航空航天、航海、建筑、车辆、科技创新制作等类别，是一项融科学和竞技、动手和动脑为一体的科技活动，深受广大青少年喜欢。临沂市沂河实验学校自 2012 年把科技创新模型课引入课堂以来，学生们的学习兴趣、动手动脑能力、知识储备有了明显提高，在省级赛事上取得多项优异成绩。沂河实验学校着力开展科技创新模型课程，就是为了让青少年把“做中学”与“学中玩”有效结合，让青少年的创新思维、逻辑思维、发散思维和独立思考、动手操作、使用工具的能力得到充分锻炼，再通过组织各种级别的省内、国内甚至国际比赛，锻炼青少年的自理能力、规划能力与合作交流能力。学校本着“人无我有、人有我精，人精我专”的发展思路，充分彰显航模科技教育的五大特色，大力开展对广大青少年进行科技教育和科学普及的事业。

一、课堂与竞赛相结合，在活动中学习与成长

山东省临沂市沂河实验学校把科技教育作为提升学生创新力的一个重点。学校组建的天翼航模科技中心，将科技与教育有机结合，航模科技教育已经成为学校的一大特色，形成独特的“河文化”品牌。天翼航模科技活动中心成立于 2012 年 5 月，是集航空、航海、无线电、机器人、科技创新等项目于一体的科技活动教育基地。中心占地 1000 多平方米，拥有多媒体教室、制作室和室外活动场所，配有专业科技老师，是目前山东省科技模型设备最为齐全的青少年活动中心。

没有教材的科技教育，课堂教学就无从谈起，就会失去科技教育的方向；没有课程课时的安排，对学生的科技教育就成了空谈，就会流于形式，无法发挥科技教育的作用。为此，学校组织了校内外的科技辅导员，编写了科技教材，这套教材针对不同年级、不同学期的学生，涵盖八个年级，共十六册校本教材。学校申请了书号，面向社会发行，使科技航模教育有本可依、有章可循，课堂教学更加顺畅、易于操作。

为了进一步搞好航模科技教育和教学，学校实行全员授课制，即科技课面向全体学生开课，主要采取班级授课制，每个班级每周一节航模科技课，上课地点在航模活动中心。航模课迅速成了最受学生喜爱的课程，也得到了广大教师和学生家长的认可与支持。如今，航模科技教育已成为学校办学的一大亮点和特色，在兰山区、临沂市乃至山东省都产生了较大影响力。

抓好课堂教学需要一支过硬的科技辅导员队伍。学校通过校外招聘、校内培养的形式，组建了一支辅导员队伍，他们不分学科不分主辅，既有班主任，又有语数、理化生教师，关键是老师们都有热爱科学、倾心于学生科技教育的满腔热情。他们在课堂上认真上课，耐心解答学生的疑难问题，课下悉心备课，积极研讨，对学校的校本教材及时提出改进意见，对不同年级的教材内容、案例分析、实验操作、安装技巧等提出自己的看法，书写教学实践中的心得体会，进行汇总整合，使教学水平不断提升。针对不同年级学生的特点，学校成立了多个科技社团，对一部分具有科技创新意识、酷爱科技制作的学生进行专门培养，利用课余时间组织他们进行有目的的科技培训、拔高训练，参加市级、省级、国家级甚至国际比赛，这些学生均取得了突出成绩。这既是对学生和科技辅导员的激励，也起到了非常好的引领作用，让更多的学生热爱科学，喜欢科技创新，从小培养科技思维，努力成为科技创新型的优秀人才。

沂河实验学校的科技教育结出了丰硕的成果，在临沂市首届青少年科技模型竞赛中，学校获得 9 项一等奖；学校火箭团队荣获第二届山东省青少年航空模型科技竞赛总决赛团体一等奖，多次荣获山东省科技创新大赛、航模科技大赛一等奖；在第 31 届全国青少年科技创新大赛中，学校航模科技活动中心选派的选手荣获周培源青少年科技创新奖、中鸣科学专项奖、最佳创意设计奖等多个奖项。几年来，学校先后派出 500 多人次学生参加国家级、省级、市级中小学生航模科技大赛，均获得了优异成绩。

二、现实生活与前沿科技相结合，提高自主学习能力

科学技术是第一生产力，科技已经深深地扎根于实际生活中，科技教育也只有和现实生活相结合，才会有生命，才能接地气；科技教育只有和前沿科技相结合，才会有生机和活力，才会有未来。在航模科技教育活动中，学生接触并运用各种各样的知识，具化和补充了许多书本知识，激发了兴趣，开阔了视野，丰富了课余生活。为青少年今后从事科技研究和探索打下坚实的基础，为自己的人生和国家的发展播下成功的希望，这正是学校开展科技教育的初衷。

开展科技教育，使学生得到了很大收获，同时，也促使教育者去探究科技创新模型课的功能问题。例如：在航海模型的制作和航行过程中，学生可以了解到，船为什么会漂浮？船是怎样保持稳定性的？螺旋桨为什么会产生动力？船怎样跑得更快？泰坦尼克号受创后为什么没有立刻下沉？为什么躲不过冰山……继续深入下去，学生会接触到物理、化学、数学、无线电、材料等学科，掌握力、密度、重力、压力、磁场、船的构造、发动机结构和原理、无线电、材料选择等等许多知识。其中既有许多课本上抽象的知识，也有课本上没有而生活中经常需要的知识。比如，学生在四年级时要学习《蝙蝠与雷达》的课程，由此他们了解了雷达研制是借鉴了蝙蝠在夜间飞行的本领，还了解了无线电波、接收器、荧光屏等设备的工作原理，这时候，学校会鼓励学生动手制做一个简易的雷达模型，进一步了解雷达工作的构造和原理，由此启发学生“还有哪些科学技术是从动物身上得到的启示？”，激发学生大胆想象，再制做出一个科技模型。有的学生想到蜻蜓与飞机，有的学生从鱼联想到鱼雷等等。

科技创新模型活动要求所有参与者在思维方法上要有辨证性、整体性和严格的科学性。“麻雀虽小，五脏俱全”，科技模型虽然只是小小的模型，但也是真实的车、船、飞机按一定比例的制作而成，因此模型也是一个整体，牵一发而动全身。比如，一架比赛留空时间的模型飞机，要经过高速爬升和低速滑翔两个阶段，对爬升阶段的调整，主要是地拉力线和两半翼扭曲后的迎角大小的调整。重心位置、机翼和平尾的安装角及方向舵，虽然对飞机爬升的姿态会产生一定的影响，但这些部位的变动又直接影响着模型滑翔阶段的性能，因此，在设计和调整时，要全面考虑这两个阶段不同的受力情况和解决办法。又如，在车、船、飞机模型的设计和制作中，对于材料的强度、刚度和重量的选择需要十分慎重，必须从二者中选出一个最佳方案。因此，科技模型活动在思维方法上要求青少年必须具有辨证性、整体性、科学性，否则会因为一个小小的失误，使制作出的科技模型性能变差，甚至报废。

三、动手与动脑相结合，把奇思妙想变成现实

航模科技教育活动有利于塑造青少年良好的个性，培养学生坚强的毅力和开拓的精神，培养细心和耐心，养成做事严谨的科学态度。学校注重在航模科技教育活动中积极营造有利于学生自主学习、自主探索的氛围，使他们在科技教育活动中动手、动脑，手脑结合，积极思考、科学思维。通过科技活动，孩子们能够学会科学地安排有限的时间，培养做事情要有始有终、坚持不懈的品格。此外，同学们一起设计，一起制作，一起比赛，互相帮助，互相学习，这个过程培养了学生的集体主义精神，心中有别人，学会如何与人相处，在走向社会后，才能与他人合作共赢。而这种品质，也正是当前学校教育需要着重补充的。

学校航模科技活动中心开辟了课堂教学区、自主体验区、科学实验区、界面操作区等不同区域，便于不同层次需求的学生和教师开展活动。活动中心现有航模（包括无人机）实物、模型 80 多架，航海实物、模型 40 多具，以及为数众多的建模、车模等实物。为了提高学生的动手能力和研发制作能力，学校购置了大量器材，例如激光切割机、小型机床钻铣床、砂轮机、木工台锯、台钳钢板操作平台等，引进了机器人套装 6 套、3D 打印机（第三代）4 台、3D 打印笔近百只、充电式手电钻等工具，为更好地开展科技教学和学生的创新活动奠定了物质基础。

四、班级教学与单独教学相结合，开展个性化、高层次探究学习

著名科学家施一公说：“科学技术是最后的话语权”，提高国家的科技创新能力，关键在于提高全民族的科学素养，培养一大批具有科学思维、创新能力的科技人才。学校以班级教学为单位的科技教育就是为了面向全体学生，让学生从小热爱科学，从小养成乐于动手动脑的好习惯，培养学生的科学思维、科学素养，掌握科学方法。

课堂始终是学校科技教育的主阵地，根据学校研发的教材课程，针对不同年级、不同年龄段设计不同层次的内容，让学生循序渐进，逐步深入。各年级的科技教育活动内容既相互独立又具有连续性，既相互并列又有难易梯度和自己的侧重点，并注重小学与初中的内容衔接，充分发挥九年一贯制学校的特点和优势，保持了科技教育活动的一贯性。

课堂是普及，课外是科技教育一展身手的广阔天地。学校始终坚持科技教育课上课下相结合、课堂社团相结合、学校、家庭、社会相结合，搞好兴趣小组和训练队的培养；传统和现代相结合，全方位搞好学生的科学普及和科技教育工作。例如，折叠纸飞机、制作风筝等传统的喜闻乐见的小制作，激发出广大学生的热情。每年三月份的风筝节，就是学生制作风筝、进行放飞与评比的好时机。依托学校得天独厚的地理条件，在沂河岸边放风筝。学校还成立了航海社团、航空航天社团、计算机社团、火箭社团、机器人社团等，实现社团和训练队一体化，既满足了科技小能人、小狂人的个性需求，也培养了各种训练队、参赛队的科学达人，相得益彰，各得其所。

五、做中学与学中玩相结合，培养创新思维与动手能力

目前，沂河实验学校天翼航模科技活动中心承担着临沂市青少年航模科技和科技创新比赛的组织、培训与竞赛工作，先后推出了航模科技进校园、美丽家乡航拍、天文观测、航模环保等系列科普活动。几年来，组织参加了国家体育总局、教育部、中国科协、共青团中央、全国妇联、中国关心下一代工作委员会六部委举办的“我爱祖国海疆”航海建筑模型竞赛、“飞向北京”航空航天竞赛、山东省青少年航空无线电竞赛、山东省青少年科技创新大赛、全民健身运动会等一系列科技航模赛事，并参与了这些赛事的选拔与培训工作。学生多次在各项国家级、省级正式航模比赛中获得殊荣，受到山东省教育厅、山东省体育局和山东省科协等有关部门的表彰。

2013 年 1 月，学校的天翼航模科技活动中心被国家体育总局确立为“国家级青少年俱乐部”，这是临沂市学校唯一的国家级青少年俱乐部；2013 年 5 月，学校被山东省青少年科技辅导员协会接纳为“单位会员”；2014 年 4 月，被山东省科协授予“三星级科普基地”。2015 年被评为全国青少年科学调查体验活动示范学校，被中科院确立为未来科学家培养计划教育基地；同年学校被确立为全国青少年科技教育创新校、全国青少年活动基地；2016 年被评为山东省科技教育示范学校，山东省青少年科技辅导员优秀会员单位，被中国教育协会确立为中青创客实验基地。

光阴荏苒，记载了沂河的足迹；岁月如歌，印证了沂河的辉煌。科技教育和科学普及，始终在学校开展素质教育的路上。

（作者：山东省临沂市沂河实验学校校长）

［责任编辑：刘斌］

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