一、实验室建设的重要意义
小学航模实验室的建设,是落实国家科技强国战略、深化基础教育改革的重要举措。在国家大力推进科技教育的历史机遇下,航模实验室不仅是配备器材的物理空间,更是融合科学、技术、工程、艺术和数学等多学科知识(STEAM)的综合性实践教育平台,其建设具有深远而重大的意义。
1、响应国家战略,培育科技后备人才
小学航模实验室的建设,精准顺应了国家加强中小学科技教育的大趋势,将宏观政策转化为具体的育人实践。
· 顺应政策导向:响应教育部等七部门《关于加强中小学科技教育的意见》,建设航模实验室是落实科技创新“从娃娃抓起”号召的具体行动。国家已明确将航空科技列为科技教育的重点领域。
· 创新人才培养模式:通过航模项目构建“课程—训练—竞赛—输送”全链条的人才培养体系,将模型运动从兴趣小组升级为区域科学教育的“基础工程”。甘肃宁县城关小学利用航模社团激发学生对未来科技的探索欲望;北京丰台区则通过将前沿工程技术知识融入中小学课堂,探索基础教育阶段工程技术后备人才培养的新路径。
2、点燃科学火种,培育学生核心素养
航模实验室改变了传统课堂的教学模式,让学生在“学-做-赛”一体化的实践中,大幅提升科学素养和综合能力。
· 激发科学兴趣与志向:通过亲手组装与操控航模,将枯燥的知识转化为生动的探索,激发学生的好奇心。从制作纸飞机到参与飞行竞赛,学生的内驱力被唤醒,不少人因此立下献身祖国航空航天事业的远大理想。
· 培养工程与创新思维:在航模实践中,学生需要像工程师一样解决升力、重心、动力等真实问题,经历“发现问题-设计-测试-改进”的完整闭环,有效培养系统性、批判性的创新型工程思维。
· 促进身心与品格成长:航模运动集科技与体育于一体,既需要脑力,也锻炼了手眼协调能力。面对训练中的挫败,学生学会了耐心和坚持,在成败交替中懂得“坚持的分量”,实现了心智的全面成长。
· 强化团队协作与沟通:航模项目通常以团队形式开展,从组装调试到赛后复盘,都需要高效沟通与协作。在比赛现场,队员们默契配合,既提升了团队的凝聚力,也锻炼了人际交往能力。
3、践行“做中学”,打破课堂边界
航模实验室为课程改革提供了理想的实践平台,让跨学科学习真实发生。它将空气动力学、物理、数学等知识融入实践,让科学从抽象变得可感知。例如,石河子大学将航模制作融入师范专业课程,培养学生设计趣味性与教育性兼具的综合实践活动的能力。同时,航模实验室也为落实“双减”政策提供了丰富的科普内容,并推动了校内外、城乡之间的资源协同与共享。
4、丰富课后服务,成就“多彩校园”
航模社团也是丰富课后服务、实现“五育并举”、成就“多彩校园”的有效途径。新疆哈密市第四中学在课后时间建立航模社团;舟山普陀区则构建起“科普启蒙—课程研发—赛事培育—实践拓展”的全链条育人体系。在航模活动中,学生们不仅收获快乐,更在潜移默化中完成科学素养、意志品质、团队精神等多方面的提升,让校园生活变得更加丰富多彩。
二、实验室建设目标
小学航模实验室建设围绕立德树人根本任务,立足科技创新人才培养需要,确立以下目标体系。
1、科学素养培养目标
1.1 对接国家科技强国战略,落实科学教育核心素养
紧扣教育部科学教育新规,围绕科学思维、探究实践、创新意识等核心素养展开育人体系建设。低年级侧重感知体验与兴趣熏陶,中高年级强化概念建构与动手探究,按学段进阶引导学生理解空气动力学、电子、编程等基本原理。
1.2 培育“像工程师一样思考”的跨学科解题能力
将数学、物理、工程、科技等多学科知识通过制作、操控、调试等实践环节有机融合,让学生在解决真实问题中综合运用各科知识,提升跨学科知识融通与实践能力。帮助学生像真正的工程师一样思考——去思考飞行器结构如何减重,去调试电路以实现精准操控,在方寸实验室间培养解决复杂问题的能力。
1.3 提升探究实践能力与创新思维
实验室配备涵盖认知类、组装类、遥控类到编程创意类的三级梯度教具。引导学生通过试飞测试不断优化方案,在实践中发现原理、验证假设、迭代设计,使知识不再是封闭的结论,而是动态探索的过程。
1.4 点燃航空航天报国志与科学奋进梦
通过航空航天科技史教育、模拟体验等浸润式活动,将科学知识、国防教育与家国情怀有机融合,激发学生投身科技创新、航空报国的远大理想。
2、分层课程体系建设目标
2.1 构建“普及-进阶-创优”三阶递进课程体系
借鉴滁州市琅琊区银山路小学的“三阶递进”模式(基础启蒙—技能提升—创新实践),结合不同年级学生的认知发展规律:
· 基础普及层:面向全体学生,在科学课中融入航空通识知识,以纸飞机体验、航空史学习等方式培育兴趣萌芽;
· 社团拓展层:通过课后服务开设航模、无人机、机器人等社团,满足有兴趣学生的深入学习需求;
· 拔尖成才层:针对具备特长的学生组建竞赛梯队,专攻无人机竞速与飞行器设计等高阶项目。
2.2 打造“认知—探究—实践”的梯度课程内容
以“基础铺垫—实践探究—进阶提升”为教学主线。低年级围绕纸飞机的气动构型开展航模启蒙课;中年级引入简易无人机与编程入门,强化逻辑思维;高年级以项目式学习开展飞行器设计,鼓励学生参加“飞向北京·飞向太空”等国家级比赛。
2.3 产出校本教材与数字化课程资源
通过课题研究与教学反思,开发具有学校特色的航校科学校本教材,形成可供区域共享的数字化课程库,为教学可重复、跨校可推广提供支撑。
三、实验室建设内容
建设内容紧扣教育部等七部门《关于加强中小学科技教育的意见》中“以科学、技术、工程、数学为重点,切实加强中小学科技教育”的部署要求,以及《中小学科学教育工作指南》关于“建设探究实践空间、提升实验教学水平”的具体指引,严格对标《义务教育科学课程标准》《中小学无人机教学实验室建设规范(T/JYBZ034—2024)》及《航空特色学校评定要求(T/CSAA17—2022)》等相关标准与规范,以“科普启蒙+理论教学+创客实践+模拟飞行+真机操控+安全规范”为核心框架,打造可验收、可开课、可竞赛、可推广的标准化航空航天科普教室。
实验室主要由实验室主要由基础训练无人机、竟赛无人机、航天航空、车模和航模科技互动展示墙等部分组成。
具体内容请见实验室建设方案。
四、实验室功能
小学航模实验室是学校开展航空航天科普教育、培养学生科技创新素养的重要实践平台。参照《航空特色学校评定要求》(T/CSAA 17—2022)及国内小学建设经验,航模实验室集科普教育、理论教学、模拟训练、动手实践、竞赛支持、资源研发和社会服务等多元功能于一体,其七大核心功能介绍如下。
1、航空科普教育功能
航空科普教育是航模实验室的核心基础功能。旨在点燃学生对航空航天科技的兴趣火种,普及航空基础知识,传承科学探索精神.实验室面向全体师生常态化开展航空航天通识教育。室内通过航空发展史长廊、飞行原理演示模型、飞机结构示意图等可视化展板,集中展示中国航空重大成就(如C919国产大飞机、天宫空间站、嫦娥探月工程等)。教师利用互动教学一体机动态讲解飞行原理、航空器分类等知识,并结合VR虚拟体验区让学生“沉浸式”感知火箭发射、太空漫步等场景,激发学生对航空科技的好奇心与探索欲,在潜移默化中厚植科学情怀与报国志向。
2、航模与无人机理论教学功能
理论教学是实验室面向全体师生开展航模与无人机知识系统性传授的主渠道,为实践活动奠定坚实的知识基础。
3、模拟飞行与无人机实操训练功能
真实飞行存在较高的安全风险和场地限制,实验室为师生提供低成本、高安全性、科学规范的模拟飞行与实地操控训练环境,旨在提升学生的飞行技能、手眼协调能力和任务执行能力。
· 模拟飞行训练:实验室配置飞行模拟舱和飞行模拟软件等高仿真设备。学生可在仿真环境中体验不同天气条件下的起降操作,训练应急反应,安全高效地掌握飞行操作基本功。
· 无人机实操训练:实验室室内外均开辟实操空间。学生在室内编写飞行程序,室外操控无人机按预设路径执行任务。
4、航模制作与工程实践功能
“做中学”是航模教育的核心特色,动手制作能够有效培养学生的工程思维和综合实践能力。
5、编程教育与跨学科融合功能
随着科技教育的不断深化,航模实验室已从单纯的飞行训练进阶为融合编程、STEM等多学科知识的集成型教学平台。旨在培养学生的逻辑思维、计算思维以及跨学科解决实际问题的综合能力,也是落实STEM教育的重要载体。
6、竞赛支持与拔尖人才培养功能
竞赛是检验学习成果的重要平台,也是激发拔尖人才潜能、体现学校科创品牌实力的关键途径。
7、社团活动与校园文化承载功能
航模实验室同时是学校航模及无人机社团活动的主阵地,是特色校园文化与常态化科技氛围的重要载体。
一、基础设备部分
1 教师讲台 张 1
2 学生实验台 张 8
3 学生凳 张 48
4 仪器柜 张 4
5 电脑 台 8
二、实验仪器
"第1部分 基础训练无人机"
1 基础无人机 套 8
2 航拍无人机 套 8
3 训练机 套 1
5 基础无人机训练场地 套 1
6 无人机1型 套 8
7 无人机2型 套 8
8 无人机3型 套 8
9 无人机4型 套 8
10 编程编队无人机 台 8
11 APEXFPV穿越机 套 8
第2部分 竟赛无人机
全国青少年无人机大赛
全国青少年航天创新大赛"
1 无人机足球(青少年比赛) 套 8
2 竞赛足球无人机2型 套 8
3 竞赛足球无人机 套 4
4 充气足球场地 套 1
5 训练机-全国青少年无人机大赛 套 8
6 比赛机-全国青少年无人机大赛 套 8
7 比赛机2型-全国青少年无人机大赛 架 8
8 小鸟飞飞F600 架 8
9 小鸟飞飞F120 套 8
10 小鸟飞飞F800 套 8
11 小鸟飞飞F800感应靶机 套 8
12 小鸟飞飞F800射击组件 套 8
13 VR航拍无人机 套 8
第3部分 航天航空
1 北斗卫星系统 套 8
2 探视火箭发射内部结构模型 套 8
3 探视航天飞机内部结构模型 套 8
4 探视火星探测车内部结构模型 套 8
5 火箭拼装与拆解 套 8
6 投弹无人机 套 8
7 灭火无人机 套 8
8 多功能救援飞机 套 8
9 太空救援套装 套 8
10 飞船2型 套 8
11 航天飞机发射模型 套 8
12 太阳能飞机3型 套 8
13 航空系列拼装模型 套 8
14 航天机器人 套 8
15 歼10遥控战斗机 套 8
16 搭建星际城 套 8
17 太空救援套装 套 8
18 太阳能航模智能套件 套 8
19 2.4G遥控滑翔机 套 8
20 2.4G电动遥控飞机 套 8
21 电动线操纵飞机 套 8
22 遥控双翼机 套 8
23 遥控直升机 套 8
24 智能月球车制作套件 套 8
第4部分 车模系列
1 四驱车竞速赛轨道 套 1
2 竞赛四驱车 套 8
3 太阳能动力赛车 套 8
4 太阳能航模智能套件 套 8
5 太阳能智能套件 套 8
6 智能交通车 套 8
7 创客教育—太阳能机械结构设计实验箱3号 套 8
8 学生赛车 套 8
9 拼装车模型 套 8
10 海陆空飞行器 套 8
11 弹力玩具 套 8
航模科技互动展示墙
1 航天航空知识竞赛 套 1
2 AI颜色与密码 套 1
3 AI智能机械手 套 1
4 AI航海知识竞赛 套 1
5 AI编写指令 块 1
6 AI无人机 套 1
7 AI中国航天 块 1
8 AI航天飞机 套 1
9 涡扇发动机 套 1
10 AI-C919大型客机 块 1
11 AI车模知识竞赛 套 1
12 AI火车总站 套 1
13 飞行训练知识竞赛 套 1