摘 要:興趣小組學習是一種極具現(xiàn)實感和創(chuàng)造性可能的活動,它能夠讓學生的動手能力得到極大激發(fā),使學生的思維被自然導向探索和創(chuàng)新方向,通過興趣小組完成航模認識、設(shè)計與訓練的任務,其效果十分明顯,而若基于對stem教育的認知,可以明確該理念又恰恰符合興趣小組學習的宗旨,因此本文擬從教師準備、學生發(fā)展、競賽指向幾個角度,探討航模興趣小組學習與stem教育融合的可能性。
關(guān)鍵詞:航模;小組學習;stem教育;融合發(fā)展
新時代背景下,教育內(nèi)容需要完善、教育方法需要改變,此時,在國內(nèi)外發(fā)展多年的stem教育融合模式的作用應當引起足夠的重視,我們在指導學生積極參與航模興趣小組時,應當注意其對stem教育模式的接納,以便取得更加理想的組織與引導效果。
一、 stem教育融合航模興趣小組學習的必要性
20世紀80年代,美國學者首先提出stem教育模式,強調(diào)科學(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineer)與數(shù)學(Mathematics)的多學科融合介入,在項目學習中使學習者感受到知識內(nèi)容的價值與魅力,并使之成為一項與國家發(fā)展相聯(lián)系的重點教育戰(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可和發(fā)展,并且在實踐應用中取得了比較理想的效果,進而在中國也產(chǎn)生一股教育改革的潮流,逐步為我國各層次教育機構(gòu)、師生所注意。與此同時,作為比較受到歡迎的運動形式之一,航模運動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知識,認識、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、技術(shù)、工程、數(shù)學等多方面的內(nèi)容,這確是與stem教育模式非常符合的一種運動形式,也就是stem教育可在航模興趣小組學習中發(fā)揮出獨特的引導性優(yōu)勢。
二、 教師做好教育融合準備工作
首先教師應當具有與時俱進的態(tài)度,對于航模知識邊學邊教,密切關(guān)注手擲飛機、遙控飛機以及拼裝飛機等不同形式的航模,最好可以先動手操作一下,并且以謹慎的態(tài)度查找相關(guān)資料、學習遙控技術(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,在學生提出問題是茫然無措的情況,如果確實有必要,還可以聘請校外專家蒞臨指導。其次,教師應當根據(jù)本校本班級的實際情況,做好航模興趣小組學習的定位工作,當前教育發(fā)展階段,航模比賽有較多的可參與項目,而且在器材方面的質(zhì)量與價格也相差較大,教師需要注意在前期即明確給學生提供哪方面的訓練項目指導,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,意識到不同訓練項目指導方式,其優(yōu)勢是各不相同的。
三、 stem教育對小組活動能力的指向性
stem教育模式強調(diào)了對科學、技術(shù)、工程與數(shù)學等的接納與融合,而這種融合目標并非教師單方面做好教育融合準備工作便能達成,因此,教師應當在教育實踐中,注意stem教育對小組活動能力的指向性,分別從下述幾個方面做出調(diào)適。
(一) 觀察能力
讓學生在航模興趣小組中形成良好的觀察能力并不容易,但是這一點又非常重要,學生擁有觀察能力,才能更加準確地了解事物的內(nèi)涵,對事物形成“stem”中不同角度的判斷。在航模興趣小組活動里面,有很多要求學生認真觀察的內(nèi)容,比如其中直升機模型制作的過程,在此期間,教師便可以引導學生深入觀察,先觀察整個模型,再參與試飛活動,且要求學生在觀察后回答相應的問題,比如:怎么樣制作模型才能讓飛機在空中有更長的停留時間?因為有問題的帶動,學生將目標明確地進行觀察,并形成獨立的答案。有些學生回答“可以選擇輕型材料”,有些學生回答“要保證直升機兩側(cè)機翼對稱”,還有些學生回答“向前挪動飛機兩側(cè)機翼,這樣更符合空氣動力學原理”。這些回答皆因觀察而形成,且正好響應了“stem”教育模式及要求。
(二) 創(chuàng)造能力
航模興趣小組活動比較復雜,無論是設(shè)計、制作還是試飛,均在大環(huán)節(jié)中包含多項小內(nèi)容,同時小組并不能保證全部一次性完成,此時便需要學生在彼此協(xié)作中對模型進行創(chuàng)新性改進,以此突出科學、技術(shù)、工程與數(shù)學等的理論指導作用。比如,小組進行木質(zhì)彈射飛機的活動時,在制作開始時易于遇到困難,木料不如其他材料粘黏容易,且比較耗費時間,特別是機翼上翻角處常常出現(xiàn)黏合失誤,此時,學生便應具有一定的創(chuàng)造能力,考慮利用比較容易制作的材料進行替代,以便節(jié)約時間、降低難度。
(三) 動手能力
學生動手能力能夠在航模興趣小組活動中得到有效鍛煉,并反過來促進活動的stem教育指向,在具體的活動過程之中,教師可以要求學生在小組內(nèi)利用多種類型的工具親自完成各項制作任務,熟練掌握切、磨、黏等需要較強動手能力的操作方法。比如上面提到的“怎么樣制作模型才能讓飛機在空中有更長的停留時間”問題,有學生回答“要保證直升機兩側(cè)機翼對稱”,這利用用數(shù)學與科學知識,然而實際運用卻并不容易,教師應當指導學生不急不躁、有條不紊地操作,使其動手能力得到充分鍛煉。
四、 多角度帶動學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學生航模興趣小組參與熱情。
首先,教師要注意讓學生形成“科學”研究氛圍,因為航模訓練過程與器材密不可分,而器材的來源渠道比較復雜,很多時候需要學生自行購買,有些學生可能會表現(xiàn)出比較猶豫的態(tài)度,這時教師便要多進行鼓勵,即要使學生了解到活動的科學研究價值與可能的目標成果,從而讓學生能夠更加主動地投入訓練活動中來,也要根據(jù)學生的心理發(fā)展特點,進行器材的主動推薦,使更符合學生對于科學知識認知期待的航模器材為學生所了解,使學生通過這個渠道產(chǎn)生對于興趣小組參與的熱情,形成“科學”研究氛圍。
其次,教師要讓興趣小組形成對于航模及相關(guān)“技術(shù)”的研究合力,本校在本學期以興趣小組為主要形式,固定在每個星期三的下午完成航模訓練活動,在活動過程之中相關(guān)教師采取認識與實踐相結(jié)合、訓練與比賽相結(jié)合的辦法進行培訓,每次均給學生提出明確的要求:需要哪些工具、技術(shù)研究的目標指向是什么等。學生因此對訓練活動產(chǎn)生比較大的興趣,并且在教師的指導下完成自行拼裝實踐放飛、風能利用等方面技能的學習,在這種情況下,學生和技術(shù)之間的距離變得更近了。
再者,教師要在指導中逐步滲透與航模有關(guān)的“工程”知識,借助學生對航模感興趣的優(yōu)勢,教師不能只將活動停留在讓學生動手操作,而不做深入理論分析的層面,那樣課程將會淪為意義甚微的游戲課。實際上,在一切可能的教學間隙,將工程知識滲透其中,是一種非常有必要的做法,比如教師可以與學生一邊共同制作飛機模型,一邊向大家講解飛機各部件的機能及作用原理,以便保證學生同時得到工程方面的技能與原理熏陶,并嘗試獨立思考與探索這方面的問題。
最后,教師要做出適當指導,使學生主動在興趣小組中將航?;顒优c“數(shù)學”知識結(jié)合起來,學生在進行實際操作時,偶爾會出現(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,則會非常困惑,這時教師可以給學生講解與之相關(guān)的數(shù)學知識,如三角形的穩(wěn)固性、對稱圖形的應用等,或者把原本比較復雜的操作進行基于數(shù)學原理的分解,以保證所有學生都能做有所思、思有所得。
五、 stem教育引導下的航模興趣小組競技模擬要點
在stem教育引導下,航模興趣小組應當進入到模擬競技的場景中去,在仿真場景下完成進一步的航模知識應用,其要點有幾個方面。
首先,選擇恰當?shù)母偧紩r間,基于對科學、技術(shù)、工程、數(shù)學幾方面原理的應用,最好可以將航模比賽安排在氣象條件通常比較好的下午,使風力、方向、風速更容易滿足要求,學生在此特定時間范圍之內(nèi),進行制作、調(diào)整飛機和訓練放飛的競技。
其次,地點的選擇也比較關(guān)鍵,將比賽安排在室外運動場比較恰當,并且針對學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,針對學生對場地風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練指導。
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,教師應當使學生針對仿真競技,以stem教育理念下的科學、技術(shù)、工程、數(shù)學幾方面原理要點為指導,制作一架更符合競技要求的航空模型,并對其事先做出評判,包括外觀較好的模型、設(shè)計新穎的模型、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生針對這些模型優(yōu)點做出設(shè)計與創(chuàng)意說明,以鼓勵所有學生學習航空模型的積極性。
六、 總結(jié)
作為航模興趣小組活動的指導者與組織者,教師在進行具體的航模社團活動指導之前,應當意識到其與stem教育相融合的可能性,以認真負責的態(tài)度,進行與時俱進的教育研究探索,并且準確定位指導與組織活動方向,在此基礎(chǔ)之上,教師應當讓學生充分形成自身對于stem教育之中幾個關(guān)鍵點,也就是科學(Science)、技術(shù)(Technology)、工程(Engineer)和數(shù)學(Mathematics)等項內(nèi)容的自覺關(guān)注,從而凸顯出教育方案的針對性,保證所有學生都能夠在興趣小組活動中取得良好收獲。再者,為了讓航模興趣小組活動更為學生所關(guān)注,使活動與比賽直接關(guān)聯(lián),讓stem教育之中的幾個關(guān)鍵點在比賽與比賽準備中展現(xiàn)其作用也是非常有必要的。
參考文獻:
[1]陳凱,陳琳,等.中學生STEM學習態(tài)度研究——基于江蘇省六所STEM試點中學的調(diào)查[J].中國電化教育,2019(4):87-89.
[2]李克東,李穎.STEM教育跨學科學習活動5EX設(shè)計模型[J].電化教育研究,2019(3):27-28.
[3]孫文娜,韓芳.美國STEM教育聯(lián)盟及其意義[J].高教學刊,2019(3):46-47.
[4]劉素忠.有效開展小學航模社團活動的實踐探究[J].課程教育研究,2018(4):31-32.
[5]朱思奇.基于AMOS技術(shù)的創(chuàng)客學生績效行為影響機制研究——以×學校航模課程為例[D].上海:華東師范大學,2017.
[6]易磊雋.淺析航?;顒訉W生能力的影響[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學院學報,2003(3):33-34.
[7]譚楚雄,劉文章.航空模型運動與早期航空教育[J].體育文史,1997(3):51-53.
作者簡介:
鄭建輝,福建省福州市,福建省永泰縣第一中學。