中小學(xué)航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案
2026-03-30
一、建設(shè)背景與意義
在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)翱翔天際、航空航天事業(yè)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下,航空工業(yè)作為國(guó)家綜合實(shí)力的重要表征,蘊(yùn)含著激發(fā)青少年科學(xué)夢(mèng)想、培育創(chuàng)新人才的寶貴資源。當(dāng)前,中小學(xué)教育正大力推進(jìn)核心素養(yǎng)培育,聚焦學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng)的提升,而航空科普作為跨學(xué)科、實(shí)踐性極強(qiáng)的教育載體,恰好契合這一教育目標(biāo)。
建設(shè)中小學(xué)航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,打破傳統(tǒng)課堂的局限,將抽象的航空科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為可感知、可操作、可創(chuàng)造的實(shí)踐體驗(yàn),搭建“理論學(xué)習(xí)+動(dòng)手實(shí)踐+創(chuàng)新創(chuàng)作”的一體化平臺(tái)。既能點(diǎn)燃青少年對(duì)航空科技的興趣,傳承航天航空精神,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維,又能落實(shí)“雙減”政策下課后服務(wù)的多樣化需求,為國(guó)家航空航天領(lǐng)域儲(chǔ)備后備人才,助力“培養(yǎng)從小熱愛(ài)航空的中國(guó)人”這一目標(biāo)落地。
二、建設(shè)目標(biāo)
打造一間集“科普教育、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)客創(chuàng)作、賽事孵化”于一體的航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,適配小學(xué)、初中不同學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),構(gòu)建階梯式育人體系,讓學(xué)生在沉浸式體驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)踐中,了解航空知識(shí)、掌握創(chuàng)客技能、激發(fā)航空夢(mèng)想,培養(yǎng)具備科學(xué)精神、工程思維和創(chuàng)新能力的新時(shí)代青少年。
1. 知識(shí)目標(biāo):幫助學(xué)生了解航空發(fā)展史、飛機(jī)基本結(jié)構(gòu)、飛行原理、航空材料等基礎(chǔ)科普知識(shí),知曉國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)等國(guó)家航空重大成就,樹(shù)立科技報(bào)國(guó)的理想信念。
2. 能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、邏輯思維能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新創(chuàng)作能力,能獨(dú)立完成簡(jiǎn)單航空模型的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試,初步掌握3D建模、編程控制等創(chuàng)客技能。
3. 素養(yǎng)目標(biāo):傳承嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、協(xié)同攻堅(jiān)、創(chuàng)新突破、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)暮娇站?,激發(fā)學(xué)生對(duì)航空科技的探索熱情,培養(yǎng)科學(xué)探究的興趣和堅(jiān)持不懈、勇于嘗試的品質(zhì)。
4. 成果目標(biāo):形成特色航空科普課程體系,培育一批航空小達(dá)人,產(chǎn)出優(yōu)秀航空創(chuàng)客作品,打造學(xué)校航空科普教育特色品牌,推動(dòng)航空科普與中小學(xué)教育深度融合。
三、建設(shè)原則
1. 適齡適配原則:結(jié)合小學(xué)、初中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和動(dòng)手能力,分學(xué)段設(shè)計(jì)課程內(nèi)容和實(shí)踐項(xiàng)目,小學(xué)側(cè)重興趣啟蒙和簡(jiǎn)單拼裝,初中側(cè)重原理探究和創(chuàng)新創(chuàng)作,避免內(nèi)容過(guò)難或過(guò)于簡(jiǎn)單。
2. 科普與創(chuàng)客結(jié)合原則:既要注重航空科普知識(shí)的傳遞,讓學(xué)生了解“是什么”“為什么”,也要強(qiáng)化創(chuàng)客實(shí)踐,讓學(xué)生動(dòng)手“做一做”“創(chuàng)一創(chuàng)”,實(shí)現(xiàn)“學(xué)思用貫通、知信行統(tǒng)一”。
3. 安全性原則:實(shí)驗(yàn)室布局、設(shè)備選型、實(shí)踐項(xiàng)目均以安全為首要前提,選用無(wú)毒、無(wú)危險(xiǎn)、易操作的器材,設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施,制定完善的安全管理制度,杜絕安全事故發(fā)生。
4. 實(shí)用性與前瞻性原則:兼顧當(dāng)下教學(xué)需求,選用成熟、易用的設(shè)備和課程資源,同時(shí)預(yù)留升級(jí)空間,融入VR、模擬飛行等前沿技術(shù),契合航空科技發(fā)展趨勢(shì)和教育創(chuàng)新方向。
5. 協(xié)同育人原則:聯(lián)動(dòng)高校、航空企業(yè)、科普?qǐng)鲳^等資源,構(gòu)建“學(xué)校—基地—企業(yè)—高校”協(xié)同育人網(wǎng)絡(luò),引入專業(yè)力量,豐富科普形式和實(shí)踐內(nèi)容。
四、航空創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室布局
結(jié)合航空科普創(chuàng)客的核心需求,將實(shí)驗(yàn)室劃分為5個(gè)功能區(qū)域,各區(qū)域相互關(guān)聯(lián)、互不干擾,實(shí)現(xiàn)“教學(xué)、實(shí)踐、展示、創(chuàng)作”一體化。
1. 航空科普展示區(qū)
位于實(shí)驗(yàn)室入口處或一側(cè),作為學(xué)生的“入門啟蒙區(qū)”,營(yíng)造濃厚的航空科普氛圍。墻面張貼航空發(fā)展史海報(bào)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖、國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919等重大航空成就圖片、航空科學(xué)家事跡介紹;展示區(qū)擺放不同類型的飛機(jī)模型(固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)、C919科普模擬艙縮略模型)、航空器材實(shí)物(螺旋槳、機(jī)翼、起落架),搭配圖文說(shuō)明,讓學(xué)生直觀了解航空知識(shí)。同時(shí)設(shè)置互動(dòng)顯示屏,播放航空科普視頻、飛行原理動(dòng)畫、航空賽事精彩片段,實(shí)現(xiàn)沉浸式科普體驗(yàn)。
2. 理論教學(xué)區(qū)
設(shè)置可容納50-60人的桌椅,桌椅采用可移動(dòng)設(shè)計(jì),便于分組討論和實(shí)踐操作。配備多媒體教學(xué)設(shè)備(投影儀、交互式電子白板、音響),用于開(kāi)展航空科普理論教學(xué)、創(chuàng)客技能培訓(xùn)、作品點(diǎn)評(píng)等活動(dòng)。墻面可張貼飛行原理公式、航空創(chuàng)客實(shí)踐步驟、安全操作規(guī)范等內(nèi)容,方便學(xué)生隨時(shí)查閱。
3. 創(chuàng)客實(shí)踐區(qū)
作為實(shí)驗(yàn)室的核心區(qū)域,用于學(xué)生開(kāi)展航空模型制作、編程調(diào)試、創(chuàng)新創(chuàng)作等實(shí)踐活動(dòng)。劃分若干小組操作臺(tái),每個(gè)操作臺(tái)配備工具盒(剪刀、膠水、螺絲刀、鉗子、卷尺等)、航空模型套件、3D打印機(jī)、激光切割機(jī)、單片機(jī)、傳感器等設(shè)備。同時(shí)設(shè)置材料存放柜,分類存放航空模型材料(輕木、泡沫板、塑料件、電機(jī)、電池、導(dǎo)線),便于學(xué)生取用和管理。實(shí)踐區(qū)設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)眼鏡等設(shè)施,防范操作過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
4. 模擬飛行體驗(yàn)區(qū)
(1)基礎(chǔ)體驗(yàn)區(qū)
基礎(chǔ)體驗(yàn)區(qū)配備10套簡(jiǎn)易飛行模擬設(shè)備。電腦終端選用搭載酷睿i5處理器、16G內(nèi)存、6G獨(dú)立顯卡的臺(tái)式機(jī),確保入門級(jí)模擬飛行軟件流暢運(yùn)行。模擬搖桿采用人體工學(xué)設(shè)計(jì),握感舒適,按鍵布局簡(jiǎn)潔,便于新手快速上手。軟件方面,搭載專為航空科普研發(fā)的模擬飛行軟件,簡(jiǎn)化操作界面,僅保留核心的飛行姿態(tài)控制功能,包括俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航等基礎(chǔ)操作。軟件內(nèi)置豐富的教學(xué)關(guān)卡,從認(rèn)識(shí)飛機(jī)基本部件開(kāi)始,逐步引導(dǎo)學(xué)員掌握起飛、直線飛行、轉(zhuǎn)彎、降落等基礎(chǔ)飛行技能。每個(gè)關(guān)卡都配有詳細(xì)的語(yǔ)音講解和動(dòng)畫演示,幫助學(xué)員快速理解飛行原理。同時(shí),軟件設(shè)置實(shí)時(shí)評(píng)分系統(tǒng),根據(jù)學(xué)員的操作精準(zhǔn)度、完成時(shí)間等進(jìn)行評(píng)分,激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。 (2)進(jìn)階教學(xué)區(qū)
進(jìn)階教學(xué)區(qū)引入2套塞斯納172模擬器,每套模擬器配備四人駕駛位,滿足小組教學(xué)需求。模擬器嚴(yán)格按照真實(shí)塞斯納172飛機(jī)1:1復(fù)刻駕駛艙布局,包括四座座椅、機(jī)械式儀表盤(空速表、高度表、姿態(tài)儀等)及可選的G1000玻璃座艙觸控屏。飛行搖桿操縱機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)俯仰和橫滾的控制,駕駛盤用鋁板數(shù)控加工成型后噴塑處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛盤的外形和操縱仿真;腳蹬主要實(shí)現(xiàn)方向舵偏航控制與主輪剎車控制,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),操作方式與真機(jī)一致;功能開(kāi)關(guān)與面板,如點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、燃油泵、襟翼手柄、油門/混合比/等,均采用真實(shí)物理按鍵,觸感與真實(shí)飛機(jī)一致。
軟件搭載專業(yè)級(jí)模擬飛行軟件,整合了空氣動(dòng)力學(xué)、氣象學(xué)與航空電子邏輯,構(gòu)建出高度擬真的虛擬飛行環(huán)境。軟件內(nèi)置全球各地的真實(shí)機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)和地形地貌,支持模擬不同氣象條件下的飛行,包括晴天、陰天、雨天、雪天、大風(fēng)等,學(xué)員可在各種復(fù)雜環(huán)境中提升飛行技能。教學(xué)過(guò)程中,專業(yè)教員可通過(guò)后臺(tái)教員的控制系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看學(xué)員的操作數(shù)據(jù),包括儀表掃描頻率、操作指令等,并及時(shí)給予指導(dǎo)和糾正。
高階體驗(yàn)區(qū)配備1套C919模擬器和1套空客A320模擬器。C919模擬器采用1:1仿真座艙,全面還原國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的駕駛布局和操作邏輯,配備先進(jìn)的航電系統(tǒng)和觸控顯示屏,能高精度模擬C919飛機(jī)在各個(gè)飛行階段的表現(xiàn),包括地面滑行、起飛、爬升、巡航、下降、進(jìn)近和著陸等流程。同時(shí),模擬器可模擬冷艙啟動(dòng)操作、目視飛行、儀表飛行,以及在特殊氣候條件下的飛行情況,支持自動(dòng)駕駛飛行和導(dǎo)航飛行等功能,讓學(xué)員深入了解國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的先進(jìn)技術(shù)和操作特性。
空客A320模擬器則精準(zhǔn)復(fù)刻空客A320型飛機(jī)的駕駛艙,能真實(shí)模擬飛機(jī)的地面操作和空中飛行特性。模擬器配備三通道高清投影系統(tǒng),提供180°環(huán)幕視景,配合3D音效系統(tǒng),營(yíng)造出沉浸式的飛行體驗(yàn)環(huán)境。學(xué)員可在模擬器中體驗(yàn)大型民航客機(jī)的駕駛流程,感受不同飛行階段的操作要點(diǎn)和技巧。
用于展示學(xué)生的航空創(chuàng)客作品(自制飛機(jī)模型、無(wú)人機(jī)改裝作品、航空創(chuàng)意設(shè)計(jì)圖、編程控制模型),設(shè)置展示架、展示柜,標(biāo)注作品名稱、作者、創(chuàng)作理念。同時(shí)展示學(xué)生參與航空科普競(jìng)賽、創(chuàng)客大賽的獲獎(jiǎng)證書(shū)、榮譽(yù)獎(jiǎng)牌,營(yíng)造“比學(xué)趕超”的良好氛圍,增強(qiáng)學(xué)生的成就感和自信心。此外,可設(shè)置“我的航空夢(mèng)”留言區(qū),讓學(xué)生寫下自己的航空夢(mèng)想,激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。
五、設(shè)備與器材配置
設(shè)備器材配置遵循“適齡化、實(shí)用性、安全性、前瞻性”原則,分學(xué)段、分功能配置,兼顧教學(xué)、實(shí)踐和創(chuàng)作需求,同時(shí)預(yù)留升級(jí)空間。
(一)科普展示類設(shè)備
1. 飛機(jī)模型:固定翼飛機(jī)模型(滑翔機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī))、直升機(jī)模型、無(wú)人機(jī)模型、C919科普模擬艙縮略模型、飛行者一號(hào)飛機(jī)模型,每種模型配備若干,涵蓋不同類型和尺寸。
2. 實(shí)物器材:螺旋槳、機(jī)翼、起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)模型、傳感器、單片機(jī)等,用于學(xué)生觀察和實(shí)踐操作。
3. 互動(dòng)展示設(shè)備:互動(dòng)顯示屏(55寸及以上)、投影儀、音響、航空科普視頻資源包、航空知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)(涵蓋航空知識(shí)、航空人物、航空機(jī)型等內(nèi)容)。
4. 宣傳物料:航空發(fā)展史海報(bào)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖、航空科學(xué)家事跡海報(bào)、航空安全宣傳海報(bào)、國(guó)產(chǎn)航空成就展板。
(二)理論教學(xué)類設(shè)備
1. 多媒體設(shè)備:交互式電子白板、投影儀、音響、電腦(教師機(jī)1臺(tái),學(xué)生機(jī)若干,滿足分組教學(xué)需求)。
2. 教學(xué)輔助器材:白板筆、馬克筆、黑板擦、教學(xué)課件(航空科普、創(chuàng)客技能)、航空科普書(shū)籍、實(shí)驗(yàn)記錄本。
(三)創(chuàng)客實(shí)踐類設(shè)備
1. 模型制作工具:每組配備工具盒(剪刀、膠水、雙面膠、螺絲刀、鉗子、卷尺、美工刀、砂紙),配備足夠數(shù)量的備用工具。
2. 模型材料:輕木、泡沫板、塑料件、卡紙、電機(jī)、電池、導(dǎo)線、螺旋槳、起落架、遙控器(用于無(wú)人機(jī)、遙控飛機(jī)模型)。
3. 創(chuàng)客設(shè)備:3D打印機(jī)(2-3臺(tái))、激光切割機(jī)(1-2臺(tái))、單片機(jī)開(kāi)發(fā)板、傳感器(溫度、濕度、距離傳感器)、編程軟件(Scratch、Python)、電機(jī)拉力測(cè)試臺(tái)。
4. 存儲(chǔ)設(shè)備:材料存放柜、工具柜、作品存放架,用于分類存放器材、工具和學(xué)生作品。
(四)飛行體驗(yàn)與調(diào)試類設(shè)備
1. 模擬飛行設(shè)備:基礎(chǔ)體驗(yàn)區(qū)配備10套簡(jiǎn)易飛行模擬設(shè)備。進(jìn)階教學(xué)區(qū)配備2套4座塞斯納172模擬器(六自由度),高階體驗(yàn)區(qū)配備1套C919模擬器或1套空客A320模擬器(固定基座)。
2. 試飛調(diào)試設(shè)備:萊特兄弟風(fēng)洞復(fù)原模型(1臺(tái))、無(wú)人機(jī)(若干,分學(xué)段選用小型、易操作型號(hào))、飛行防護(hù)圍欄、風(fēng)速儀、拉力測(cè)試儀。
3. 安全防護(hù)設(shè)備:防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)眼鏡、急救箱(配備創(chuàng)可貼、消毒棉片、繃帶等常用急救用品)。
(五)其他輔助設(shè)備
空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、消防器材(滅火器、消防栓)、垃圾桶、桌椅(可移動(dòng))、標(biāo)識(shí)牌(各功能區(qū)標(biāo)識(shí)、安全警示標(biāo)識(shí)),確保實(shí)驗(yàn)室環(huán)境舒適、安全、有序。
六、課程體系建設(shè)
結(jié)合中小學(xué)學(xué)段特點(diǎn),構(gòu)建“啟蒙—探究—創(chuàng)新”三階課程體系,每階段貫徹“情境創(chuàng)設(shè)—問(wèn)題驅(qū)動(dòng)—實(shí)踐驗(yàn)證—遷移應(yīng)用”四步教學(xué)法,形成螺旋上升的育人階梯,兼顧科普知識(shí)與創(chuàng)客實(shí)踐,融入航空精神培育,實(shí)現(xiàn)“玩中學(xué)、做中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”。課程可作為校本課程、課后服務(wù)課程或社團(tuán)活動(dòng)課程,靈活安排課時(shí)。
(一)小學(xué)階段(1-6年級(jí)):航空啟蒙課程(興趣導(dǎo)向)
核心目標(biāo):激發(fā)航空興趣,了解基礎(chǔ)航空知識(shí),培養(yǎng)動(dòng)手拼裝能力,初步感知航空精神。
1. 課程內(nèi)容:
航空科普入門:認(rèn)識(shí)飛機(jī)的基本類型(固定翼、直升機(jī)、無(wú)人機(jī))、基本結(jié)構(gòu)(機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落架),了解航空發(fā)展史、中國(guó)航空重大成就。
簡(jiǎn)單模型拼裝:紙飛機(jī)折疊、簡(jiǎn)易泡沫飛機(jī)拼裝、橡筋動(dòng)力飛機(jī)拼裝,學(xué)習(xí)基本的拼裝技巧,體驗(yàn)動(dòng)手樂(lè)趣。
航空趣味體驗(yàn):觀看航空科普動(dòng)畫、開(kāi)展基礎(chǔ)飛行模擬體驗(yàn)(簡(jiǎn)易款),學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的飛行姿態(tài)控制(如起飛、爬升、轉(zhuǎn)彎、降落),搭配航母style互動(dòng)體驗(yàn),讓學(xué)生直觀了解飛行的基本操作和感受;組織簡(jiǎn)易飛行模擬比賽,激發(fā)參與興趣。
航空精神啟蒙:講述航空科學(xué)家、飛行員的勵(lì)志故事,培養(yǎng)學(xué)生的探索興趣和堅(jiān)持品質(zhì)。
2. 課時(shí)安排
每周1-2課時(shí),每課時(shí)40分鐘,可結(jié)合課后服務(wù)開(kāi)展,每學(xué)期開(kāi)展1次航空趣味活動(dòng)(紙飛機(jī)比賽、模型拼裝比賽)。
(二)初中階段(7-9年級(jí)):航空探究與創(chuàng)客課程(能力導(dǎo)向)
核心目標(biāo):掌握飛行基本原理、航空材料特性,學(xué)會(huì)使用創(chuàng)客工具,能獨(dú)立完成航空模型的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
1、課程內(nèi)容:
航空原理探究:結(jié)合飛行模擬體驗(yàn),學(xué)習(xí)流體力學(xué)基礎(chǔ)(伯努利原理)、飛行受力分析(升力、阻力、推力、重力),了解風(fēng)洞的工作原理及應(yīng)用;通過(guò)調(diào)節(jié)模擬飛行參數(shù)(如風(fēng)速、仰角),觀察飛行姿態(tài)變化,具象化理解飛行原理,實(shí)現(xiàn)“理論+模擬+實(shí)踐”的深度結(jié)合。
模型設(shè)計(jì)與制作:固定翼飛機(jī)模型、無(wú)人機(jī)模型的設(shè)計(jì)與制作,學(xué)習(xí)3D建模、激光切割技術(shù),優(yōu)化模型結(jié)構(gòu),提升飛行性能。
編程與控制:學(xué)習(xí)Scratch、Python基礎(chǔ)編程,實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)、模型飛機(jī)的簡(jiǎn)單編程控制(如自動(dòng)飛行、避障、航線規(guī)劃);結(jié)合飛行模擬設(shè)備,嘗試編寫簡(jiǎn)單的飛行控制程序,模擬固定航線飛行、應(yīng)急降落等場(chǎng)景,銜接編程技能與航空飛行實(shí)踐。
創(chuàng)新創(chuàng)作實(shí)踐:結(jié)合生活需求,開(kāi)展航空創(chuàng)客創(chuàng)新項(xiàng)目(如無(wú)人機(jī)環(huán)境監(jiān)測(cè)模型、應(yīng)急救援飛機(jī)模型設(shè)計(jì)),培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
航空賽事培訓(xùn):針對(duì)中小學(xué)航空模型競(jìng)賽、無(wú)人機(jī)競(jìng)賽,開(kāi)展專項(xiàng)培訓(xùn);新增飛行模擬賽事相關(guān)培訓(xùn),指導(dǎo)學(xué)生熟練操作模擬飛行設(shè)備,掌握飛行技巧、應(yīng)急處理方法,組織校內(nèi)飛行模擬比賽,選拔優(yōu)秀選手參與市級(jí)、省級(jí)相關(guān)賽事,傳承航空精神。
2、課時(shí)安排
每周2課時(shí),每課時(shí)40分鐘,可作為校本課程或社團(tuán)課程,每學(xué)期開(kāi)展1次航空創(chuàng)客作品展示活動(dòng),組織學(xué)生參與各類航空科普競(jìng)賽。
(三)課程資源保障
1. 編寫校本教材:結(jié)合課程內(nèi)容,編寫適合中小學(xué)學(xué)生的航空科普創(chuàng)客校本教材,包含知識(shí)講解、實(shí)踐步驟、案例分析、安全規(guī)范等內(nèi)容,圖文并茂、通俗易懂。
2. 收集優(yōu)質(zhì)資源:整理航空科普視頻、動(dòng)畫、課件、案例等資源,建立資源庫(kù),方便教師教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí);引入高校、航空企業(yè)的優(yōu)質(zhì)科普資源,豐富課程內(nèi)容。
3. 開(kāi)發(fā)線上課程:依托學(xué)校智慧教育平臺(tái),開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易線上航空科普課程,方便學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)線上線下融合教學(xué)。
七、師資隊(duì)伍建設(shè)
師資隊(duì)伍是航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室有效運(yùn)行的核心保障,構(gòu)建“校內(nèi)教師+校外專家”的雙師團(tuán)隊(duì),提升師資的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力,確保課程順利開(kāi)展。
(一)校內(nèi)師資培養(yǎng)
1. 選拔骨干老師:選拔熱愛(ài)航空科普、動(dòng)手能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)的科學(xué)、信息技術(shù)、美術(shù)等學(xué)科老師,作為實(shí)驗(yàn)室核心師資,負(fù)責(zé)日常教學(xué)、設(shè)備管理和社團(tuán)指導(dǎo)。
2. 開(kāi)展專業(yè)培訓(xùn):組織教師參加航空科普、創(chuàng)客技能相關(guān)培訓(xùn)(如3D建模、編程、航空模型制作、模擬飛行操作),重點(diǎn)增設(shè)飛行模擬設(shè)備操作、模擬飛行課程設(shè)計(jì)等專項(xiàng)培訓(xùn);與其他學(xué)校開(kāi)展交流活動(dòng),學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn);邀請(qǐng)航空領(lǐng)域?qū)<摇⒏咝=淌?、資深飛行員開(kāi)展專題講座,重點(diǎn)講解飛行模擬與航空原理的結(jié)合技巧,提升教師的專業(yè)知識(shí)和教學(xué)能力。
3. 組建教研團(tuán)隊(duì):成立航空科普創(chuàng)客教研小組,定期開(kāi)展教研活動(dòng),研討課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、作品指導(dǎo)等問(wèn)題,不斷優(yōu)化課程體系和教學(xué)模式。
(二)校外師資引入
1. 邀請(qǐng)專家指導(dǎo):邀請(qǐng)航空領(lǐng)域科學(xué)家、工程師、飛行員、高校航空專業(yè)教師,作為校外專家,定期到學(xué)校開(kāi)展科普講座、實(shí)踐指導(dǎo)、作品點(diǎn)評(píng)等活動(dòng),為學(xué)生提供專業(yè)支持。
2. 聯(lián)動(dòng)社會(huì)資源:與當(dāng)?shù)睾娇掌髽I(yè)、科技館、航空科普基地、高校建立合作關(guān)系,引入專業(yè)技術(shù)人員,開(kāi)展共建活動(dòng),豐富教學(xué)和實(shí)踐資源。
3. 招募志愿者:招募航空專業(yè)大學(xué)生、航空愛(ài)好者作為志愿者,協(xié)助教師開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)、設(shè)備維護(hù)、活動(dòng)組織等工作,補(bǔ)充師資力量。
十一、預(yù)期成果
1. 硬件成果:建成1間標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化的航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,配備完善的設(shè)備和器材,重點(diǎn)打造適配中小學(xué)學(xué)段的飛行模擬體驗(yàn)專區(qū),形成功能齊全、布局合理的教學(xué)實(shí)踐空間,符合中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)范。
2. 課程成果:形成一套適配小學(xué)、初中的航空科普創(chuàng)客課程體系,融入飛行模擬相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,編寫包含飛行模擬實(shí)操的校本教材、課件,建立課程資源庫(kù),實(shí)現(xiàn)課程常態(tài)化開(kāi)展;培養(yǎng)一批具備航空科普、創(chuàng)客教學(xué)和飛行模擬指導(dǎo)能力的雙師隊(duì)伍。
3. 學(xué)生成果:激發(fā)學(xué)生對(duì)航空科技的興趣,培養(yǎng)一批航空科普小達(dá)人、創(chuàng)客小能手和飛行模擬小能手,產(chǎn)出一批優(yōu)秀的航空創(chuàng)客作品;組織學(xué)生參與各類航空科普競(jìng)賽、飛行模擬賽事,力爭(zhēng)獲得優(yōu)異成績(jī)。
4. 品牌成果:打造學(xué)校航空科普教育特色品牌,形成“科普+創(chuàng)客”的教育模式,成為區(qū)域內(nèi)中小學(xué)航空科普教育的示范基地,提升學(xué)校的辦學(xué)影響力。
在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)翱翔天際、航空航天事業(yè)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下,航空工業(yè)作為國(guó)家綜合實(shí)力的重要表征,蘊(yùn)含著激發(fā)青少年科學(xué)夢(mèng)想、培育創(chuàng)新人才的寶貴資源。當(dāng)前,中小學(xué)教育正大力推進(jìn)核心素養(yǎng)培育,聚焦學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng)的提升,而航空科普作為跨學(xué)科、實(shí)踐性極強(qiáng)的教育載體,恰好契合這一教育目標(biāo)。
建設(shè)中小學(xué)航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,打破傳統(tǒng)課堂的局限,將抽象的航空科學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為可感知、可操作、可創(chuàng)造的實(shí)踐體驗(yàn),搭建“理論學(xué)習(xí)+動(dòng)手實(shí)踐+創(chuàng)新創(chuàng)作”的一體化平臺(tái)。既能點(diǎn)燃青少年對(duì)航空科技的興趣,傳承航天航空精神,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維,又能落實(shí)“雙減”政策下課后服務(wù)的多樣化需求,為國(guó)家航空航天領(lǐng)域儲(chǔ)備后備人才,助力“培養(yǎng)從小熱愛(ài)航空的中國(guó)人”這一目標(biāo)落地。
二、建設(shè)目標(biāo)
打造一間集“科普教育、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)客創(chuàng)作、賽事孵化”于一體的航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,適配小學(xué)、初中不同學(xué)段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),構(gòu)建階梯式育人體系,讓學(xué)生在沉浸式體驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)踐中,了解航空知識(shí)、掌握創(chuàng)客技能、激發(fā)航空夢(mèng)想,培養(yǎng)具備科學(xué)精神、工程思維和創(chuàng)新能力的新時(shí)代青少年。
1. 知識(shí)目標(biāo):幫助學(xué)生了解航空發(fā)展史、飛機(jī)基本結(jié)構(gòu)、飛行原理、航空材料等基礎(chǔ)科普知識(shí),知曉國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)等國(guó)家航空重大成就,樹(shù)立科技報(bào)國(guó)的理想信念。
2. 能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、邏輯思維能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新創(chuàng)作能力,能獨(dú)立完成簡(jiǎn)單航空模型的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試,初步掌握3D建模、編程控制等創(chuàng)客技能。
3. 素養(yǎng)目標(biāo):傳承嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、協(xié)同攻堅(jiān)、創(chuàng)新突破、勇于擔(dān)當(dāng)?shù)暮娇站?,激發(fā)學(xué)生對(duì)航空科技的探索熱情,培養(yǎng)科學(xué)探究的興趣和堅(jiān)持不懈、勇于嘗試的品質(zhì)。
4. 成果目標(biāo):形成特色航空科普課程體系,培育一批航空小達(dá)人,產(chǎn)出優(yōu)秀航空創(chuàng)客作品,打造學(xué)校航空科普教育特色品牌,推動(dòng)航空科普與中小學(xué)教育深度融合。
三、建設(shè)原則
1. 適齡適配原則:結(jié)合小學(xué)、初中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和動(dòng)手能力,分學(xué)段設(shè)計(jì)課程內(nèi)容和實(shí)踐項(xiàng)目,小學(xué)側(cè)重興趣啟蒙和簡(jiǎn)單拼裝,初中側(cè)重原理探究和創(chuàng)新創(chuàng)作,避免內(nèi)容過(guò)難或過(guò)于簡(jiǎn)單。
2. 科普與創(chuàng)客結(jié)合原則:既要注重航空科普知識(shí)的傳遞,讓學(xué)生了解“是什么”“為什么”,也要強(qiáng)化創(chuàng)客實(shí)踐,讓學(xué)生動(dòng)手“做一做”“創(chuàng)一創(chuàng)”,實(shí)現(xiàn)“學(xué)思用貫通、知信行統(tǒng)一”。
3. 安全性原則:實(shí)驗(yàn)室布局、設(shè)備選型、實(shí)踐項(xiàng)目均以安全為首要前提,選用無(wú)毒、無(wú)危險(xiǎn)、易操作的器材,設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施,制定完善的安全管理制度,杜絕安全事故發(fā)生。
4. 實(shí)用性與前瞻性原則:兼顧當(dāng)下教學(xué)需求,選用成熟、易用的設(shè)備和課程資源,同時(shí)預(yù)留升級(jí)空間,融入VR、模擬飛行等前沿技術(shù),契合航空科技發(fā)展趨勢(shì)和教育創(chuàng)新方向。
5. 協(xié)同育人原則:聯(lián)動(dòng)高校、航空企業(yè)、科普?qǐng)鲳^等資源,構(gòu)建“學(xué)校—基地—企業(yè)—高校”協(xié)同育人網(wǎng)絡(luò),引入專業(yè)力量,豐富科普形式和實(shí)踐內(nèi)容。
四、航空創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室布局
結(jié)合航空科普創(chuàng)客的核心需求,將實(shí)驗(yàn)室劃分為5個(gè)功能區(qū)域,各區(qū)域相互關(guān)聯(lián)、互不干擾,實(shí)現(xiàn)“教學(xué)、實(shí)踐、展示、創(chuàng)作”一體化。
1. 航空科普展示區(qū)
位于實(shí)驗(yàn)室入口處或一側(cè),作為學(xué)生的“入門啟蒙區(qū)”,營(yíng)造濃厚的航空科普氛圍。墻面張貼航空發(fā)展史海報(bào)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖、國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919等重大航空成就圖片、航空科學(xué)家事跡介紹;展示區(qū)擺放不同類型的飛機(jī)模型(固定翼飛機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)、C919科普模擬艙縮略模型)、航空器材實(shí)物(螺旋槳、機(jī)翼、起落架),搭配圖文說(shuō)明,讓學(xué)生直觀了解航空知識(shí)。同時(shí)設(shè)置互動(dòng)顯示屏,播放航空科普視頻、飛行原理動(dòng)畫、航空賽事精彩片段,實(shí)現(xiàn)沉浸式科普體驗(yàn)。
2. 理論教學(xué)區(qū)
設(shè)置可容納50-60人的桌椅,桌椅采用可移動(dòng)設(shè)計(jì),便于分組討論和實(shí)踐操作。配備多媒體教學(xué)設(shè)備(投影儀、交互式電子白板、音響),用于開(kāi)展航空科普理論教學(xué)、創(chuàng)客技能培訓(xùn)、作品點(diǎn)評(píng)等活動(dòng)。墻面可張貼飛行原理公式、航空創(chuàng)客實(shí)踐步驟、安全操作規(guī)范等內(nèi)容,方便學(xué)生隨時(shí)查閱。
3. 創(chuàng)客實(shí)踐區(qū)
作為實(shí)驗(yàn)室的核心區(qū)域,用于學(xué)生開(kāi)展航空模型制作、編程調(diào)試、創(chuàng)新創(chuàng)作等實(shí)踐活動(dòng)。劃分若干小組操作臺(tái),每個(gè)操作臺(tái)配備工具盒(剪刀、膠水、螺絲刀、鉗子、卷尺等)、航空模型套件、3D打印機(jī)、激光切割機(jī)、單片機(jī)、傳感器等設(shè)備。同時(shí)設(shè)置材料存放柜,分類存放航空模型材料(輕木、泡沫板、塑料件、電機(jī)、電池、導(dǎo)線),便于學(xué)生取用和管理。實(shí)踐區(qū)設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)眼鏡等設(shè)施,防范操作過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
4. 模擬飛行體驗(yàn)區(qū)
(1)基礎(chǔ)體驗(yàn)區(qū)
基礎(chǔ)體驗(yàn)區(qū)配備10套簡(jiǎn)易飛行模擬設(shè)備。電腦終端選用搭載酷睿i5處理器、16G內(nèi)存、6G獨(dú)立顯卡的臺(tái)式機(jī),確保入門級(jí)模擬飛行軟件流暢運(yùn)行。模擬搖桿采用人體工學(xué)設(shè)計(jì),握感舒適,按鍵布局簡(jiǎn)潔,便于新手快速上手。軟件方面,搭載專為航空科普研發(fā)的模擬飛行軟件,簡(jiǎn)化操作界面,僅保留核心的飛行姿態(tài)控制功能,包括俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航等基礎(chǔ)操作。軟件內(nèi)置豐富的教學(xué)關(guān)卡,從認(rèn)識(shí)飛機(jī)基本部件開(kāi)始,逐步引導(dǎo)學(xué)員掌握起飛、直線飛行、轉(zhuǎn)彎、降落等基礎(chǔ)飛行技能。每個(gè)關(guān)卡都配有詳細(xì)的語(yǔ)音講解和動(dòng)畫演示,幫助學(xué)員快速理解飛行原理。同時(shí),軟件設(shè)置實(shí)時(shí)評(píng)分系統(tǒng),根據(jù)學(xué)員的操作精準(zhǔn)度、完成時(shí)間等進(jìn)行評(píng)分,激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。 (2)進(jìn)階教學(xué)區(qū)
進(jìn)階教學(xué)區(qū)引入2套塞斯納172模擬器,每套模擬器配備四人駕駛位,滿足小組教學(xué)需求。模擬器嚴(yán)格按照真實(shí)塞斯納172飛機(jī)1:1復(fù)刻駕駛艙布局,包括四座座椅、機(jī)械式儀表盤(空速表、高度表、姿態(tài)儀等)及可選的G1000玻璃座艙觸控屏。飛行搖桿操縱機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)俯仰和橫滾的控制,駕駛盤用鋁板數(shù)控加工成型后噴塑處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛盤的外形和操縱仿真;腳蹬主要實(shí)現(xiàn)方向舵偏航控制與主輪剎車控制,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),操作方式與真機(jī)一致;功能開(kāi)關(guān)與面板,如點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、燃油泵、襟翼手柄、油門/混合比/等,均采用真實(shí)物理按鍵,觸感與真實(shí)飛機(jī)一致。
軟件搭載專業(yè)級(jí)模擬飛行軟件,整合了空氣動(dòng)力學(xué)、氣象學(xué)與航空電子邏輯,構(gòu)建出高度擬真的虛擬飛行環(huán)境。軟件內(nèi)置全球各地的真實(shí)機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)和地形地貌,支持模擬不同氣象條件下的飛行,包括晴天、陰天、雨天、雪天、大風(fēng)等,學(xué)員可在各種復(fù)雜環(huán)境中提升飛行技能。教學(xué)過(guò)程中,專業(yè)教員可通過(guò)后臺(tái)教員的控制系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看學(xué)員的操作數(shù)據(jù),包括儀表掃描頻率、操作指令等,并及時(shí)給予指導(dǎo)和糾正。
六自由度四座塞斯納172飛行模擬器
(3)高階體驗(yàn)區(qū)高階體驗(yàn)區(qū)配備1套C919模擬器和1套空客A320模擬器。C919模擬器采用1:1仿真座艙,全面還原國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的駕駛布局和操作邏輯,配備先進(jìn)的航電系統(tǒng)和觸控顯示屏,能高精度模擬C919飛機(jī)在各個(gè)飛行階段的表現(xiàn),包括地面滑行、起飛、爬升、巡航、下降、進(jìn)近和著陸等流程。同時(shí),模擬器可模擬冷艙啟動(dòng)操作、目視飛行、儀表飛行,以及在特殊氣候條件下的飛行情況,支持自動(dòng)駕駛飛行和導(dǎo)航飛行等功能,讓學(xué)員深入了解國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的先進(jìn)技術(shù)和操作特性。
空客A320模擬器則精準(zhǔn)復(fù)刻空客A320型飛機(jī)的駕駛艙,能真實(shí)模擬飛機(jī)的地面操作和空中飛行特性。模擬器配備三通道高清投影系統(tǒng),提供180°環(huán)幕視景,配合3D音效系統(tǒng),營(yíng)造出沉浸式的飛行體驗(yàn)環(huán)境。學(xué)員可在模擬器中體驗(yàn)大型民航客機(jī)的駕駛流程,感受不同飛行階段的操作要點(diǎn)和技巧。
C919飛行模擬器
5. 作品展示與榮譽(yù)區(qū)用于展示學(xué)生的航空創(chuàng)客作品(自制飛機(jī)模型、無(wú)人機(jī)改裝作品、航空創(chuàng)意設(shè)計(jì)圖、編程控制模型),設(shè)置展示架、展示柜,標(biāo)注作品名稱、作者、創(chuàng)作理念。同時(shí)展示學(xué)生參與航空科普競(jìng)賽、創(chuàng)客大賽的獲獎(jiǎng)證書(shū)、榮譽(yù)獎(jiǎng)牌,營(yíng)造“比學(xué)趕超”的良好氛圍,增強(qiáng)學(xué)生的成就感和自信心。此外,可設(shè)置“我的航空夢(mèng)”留言區(qū),讓學(xué)生寫下自己的航空夢(mèng)想,激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。
五、設(shè)備與器材配置
設(shè)備器材配置遵循“適齡化、實(shí)用性、安全性、前瞻性”原則,分學(xué)段、分功能配置,兼顧教學(xué)、實(shí)踐和創(chuàng)作需求,同時(shí)預(yù)留升級(jí)空間。
(一)科普展示類設(shè)備
1. 飛機(jī)模型:固定翼飛機(jī)模型(滑翔機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī))、直升機(jī)模型、無(wú)人機(jī)模型、C919科普模擬艙縮略模型、飛行者一號(hào)飛機(jī)模型,每種模型配備若干,涵蓋不同類型和尺寸。
2. 實(shí)物器材:螺旋槳、機(jī)翼、起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)模型、傳感器、單片機(jī)等,用于學(xué)生觀察和實(shí)踐操作。
3. 互動(dòng)展示設(shè)備:互動(dòng)顯示屏(55寸及以上)、投影儀、音響、航空科普視頻資源包、航空知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)(涵蓋航空知識(shí)、航空人物、航空機(jī)型等內(nèi)容)。
4. 宣傳物料:航空發(fā)展史海報(bào)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖、航空科學(xué)家事跡海報(bào)、航空安全宣傳海報(bào)、國(guó)產(chǎn)航空成就展板。
(二)理論教學(xué)類設(shè)備
1. 多媒體設(shè)備:交互式電子白板、投影儀、音響、電腦(教師機(jī)1臺(tái),學(xué)生機(jī)若干,滿足分組教學(xué)需求)。
2. 教學(xué)輔助器材:白板筆、馬克筆、黑板擦、教學(xué)課件(航空科普、創(chuàng)客技能)、航空科普書(shū)籍、實(shí)驗(yàn)記錄本。
(三)創(chuàng)客實(shí)踐類設(shè)備
1. 模型制作工具:每組配備工具盒(剪刀、膠水、雙面膠、螺絲刀、鉗子、卷尺、美工刀、砂紙),配備足夠數(shù)量的備用工具。
2. 模型材料:輕木、泡沫板、塑料件、卡紙、電機(jī)、電池、導(dǎo)線、螺旋槳、起落架、遙控器(用于無(wú)人機(jī)、遙控飛機(jī)模型)。
3. 創(chuàng)客設(shè)備:3D打印機(jī)(2-3臺(tái))、激光切割機(jī)(1-2臺(tái))、單片機(jī)開(kāi)發(fā)板、傳感器(溫度、濕度、距離傳感器)、編程軟件(Scratch、Python)、電機(jī)拉力測(cè)試臺(tái)。
4. 存儲(chǔ)設(shè)備:材料存放柜、工具柜、作品存放架,用于分類存放器材、工具和學(xué)生作品。
(四)飛行體驗(yàn)與調(diào)試類設(shè)備
1. 模擬飛行設(shè)備:基礎(chǔ)體驗(yàn)區(qū)配備10套簡(jiǎn)易飛行模擬設(shè)備。進(jìn)階教學(xué)區(qū)配備2套4座塞斯納172模擬器(六自由度),高階體驗(yàn)區(qū)配備1套C919模擬器或1套空客A320模擬器(固定基座)。
2. 試飛調(diào)試設(shè)備:萊特兄弟風(fēng)洞復(fù)原模型(1臺(tái))、無(wú)人機(jī)(若干,分學(xué)段選用小型、易操作型號(hào))、飛行防護(hù)圍欄、風(fēng)速儀、拉力測(cè)試儀。
3. 安全防護(hù)設(shè)備:防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)眼鏡、急救箱(配備創(chuàng)可貼、消毒棉片、繃帶等常用急救用品)。
(五)其他輔助設(shè)備
空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、消防器材(滅火器、消防栓)、垃圾桶、桌椅(可移動(dòng))、標(biāo)識(shí)牌(各功能區(qū)標(biāo)識(shí)、安全警示標(biāo)識(shí)),確保實(shí)驗(yàn)室環(huán)境舒適、安全、有序。
六、課程體系建設(shè)
結(jié)合中小學(xué)學(xué)段特點(diǎn),構(gòu)建“啟蒙—探究—創(chuàng)新”三階課程體系,每階段貫徹“情境創(chuàng)設(shè)—問(wèn)題驅(qū)動(dòng)—實(shí)踐驗(yàn)證—遷移應(yīng)用”四步教學(xué)法,形成螺旋上升的育人階梯,兼顧科普知識(shí)與創(chuàng)客實(shí)踐,融入航空精神培育,實(shí)現(xiàn)“玩中學(xué)、做中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”。課程可作為校本課程、課后服務(wù)課程或社團(tuán)活動(dòng)課程,靈活安排課時(shí)。
(一)小學(xué)階段(1-6年級(jí)):航空啟蒙課程(興趣導(dǎo)向)
核心目標(biāo):激發(fā)航空興趣,了解基礎(chǔ)航空知識(shí),培養(yǎng)動(dòng)手拼裝能力,初步感知航空精神。
1. 課程內(nèi)容:
航空科普入門:認(rèn)識(shí)飛機(jī)的基本類型(固定翼、直升機(jī)、無(wú)人機(jī))、基本結(jié)構(gòu)(機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落架),了解航空發(fā)展史、中國(guó)航空重大成就。
簡(jiǎn)單模型拼裝:紙飛機(jī)折疊、簡(jiǎn)易泡沫飛機(jī)拼裝、橡筋動(dòng)力飛機(jī)拼裝,學(xué)習(xí)基本的拼裝技巧,體驗(yàn)動(dòng)手樂(lè)趣。
航空趣味體驗(yàn):觀看航空科普動(dòng)畫、開(kāi)展基礎(chǔ)飛行模擬體驗(yàn)(簡(jiǎn)易款),學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的飛行姿態(tài)控制(如起飛、爬升、轉(zhuǎn)彎、降落),搭配航母style互動(dòng)體驗(yàn),讓學(xué)生直觀了解飛行的基本操作和感受;組織簡(jiǎn)易飛行模擬比賽,激發(fā)參與興趣。
航空精神啟蒙:講述航空科學(xué)家、飛行員的勵(lì)志故事,培養(yǎng)學(xué)生的探索興趣和堅(jiān)持品質(zhì)。
2. 課時(shí)安排
每周1-2課時(shí),每課時(shí)40分鐘,可結(jié)合課后服務(wù)開(kāi)展,每學(xué)期開(kāi)展1次航空趣味活動(dòng)(紙飛機(jī)比賽、模型拼裝比賽)。
(二)初中階段(7-9年級(jí)):航空探究與創(chuàng)客課程(能力導(dǎo)向)
核心目標(biāo):掌握飛行基本原理、航空材料特性,學(xué)會(huì)使用創(chuàng)客工具,能獨(dú)立完成航空模型的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
1、課程內(nèi)容:
航空原理探究:結(jié)合飛行模擬體驗(yàn),學(xué)習(xí)流體力學(xué)基礎(chǔ)(伯努利原理)、飛行受力分析(升力、阻力、推力、重力),了解風(fēng)洞的工作原理及應(yīng)用;通過(guò)調(diào)節(jié)模擬飛行參數(shù)(如風(fēng)速、仰角),觀察飛行姿態(tài)變化,具象化理解飛行原理,實(shí)現(xiàn)“理論+模擬+實(shí)踐”的深度結(jié)合。
模型設(shè)計(jì)與制作:固定翼飛機(jī)模型、無(wú)人機(jī)模型的設(shè)計(jì)與制作,學(xué)習(xí)3D建模、激光切割技術(shù),優(yōu)化模型結(jié)構(gòu),提升飛行性能。
編程與控制:學(xué)習(xí)Scratch、Python基礎(chǔ)編程,實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)、模型飛機(jī)的簡(jiǎn)單編程控制(如自動(dòng)飛行、避障、航線規(guī)劃);結(jié)合飛行模擬設(shè)備,嘗試編寫簡(jiǎn)單的飛行控制程序,模擬固定航線飛行、應(yīng)急降落等場(chǎng)景,銜接編程技能與航空飛行實(shí)踐。
創(chuàng)新創(chuàng)作實(shí)踐:結(jié)合生活需求,開(kāi)展航空創(chuàng)客創(chuàng)新項(xiàng)目(如無(wú)人機(jī)環(huán)境監(jiān)測(cè)模型、應(yīng)急救援飛機(jī)模型設(shè)計(jì)),培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
航空賽事培訓(xùn):針對(duì)中小學(xué)航空模型競(jìng)賽、無(wú)人機(jī)競(jìng)賽,開(kāi)展專項(xiàng)培訓(xùn);新增飛行模擬賽事相關(guān)培訓(xùn),指導(dǎo)學(xué)生熟練操作模擬飛行設(shè)備,掌握飛行技巧、應(yīng)急處理方法,組織校內(nèi)飛行模擬比賽,選拔優(yōu)秀選手參與市級(jí)、省級(jí)相關(guān)賽事,傳承航空精神。
2、課時(shí)安排
每周2課時(shí),每課時(shí)40分鐘,可作為校本課程或社團(tuán)課程,每學(xué)期開(kāi)展1次航空創(chuàng)客作品展示活動(dòng),組織學(xué)生參與各類航空科普競(jìng)賽。
(三)課程資源保障
1. 編寫校本教材:結(jié)合課程內(nèi)容,編寫適合中小學(xué)學(xué)生的航空科普創(chuàng)客校本教材,包含知識(shí)講解、實(shí)踐步驟、案例分析、安全規(guī)范等內(nèi)容,圖文并茂、通俗易懂。
2. 收集優(yōu)質(zhì)資源:整理航空科普視頻、動(dòng)畫、課件、案例等資源,建立資源庫(kù),方便教師教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí);引入高校、航空企業(yè)的優(yōu)質(zhì)科普資源,豐富課程內(nèi)容。
3. 開(kāi)發(fā)線上課程:依托學(xué)校智慧教育平臺(tái),開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)易線上航空科普課程,方便學(xué)生利用課余時(shí)間學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)線上線下融合教學(xué)。
七、師資隊(duì)伍建設(shè)
師資隊(duì)伍是航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室有效運(yùn)行的核心保障,構(gòu)建“校內(nèi)教師+校外專家”的雙師團(tuán)隊(duì),提升師資的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力,確保課程順利開(kāi)展。
(一)校內(nèi)師資培養(yǎng)
1. 選拔骨干老師:選拔熱愛(ài)航空科普、動(dòng)手能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)的科學(xué)、信息技術(shù)、美術(shù)等學(xué)科老師,作為實(shí)驗(yàn)室核心師資,負(fù)責(zé)日常教學(xué)、設(shè)備管理和社團(tuán)指導(dǎo)。
2. 開(kāi)展專業(yè)培訓(xùn):組織教師參加航空科普、創(chuàng)客技能相關(guān)培訓(xùn)(如3D建模、編程、航空模型制作、模擬飛行操作),重點(diǎn)增設(shè)飛行模擬設(shè)備操作、模擬飛行課程設(shè)計(jì)等專項(xiàng)培訓(xùn);與其他學(xué)校開(kāi)展交流活動(dòng),學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn);邀請(qǐng)航空領(lǐng)域?qū)<摇⒏咝=淌?、資深飛行員開(kāi)展專題講座,重點(diǎn)講解飛行模擬與航空原理的結(jié)合技巧,提升教師的專業(yè)知識(shí)和教學(xué)能力。
3. 組建教研團(tuán)隊(duì):成立航空科普創(chuàng)客教研小組,定期開(kāi)展教研活動(dòng),研討課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、作品指導(dǎo)等問(wèn)題,不斷優(yōu)化課程體系和教學(xué)模式。
(二)校外師資引入
1. 邀請(qǐng)專家指導(dǎo):邀請(qǐng)航空領(lǐng)域科學(xué)家、工程師、飛行員、高校航空專業(yè)教師,作為校外專家,定期到學(xué)校開(kāi)展科普講座、實(shí)踐指導(dǎo)、作品點(diǎn)評(píng)等活動(dòng),為學(xué)生提供專業(yè)支持。
2. 聯(lián)動(dòng)社會(huì)資源:與當(dāng)?shù)睾娇掌髽I(yè)、科技館、航空科普基地、高校建立合作關(guān)系,引入專業(yè)技術(shù)人員,開(kāi)展共建活動(dòng),豐富教學(xué)和實(shí)踐資源。
3. 招募志愿者:招募航空專業(yè)大學(xué)生、航空愛(ài)好者作為志愿者,協(xié)助教師開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)、設(shè)備維護(hù)、活動(dòng)組織等工作,補(bǔ)充師資力量。
十一、預(yù)期成果
1. 硬件成果:建成1間標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化的航空科普創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室,配備完善的設(shè)備和器材,重點(diǎn)打造適配中小學(xué)學(xué)段的飛行模擬體驗(yàn)專區(qū),形成功能齊全、布局合理的教學(xué)實(shí)踐空間,符合中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)范。
2. 課程成果:形成一套適配小學(xué)、初中的航空科普創(chuàng)客課程體系,融入飛行模擬相關(guān)教學(xué)內(nèi)容,編寫包含飛行模擬實(shí)操的校本教材、課件,建立課程資源庫(kù),實(shí)現(xiàn)課程常態(tài)化開(kāi)展;培養(yǎng)一批具備航空科普、創(chuàng)客教學(xué)和飛行模擬指導(dǎo)能力的雙師隊(duì)伍。
3. 學(xué)生成果:激發(fā)學(xué)生對(duì)航空科技的興趣,培養(yǎng)一批航空科普小達(dá)人、創(chuàng)客小能手和飛行模擬小能手,產(chǎn)出一批優(yōu)秀的航空創(chuàng)客作品;組織學(xué)生參與各類航空科普競(jìng)賽、飛行模擬賽事,力爭(zhēng)獲得優(yōu)異成績(jī)。
4. 品牌成果:打造學(xué)校航空科普教育特色品牌,形成“科普+創(chuàng)客”的教育模式,成為區(qū)域內(nèi)中小學(xué)航空科普教育的示范基地,提升學(xué)校的辦學(xué)影響力。
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