科技模型是基于傳統航模，結合科技最新成果、蘊含大量科普知識的模型種類。主要類別分三模（航空航天模型、航海模型、車輛模型）及建筑等其他創意類模型，因源自傳統體育項目—航模，具有體育運動所特有的育人作用；同時，又要求參與者運用各類科學知識，實現并不斷提升模型的運動性能，因此，科技模型又具有理論結合實踐、實踐鞏固理論的“移動課本”式教育功能。以中小學為主陣地的科技模型活動，對于青少年尋根厚德、睿智健體具有特有的立德樹人功能，是積極響應習總書記“努力構建德智體美勞全面培養的教育體系”系列號召的有效抓手。

科技模型活動以踐行社會主義價值觀、以立德樹人為導向，通過開展科技模型活動，不僅能讓學生掌握科學知識，更能激發科技報國之心；科技模型活動強調突破常規，發展學生的實踐創新能力，活動過程中注重引導學生從具體實踐活動中認識科學原理，鼓勵學生創新，從多方面激發學生的實踐動機；相較于常規學科教學，科技模型活動是一項既能做到“身動”又能體現“智動”的活動，讓學生能感受到學習的快樂，更有良好的運動體驗，能讓學生養成樂學、善學、好動、愛實踐的學習習慣。

科技模型活動主要包括理論學習、基礎探究、主題運動3個模塊內容的學習。理論學習圍繞科技產品和科技模型的結構與性質、能量與運動、環境與工程技術3個方面開展，基礎探究圍繞模型的制作與測試、創新與實驗2個方面開展，主題運動從模型主題選取與運動技能水平兩方面展開。結合活動理念、活動目標及學生的身心發展規律，科技模型活動內容上由淺入深，由表及里，從現象到本質，設置螺旋進階。

活動案例

馮如精神——橡筋動力滑翔機

1. 活動目標

（1）人文底蘊培養

了解中國航空之父馮如研制出中國第一架飛機的故事，學習“工匠精神”，增強社會責任感。

（2）實踐創新能力培養

學習飛行動物的特點，掌握飛機飛行過程中的能量變化情況，培養學生善于觀察的行為表現，在實踐探究中要學會質疑并樂于驗證理論的正確性，發展學生的科學思維和創新能力。

（3）強健體魄，開發心智

掌握橡筋動力滑翔機模型的制作及調試，開展模型運動競技活動，讓學生們愿意主動參與模型運動。

2. 活動準備

（1）每人一套器材——“馮如精神”橡筋動力滑翔機

（2）備用動力橡筋若干（用于動力橡筋更換）

（3）“啄木鳥”繞線器若干（用于纏繞橡筋）

（4）PPT、教學視頻

3. 活動流程

（1）觀察生活中會飛行的動物，總結飛行的條件

（2）講解世界上第一架飛機及中國第一架飛機的成功研制

（3）飛機工作過程中的能量轉化

（4）橡筋動力滑翔機的制作及調試

（5）拓展探究

4. 教學內容

環節一 飛行的秘密

教師：我們身邊每天都能看到非常多的小動物，那么生活中會飛的動物有哪些呢？

學生：鳥、蝙蝠、蝴蝶、蜻蜓、雞……

教師：大家仔細觀察過這些動物嗎，這些會飛的動物有什么共同的特點呢？

學生：都有翅膀、都很輕、有羽毛……

教師：同學們說得非常好，我們會發現這些會飛行的動物都有翅膀，但是有翅膀的不一定都能飛，比如說鴕鳥，所以同時還需要這些動物質量比較小才行。那是不是滿足有翅膀、質量輕就可以了呢？不是，不能無限輕，要比空氣稍微“重”一點才行，不然像氣球一樣，如果放在空中就回不來了。

教師：總體來講，我們會發現會飛行的動物有3個特點：有翅膀、質量輕、比空氣“重”，這里的重我們指的是密度，在后面的學習過程中會遇到。其實我們的科學家很多的科研成果也都是從生活中的事物中受到啟發研制出來的，比如說我們的雷達、鋸，以及我們今天要學習的飛機，那下面我們就看看飛機的相關內容吧！

設計意圖

引導學生觀察身邊事物，發現事物特征并能描述特征。

環節二 飛機的問世

教師：飛機讓我們人類的飛天夢得到了實現，給我們的生活帶來了巨大的便利，那同學們知道世界上第一架飛機的發明者是誰嗎？

學生：萊特兄弟！

教師：同學們非常棒，沒錯，世界上第一架飛機是萊特兄弟發明的，萊特兄弟也是世界上公認的航空之父，萊特兄弟能將飛機成功發明出來離不開他們的刻苦鉆研，當然也離不開他們對身邊事物的細心觀察，所以我們平時也要留心觀察身邊的事物，說不定也會從中得到啟發呢！相信大家對世界上的第一架飛機已經不陌生了，那么同學們，你們知道我們中國的第一架飛機嗎？又是誰發明的呢？

學生：是馮如發明的“馮如一號”。

教師：對！是我國的航空之父馮如發明的，下面我們通過一段視頻了解一下馮如和“馮如一號”的故事。

教師：看過視頻之后，同學們都有什么樣的感想，大家可以各抒己見。

學生：……

教師：大家要學習馮如熱愛祖國、不怕困難、堅韌不拔的精神，希望大家都能找到自己的目標并努力實現。下面咱們觀察一下下面幾張圖片，觀察一下它們的共同特點，總結一下飛機都由哪幾個部分組成。

學生：機翼、機身、尾翼、動力裝置、起落架……

教師概括機身的五大組成部分及各自的作用。

設計意圖

讓學生知道科學技術和人們的生活是密不可分、相互關聯的，讓學生感受到中國人骨子里不服輸、敢于突破的匠人精神，培養學生的科學意志和社會責任感。

環節三 飛行中的科學知識

教師：剛才我們提到了動力裝置是產生動力的組成部分，主要是依靠燃料燃燒產生化學能，化學能再轉化為讓飛機前進的動能，其實自然界中的能量形式還有很多，大家能舉出例子嗎？

學生：動能、勢能、化學能、熱能……

教師列舉生活中的能量形式并進行簡單的應用舉例，講述能量是由能源物質提供的，講解能源物質的簡單分類。

教師：我們已經學習了飛機的發明歷史、飛機的主要組成部分，以及飛機工作過程中的能量轉化情況，下面我們就自己動手來制作一架屬于自己的“飛機”吧！

設計意圖

讓學生感知到事物與事物之間的科學聯系，如噴氣式飛機靠燃料燃燒產生能量帶動飛機前行。

環節四 動手做模型

（1）模型制作

教師講解橡筋動力滑翔機制作過程中的注意點，如機翼的安裝、尾翼的安裝、橡筋的打結等。

（2）模型調試

教師提問模型調試方法及注意點，如模型的檢查、頭輕的調試、偏航的調試等，最后進行總結。

（3）模型試飛

教師帶領學生在空曠的場地進行練習，安排留空時間比拼活動，讓學生體驗運動過程中能量的轉化過程。

設計意圖

體現學生的觀察能力和勞動能力，以及在實踐過程中發現問題的能力。如在模型試飛過程中發現飛行姿態有誤，能提出可能和模型的翼臺位置有關等問題，根據發現并提出的問題在老師的指導下完成調試。給學生充足的運動時間，在運動中強身健體，在運動中領略知識原理。

環節五 我是小小科學家

（1）引入

教師：怎樣才能增加橡筋動力滑翔機的留空時間呢？

學生：①用更好的橡筋；②增加纏繞圈數；③增加橡筋根數……

教師引導學生說出自己的想法及依據，最終選擇探究橡筋纏繞圈數對留空時間的影響，對學生分小組進行探究方案設計。

（2）探究方案

①選擇材料與方法→探究設計→操作并記錄→分析總結

②注意：過程中要盡可能保證探究的嚴謹性和真實性，運用一定的科學探究方法如控制變量的方法，保證探究結論的可靠性。

（3）進行探究并得出結論

分組進行探究，及時記錄數據，通過整理得出結論，反思探究過程中遇到的問題，總結注意點。

（4）交流與討論

小組之間共同交流，思考橡筋纏繞圈數影響留空時間的本質原理是什么？纏繞圈數增加會導致橡筋發生什么改變？

最后老師進行總結，纏繞圈數越多，橡筋的伸長量越長，獲得的彈力就越大，滑翔機在飛行過程中停留的時間就越長。

設計意圖

在科學探究過程中訓練學生的工程思維能力，能在一個探究活動中形成基本的活動框架，老師和學生再從框架的合理性、完整性、可實施性、創新性等方面進行評價并完善。同時幫助學生樹立正確的科學思想，敢于質疑，敢于實踐，能從多方面去考慮問題并論證，激發學習動力。

5. 案例評價

（1）社會參與體現

本案例選用的模型是橡筋動力滑翔機，與之相結合的時代性背景是世界及中國第一架飛機的成功研制，讓學生感受到“中國航空之父”馮如不甘落后的愛國情懷和決心科研的科研精神。在模型制作環節中提高學生審美，鍛煉學生的勞動能力，培養學生的耐心；在實踐探究環節中鍛煉學生的團隊協作能力，促使學生養成愿意傾聽他人的習慣，引導學生獲得初步的創新能力。

（2）文化基礎體現

活動中穿插萊特兄弟觀察飛行動物受到啟發的故事引導學生多觀察身邊事物，通過觀察可以找到事物間的區別和聯系。理論學習過程中通過飛機飛行需要動力過渡到動力來源和其中的能量轉化過程，讓學生在模型運動過程中感受能量的轉化過程，加強學生的理解。在模型制作和調試過程中會遇到各種各樣的問題，學生通過觀察、交流、實踐的方式來解決問題的能力可以得到體現。探究環節提出探究課題“如何增加留空時間”，學生各抒己見，可以考察到學生的思維能力，提出的猜想是否合理、有見地，在教師的指導下確定探究方向，讓學生自己嘗試制訂方案，相互交流逐步完善，最后實施方案并得出結論，學生對數據的處理能力可以得到鍛煉，在表達和交流的過程中引導學生進行反思，積累經驗，讓學生多方面的能力都能得到加強。

（3）自主發展體現

在空曠場地開展模型運動，與大自然親近，讓學生學習知識的同時也放松了身心，開展模型運動競技活動，讓學生們愿意主動參與模型運動。

文章來源：時磊，王成維.科技模型類科技教育活動案例[N].中國科技教育，2022-9-15.