科技模型是基于传统航模，结合科技最新成果、蕴含大量科普知识的模型种类。主要类别分三模（航空航天模型、航海模型、车辆模型）及建筑等其他创意类模型，因源自传统体育项目—航模，具有体育运动所特有的育人作用；同时，又要求参与者运用各类科学知识，实现并不断提升模型的运动性能，因此，科技模型又具有理论结合实践、实践巩固理论的“移动课本”式教育功能。以中小学为主阵地的科技模型活动，对于青少年寻根厚德、睿智健体具有特有的立德树人功能，是积极响应习总书记“努力构建德智体美劳全面培养的教育体系”系列号召的有效抓手。

科技模型活动以践行社会主义价值观、以立德树人为导向，通过开展科技模型活动，不仅能让学生掌握科学知识，更能激发科技报国之心；科技模型活动强调突破常规，发展学生的实践创新能力，活动过程中注重引导学生从具体实践活动中认识科学原理，鼓励学生创新，从多方面激发学生的实践动机；相较于常规学科教学，科技模型活动是一项既能做到“身动”又能体现“智动”的活动，让学生能感受到学习的快乐，更有良好的运动体验，能让学生养成乐学、善学、好动、爱实践的学习习惯。

科技模型活动主要包括理论学习、基础探究、主题运动3个模块内容的学习。理论学习围绕科技产品和科技模型的结构与性质、能量与运动、环境与工程技术3个方面开展，基础探究围绕模型的制作与测试、创新与实验2个方面开展，主题运动从模型主题选取与运动技能水平两方面展开。结合活动理念、活动目标及学生的身心发展规律，科技模型活动内容上由浅入深，由表及里，从现象到本质，设置螺旋进阶。

活动案例

冯如精神——橡筋动力滑翔机

1. 活动目标

（1）人文底蕴培养

了解中国航空之父冯如研制出中国第一架飞机的故事，学习“工匠精神”，增强社会责任感。

（2）实践创新能力培养

学习飞行动物的特点，掌握飞机飞行过程中的能量变化情况，培养学生善于观察的行为表现，在实践探究中要学会质疑并乐于验证理论的正确性，发展学生的科学思维和创新能力。

（3）强健体魄，开发心智

掌握橡筋动力滑翔机模型的制作及调试，开展模型运动竞技活动，让学生们愿意主动参与模型运动。

2. 活动准备

（1）每人一套器材——“冯如精神”橡筋动力滑翔机

（2）备用动力橡筋若干（用于动力橡筋更换）

（3）“啄木鸟”绕线器若干（用于缠绕橡筋）

（4）PPT、教学视频

3. 活动流程

（1）观察生活中会飞行的动物，总结飞行的条件

（2）讲解世界上第一架飞机及中国第一架飞机的成功研制

（3）飞机工作过程中的能量转化

（4）橡筋动力滑翔机的制作及调试

（5）拓展探究

4. 教学内容

环节一 飞行的秘密

教师：我们身边每天都能看到非常多的小动物，那么生活中会飞的动物有哪些呢？

学生：鸟、蝙蝠、蝴蝶、蜻蜓、鸡……

教师：大家仔细观察过这些动物吗，这些会飞的动物有什么共同的特点呢？

学生：都有翅膀、都很轻、有羽毛……

教师：同学们说得非常好，我们会发现这些会飞行的动物都有翅膀，但是有翅膀的不一定都能飞，比如说鸵鸟，所以同时还需要这些动物质量比较小才行。那是不是满足有翅膀、质量轻就可以了呢？不是，不能无限轻，要比空气稍微“重”一点才行，不然像气球一样，如果放在空中就回不来了。

教师：总体来讲，我们会发现会飞行的动物有3个特点：有翅膀、质量轻、比空气“重”，这里的重我们指的是密度，在后面的学习过程中会遇到。其实我们的科学家很多的科研成果也都是从生活中的事物中受到启发研制出来的，比如说我们的雷达、锯，以及我们今天要学习的飞机，那下面我们就看看飞机的相关内容吧！

设计意图

引导学生观察身边事物，发现事物特征并能描述特征。

环节二 飞机的问世

教师：飞机让我们人类的飞天梦得到了实现，给我们的生活带来了巨大的便利，那同学们知道世界上第一架飞机的发明者是谁吗？

学生：莱特兄弟！

教师：同学们非常棒，没错，世界上第一架飞机是莱特兄弟发明的，莱特兄弟也是世界上公认的航空之父，莱特兄弟能将飞机成功发明出来离不开他们的刻苦钻研，当然也离不开他们对身边事物的细心观察，所以我们平时也要留心观察身边的事物，说不定也会从中得到启发呢！相信大家对世界上的第一架飞机已经不陌生了，那么同学们，你们知道我们中国的第一架飞机吗？又是谁发明的呢？

学生：是冯如发明的“冯如一号”。

教师：对！是我国的航空之父冯如发明的，下面我们通过一段视频了解一下冯如和“冯如一号”的故事。

教师：看过视频之后，同学们都有什么样的感想，大家可以各抒己见。

学生：……

教师：大家要学习冯如热爱祖国、不怕困难、坚韧不拔的精神，希望大家都能找到自己的目标并努力实现。下面咱们观察一下下面几张图片，观察一下它们的共同特点，总结一下飞机都由哪几个部分组成。

学生：机翼、机身、尾翼、动力装置、起落架……

教师概括机身的五大组成部分及各自的作用。

设计意图

让学生知道科学技术和人们的生活是密不可分、相互关联的，让学生感受到中国人骨子里不服输、敢于突破的匠人精神，培养学生的科学意志和社会责任感。

环节三 飞行中的科学知识

教师：刚才我们提到了动力装置是产生动力的组成部分，主要是依靠燃料燃烧产生化学能，化学能再转化为让飞机前进的动能，其实自然界中的能量形式还有很多，大家能举出例子吗？

学生：动能、势能、化学能、热能……

教师列举生活中的能量形式并进行简单的应用举例，讲述能量是由能源物质提供的，讲解能源物质的简单分类。

教师：我们已经学习了飞机的发明历史、飞机的主要组成部分，以及飞机工作过程中的能量转化情况，下面我们就自己动手来制作一架属于自己的“飞机”吧！

设计意图

让学生感知到事物与事物之间的科学联系，如喷气式飞机靠燃料燃烧产生能量带动飞机前行。

环节四 动手做模型

（1）模型制作

教师讲解橡筋动力滑翔机制作过程中的注意点，如机翼的安装、尾翼的安装、橡筋的打结等。

（2）模型调试

教师提问模型调试方法及注意点，如模型的检查、头轻的调试、偏航的调试等，最后进行总结。

（3）模型试飞

教师带领学生在空旷的场地进行练习，安排留空时间比拼活动，让学生体验运动过程中能量的转化过程。

设计意图

体现学生的观察能力和劳动能力，以及在实践过程中发现问题的能力。如在模型试飞过程中发现飞行姿态有误，能提出可能和模型的翼台位置有关等问题，根据发现并提出的问题在老师的指导下完成调试。给学生充足的运动时间，在运动中强身健体，在运动中领略知识原理。

环节五 我是小小科学家

（1）引入

教师：怎样才能增加橡筋动力滑翔机的留空时间呢？

学生：①用更好的橡筋；②增加缠绕圈数；③增加橡筋根数……

教师引导学生说出自己的想法及依据，最终选择探究橡筋缠绕圈数对留空时间的影响，对学生分小组进行探究方案设计。

（2）探究方案

①选择材料与方法→探究设计→操作并记录→分析总结

②注意：过程中要尽可能保证探究的严谨性和真实性，运用一定的科学探究方法如控制变量的方法，保证探究结论的可靠性。

（3）进行探究并得出结论

分组进行探究，及时记录数据，通过整理得出结论，反思探究过程中遇到的问题，总结注意点。

（4）交流与讨论

小组之间共同交流，思考橡筋缠绕圈数影响留空时间的本质原理是什么？缠绕圈数增加会导致橡筋发生什么改变？

最后老师进行总结，缠绕圈数越多，橡筋的伸长量越长，获得的弹力就越大，滑翔机在飞行过程中停留的时间就越长。

设计意图

在科学探究过程中训练学生的工程思维能力，能在一个探究活动中形成基本的活动框架，老师和学生再从框架的合理性、完整性、可实施性、创新性等方面进行评价并完善。同时帮助学生树立正确的科学思想，敢于质疑，敢于实践，能从多方面去考虑问题并论证，激发学习动力。

5. 案例评价

（1）社会参与体现

本案例选用的模型是橡筋动力滑翔机，与之相结合的时代性背景是世界及中国第一架飞机的成功研制，让学生感受到“中国航空之父”冯如不甘落后的爱国情怀和决心科研的科研精神。在模型制作环节中提高学生审美，锻炼学生的劳动能力，培养学生的耐心；在实践探究环节中锻炼学生的团队协作能力，促使学生养成愿意倾听他人的习惯，引导学生获得初步的创新能力。

（2）文化基础体现

活动中穿插莱特兄弟观察飞行动物受到启发的故事引导学生多观察身边事物，通过观察可以找到事物间的区别和联系。理论学习过程中通过飞机飞行需要动力过渡到动力来源和其中的能量转化过程，让学生在模型运动过程中感受能量的转化过程，加强学生的理解。在模型制作和调试过程中会遇到各种各样的问题，学生通过观察、交流、实践的方式来解决问题的能力可以得到体现。探究环节提出探究课题“如何增加留空时间”，学生各抒己见，可以考察到学生的思维能力，提出的猜想是否合理、有见地，在教师的指导下确定探究方向，让学生自己尝试制订方案，相互交流逐步完善，最后实施方案并得出结论，学生对数据的处理能力可以得到锻炼，在表达和交流的过程中引导学生进行反思，积累经验，让学生多方面的能力都能得到加强。

（3）自主发展体现

在空旷场地开展模型运动，与大自然亲近，让学生学习知识的同时也放松了身心，开展模型运动竞技活动，让学生们愿意主动参与模型运动。

文章来源：时磊，王成维.科技模型类科技教育活动案例[N].中国科技教育，2022-9-15.