一、解構小學航天教育困境

（一）航天教育方式與小學生特點不匹配

小學階段學生好奇多問、活潑好動，對于航天有著天然的興趣，但是其行為和學習缺乏目的性，剛剛轉入正規的學習，對于深奧的航天知識學習較為困難，需要將復雜、抽象化的概念轉換為直觀、具象化的模型教學。目前我國航天教育大多是面向公眾普適性的，較少關注小學階段細分群體，開展航天教育活動設計時并非“玩中學"為主，忽略學生年齡特點開展航天教育效果不佳。

（二）航天教育課程配套教學資源不足

體現在航天教育場館、相關設備、課程體系諸多方面匱乏。我國大部分地區學生可接觸到的航天場館較少，專業設備也較難普及。航天知識涉略面廣泛、內容抽象，傳統的教學資源難以幫助學生建構起對航天科技的直觀概念，如何直觀調動感官為兒童帶來視覺、聽覺和觸覺的新奇感受，讓他們更為直接地了解、感受航天是亟待解決的問題。另一方面，航天教育專業性對部分教師而言具有一定門檻，學校缺乏系統的航天課程體系指導。小學航天教育需要變革教學技術，也需要進一步更新完善課程體系。

（三）航天教育活動實踐性與體驗性不強

航天教育是個充滿了趣味性的領域，激發低年齡段兒童對于太空的好奇心。但是目前形式比較單調，與學生的生活世界聯系不緊密，主要以知識科普為主，讓孩子學習航天精神、了解航天科技，而參與式、體驗式、項目式航天教育學習活動較少，無法調動學生已有的認知經驗、形成長期的研究興趣，難以真正實現教科融合，還需要探索多維度多形式航天教育。

二、建構AR技術賦能小學航天教育課程

（一）課程內容設計

在課程主題設計時，為了傳播和提升我國航天事業發展在學生心目中的認知度和認同感，點燃青少年航天夢，激發好奇心、想象力、探求欲，以火星探索為例，鏈接學生熟悉的“地球家園”，充分調動學生既有的生活體驗，嘗試在火星上給宇航員設計建造個“家”，關注與生活息息相關的衣食住行方面，研究建立人類可以在火星長期生活和工作的科研基礎設施等，進行創意設計。開展《筑夢航天，火星探索——在火星上給宇航員建個“家”》綜合實踐課程，通過考察探究、設計制作等活動方式，讓學生了解中國火星探索計劃，激發民族自豪感與愛國之情；探尋地球與火星的自然環境差異，滋生對地球自然環境愛護之心；跨學科融合設計能讓宇航員生存和開展科學研究的火星基地。整體活動設計如下：

圖1 《火星家園》航天教育課程內容整體設計

在小學航天教育課程設計時，形成以問題為導向的、多學科知識融合運用的教與學模式。在問題解決的過程中，引導學生不僅需要學習和使用航天知識，更需要將所學的數學、科學、計算機等基礎學科知識融合運用其中，開展跨學科綜合實踐活動航天課程。“火星家園制作”跨學科的實踐活動課程融合了科學、技術、美術、數學、語文和工程等學科，活動中學生們需要通過合作式學習查找資料，經過科學調研了解火星基地功能模塊設計、數學計算成比例繪制設計圖、創意物化制作火星家園模型并展示交流。孩子們立足于自身的生活體驗，發揮想象力與創造力，為筑夢航天，火星探索，基地建設建言獻策！以火星基地模型為載體，圍繞衣食住行設計，貼近學生生活，同時又要考慮火星和地球不同的自然環境。學生主動、積極的調動多種感官，沉浸在身心整體感知體驗過程中。

（二）課程資源設計

面向小學生的《火星家園》航天課程學習資源設計，融入了大量的視頻資源直觀化視覺呈現，結合教學主題還有機結合了元宇宙360全景博物館展等，實施課程活動時充分利用信息技術延展學生學習的虛擬空間。具體課程資源如下圖所示：

圖2《火星家園》航天教育課程資源設計

（三）課程評價設計

課程評價設計踐行表現性評價觀念，強調過程性評價與多元主體評價，在真實情境中運用評估學生在探究實踐過程的真實表現。通過評價前置導引方向、強化學習過程、促進能力發展。課程活動包含項目式作品，因此主要包括學生表現評價及作品評價！學生通過該評價表自評、互評其它組作品，教師也結合該評價表對作品進行綜合評價?？鐚W科實踐課程涉及到不同學科領域，評價作品時也要從多維度多學科視角評價。最終目的是為了培養學生的思維能力、動手能力、創新意識以及航天精神。

三、實踐成效

（一）完善航天教育學生主體地位課程建設

航天事業的持續發展，不僅需要技術的不斷創新，還需要不斷培養新一代航天人才，航天教育至關重要。很多學校都在積極探索航天教育，但是自主研發航天教育課程專業性較強對于師資要求較高，航天常規教學設備也比較復雜。針對我國小學學校航天教育普遍存在的諸多問題，本課程活動通過元宇宙AR技術賦能展開，以火星家園為課程主題，鏈接小學生生活經驗，面向未來設計火星家園，注重跨學科知識的融合，在設計時并在實施中不斷優化和改進活動設計，通過在真實的問題解決過程中將各學科知識進行有效整合。統整活動模塊，循序進階提升，對于小學群體可接受度高。課程活動設計基于學生、基于問題、基于文化生活，實施方案具體，條理清晰，可操作性較強，為其它學校開展航天教育課程提供有益參考，具備在其他區域或學校推廣的可能性。

（二）探索AR技術賦能航天教育路徑與策略

利用信息技術賦能，豐富教學資源，讓抽象的航天領域相關概念得以直觀呈現，有效地建構了科學概念，并實現課堂由教向學的轉變?；谛畔⒒尘跋聦W習方式的變革,充分運用先進教學理念手段和現代信息技術，開設生動、有趣、互動性及可操作為一體的火星AR體驗活動，可視化直觀呈現幫助學生建構形象。豐富的學習資源也為學生自主探索學習提供便利，實現活動的拓展普及功能。隨著信息化教學改革的不斷開展，利用先進手段實現直觀教學成為了可能。不少學校已具備多媒體教學設備，更為學生配備平板電腦，本教學案例所使用的AR軟件、多媒體技術、網絡等資源，具有兼容性及易得性，教學中容易獲取并使用，學生也能輕松操作，具有較強的推廣性。

（三）實踐取向航天教育課程育人成果豐富

通過課程實施培養了一批綜合素養強的優秀學子，對航天形成了更加濃厚的研究興趣，活動能使學生的手腦創新能力得到充分發揮和展示。首先，孩子們對活動十分感興趣，完整探究過程中，學生實現了自主學習，在思維的碰撞中深入地認識事物，更有效地建構了科學概念?；顒渝憻捔撕⒆觽兊膭撔戮?、動手操作能力和合作意識，學生綜合實踐能力得到提升。以開闊的視野豐富學生的認知，以開放的學習方式拓展學生的思維，在航天課程的學習中，夯實了文化自信、國家認同，培養、發展了學生的創新思維和實踐能力。此外，促使學生在創新實踐中，百花齊放，做出各具特色的作品，使學生創新能力得到很大提高。他們在課程活動中生成的火星家園創意設計作品榮獲全國青少年航天創新大賽全國賽二等獎、三等獎，獲得深港澳創意設計大賽金獎！

 

作者：祝琛

來源：2023年度智慧教育優秀案例