一、解构小学航天教育困境

（一）航天教育方式与小学生特点不匹配

小学阶段学生好奇多问、活泼好动，对于航天有着天然的兴趣，但是其行为和学习缺乏目的性，刚刚转入正规的学习，对于深奥的航天知识学习较为困难，需要将复杂、抽象化的概念转换为直观、具象化的模型教学。目前我国航天教育大多是面向公众普适性的，较少关注小学阶段细分群体，开展航天教育活动设计时并非“玩中学"为主，忽略学生年龄特点开展航天教育效果不佳。

（二）航天教育课程配套教学资源不足

体现在航天教育场馆、相关设备、课程体系诸多方面匮乏。我国大部分地区学生可接触到的航天场馆较少，专业设备也较难普及。航天知识涉略面广泛、内容抽象，传统的教学资源难以帮助学生建构起对航天科技的直观概念，如何直观调动感官为儿童带来视觉、听觉和触觉的新奇感受，让他们更为直接地了解、感受航天是亟待解决的问题。另一方面，航天教育专业性对部分教师而言具有一定门槛，学校缺乏系统的航天课程体系指导。小学航天教育需要变革教学技术，也需要进一步更新完善课程体系。

（三）航天教育活动实践性与体验性不强

航天教育是个充满了趣味性的领域，激发低年龄段儿童对于太空的好奇心。但是目前形式比较单调，与学生的生活世界联系不紧密，主要以知识科普为主，让孩子学习航天精神、了解航天科技，而参与式、体验式、项目式航天教育学习活动较少，无法调动学生已有的认知经验、形成长期的研究兴趣，难以真正实现教科融合，还需要探索多维度多形式航天教育。

二、建构AR技术赋能小学航天教育课程

（一）课程内容设计

在课程主题设计时，为了传播和提升我国航天事业发展在学生心目中的认知度和认同感，点燃青少年航天梦，激发好奇心、想象力、探求欲，以火星探索为例，链接学生熟悉的“地球家园”，充分调动学生既有的生活体验，尝试在火星上给宇航员设计建造个“家”，关注与生活息息相关的衣食住行方面，研究建立人类可以在火星长期生活和工作的科研基础设施等，进行创意设计。开展《筑梦航天，火星探索——在火星上给宇航员建个“家”》综合实践课程，通过考察探究、设计制作等活动方式，让学生了解中国火星探索计划，激发民族自豪感与爱国之情；探寻地球与火星的自然环境差异，滋生对地球自然环境爱护之心；跨学科融合设计能让宇航员生存和开展科学研究的火星基地。整体活动设计如下：

图1 《火星家园》航天教育课程内容整体设计

在小学航天教育课程设计时，形成以问题为导向的、多学科知识融合运用的教与学模式。在问题解决的过程中，引导学生不仅需要学习和使用航天知识，更需要将所学的数学、科学、计算机等基础学科知识融合运用其中，开展跨学科综合实践活动航天课程。“火星家园制作”跨学科的实践活动课程融合了科学、技术、美术、数学、语文和工程等学科，活动中学生们需要通过合作式学习查找资料，经过科学调研了解火星基地功能模块设计、数学计算成比例绘制设计图、创意物化制作火星家园模型并展示交流。孩子们立足于自身的生活体验，发挥想象力与创造力，为筑梦航天，火星探索，基地建设建言献策！以火星基地模型为载体，围绕衣食住行设计，贴近学生生活，同时又要考虑火星和地球不同的自然环境。学生主动、积极的调动多种感官，沉浸在身心整体感知体验过程中。

（二）课程资源设计

面向小学生的《火星家园》航天课程学习资源设计，融入了大量的视频资源直观化视觉呈现，结合教学主题还有机结合了元宇宙360全景博物馆展等，实施课程活动时充分利用信息技术延展学生学习的虚拟空间。具体课程资源如下图所示：

图2《火星家园》航天教育课程资源设计

（三）课程评价设计

课程评价设计践行表现性评价观念，强调过程性评价与多元主体评价，在真实情境中运用评估学生在探究实践过程的真实表现。通过评价前置导引方向、强化学习过程、促进能力发展。课程活动包含项目式作品，因此主要包括学生表现评价及作品评价！学生通过该评价表自评、互评其它组作品，教师也结合该评价表对作品进行综合评价。跨学科实践课程涉及到不同学科领域，评价作品时也要从多维度多学科视角评价。最终目的是为了培养学生的思维能力、动手能力、创新意识以及航天精神。

三、实践成效

（一）完善航天教育学生主体地位课程建设

航天事业的持续发展，不仅需要技术的不断创新，还需要不断培养新一代航天人才，航天教育至关重要。很多学校都在积极探索航天教育，但是自主研发航天教育课程专业性较强对于师资要求较高，航天常规教学设备也比较复杂。针对我国小学学校航天教育普遍存在的诸多问题，本课程活动通过元宇宙AR技术赋能展开，以火星家园为课程主题，链接小学生生活经验，面向未来设计火星家园，注重跨学科知识的融合，在设计时并在实施中不断优化和改进活动设计，通过在真实的问题解决过程中将各学科知识进行有效整合。统整活动模块，循序进阶提升，对于小学群体可接受度高。课程活动设计基于学生、基于问题、基于文化生活，实施方案具体，条理清晰，可操作性较强，为其它学校开展航天教育课程提供有益参考，具备在其他区域或学校推广的可能性。

（二）探索AR技术赋能航天教育路径与策略

利用信息技术赋能，丰富教学资源，让抽象的航天领域相关概念得以直观呈现，有效地建构了科学概念，并实现课堂由教向学的转变。基于信息化背景下学习方式的变革,充分运用先进教学理念手段和现代信息技术，开设生动、有趣、互动性及可操作为一体的火星AR体验活动，可视化直观呈现帮助学生建构形象。丰富的学习资源也为学生自主探索学习提供便利，实现活动的拓展普及功能。随着信息化教学改革的不断开展，利用先进手段实现直观教学成为了可能。不少学校已具备多媒体教学设备，更为学生配备平板电脑，本教学案例所使用的AR软件、多媒体技术、网络等资源，具有兼容性及易得性，教学中容易获取并使用，学生也能轻松操作，具有较强的推广性。

（三）实践取向航天教育课程育人成果丰富

通过课程实施培养了一批综合素养强的优秀学子，对航天形成了更加浓厚的研究兴趣，活动能使学生的手脑创新能力得到充分发挥和展示。首先，孩子们对活动十分感兴趣，完整探究过程中，学生实现了自主学习，在思维的碰撞中深入地认识事物，更有效地建构了科学概念。活动锻炼了孩子们的创新精神、动手操作能力和合作意识，学生综合实践能力得到提升。以开阔的视野丰富学生的认知，以开放的学习方式拓展学生的思维，在航天课程的学习中，夯实了文化自信、国家认同，培养、发展了学生的创新思维和实践能力。此外，促使学生在创新实践中，百花齐放，做出各具特色的作品，使学生创新能力得到很大提高。他们在课程活动中生成的火星家园创意设计作品荣获全国青少年航天创新大赛全国赛二等奖、三等奖，获得深港澳创意设计大赛金奖！

 

作者：祝琛

来源：2023年度智慧教育优秀案例