一、建設背景與意義

在國產大飛機翱翔天際、航空航天事業飛速發展的時代背景下，航空工業作為國家綜合實力的重要表征，蘊含著激發青少年科學夢想、培育創新人才的寶貴資源。當前，中小學教育正大力推進核心素養培育，聚焦學生科學素養、工程素養和技術素養的提升，而航空科普作為跨學科、實踐性極強的教育載體，恰好契合這一教育目標。

建設中小學航空科普創客實驗室，打破傳統課堂的局限，將抽象的航空科學知識轉化為可感知、可操作、可創造的實踐體驗，搭建“理論學習+動手實踐+創新創作”的一體化平臺。既能點燃青少年對航空科技的興趣，傳承航天航空精神，培養學生的探究能力、動手能力和創新思維，又能落實“雙減”政策下課后服務的多樣化需求，為國家航空航天領域儲備后備人才，助力“培養從小熱愛航空的中國人”這一目標落地。

航空科普創客實驗室

二、建設目標

打造一間集“科普教育、動手實踐、創客創作、賽事孵化”于一體的航空科普創客實驗室，適配小學、初中不同學段學生的認知特點，構建階梯式育人體系，讓學生在沉浸式體驗和創新性實踐中，了解航空知識、掌握創客技能、激發航空夢想，培養具備科學精神、工程思維和創新能力的新時代青少年。

1.知識目標：幫助學生了解航空發展史、飛機基本結構、飛行原理、航空材料等基礎科普知識，知曉國產大飛機等國家航空重大成就，樹立科技報國的理想信念。

2.能力目標：培養學生的動手操作能力、邏輯思維能力、團隊協作能力和創新創作能力，能獨立完成簡單航空模型的設計、制作與調試，初步掌握3D建模、編程控制等創客技能。

3.素養目標：傳承嚴謹求實、協同攻堅、創新突破、勇于擔當的航空精神，激發學生對航空科技的探索熱情，培養科學探究的興趣和堅持不懈、勇于嘗試的品質。

4.成果目標：形成特色航空科普課程體系，培育一批航空小達人，產出優秀航空創客作品，打造學校航空科普教育特色品牌，推動航空科普與中小學教育深度融合。

三、建設原則

1.適齡適配原則：結合小學、初中學生的認知規律和動手能力，分學段設計課程內容和實踐項目，小學側重興趣啟蒙和簡單拼裝，初中側重原理探究和創新創作，避免內容過難或過于簡單。

2.科普與創客結合原則：既要注重航空科普知識的傳遞，讓學生了解“是什么”“為什么”，也要強化創客實踐，讓學生動手“做一做”“創一創”，實現“學思用貫通、知信行統一”。

3.安全性原則：實驗室布局、設備選型、實踐項目均以安全為首要前提，選用無毒、無危險、易操作的器材，設置安全防護設施，制定完善的安全管理制度，杜絕安全事故發生。

4.實用性與前瞻性原則：兼顧當下教學需求，選用成熟、易用的設備和課程資源，同時預留升級空間，融入VR、模擬飛行等前沿技術，契合航空科技發展趨勢和教育創新方向。

5.協同育人原則：聯動高校、航空企業、科普場館等資源，構建“學?！亍髽I—高?！眳f同育人網絡，引入專業力量，豐富科普形式和實踐內容。

四、航空創客實驗室布局

結合航空科普創客的核心需求，將實驗室劃分為5個功能區域，各區域相互關聯、互不干擾，實現“教學、實踐、展示、創作”一體化。

1. 航空科普展示區

位于實驗室入口處或一側，作為學生的“入門啟蒙區”，營造濃厚的航空科普氛圍。墻面張貼航空發展史海報、飛機結構示意圖、國產大飛機C919等重大航空成就圖片、航空科學家事跡介紹；展示區擺放不同類型的飛機模型（固定翼飛機、直升機、無人機、C919科普模擬艙縮略模型）、航空器材實物（螺旋槳、機翼、起落架），搭配圖文說明，讓學生直觀了解航空知識。同時設置互動顯示屏，播放航空科普視頻、飛行原理動畫、航空賽事精彩片段，實現沉浸式科普體驗。

2. 理論教學區

設置可容納50-60人的桌椅，桌椅采用可移動設計，便于分組討論和實踐操作。配備多媒體教學設備（投影儀、交互式電子白板、音響），用于開展航空科普理論教學、創客技能培訓、作品點評等活動。墻面可張貼飛行原理公式、航空創客實踐步驟、安全操作規范等內容，方便學生隨時查閱。

3. 創客實踐區

作為實驗室的核心區域，用于學生開展航空模型制作、編程調試、創新創作等實踐活動。劃分若干小組操作臺，每個操作臺配備工具盒（剪刀、膠水、螺絲刀、鉗子、卷尺等）、航空模型套件、3D打印機、激光切割機、單片機、傳感器等設備。同時設置材料存放柜，分類存放航空模型材料（輕木、泡沫板、塑料件、電機、電池、導線），便于學生取用和管理。實踐區設置安全防護網、防護眼鏡等設施，防范操作過程中的潛在風險。

4. 模擬飛行體驗區

（1）基礎體驗區

基礎體驗區配備10套簡易飛行模擬設備。電腦終端選用搭載酷睿i5處理器、16G內存、6G獨立顯卡的臺式機，確保入門級模擬飛行軟件流暢運行。模擬搖桿采用人體工學設計，握感舒適，按鍵布局簡潔，便于新手快速上手。軟件方面，搭載專為航空科普研發的模擬飛行軟件，簡化操作界面，僅保留核心的飛行姿態控制功能，包括俯仰、滾轉、偏航等基礎操作。軟件內置豐富的教學關卡，從認識飛機基本部件開始，逐步引導學員掌握起飛、直線飛行、轉彎、降落等基礎飛行技能。每個關卡都配有詳細的語音講解和動畫演示，幫助學員快速理解飛行原理。同時，軟件設置實時評分系統，根據學員的操作精準度、完成時間等進行評分，激發學員的學習興趣和競爭意識。

簡易飛行模擬設備

（2）進階教學區

進階教學區引入2套塞斯納172模擬器，每套模擬器配備四人駕駛位，滿足小組教學需求。模擬器嚴格按照真實塞斯納172飛機1:1復刻駕駛艙布局，包括四座座椅、機械式儀表盤（空速表、高度表、姿態儀等）及可選的G1000玻璃座艙觸控屏。飛行搖桿操縱機構主要實現對飛機俯仰和橫滾的控制，駕駛盤用鋁板數控加工成型后噴塑處理，實現對駕駛盤的外形和操縱仿真;腳蹬主要實現方向舵偏航控制與主輪剎車控制，通過傳動機構實現聯動，操作方式與真機一致;功能開關與面板，如點火開關、燃油泵、襟翼手柄、油門/混合比/等，均采用真實物理按鍵，觸感與真實飛機一致。

軟件搭載專業級模擬飛行軟件，整合了空氣動力學、氣象學與航空電子邏輯，構建出高度擬真的虛擬飛行環境。軟件內置全球各地的真實機場數據和地形地貌，支持模擬不同氣象條件下的飛行，包括晴天、陰天、雨天、雪天、大風等，學員可在各種復雜環境中提升飛行技能。教學過程中，專業教員可通過后臺教員的控制系統系統實時查看學員的操作數據，包括儀表掃描頻率、操作指令等，并及時給予指導和糾正。

塞斯納172模擬器

（3）高階體驗區

高階體驗區配備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，全面還原國產大飛機的駕駛布局和操作邏輯，配備先進的航電系統和觸控顯示屏，能高精度模擬C919飛機在各個飛行階段的表現，包括地面滑行、起飛、爬升、巡航、下降、進近和著陸等流程。同時，模擬器可模擬冷艙啟動操作、目視飛行、儀表飛行，以及在特殊氣候條件下的飛行情況，支持自動駕駛飛行和導航飛行等功能，讓學員深入了解國產大飛機的先進技術和操作特性。

空客A320模擬器則精準復刻空客A320型飛機的駕駛艙，能真實模擬飛機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，提供180°環幕視景，配合3D音效系統，營造出沉浸式的飛行體驗環境。學員可在模擬器中體驗大型民航客機的駕駛流程，感受不同飛行階段的操作要點和技巧。

C919模擬器

5. 作品展示與榮譽區

用于展示學生的航空創客作品（自制飛機模型、無人機改裝作品、航空創意設計圖、編程控制模型），設置展示架、展示柜，標注作品名稱、作者、創作理念。同時展示學生參與航空科普競賽、創客大賽的獲獎證書、榮譽獎牌，營造“比學趕超”的良好氛圍，增強學生的成就感和自信心。此外，可設置“我的航空夢”留言區，讓學生寫下自己的航空夢想，激發學習動力。

五、設備與器材配置

設備器材配置遵循“適齡化、實用性、安全性、前瞻性”原則，分學段、分功能配置，兼顧教學、實踐和創作需求，同時預留升級空間。

（一）科普展示類設備

1.飛機模型：固定翼飛機模型（滑翔機、戰斗機）、直升機模型、無人機模型、C919科普模擬艙縮略模型、飛行者一號飛機模型，每種模型配備若干，涵蓋不同類型和尺寸。

2.實物器材：螺旋槳、機翼、起落架、發動機模型、傳感器、單片機等，用于學生觀察和實踐操作。

3.互動展示設備：互動顯示屏（55寸及以上）、投影儀、音響、航空科普視頻資源包、航空知識庫系統（涵蓋航空知識、航空人物、航空機型等內容）。

4.宣傳物料：航空發展史海報、飛機結構示意圖、航空科學家事跡海報、航空安全宣傳海報、國產航空成就展板。

（二）理論教學類設備

1.多媒體設備：交互式電子白板、投影儀、音響、電腦（教師機1臺，學生機若干，滿足分組教學需求）。

2.教學輔助器材：白板筆、馬克筆、黑板擦、教學課件（航空科普、創客技能）、航空科普書籍、實驗記錄本。

（三）創客實踐類設備

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），配備足夠數量的備用工具。

2.模型材料：輕木、泡沫板、塑料件、卡紙、電機、電池、導線、螺旋槳、起落架、遙控器（用于無人機、遙控飛機模型）。

3.創客設備：3D打印機（2-3臺）、激光切割機（1-2臺）、單片機開發板、傳感器（溫度、濕度、距離傳感器）、編程軟件（Scratch、Python）、電機拉力測試臺。

4.存儲設備：材料存放柜、工具柜、作品存放架，用于分類存放器材、工具和學生作品。

（四）飛行體驗與調試類設備

1.模擬飛行設備：基礎體驗區配備10套簡易飛行模擬設備。進階教學區配備2套4座塞斯納172模擬器（六自由度），高階體驗區配備1套C919模擬器或1套空客A320模擬器（固定基座）。

2.試飛調試設備：萊特兄弟風洞復原模型（1臺）、無人機（若干，分學段選用小型、易操作型號）、飛行防護圍欄、風速儀、拉力測試儀。

3.安全防護設備：防護網、防護眼鏡、急救箱（配備創可貼、消毒棉片、繃帶等常用急救用品）。

（五）其他輔助設備

空調、通風設備、消防器材（滅火器、消防栓）、垃圾桶、桌椅（可移動）、標識牌（各功能區標識、安全警示標識），確保實驗室環境舒適、安全、有序。

六、課程體系建設

結合中小學學段特點，構建“啟蒙—探究—創新”三階課程體系，每階段貫徹“情境創設—問題驅動—實踐驗證—遷移應用”四步教學法，形成螺旋上升的育人階梯，兼顧科普知識與創客實踐，融入航空精神培育，實現“玩中學、做中學、創中學”。課程可作為校本課程、課后服務課程或社團活動課程，靈活安排課時。

（一）小學階段（1-6年級）：航空啟蒙課程（興趣導向）

核心目標：激發航空興趣，了解基礎航空知識，培養動手拼裝能力，初步感知航空精神。

1.課程內容：

航空科普入門：認識飛機的基本類型（固定翼、直升機、無人機）、基本結構（機翼、機身、尾翼、起落架），了解航空發展史、中國航空重大成就。

簡單模型拼裝：紙飛機折疊、簡易泡沫飛機拼裝、橡筋動力飛機拼裝，學習基本的拼裝技巧，體驗動手樂趣。

航空趣味體驗：觀看航空科普動畫、開展基礎飛行模擬體驗（簡易款），學習簡單的飛行姿態控制（如起飛、爬升、轉彎、降落），搭配航母style互動體驗，讓學生直觀了解飛行的基本操作和感受；組織簡易飛行模擬比賽，激發參與興趣。

航空精神啟蒙：講述航空科學家、飛行員的勵志故事，培養學生的探索興趣和堅持品質。

2.課時安排

每周1-2課時，每課時40分鐘，可結合課后服務開展，每學期開展1次航空趣味活動（紙飛機比賽、模型拼裝比賽）。

（二）初中階段（7-9年級）：航空探究與創客課程（能力導向）

核心目標：掌握飛行基本原理、航空材料特性，學會使用創客工具，能獨立完成航空模型的設計、制作與調試，培養創新思維和團隊協作能力。

1、課程內容：

航空原理探究：結合飛行模擬體驗，學習流體力學基礎（伯努利原理）、飛行受力分析（升力、阻力、推力、重力），了解風洞的工作原理及應用；通過調節模擬飛行參數（如風速、仰角），觀察飛行姿態變化，具象化理解飛行原理，實現“理論+模擬+實踐”的深度結合。

模型設計與制作：固定翼飛機模型、無人機模型的設計與制作，學習3D建模、激光切割技術，優化模型結構，提升飛行性能。

編程與控制：學習Scratch、Python基礎編程，實現對無人機、模型飛機的簡單編程控制（如自動飛行、避障、航線規劃）；結合飛行模擬設備，嘗試編寫簡單的飛行控制程序，模擬固定航線飛行、應急降落等場景，銜接編程技能與航空飛行實踐。

創新創作實踐：結合生活需求，開展航空創客創新項目（如無人機環境監測模型、應急救援飛機模型設計），培養創新能力。

航空賽事培訓：針對中小學航空模型競賽、無人機競賽，開展專項培訓；新增飛行模擬賽事相關培訓，指導學生熟練操作模擬飛行設備，掌握飛行技巧、應急處理方法，組織校內飛行模擬比賽，選拔優秀選手參與市級、省級相關賽事，傳承航空精神。

2、課時安排

每周2課時，每課時40分鐘，可作為校本課程或社團課程，每學期開展1次航空創客作品展示活動，組織學生參與各類航空科普競賽。

（三）課程資源保障

1.編寫校本教材：結合課程內容，編寫適合中小學學生的航空科普創客校本教材，包含知識講解、實踐步驟、案例分析、安全規范等內容，圖文并茂、通俗易懂。

2.收集優質資源：整理航空科普視頻、動畫、課件、案例等資源，建立資源庫，方便教師教學和學生自主學習；引入高校、航空企業的優質科普資源，豐富課程內容。

3.開發線上課程：依托學校智慧教育平臺，開發簡易線上航空科普課程，方便學生利用課余時間學習，實現線上線下融合教學。

七、師資隊伍建設

師資隊伍是航空科普創客實驗室有效運行的核心保障，構建“校內教師+校外專家”的雙師團隊，提升師資的專業素養和教學能力，確保課程順利開展。

（一）校內師資培養

1.選拔骨干老師：選拔熱愛航空科普、動手能力強、有創新意識的科學、信息技術、美術等學科老師，作為實驗室核心師資，負責日常教學、設備管理和社團指導。

2.開展專業培訓：組織教師參加航空科普、創客技能相關培訓（如3D建模、編程、航空模型制作、模擬飛行操作），重點增設飛行模擬設備操作、模擬飛行課程設計等專項培訓；與其他學校開展交流活動，學習先進經驗；邀請航空領域專家、高校教授、資深飛行員開展專題講座，重點講解飛行模擬與航空原理的結合技巧，提升教師的專業知識和教學能力。

3.組建教研團隊：成立航空科普創客教研小組，定期開展教研活動，研討課程設計、教學方法、作品指導等問題，不斷優化課程體系和教學模式。

（二）校外師資引入

1.邀請專家指導：邀請航空領域科學家、工程師、飛行員、高校航空專業教師，作為校外專家，定期到學校開展科普講座、實踐指導、作品點評等活動，為學生提供專業支持。

2.聯動社會資源：與當地航空企業、科技館、航空科普基地、高校建立合作關系，引入專業技術人員，開展共建活動，豐富教學和實踐資源。

3.招募志愿者：招募航空專業大學生、航空愛好者作為志愿者，協助教師開展實踐教學、設備維護、活動組織等工作，補充師資力量。

十一、預期成果

1.硬件成果：建成1間標準化、專業化的航空科普創客實驗室，配備完善的設備和器材，重點打造適配中小學學段的飛行模擬體驗專區，形成功能齊全、布局合理的教學實踐空間，符合中小學實驗室建設規范。

2.課程成果：形成一套適配小學、初中的航空科普創客課程體系，融入飛行模擬相關教學內容，編寫包含飛行模擬實操的校本教材、課件，建立課程資源庫，實現課程常態化開展；培養一批具備航空科普、創客教學和飛行模擬指導能力的雙師隊伍。

3.學生成果：激發學生對航空科技的興趣，培養一批航空科普小達人、創客小能手和飛行模擬小能手，產出一批優秀的航空創客作品；組織學生參與各類航空科普競賽、飛行模擬賽事，力爭獲得優異成績。

4.品牌成果：打造學校航空科普教育特色品牌，形成“科普+創客”的教育模式，成為區域內中小學航空科普教育的示范基地，提升學校的辦學影響力。