基于創(chuàng)客教育的西藏中小學(xué)無(wú)人機(jī)教學(xué)實(shí)踐研究

柳琦　陳咨嫻　馮文華

關(guān)鍵詞：西藏；中小學(xué)；創(chuàng)客教育；無(wú)人機(jī)教育

中圖分類號(hào)：G633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）02-0127-02

自2015年以來(lái)，我國(guó)教育部不斷完善政策促進(jìn)創(chuàng)客教育在我國(guó)各階段教育中的發(fā)展，創(chuàng)客課堂與創(chuàng)客教育在國(guó)內(nèi)各大城市的學(xué)校百花齊放。然而，在西藏地區(qū)，由于經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展水平等影響，創(chuàng)客教育仍屬高嶺之花，并未普及?！吧倌曛莿t國(guó)智，少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng)?！睍r(shí)下，我國(guó)針對(duì)青少年開展科技教育教學(xué)工作，迎來(lái)了一個(gè)前進(jìn)的黃金時(shí)期，同時(shí)也面臨著一個(gè)滿足需要的多樣化挑戰(zhàn)期。在國(guó)家大力推進(jìn)素質(zhì)教育，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)以及探究式學(xué)習(xí)等背景下，如何利用現(xiàn)代科技來(lái)豐富課堂內(nèi)容成為廣大教育工作者關(guān)注和研究的焦點(diǎn)問題之一。無(wú)人機(jī)就是一個(gè)很好的載體。讓兒童從小就接觸無(wú)人機(jī)，激發(fā)他們的創(chuàng)新精神和探索欲望，培養(yǎng)和提高科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)于兒童未來(lái)的發(fā)展至關(guān)重要，同時(shí)給中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)帶來(lái)年輕的力量。

1 創(chuàng)客教育的內(nèi)涵

“創(chuàng)客”來(lái)源于英文“Maker”，本義是“制造者”，是指根據(jù)興趣愛好力求達(dá)到自己思想、主張的人。而創(chuàng)客教育是創(chuàng)客在學(xué)校中的應(yīng)用，“創(chuàng)客教育”英文表述為“Maker Education”，其內(nèi)涵包括廣義與狹義兩方面。廣義地說(shuō)，創(chuàng)客教育指旨在培養(yǎng)社會(huì)大眾創(chuàng)客精神的教育形態(tài)，狹義而言，創(chuàng)客教育指面向?qū)W習(xí)者，特別是青少年學(xué)習(xí)者創(chuàng)客素養(yǎng)培養(yǎng)的教育模式[2]。實(shí)際上，創(chuàng)客教育即為創(chuàng)客文化與教育相結(jié)合的一種素質(zhì)教育，倡導(dǎo)在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)模式的背景下，基于學(xué)生個(gè)體的興趣愛好，充分利用數(shù)字化工具創(chuàng)造實(shí)際物質(zhì)，通過教師的引導(dǎo)增強(qiáng)學(xué)生的分享欲望，由此，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，同時(shí)也使得他們的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力不斷增強(qiáng)。

2 創(chuàng)客教育背景下無(wú)人機(jī)教學(xué)完善的必要性

2.1 無(wú)人機(jī)教育的發(fā)展

作為航空家族的成員之一，無(wú)人機(jī)的發(fā)展呈現(xiàn)出井噴態(tài)勢(shì)，而西藏由于高原高海拔、地形復(fù)雜多樣及氣候極端等自然條件使無(wú)人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣。無(wú)人機(jī)技術(shù)要發(fā)展，必須依靠無(wú)人機(jī)技術(shù)人才辛勤勞動(dòng)，人才培養(yǎng)離不了教育。我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，也是世界上使用無(wú)人機(jī)最多的國(guó)家之一。在現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和科技水平快速進(jìn)步的背景下，對(duì)于社會(huì)各個(gè)行業(yè)均有全新的需求，其中就包括教育領(lǐng)域，因此無(wú)人機(jī)教育就是在無(wú)人機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的大環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生。中小學(xué)無(wú)人機(jī)課程在基礎(chǔ)教育階段承擔(dān)著無(wú)人機(jī)知識(shí)普及的任務(wù)，為能進(jìn)一步提高學(xué)生無(wú)人機(jī)知識(shí)水平，達(dá)到創(chuàng)新教育的目的。為西藏?zé)o人機(jī)行業(yè)培養(yǎng)技術(shù)人才，西藏教師開展在創(chuàng)客教育背景下的無(wú)人機(jī)教學(xué)是非常必要的。

2.2 創(chuàng)新教育提出的要求

隨著國(guó)家科技水平的不斷提升，人們對(duì)于教育的關(guān)注度也逐漸提升，全面實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育已成為一種新趨勢(shì)。其中，創(chuàng)客背景下教育活動(dòng)的主要目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教育。目前教師的主要任務(wù)是考慮如何在基礎(chǔ)教育做好的同時(shí)提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，這是廣大教師面臨的重要挑戰(zhàn)。創(chuàng)新是促進(jìn)發(fā)展的首要?jiǎng)恿?，?chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，所以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)對(duì)學(xué)生個(gè)體、對(duì)國(guó)家都十分重要[3]。在此形勢(shì)下，將無(wú)人機(jī)教育納入西藏中小學(xué)教育體系中很有必要，在基礎(chǔ)教育階段就將其價(jià)值發(fā)揮出來(lái)。

2.3 學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需要

當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)步入急速發(fā)展階段，西藏發(fā)展也已按動(dòng)加速鍵，民眾生活水準(zhǔn)、受教育水平與文明程度漸增，學(xué)習(xí)者面臨教育發(fā)展更多元。在這一背景下，教師必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)觀念，以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求人才為目標(biāo)，不斷探索新的教學(xué)模式與教學(xué)方法。創(chuàng)新是學(xué)生能力水平的一種體現(xiàn)，無(wú)論是現(xiàn)在還是未來(lái)，國(guó)家和社會(huì)對(duì)創(chuàng)新的需求都會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。我國(guó)從過去重視培養(yǎng)人才到現(xiàn)在注重培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，可見我國(guó)對(duì)于創(chuàng)新的迫切需要。創(chuàng)新人才不僅要具備較高的受教育水平和文明程度，還要能夠與其他學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流溝通，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)、技能、思維等方面的多元化發(fā)展，而這正是學(xué)校對(duì)創(chuàng)新型教育重視的一個(gè)重要因素。學(xué)生在日常生活與學(xué)習(xí)中對(duì)新鮮事物充滿好奇，對(duì)事物出現(xiàn)的原因也充滿求知欲。在這種情況下，傳統(tǒng)的教學(xué)方法杯水車薪。為了滿足學(xué)生個(gè)性發(fā)展的需要，完善西藏中小學(xué)無(wú)人機(jī)教學(xué)方式勢(shì)在必行。

3 西藏中小學(xué)無(wú)人機(jī)教育面臨的主要問題

3.1 師資力量不足

西藏中小學(xué)無(wú)人機(jī)教育師資力量嚴(yán)重不足，缺乏專職無(wú)人機(jī)教師，學(xué)校中的校本教師、指導(dǎo)教師大部分是由信息技術(shù)任課教師所兼任，這些教師的主修專業(yè)基本為教育技術(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)及自動(dòng)化等，大學(xué)期間對(duì)無(wú)人機(jī)教育和創(chuàng)客教育沒有比較系統(tǒng)的研究，對(duì)無(wú)人機(jī)理論和實(shí)踐知識(shí)掌握還停留在邊研究邊教學(xué)的階段，大大降低了無(wú)人機(jī)課程的教學(xué)效果。這在很大程度上制約了西藏中小學(xué)無(wú)人機(jī)教育的有效開展。也有個(gè)別學(xué)校有幸得到援藏教師的幫助，如天津市援藏教師在昌都市實(shí)驗(yàn)小學(xué)開展無(wú)人機(jī)教學(xué)，讓當(dāng)?shù)匦W(xué)生體驗(yàn)無(wú)人機(jī)的樂趣，并支持該校建設(shè)科學(xué)體驗(yàn)教室，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科技創(chuàng)新的認(rèn)知。

3.2 無(wú)人機(jī)教育研究薄弱

我國(guó)從20世紀(jì)60年代中期發(fā)展無(wú)人機(jī)至今已有多年，它的研發(fā)在總體設(shè)計(jì)、組合導(dǎo)航、飛行控制、傳感器技術(shù)、圖像傳輸以及信息對(duì)抗和抵抗等多個(gè)領(lǐng)域取得了成就。尤其是近年來(lái)隨著高新技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國(guó)的無(wú)人機(jī)研發(fā)取得了突破性進(jìn)展。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，無(wú)人機(jī)已經(jīng)成為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一?，F(xiàn)在，無(wú)人機(jī)在航拍、軍事和農(nóng)業(yè)上的運(yùn)用越來(lái)越多，但對(duì)于無(wú)人機(jī)在教育方面的應(yīng)用研究較為薄弱[4]。隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，無(wú)人機(jī)已逐漸出現(xiàn)在了經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的中小學(xué)課堂中，但在西藏地區(qū)卻鳳毛麟角。文章通過在中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）中進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，截至2022年7月，中文摘要涉及“無(wú)人機(jī)”的論文5萬(wàn)余篇，其中涉及無(wú)人機(jī)教育的436篇，僅有1篇涉及西藏?zé)o人機(jī)教育，由此可見對(duì)于西藏地區(qū)無(wú)人機(jī)教育的研究門可羅雀。

3.3 無(wú)人機(jī)技術(shù)類教材非常缺乏

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域的快速擴(kuò)大，無(wú)人機(jī)技術(shù)類教材和專著層出不窮，尤其是高等院校和技術(shù)院校的教材與教學(xué)參考書比比皆是，其中不乏很多優(yōu)秀的作品。雖然教育部早于2015年頒布了《教育信息化“十三五”規(guī)劃》，明確提出探索將信息技術(shù)運(yùn)用于多種新型教育模式，注重促進(jìn)學(xué)生信息素養(yǎng)，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以助力學(xué)生全面發(fā)展[5]。無(wú)人機(jī)作為應(yīng)用廣泛的信息技術(shù)也已經(jīng)進(jìn)入了部分中小學(xué)的課堂，但是已經(jīng)出版的無(wú)人機(jī)技術(shù)類中小學(xué)教材非常少，且較為通俗易懂的教材很少，這種現(xiàn)象對(duì)于無(wú)人機(jī)技術(shù)的普及教育十分不利。

3.4 缺乏統(tǒng)一的課程體系支撐

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)在航拍、農(nóng)業(yè)、救援、測(cè)繪等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，得無(wú)人機(jī)在教育行業(yè)也迅速發(fā)展。很多高等院校和職業(yè)院校都將無(wú)人機(jī)課程納入教學(xué)計(jì)劃。同時(shí)，針對(duì)中小學(xué)的無(wú)人機(jī)創(chuàng)客教育研究也逐漸增多，目前在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，如天津、上海等地的部分中小學(xué)都開設(shè)了無(wú)人機(jī)校本課程，旨在幫助學(xué)生了解無(wú)人機(jī)的操作原理等基礎(chǔ)知識(shí)。我國(guó)第一套面向中小學(xué)開展的無(wú)人機(jī)科普教育課程于2015年11月9 日在素有“無(wú)人機(jī)之都”之稱的深圳上線，填補(bǔ)了我國(guó)中小學(xué)無(wú)人機(jī)教育的一項(xiàng)空白[6]。但在全國(guó)各地紛紛加入無(wú)人機(jī)教育行列的同時(shí)，西藏中小學(xué)的無(wú)人機(jī)課程仍處于空白狀態(tài)，缺乏合理的統(tǒng)一性的課程體系，這也使得中小學(xué)的無(wú)人機(jī)教育在西藏地區(qū)的開展舉步維艱。

4 創(chuàng)客教育背景下西藏中小學(xué)開展無(wú)人機(jī)教學(xué)工作的具體措施

4.1 奉行培養(yǎng)創(chuàng)客精神的教育理念

無(wú)人機(jī)技術(shù)涉獵多門學(xué)科，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)在日常生活各個(gè)領(lǐng)域的不斷普及，各個(gè)學(xué)科和無(wú)人機(jī)技術(shù)也越來(lái)越密切。教師有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行探究和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并將無(wú)人機(jī)技術(shù)知識(shí)循序漸進(jìn)地滲透于教學(xué)過程中，從而幫助學(xué)生將無(wú)人機(jī)知識(shí)與日常生活學(xué)習(xí)相聯(lián)系，從而在潛移默化中培養(yǎng)其創(chuàng)客精神、融入創(chuàng)客教育的理念。例如在學(xué)習(xí)《航拍校園》一課時(shí)，教師要積極主動(dòng)地向?qū)W生提出問題：“在日常生活中我們經(jīng)常會(huì)看到一些學(xué)校的宣傳片，在視頻中我們可以俯瞰校園全貌，那么你認(rèn)為這些宣傳片是如何制作的呢？”在這個(gè)問題的基礎(chǔ)上，學(xué)生就會(huì)積極主動(dòng)地去思考，再由老師指導(dǎo)他們?nèi)プ鰧?shí)際操作，利用已學(xué)習(xí)過航拍攝影知識(shí)，從而幫助學(xué)生將無(wú)人機(jī)技術(shù)與生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。教師向?qū)W生展示選取合適的角度、高度、速度等步驟，讓學(xué)生通過親身體驗(yàn)拍攝過程來(lái)促進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解，繼而提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率，發(fā)展學(xué)生自主思考能力。

4.2 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué)

目前中小學(xué)的教學(xué)方式千姿百態(tài)，但無(wú)人機(jī)教學(xué)的效果不盡如人意，因此，教師可以采用更加具有創(chuàng)意的教學(xué)方式，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué)。目前網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于無(wú)人機(jī)的視頻琳瑯滿目，其中不乏一些涉及無(wú)人機(jī)發(fā)展、無(wú)人機(jī)應(yīng)用等方面的優(yōu)質(zhì)視頻，內(nèi)容豐富多彩。教師可以在學(xué)習(xí)新課之前指導(dǎo)學(xué)生在網(wǎng)站上尋找相關(guān)視頻，在學(xué)習(xí)新課時(shí)通過課堂多媒體進(jìn)行播放。針對(duì)課上發(fā)現(xiàn)的學(xué)生普遍感興趣的問題，教師還可以組織線上交流互動(dòng)活動(dòng)，充分利用網(wǎng)絡(luò)幫助學(xué)生與無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的“大?！边M(jìn)行交流。例如在學(xué)習(xí)《模擬器的安裝與使用》部分知識(shí)時(shí)，教師可以先利用網(wǎng)絡(luò)視頻講解幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)模擬遙控器以及模擬器的各種操作，最后利用網(wǎng)絡(luò)完成模擬器的調(diào)試和聯(lián)系。利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué)旨在讓教師充分意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)資源的重要性，許多無(wú)法實(shí)際操作的步驟也可以利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，從而提升學(xué)生的體驗(yàn)感。

4.3 合理選擇設(shè)備開展無(wú)人機(jī)教學(xué)

要想使中小學(xué)無(wú)人機(jī)教育取得理想成效，無(wú)人機(jī)設(shè)備選型是無(wú)法回避的難題。傳統(tǒng)的無(wú)人機(jī)大多有較強(qiáng)的專業(yè)性，不宜用于進(jìn)行教學(xué)：一是對(duì)無(wú)基礎(chǔ)知識(shí)的一般用戶而言，上手很難操作；二是器材價(jià)格較高，不宜在學(xué)校推廣使用；三是整個(gè)操作系統(tǒng)都經(jīng)過了預(yù)先設(shè)計(jì)，并不支持由用戶獨(dú)立編程。為了更好地開展無(wú)人機(jī)教學(xué)，中小學(xué)可選擇桌面機(jī)、DIY無(wú)人機(jī)以及大疆系列航拍無(wú)人機(jī)等設(shè)備進(jìn)行教學(xué)。其中，桌面機(jī)無(wú)人機(jī)可選擇LiteBee Wing和GHOSTⅡ兩種機(jī)型，這兩款無(wú)人機(jī)都是創(chuàng)客火公司針對(duì)8—16歲青少年特別開發(fā)積木編程飛行套件[6]。這種無(wú)人機(jī)能夠有效結(jié)合時(shí)下熱門的樂高機(jī)器人，采用高互動(dòng)性、趣味性強(qiáng)的玩法，帶領(lǐng)學(xué)生去探究、感悟、創(chuàng)作。它既可以在課堂上使用，也可用于課外實(shí)踐活動(dòng)中。DIY無(wú)人機(jī)要求中小學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)從裝配到飛行都要自己動(dòng)手操作，從而提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。中小學(xué)生在熟練掌握以上兩種無(wú)人機(jī)基本操作后，可嘗試操縱大疆無(wú)人機(jī)航拍，從而開闊學(xué)生的視野。

4.4 高度重視安全防護(hù)工作

在進(jìn)行無(wú)人機(jī)教育時(shí)，必須要加強(qiáng)安全防護(hù)重視程度，這樣才能夠保證無(wú)人機(jī)教育不斷地向前發(fā)展。一是要強(qiáng)化安全教育，在進(jìn)行教學(xué)之前，就要讓學(xué)生充分意識(shí)到飛行過程中的注意事項(xiàng)，了解無(wú)人機(jī)安全防護(hù)的重要性以及緊急情況下的操作方法，確保學(xué)生生命和財(cái)產(chǎn)安全。二是學(xué)校要設(shè)置必要的防護(hù)設(shè)施（如防護(hù)網(wǎng)），防止事故發(fā)生。三是在學(xué)生中開展普法教育、增強(qiáng)法律意識(shí)、通過學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)我國(guó)民航法等有關(guān)法律知識(shí)，尤其了解在西藏地區(qū)開展無(wú)人機(jī)飛行需要的流程，增強(qiáng)學(xué)生的法律意識(shí)。

5 總結(jié)

習(xí)近平總書記指出，順應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展、促進(jìn)教育變革與創(chuàng)新、造就一大批創(chuàng)新人才是當(dāng)前人類普遍面臨的主要問題。創(chuàng)客教育為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了一條光明的實(shí)踐路徑。而無(wú)人機(jī)教育作為創(chuàng)客教育的一員首當(dāng)其沖。本文通過對(duì)無(wú)人機(jī)的發(fā)展、西藏中小學(xué)無(wú)人機(jī)教育面臨的主要問題及西藏開展無(wú)人機(jī)教育教學(xué)的實(shí)踐研究進(jìn)行了描述，為無(wú)人機(jī)的教學(xué)提供了新思路與新方法。我國(guó)中小學(xué)的無(wú)人機(jī)教育還處于起步階段，仍然需要不斷進(jìn)行探索與研究。我國(guó)未來(lái)的無(wú)人機(jī)市場(chǎng)具有很大發(fā)展?jié)摿?，尤其我?guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，且西藏地區(qū)“三農(nóng)”問題仍需進(jìn)一步改善，培養(yǎng)無(wú)人機(jī)人才勢(shì)在必行。因此，對(duì)于西藏地區(qū)無(wú)人機(jī)教育的深入研究不僅關(guān)乎學(xué)生自身，對(duì)于西藏的發(fā)展、國(guó)家的未來(lái)也至關(guān)重要。