基于創客教育的西藏中小學無人機教學實踐研究

柳琦　陳咨嫻　馮文華

關鍵詞：西藏；中小學；創客教育；無人機教育

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）02-0127-02

自2015年以來，我國教育部不斷完善政策促進創客教育在我國各階段教育中的發展，創客課堂與創客教育在國內各大城市的學校百花齊放。然而，在西藏地區，由于經濟與社會發展水平等影響，創客教育仍屬高嶺之花，并未普及?！吧倌曛莿t國智，少年強則國強。”時下，我國針對青少年開展科技教育教學工作，迎來了一個前進的黃金時期，同時也面臨著一個滿足需要的多樣化挑戰期。在國家大力推進素質教育，鼓勵學生進行自主學習以及探究式學習等背景下，如何利用現代科技來豐富課堂內容成為廣大教育工作者關注和研究的焦點問題之一。無人機就是一個很好的載體。讓兒童從小就接觸無人機，激發他們的創新精神和探索欲望，培養和提高科學素養，對于兒童未來的發展至關重要，同時給中華民族偉大復興中國夢帶來年輕的力量。

1 創客教育的內涵

“創客”來源于英文“Maker”，本義是“制造者”，是指根據興趣愛好力求達到自己思想、主張的人。而創客教育是創客在學校中的應用，“創客教育”英文表述為“Maker Education”，其內涵包括廣義與狹義兩方面。廣義地說，創客教育指旨在培養社會大眾創客精神的教育形態，狹義而言，創客教育指面向學習者，特別是青少年學習者創客素養培養的教育模式[2]。實際上，創客教育即為創客文化與教育相結合的一種素質教育，倡導在項目化學習模式的背景下，基于學生個體的興趣愛好，充分利用數字化工具創造實際物質，通過教師的引導增強學生的分享欲望，由此，培養學生發現、分析和解決問題的能力，同時也使得他們的創新意識和團隊協作能力不斷增強。

2 創客教育背景下無人機教學完善的必要性

2.1 無人機教育的發展

作為航空家族的成員之一，無人機的發展呈現出井噴態勢，而西藏由于高原高海拔、地形復雜多樣及氣候極端等自然條件使無人機應用領域非常廣。無人機技術要發展，必須依靠無人機技術人才辛勤勞動，人才培養離不了教育。我國是一個人口大國，也是世界上使用無人機最多的國家之一。在現階段經濟高速發展和科技水平快速進步的背景下，對于社會各個行業均有全新的需求，其中就包括教育領域，因此無人機教育就是在無人機技術不斷發展的大環境下應運而生。中小學無人機課程在基礎教育階段承擔著無人機知識普及的任務，為能進一步提高學生無人機知識水平，達到創新教育的目的。為西藏無人機行業培養技術人才，西藏教師開展在創客教育背景下的無人機教學是非常必要的。

2.2 創新教育提出的要求

隨著國家科技水平的不斷提升，人們對于教育的關注度也逐漸提升，全面實現素質教育已成為一種新趨勢。其中，創客背景下教育活動的主要目標就是實現創新教育。目前教師的主要任務是考慮如何在基礎教育做好的同時提升學生的創新能力，這是廣大教師面臨的重要挑戰。創新是促進發展的首要動力，創新驅動發展，所以培養學生的創新意識對學生個體、對國家都十分重要[3]。在此形勢下，將無人機教育納入西藏中小學教育體系中很有必要，在基礎教育階段就將其價值發揮出來。

2.3 學生個性發展的需要

當前社會已經步入急速發展階段，西藏發展也已按動加速鍵，民眾生活水準、受教育水平與文明程度漸增，學習者面臨教育發展更多元。在這一背景下，教師必須轉變傳統教學觀念，以培養適應社會需求人才為目標，不斷探索新的教學模式與教學方法。創新是學生能力水平的一種體現，無論是現在還是未來，國家和社會對創新的需求都會隨著時間的變化而變化。我國從過去重視培養人才到現在注重培養創新型人才，可見我國對于創新的迫切需要。創新人才不僅要具備較高的受教育水平和文明程度，還要能夠與其他學習者進行交流溝通，從而實現知識、技能、思維等方面的多元化發展，而這正是學校對創新型教育重視的一個重要因素。學生在日常生活與學習中對新鮮事物充滿好奇，對事物出現的原因也充滿求知欲。在這種情況下，傳統的教學方法杯水車薪。為了滿足學生個性發展的需要，完善西藏中小學無人機教學方式勢在必行。

3 西藏中小學無人機教育面臨的主要問題

3.1 師資力量不足

西藏中小學無人機教育師資力量嚴重不足，缺乏專職無人機教師，學校中的校本教師、指導教師大部分是由信息技術任課教師所兼任，這些教師的主修專業基本為教育技術學、計算機應用技術及自動化等，大學期間對無人機教育和創客教育沒有比較系統的研究，對無人機理論和實踐知識掌握還停留在邊研究邊教學的階段，大大降低了無人機課程的教學效果。這在很大程度上制約了西藏中小學無人機教育的有效開展。也有個別學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驗小學開展無人機教學，讓當地小學生體驗無人機的樂趣，并支持該校建設科學體驗教室，培養學生對科技創新的認知。

3.2 無人機教育研究薄弱

我國從20世紀60年代中期發展無人機至今已有多年，它的研發在總體設計、組合導航、飛行控制、傳感器技術、圖像傳輸以及信息對抗和抵抗等多個領域取得了成就。尤其是近年來隨著高新技術特別是計算機技術和通信技術的迅猛發展，我國的無人機研發取得了突破性進展。經過幾十年的發展，無人機已經成為國家重點發展的戰略性高技術產業之一?，F在，無人機在航拍、軍事和農業上的運用越來越多，但對于無人機在教育方面的應用研究較為薄弱[4]。隨著科學技術的持續發展，無人機已逐漸出現在了經濟發達地區的中小學課堂中，但在西藏地區卻鳳毛麟角。文章通過在中國期刊全文數據庫（CNKI）中進行檢索發現，截至2022年7月，中文摘要涉及“無人機”的論文5萬余篇，其中涉及無人機教育的436篇，僅有1篇涉及西藏無人機教育，由此可見對于西藏地區無人機教育的研究門可羅雀。

3.3 無人機技術類教材非常缺乏

隨著無人機技術的飛速發展及應用領域的快速擴大，無人機技術類教材和專著層出不窮，尤其是高等院校和技術院校的教材與教學參考書比比皆是，其中不乏很多優秀的作品。雖然教育部早于2015年頒布了《教育信息化“十三五”規劃》，明確提出探索將信息技術運用于多種新型教育模式，注重促進學生信息素養，創新意識和創新能力的培養，以助力學生全面發展[5]。無人機作為應用廣泛的信息技術也已經進入了部分中小學的課堂，但是已經出版的無人機技術類中小學教材非常少，且較為通俗易懂的教材很少，這種現象對于無人機技術的普及教育十分不利。

3.4 缺乏統一的課程體系支撐

近年來，國內無人機在航拍、農業、救援、測繪等行業的廣泛應用，得無人機在教育行業也迅速發展。很多高等院校和職業院校都將無人機課程納入教學計劃。同時，針對中小學的無人機創客教育研究也逐漸增多，目前在我國經濟發達城市，如天津、上海等地的部分中小學都開設了無人機校本課程，旨在幫助學生了解無人機的操作原理等基礎知識。我國第一套面向中小學開展的無人機科普教育課程于2015年11月9 日在素有“無人機之都”之稱的深圳上線，填補了我國中小學無人機教育的一項空白[6]。但在全國各地紛紛加入無人機教育行列的同時，西藏中小學的無人機課程仍處于空白狀態，缺乏合理的統一性的課程體系，這也使得中小學的無人機教育在西藏地區的開展舉步維艱。

4 創客教育背景下西藏中小學開展無人機教學工作的具體措施

4.1 奉行培養創客精神的教育理念

無人機技術涉獵多門學科，隨著無人機技術在日常生活各個領域的不斷普及，各個學科和無人機技術也越來越密切。教師有針對性地對學生進行探究和創新能力的培養，并將無人機技術知識循序漸進地滲透于教學過程中，從而幫助學生將無人機知識與日常生活學習相聯系，從而在潛移默化中培養其創客精神、融入創客教育的理念。例如在學習《航拍校園》一課時，教師要積極主動地向學生提出問題：“在日常生活中我們經常會看到一些學校的宣傳片，在視頻中我們可以俯瞰校園全貌，那么你認為這些宣傳片是如何制作的呢？”在這個問題的基礎上，學生就會積極主動地去思考，再由老師指導他們去做實際操作，利用已學習過航拍攝影知識，從而幫助學生將無人機技術與生活實際聯系起來。教師向學生展示選取合適的角度、高度、速度等步驟，讓學生通過親身體驗拍攝過程來促進對知識的理解，繼而提升學生學習效率，發展學生自主思考能力。

4.2 充分利用網絡資源進行教學

目前中小學的教學方式千姿百態，但無人機教學的效果不盡如人意，因此，教師可以采用更加具有創意的教學方式，充分利用網絡資源進行教學。目前網絡上關于無人機的視頻琳瑯滿目，其中不乏一些涉及無人機發展、無人機應用等方面的優質視頻，內容豐富多彩。教師可以在學習新課之前指導學生在網站上尋找相關視頻，在學習新課時通過課堂多媒體進行播放。針對課上發現的學生普遍感興趣的問題，教師還可以組織線上交流互動活動，充分利用網絡幫助學生與無人機領域的“大?！边M行交流。例如在學習《模擬器的安裝與使用》部分知識時，教師可以先利用網絡視頻講解幫助學生認識模擬遙控器以及模擬器的各種操作，最后利用網絡完成模擬器的調試和聯系。利用網絡資源進行教學旨在讓教師充分意識到網絡資源的重要性，許多無法實際操作的步驟也可以利用網絡進行模擬，從而提升學生的體驗感。

4.3 合理選擇設備開展無人機教學

要想使中小學無人機教育取得理想成效，無人機設備選型是無法回避的難題。傳統的無人機大多有較強的專業性，不宜用于進行教學：一是對無基礎知識的一般用戶而言，上手很難操作；二是器材價格較高，不宜在學校推廣使用；三是整個操作系統都經過了預先設計，并不支持由用戶獨立編程。為了更好地開展無人機教學，中小學可選擇桌面機、DIY無人機以及大疆系列航拍無人機等設備進行教學。其中，桌面機無人機可選擇LiteBee Wing和GHOSTⅡ兩種機型，這兩款無人機都是創客火公司針對8—16歲青少年特別開發積木編程飛行套件[6]。這種無人機能夠有效結合時下熱門的樂高機器人，采用高互動性、趣味性強的玩法，帶領學生去探究、感悟、創作。它既可以在課堂上使用，也可用于課外實踐活動中。DIY無人機要求中小學生經過學習從裝配到飛行都要自己動手操作，從而提升學生的動手實踐能力。中小學生在熟練掌握以上兩種無人機基本操作后，可嘗試操縱大疆無人機航拍，從而開闊學生的視野。

4.4 高度重視安全防護工作

在進行無人機教育時，必須要加強安全防護重視程度，這樣才能夠保證無人機教育不斷地向前發展。一是要強化安全教育，在進行教學之前，就要讓學生充分意識到飛行過程中的注意事項，了解無人機安全防護的重要性以及緊急情況下的操作方法，確保學生生命和財產安全。二是學校要設置必要的防護設施（如防護網），防止事故發生。三是在學生中開展普法教育、增強法律意識、通過學習認識我國民航法等有關法律知識，尤其了解在西藏地區開展無人機飛行需要的流程，增強學生的法律意識。

5 總結

習近平總書記指出，順應信息技術發展、促進教育變革與創新、造就一大批創新人才是當前人類普遍面臨的主要問題。創客教育為實現這一目標提供了一條光明的實踐路徑。而無人機教育作為創客教育的一員首當其沖。本文通過對無人機的發展、西藏中小學無人機教育面臨的主要問題及西藏開展無人機教育教學的實踐研究進行了描述，為無人機的教學提供了新思路與新方法。我國中小學的無人機教育還處于起步階段，仍然需要不斷進行探索與研究。我國未來的無人機市場具有很大發展潛力，尤其我國是農業大國，且西藏地區“三農”問題仍需進一步改善，培養無人機人才勢在必行。因此，對于西藏地區無人機教育的深入研究不僅關乎學生自身，對于西藏的發展、國家的未來也至關重要。