基于STEM教育理念的创客编程式课程《无人机的秘密》

廖玲玲

STEM是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写，其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律;技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现与自然界的和谐共处、解决社会发展过程中遇到的难题;数学则作为技术与工程学科的基础工具。STEM课程的重点是加强对学生四个方面的教育：一是科学素养，即运用科学知识理解自然界并参与影响自然界的过程;二是技术素养，也就是使用、管理、理解和评价技术的能力;三是工程素养，即对技术工程设计与开发过程的理解;四是数学素养，也就是学生发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题的能力。创客（Mak-er），“创”指创造，“客”指从事某种活动的人，“创客”喻指勇于创新、勇于实践，与STEM理念有异曲同工之妙。

1 课程简介

以项目式任务，引领学生从认识到控制无人机，融合了科学、信息技术、数学等学科;在让飞机飞起来、让飞机飞越障碍物的过程中，培养学生动手动脑、观察、分析和解决实际问题的能力，培养学生的科学、信息和数学素养，激发学生的探究兴趣，全面提高学生的综合素质。

1.1 STEM课程目标

1.2 课程适用年级

小学五六年级

2 课程规划

2.1 课时规划

共8个课时

2.2 教学方法

1）梯进式项目：让学生在完成从易到难的梯进式项目中达成教学目标;

2）教师引导，学生探究：学生在项目的做中学，教师在项目的做中教;

3）分组学习：整个教学班分成13个四人小组，小组内分工合作。

3 课程实施

综合项目以比赛的形式进行，高度体现STEM理念

综合项目：无人机编程跨越赛

3.1 比赛目的：让学生在比赛中，熟悉控制无人机飞行的整个流程;让学生进一步了解，在人工智能中，软硬件结合的方法;锻炼学生的动手动脑能力，培养学生勤于实践、勇于探索、善于钻研的态度和精神;进一步提高学生的综合素质。

3.2 比赛形式：每4人为一组，参赛中，组员分工合作。

3.3 计分规则

3.4 比赛流程

①准备：给无人机装上电池和LED模块;打开无人机和遥控器电源，对频并成功;将无人机放在起飞点正中间，将遥控器用数据线连入电脑。

②打开软件ScratchX，导入程序;

③选择串口，连接遥控、在遥控器上按0键选编程模式;

④运行程序。

比赛有二次机会，如果第一轮成绩不理想，可以现场修改程序，再飞一次。

4 实践效果

4.1 人工智能项目，点燃了探究兴趣

在项目学习和比赛中，学生们兴趣深厚，不怕失败，勇于探究。

4.2 小组合作学习，培养了团队精神

在小组分工与合作中，学生们表现出了良好的合作精神，遇到问题共同协商。

4.3 开放学习环境，绽放出创造性思维

在项目3的程序编写中，学生们写出了不同算法的精彩程序，充分展现出学生们的创造性思维。

4.4 动手动脑实践，培养了综合能力

在项目学习和比赛中，学生们通过动手动脑，在问题中前行，培养了观察、分析和解决问题的能力;通过程序编写来驱动无人机，培养了学生的计算思维;跨学科的这种STEM活动，有效地提高了学生们的科学素养和综合能力。

5 结语

1）无人机的飞行，受周围环境的影响很大，如磁场、风力等，在实际中，要考虑多方面的因素;

2）STEM理念下，有研究价值的是那些操作性强，实用价值高、顺应发展潮流的课程;

3）在課程的实施前，教师可为学生提供尽量多的资源;在实施过程中，可以项目任务的方式，引导学生去探究、去实践、在实践中去迭代。

（作者单位：广东省中山市东区水云轩小学）