基于STEAM 教育的小学创客课例设计与实施——以《无人机确定位置》为例

张 柳

（深圳市宝安区海韵学校，深圳 518000）

1 创客教育与STEAM 教育概述

1.1 创客教育

创客教育主要依靠创作者的创新意识和兴趣爱好作为基础，通过最初的草案设立，再到技术构思形成产业链，全方面考察了创客的综合能力。不仅如此，一个优秀的创客还需要具备一定的专业技术，从零开始，通过不断地深入挖掘，进而发现其中蕴含的乐趣。这也是创客文化的精髓。近几年来，随着创客团队的不断出现，对社会经济发展也起到了一定的推动作用。在国内，创客文化已经逐渐渗透到各个中小学教育当中，也为教师教学工作的开展提供了许多新的西路。从曾经小型的创客交流会，到现在万人参与的科技盛会，无一不体现出现在创客文化的影响力和教育制度的贴合性。由此可见，创客教育与文化教育的有机结合，为学生未来发展提供了无限的可能。

1.2 STEAM 教育

STEAM 教育作为目前热门的教育模式，它将科学原理、专业技术、工程测量、艺术赏析、数学建模这几个方面充分结合起来，形成了一个系统的教学方式，这种教学形式下，全方位的考察了现阶段学生学习情况，通过对案例的实际操作，提高学生知识运用的能力，培养创新意识，促进全面发展。

2 无人机编程

2.1 无人机概述

无人机指的是用遥控或则程序控制的飞机，近几年，各地开始举办中小学生无人机竞赛，2017年深圳市学生创客节，该赛事首次引进无人机竞速赛--“无人机穿越任务赛”，就吸引深圳市30多只队伍参加。2019年，深圳市学生创客节将无人机竞速赛改成无人机编程挑战赛，粤港澳地区共有近百支队伍参加该项目角逐。近年来，无人机的制作成本越来越低，操作也越来越简单，无人机编程教育已经慢慢进入中小学校。

2.2 无人机编程语言

本课程选择的是大疆Tello 出品的Tello Edu 教育编程无人机，该款无人机不仅可以通过手机APP 遥控控制无人机飞行，也可以通过编程语言实现无人机飞行，简单的垂直起飞降落，复杂的旋转、横滚、翻转都可轻松实现。在编程语言方面，此款产品支持多种中小学生熟悉的语言。Scratch 编程语言相比于其他编程语言，学生学习难度低，掌握容易。因此，将Scratch 编程语言作为教学的基础语言。

3 《无人机确定位置》课例设计与实施

《无人机确定位置》是一节典型的项目学习课例，需要小组内部成员相互合作，运用相关知识完成教师布置的任务。如何将单一的创客课程与其他学科知识融合，打造具有创客特色的STEAM 课程，一直是摆在一线创客教师面前的难题。本节课以动物园饲养员为动物喂食为背景，学生需要运用多学科的知识，确定动物的精确位置，最后通过编程使无人机飞抵目标动物的位置。本节课的重点在于学生综合运用多学科的知识，解决他们未来生活中可能会遇到的真实问题。

3.1 教学目标

（1）知识与技能

运用相关知识定位物体位置；对无人机编程的相关知识有所了解，能够通过WiFi 连接无人机和电脑。

（2）过程与方法

能用Scratch 编写程序，实现无人机起飞、旋转、前进、后退、降落等操作。在实际测量过程中，利用相关知识与工具掌握测距的基本方法。（3）情感态度与价值观

学生在小组内交流探讨的时候，教师要在一旁进行观察，对学生总结、分析、归纳环节进行记录，针对齐薄弱项加以指导，进而提高学生学习兴趣。

本节课的创新之处，就是尝试将M（确定位置）的知识融入到课程中，其中对应 “STEAM”五个维度的教学目标如表1所示：

3.2 表1“STEAM”五维目标

3.3 教学过程

教学环节1：情境创设，问题引入

教师活动：新课导入

教学环节2：学生自主探究，学习新知

教师活动：自主探究，学习新知

活动一：确定位置

活动二：设计路线图

活动三：无人机试飞

评价总结

课堂小结

3.4 教学评价

评价部分，主要由五个部分组成：个人评价、小组打分、过程指点、教师点评、无人机试飞成绩。

4 总结

创客教育理的核心是“做中学”，STEAM 教育强调的时跨学科融合，无人机编程课程涉及数学、信息技术、工程、科学等多学科的知识，在中小学施行无人机编程教育，对学生未来的发展和成长都是非常必要的。