基于创客教育的西藏中小学无人机教学实践研究

柳琦　陈咨娴　冯文华

关键词：西藏；中小学；创客教育；无人机教育

中图分类号：G633 文獻标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）02-0127-02

自2015年以来，我国教育部不断完善政策促进创客教育在我国各阶段教育中的发展，创客课堂与创客教育在国内各大城市的学校百花齐放。然而，在西藏地区，由于经济与社会发展水平等影响，创客教育仍属高岭之花，并未普及。“少年智则国智，少年强则国强。”时下，我国针对青少年开展科技教育教学工作，迎来了一个前进的黄金时期，同时也面临着一个满足需要的多样化挑战期。在国家大力推进素质教育，鼓励学生进行自主学习以及探究式学习等背景下，如何利用现代科技来丰富课堂内容成为广大教育工作者关注和研究的焦点问题之一。无人机就是一个很好的载体。让儿童从小就接触无人机，激发他们的创新精神和探索欲望，培养和提高科学素养，对于儿童未来的发展至关重要，同时给中华民族伟大复兴中国梦带来年轻的力量。

1 创客教育的内涵

“创客”来源于英文“Maker”，本义是“制造者”，是指根据兴趣爱好力求达到自己思想、主张的人。而创客教育是创客在学校中的应用，“创客教育”英文表述为“Maker Education”，其内涵包括广义与狭义两方面。广义地说，创客教育指旨在培养社会大众创客精神的教育形态，狭义而言，创客教育指面向学习者，特别是青少年学习者创客素养培养的教育模式[2]。实际上，创客教育即为创客文化与教育相结合的一种素质教育，倡导在项目化学习模式的背景下，基于学生个体的兴趣爱好，充分利用数字化工具创造实际物质，通过教师的引导增强学生的分享欲望，由此，培养学生发现、分析和解决问题的能力，同时也使得他们的创新意识和团队协作能力不断增强。

2 创客教育背景下无人机教学完善的必要性

2.1 无人机教育的发展

作为航空家族的成员之一，无人机的发展呈现出井喷态势，而西藏由于高原高海拔、地形复杂多样及气候极端等自然条件使无人机应用领域非常广。无人机技术要发展，必须依靠无人机技术人才辛勤劳动，人才培养离不了教育。我国是一个人口大国，也是世界上使用无人机最多的国家之一。在现阶段经济高速发展和科技水平快速进步的背景下，对于社会各个行业均有全新的需求，其中就包括教育领域，因此无人机教育就是在无人机技术不断发展的大环境下应运而生。中小学无人机课程在基础教育阶段承担着无人机知识普及的任务，为能进一步提高学生无人机知识水平，达到创新教育的目的。为西藏无人机行业培养技术人才，西藏教师开展在创客教育背景下的无人机教学是非常必要的。

2.2 创新教育提出的要求

随着国家科技水平的不断提升，人们对于教育的关注度也逐渐提升，全面实现素质教育已成为一种新趋势。其中，创客背景下教育活动的主要目标就是实现创新教育。目前教师的主要任务是考虑如何在基础教育做好的同时提升学生的创新能力，这是广大教师面临的重要挑战。创新是促进发展的首要动力，创新驱动发展，所以培养学生的创新意识对学生个体、对国家都十分重要[3]。在此形势下，将无人机教育纳入西藏中小学教育体系中很有必要，在基础教育阶段就将其价值发挥出来。

2.3 学生个性发展的需要

当前社会已经步入急速发展阶段，西藏发展也已按动加速键，民众生活水准、受教育水平与文明程度渐增，学习者面临教育发展更多元。在这一背景下，教师必须转变传统教学观念，以培养适应社会需求人才为目标，不断探索新的教学模式与教学方法。创新是学生能力水平的一种体现，无论是现在还是未来，国家和社会对创新的需求都会随着时间的变化而变化。我国从过去重视培养人才到现在注重培养创新型人才，可见我国对于创新的迫切需要。创新人才不仅要具备较高的受教育水平和文明程度，还要能够与其他学习者进行交流沟通，从而实现知识、技能、思维等方面的多元化发展，而这正是学校对创新型教育重视的一个重要因素。学生在日常生活与学习中对新鲜事物充满好奇，对事物出现的原因也充满求知欲。在这种情况下，传统的教学方法杯水车薪。为了满足学生个性发展的需要，完善西藏中小学无人机教学方式势在必行。

3 西藏中小学无人机教育面临的主要问题

3.1 师资力量不足

西藏中小学无人机教育师资力量严重不足，缺乏专职无人机教师，学校中的校本教师、指导教师大部分是由信息技术任课教师所兼任，这些教师的主修专业基本为教育技术学、计算机应用技术及自动化等，大学期间对无人机教育和创客教育没有比较系统的研究，对无人机理论和实践知识掌握还停留在边研究边教学的阶段，大大降低了无人机课程的教学效果。这在很大程度上制约了西藏中小学无人机教育的有效开展。也有个别学校有幸得到援藏教师的帮助，如天津市援藏教师在昌都市实验小学开展无人机教学，让当地小学生体验无人机的乐趣，并支持该校建设科学体验教室，培养学生对科技创新的认知。

3.2 无人机教育研究薄弱

我国从20世纪60年代中期发展无人机至今已有多年，它的研发在总体设计、组合导航、飞行控制、传感器技术、图像传输以及信息对抗和抵抗等多个领域取得了成就。尤其是近年来随着高新技术特别是计算机技术和通信技术的迅猛发展，我国的无人机研发取得了突破性进展。经过几十年的发展，无人机已经成为国家重点发展的战略性高技术产业之一。现在，无人机在航拍、军事和农业上的运用越来越多，但对于无人机在教育方面的应用研究较为薄弱[4]。随着科学技术的持续发展，无人机已逐渐出现在了经济发达地区的中小学课堂中，但在西藏地区却凤毛麟角。文章通过在中国期刊全文数据库（CNKI）中进行检索发现，截至2022年7月，中文摘要涉及“无人机”的论文5万余篇，其中涉及无人机教育的436篇，仅有1篇涉及西藏无人机教育，由此可见对于西藏地区无人机教育的研究门可罗雀。

3.3 无人机技术类教材非常缺乏

随着无人机技术的飞速发展及应用领域的快速扩大，无人机技术类教材和专著层出不窮，尤其是高等院校和技术院校的教材与教学参考书比比皆是，其中不乏很多优秀的作品。虽然教育部早于2015年颁布了《教育信息化“十三五”规划》，明确提出探索将信息技术运用于多种新型教育模式，注重促进学生信息素养，创新意识和创新能力的培养，以助力学生全面发展[5]。无人机作为应用广泛的信息技术也已经进入了部分中小学的课堂，但是已经出版的无人机技术类中小学教材非常少，且较为通俗易懂的教材很少，这种现象对于无人机技术的普及教育十分不利。

3.4 缺乏统一的课程体系支撑

近年来，国内无人机在航拍、农业、救援、测绘等行业的广泛应用，得无人机在教育行业也迅速发展。很多高等院校和职业院校都将无人机课程纳入教学计划。同时，针对中小学的无人机创客教育研究也逐渐增多，目前在我国经济发达城市，如天津、上海等地的部分中小学都开设了无人机校本课程，旨在帮助学生了解无人机的操作原理等基础知识。我国第一套面向中小学开展的无人机科普教育课程于2015年11月9 日在素有“无人机之都”之称的深圳上线，填补了我国中小学无人机教育的一项空白[6]。但在全国各地纷纷加入无人机教育行列的同时，西藏中小学的无人机课程仍处于空白状态，缺乏合理的统一性的课程体系，这也使得中小学的无人机教育在西藏地区的开展举步维艰。

4 创客教育背景下西藏中小学开展无人机教学工作的具体措施

4.1 奉行培养创客精神的教育理念

无人机技术涉猎多门学科，随着无人机技术在日常生活各个领域的不断普及，各个学科和无人机技术也越来越密切。教师有针对性地对学生进行探究和创新能力的培养，并将无人机技术知识循序渐进地渗透于教学过程中，从而帮助学生将无人机知识与日常生活学习相联系，从而在潜移默化中培养其创客精神、融入创客教育的理念。例如在学习《航拍校园》一课时，教师要积极主动地向学生提出问题：“在日常生活中我们经常会看到一些学校的宣传片，在视频中我们可以俯瞰校园全貌，那么你认为这些宣传片是如何制作的呢？”在这个问题的基础上，学生就会积极主动地去思考，再由老师指导他们去做实际操作，利用已学习过航拍摄影知识，从而帮助学生将无人机技术与生活实际联系起来。教师向学生展示选取合适的角度、高度、速度等步骤，让学生通过亲身体验拍摄过程来促进对知识的理解，继而提升学生学习效率，发展学生自主思考能力。

4.2 充分利用网络资源进行教学

目前中小学的教学方式千姿百态，但无人机教学的效果不尽如人意，因此，教师可以采用更加具有创意的教学方式，充分利用网络资源进行教学。目前网络上关于无人机的视频琳琅满目，其中不乏一些涉及无人机发展、无人机应用等方面的优质视频，内容丰富多彩。教师可以在学习新课之前指导学生在网站上寻找相关视频，在学习新课时通过课堂多媒体进行播放。针对课上发现的学生普遍感兴趣的问题，教师还可以组织线上交流互动活动，充分利用网络帮助学生与无人机领域的“大牛”进行交流。例如在学习《模拟器的安装与使用》部分知识时，教师可以先利用网络视频讲解帮助学生认识模拟遥控器以及模拟器的各种操作，最后利用网络完成模拟器的调试和联系。利用网络资源进行教学旨在让教师充分意识到网络资源的重要性，许多无法实际操作的步骤也可以利用网络进行模拟，从而提升学生的体验感。

4.3 合理选择设备开展无人机教学

要想使中小学无人机教育取得理想成效，无人机设备选型是无法回避的难题。传统的无人机大多有较强的专业性，不宜用于进行教学：一是对无基础知识的一般用户而言，上手很难操作；二是器材价格较高，不宜在学校推广使用；三是整个操作系统都经过了预先设计，并不支持由用户独立编程。为了更好地开展无人机教学，中小学可选择桌面机、DIY无人机以及大疆系列航拍无人机等设备进行教学。其中，桌面机无人机可选择LiteBee Wing和GHOSTⅡ两种机型，这两款无人机都是创客火公司针对8—16岁青少年特别开发积木编程飞行套件[6]。这种无人机能够有效结合时下热门的乐高机器人，采用高互动性、趣味性强的玩法，带领学生去探究、感悟、创作。它既可以在课堂上使用，也可用于课外实践活动中。DIY无人机要求中小学生经过学习从装配到飞行都要自己动手操作，从而提升学生的动手实践能力。中小学生在熟练掌握以上两种无人机基本操作后，可尝试操纵大疆无人机航拍，从而开阔学生的视野。

4.4 高度重视安全防护工作

在进行无人机教育时，必须要加强安全防护重视程度，这样才能够保证无人机教育不断地向前发展。一是要强化安全教育，在进行教学之前，就要让学生充分意识到飞行过程中的注意事项，了解无人机安全防护的重要性以及紧急情况下的操作方法，确保学生生命和财产安全。二是学校要设置必要的防护设施（如防护网），防止事故发生。三是在学生中开展普法教育、增强法律意识、通过学习认识我国民航法等有关法律知识，尤其了解在西藏地区开展无人机飞行需要的流程，增强学生的法律意识。

5 总结

习近平总书记指出，顺应信息技术发展、促进教育变革与创新、造就一大批创新人才是当前人类普遍面临的主要问题。创客教育为实现这一目标提供了一条光明的实践路径。而无人机教育作为创客教育的一员首当其冲。本文通过对无人机的发展、西藏中小学无人机教育面临的主要问题及西藏开展无人机教育教学的实践研究进行了描述，为无人机的教学提供了新思路与新方法。我国中小学的无人机教育还处于起步阶段，仍然需要不断进行探索与研究。我国未来的无人机市场具有很大发展潜力，尤其我国是农业大国，且西藏地区“三农”问题仍需进一步改善，培养无人机人才势在必行。因此，对于西藏地区无人机教育的深入研究不仅关乎学生自身，对于西藏的发展、国家的未来也至关重要。