無人機教育:跨學科育才的創(chuàng)新之舉
http://www.10keji.com2025年12月15日 09:28教育裝備網(wǎng)
編者按:前不久,《教育部等七部門關(guān)于加強中小學科技教育的意見》出臺,提出“以科學、技術(shù)、工程、數(shù)學為重點,切實加強中小學科技教育,夯實科技創(chuàng)新人才培育基礎(chǔ)”。近年來,低空經(jīng)濟蓬勃發(fā)展,無人機成為中小學科技教育探索的熱點和科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的切入點。
無人機教育體現(xiàn)了經(jīng)濟、科技和教育協(xié)同培養(yǎng)人才的要求,有助于實現(xiàn)知識學習、能力訓練和培育發(fā)展特色相結(jié)合的育人目標。當下的無人機教育正從小眾技能的學習向培養(yǎng)未來人才所需要的核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)變。其主要特征體現(xiàn)為:學習者群體趨向低齡化并且數(shù)量在不斷增加;以真實需求為導向的教學方式促進了產(chǎn)教融合;無人機科技水平的迭代升級使相應的教育及培訓向?qū)I(yè)化、系統(tǒng)化方向發(fā)展;教育與技術(shù)的深度融合促進了多學科知識的交叉運用。可以說,開展無人機教育為基礎(chǔ)教育發(fā)展賦予了新的內(nèi)涵。
1 發(fā)展低空經(jīng)濟對教育和人才培養(yǎng)提出了新要求
無人機教育是在國家發(fā)展低空經(jīng)濟的大背景下應運而生的。2024年底,國家發(fā)展和改革委員會正式成立低空經(jīng)濟發(fā)展司。發(fā)展低空經(jīng)濟有利于培育經(jīng)濟增長新動能,推動產(chǎn)業(yè)升級,促進新興技術(shù)的融合,實現(xiàn)多領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新。
發(fā)展低空經(jīng)濟對教育和人才培養(yǎng)提出了多維度、跨學科的要求,涉及知識結(jié)構(gòu)調(diào)整、實踐能力強化、培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變以及持續(xù)學習能力的培養(yǎng)等方面。就基礎(chǔ)教育而言,學校應通過“無人機+”,為學生提供貫通學科、貫通學段的啟蒙教育,為此,應從以下四個方面進行改革:
一是構(gòu)建新的知識體系。與低空經(jīng)濟對人才知識及能力的要求相匹配,集成相關(guān)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識,開發(fā)特色教材和校本課程,建立全新的低空經(jīng)濟人才培養(yǎng)模式。
二是加強實踐能力的培養(yǎng)。以國家課程為底座,把空氣動力學、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)安全等原理性知識融入中小學生“看得見、摸得著”的學習項目;拓展辦學渠道,對接低空經(jīng)濟實訓基地和平臺,以真實案例為學習研究內(nèi)容,提高學生的實踐操作水平。
三是探索形成全新的人才培養(yǎng)模式。依據(jù)低空經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展對不同類別人才的需求,實行分層分類培養(yǎng),與中小學STEM課程無縫對接,形成“小學階段低中年級體驗、高年級應用,中學階段創(chuàng)新創(chuàng)造”的可持續(xù)學習閉環(huán),為將來融入快速迭代的低空經(jīng)濟生態(tài)埋下自我更新的種子。
四是注重終身學習能力的培養(yǎng)。低空經(jīng)濟的科技含量高的特點決定了其業(yè)態(tài)發(fā)展具有長期持久性且更新迭代快,而基礎(chǔ)教育的重要價值在于培養(yǎng)“學會學習”的能力。學校可結(jié)合低空經(jīng)濟領(lǐng)域的最新案例,通過項目式學習等方式,引導學生聚焦實踐探究、關(guān)注“問題”解決,為其未來適應技術(shù)變革、投身新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。
2 讓無人機教育成為跨學科培養(yǎng)人才的載體
跨學科培養(yǎng)人才是教育改革的重要趨勢,其深層目的是塑造能夠融通相關(guān)學科知識、解決復雜問題并實現(xiàn)理論或技術(shù)創(chuàng)新的新型人才。提高學生觀察、分析和解決問題的綜合能力,是推進素質(zhì)教育、促進學生全面發(fā)展的主要目的。在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域,無人機技術(shù)融合了數(shù)學、物理、工程、計算機、地理、人文科學等多學科知識。無人機教育體現(xiàn)了學科知識的交叉性、實踐應用的驅(qū)動性以及探究問題的綜合性。
一是以任務驅(qū)動教學促進學科協(xié)同發(fā)展。在真實的情境下研究解決問題的方法和路徑,需要學生綜合運用所學的學科知識,準確定義問題和確定解決問題的路徑,搜集相關(guān)資料數(shù)據(jù),然后制定實施方案、步驟,并在實踐中進行過程監(jiān)測。
二是以強化實踐訓練激發(fā)學生創(chuàng)新思維潛能。通過分析飛行原理、編制控制程序、設(shè)計起降平臺、策劃飛行編隊形式以及計算飛行軌跡角度等過程,形成STEM教學的典型模式,引導學生在學習體驗中不斷產(chǎn)生新的創(chuàng)意。
三是遵循由易到難的學習規(guī)律,采取進階教學方式。與無人機在不同應用范圍有不同使用功能的特點相適應,無人機教育應采取進階方式,結(jié)合不同學段學生的知識結(jié)構(gòu)和學習特點,分別設(shè)計教學目標、內(nèi)容和實踐活動,逐步增強理論性和復雜程度,引導學生不斷提高學習水平。
四是開展實踐教學拓寬視野,培養(yǎng)學生的社會責任意識。通過在教學活動中以真實問題為研究對象,諸如引導學生通過對環(huán)境監(jiān)測、防災救助、物資運送、文物保護等涉及經(jīng)濟、文化、社會治理、民生保障等方面問題的觀察、分析,拓展思維空間,提出解決方案,讓學生觸碰社會發(fā)展的脈搏。
3 著力解決好無人機教育的重點和難點問題
隨著科學教育廣泛深入的開展,無人機教育逐步走進中小學校園,成為激發(fā)青少年好奇心、想象力、探求欲的重要載體,但總體而言尚處于探索階段,還有很多制約發(fā)展的重點和難點問題需要解決。
一是做好課程融合的框架設(shè)計。應研究如何深度吸收運用相關(guān)學科知識,從學科教學層面幫助學生掌握無人機功能和原理,讓學生學會綜合運用相關(guān)聯(lián)的知識。
二是做好分層教學與培養(yǎng)目標的有機銜接。應從中小學開始建立無人機教育培訓體系,認真研究各個學段教育(培養(yǎng))的目標,以及如何向大學的專業(yè)課程貫通延伸,為有潛能的學生設(shè)計專業(yè)發(fā)展路徑。
三是做好課程特色的總結(jié)與凝練。學習無人機操作的過程也是培養(yǎng)學生運用多種知識、提出創(chuàng)造性解決問題方案的過程,需要加強對核心任務分析、運用學科原理以及操作技能要點的引導和幫助,從而形成具有個體思維特色的解決方案。
四是做好實戰(zhàn)空間選擇與實訓基地建設(shè)。適宜的空域環(huán)境和學習場景的配置是提高無人機教育質(zhì)量的重要保障條件。要實現(xiàn)“硬件+課程+管理”三位一體總體設(shè)計,注重加強教學環(huán)境建設(shè),滿足教學需求、保障安全、穩(wěn)定使用以及功能可擴展的要求。
此外,還要加快解決諸如教師隊伍專業(yè)能力不足、缺乏與無人機技術(shù)相關(guān)知識的系統(tǒng)培訓,現(xiàn)有課程教學碎片化、缺乏課程體系建設(shè),無人機教育所需設(shè)備成本較高、經(jīng)費投入力度不夠,無人機教育的課程質(zhì)量和學習效果的評價體系缺失等緊迫問題。
總之,無人機教育是一個擁有巨大發(fā)展?jié)摿Φ男骂I(lǐng)域,對于推動科技進步、深化教育改革、培養(yǎng)創(chuàng)新人才、助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展都具有深遠意義。社會各界應共同攜手,為青少年的科技素質(zhì)培養(yǎng)創(chuàng)造良好條件,引導和支持他們在無人機學習中培育科學理想,設(shè)計精彩的人生軌跡。
(作者系北京市教委原主任、北京市高等教育學會會長)
作者:線聯(lián)平
責任編輯:董曉娟
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