無人機“飛進”深圳課堂,無人機讓STEAM更有趣

一臺迷你無人機，在障礙環(huán)、障礙橋和彩旗間飛舞，小選手頭戴飛行眼鏡，聚精會神地凝視著前方；而在另一塊場地中，數(shù)臺無人機翩翩起舞，觀眾嘖嘖稱奇，參賽選手則看著電腦，緊張地對比著飛行姿態(tài)和程序的運轉(zhuǎn)。

這是第八屆中國教育機器人大賽上的精彩一幕。11月3日，2018年第八屆中國教育機器大賽（ERCC）在桂林電子科技大學北海校區(qū)體育館展開。大賽首次引入了無人機競賽環(huán)節(jié)，成為全場的最大亮點。

無人機“飛進”深圳課堂

近年來，部分一線城市的中小學開始探索將無人機作引入STEAM教育課堂，開設無人機飛行+編程課程。與常見的編程課程相比，無人機課程擁有“趣味性強”、“內(nèi)容豐富”、“軟硬結合”的優(yōu)點，也因此逐漸成為科創(chuàng)課程新寵。

作為“世界無人機之都”，深圳在無人機教學實踐上領先全球。據(jù)不完全統(tǒng)計，深圳目前有近20所中小學引進了教育無人機。中國發(fā)明協(xié)會STEM研究院院長、深圳市青少年科技教育協(xié)會秘書長、深圳實驗學校科技中心主任劉海峰老師表示，2018年新近誕生了專為教育編程設計的無人機，在安全性上有了很大提升，不僅具有開發(fā)性，而且控制準確，可以輕易實現(xiàn)單機控制、集群控制，給學生的創(chuàng)新拓展設計和應用開發(fā)提供了很大的便利和支持。

在機器人賽事上，深圳市也“敢為天下先”。今年10月，深圳規(guī)模最大的中小學科技賽事之一南山區(qū)教育科技節(jié)就設置了“無人機競賽”項目，將Tello EDU教育無人機設為競賽產(chǎn)品。來自深圳38所中小學的75名同學，通過編程控制無人機穿過障礙物，完成特定的飛行線路并精準降落。帶隊參加比賽的深圳市南山區(qū)第二外國語學校羅向平老師評價，無人機的引入讓許多同學對科技比賽產(chǎn)生了更濃厚的興趣，也激發(fā)了科技學習的熱情。

11月10日開幕的深圳市少年宮科學與藝術節(jié)同樣將Tello EDU教育無人機引入活動中。在少年宮的主場地中，小朋友們排隊體驗無人機飛行、無人機編程，學習飛行技術和編程技術。據(jù)介紹，在兩天的活動中，共有約5000名學生和家長接受了現(xiàn)場無人機教學。

深圳市少年宮相關負責人表示，近年來STEAM教育不斷升溫，機器人、編程、人工智能教育受到學生和家長熱捧。而作為新興的“空中機器人”，無人機已經(jīng)作為教育工具走進了深圳的很多課堂。市少年宮著力推動深圳少年兒童整體素質(zhì)均衡全面發(fā)展，通過舉辦科學與藝術節(jié)等形式，培養(yǎng)少年兒童的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，讓孩子們在學習中領略科學與藝術的無窮魅力。本次科藝節(jié)引入了無人機元素，深受小朋友們的喜愛。

無人機讓STEAM更有趣

作為一種新興的“空中機器人”，無人機可在教學中扮演兩種不同角色：學習飛行的“飛行平臺”、編程教育的“飛行機器人”。在飛行學習中，學生需了解飛機的機械結構，練習手眼協(xié)同能力，甚至自己組裝飛行器；在編程教學中，無人機可以在三維空間中，用攝像頭完成巡線、人臉識別等人工智能任務，提高了課程的趣味性和難度。

在ERCC大賽中，無人機比賽設計了競速和編隊飛行表演兩個環(huán)節(jié)，參賽隊員需要同時考慮編程、飛行與空中美感。賽事負責人劉明表示，無人機與機器人同場競技讓賽事更加有趣，也讓機器人比賽有了“天地一體”的可能性。

劉明認為，無人機的飛行樂趣讓它成為獨一無二的教學產(chǎn)品。參加無人機課程的絕大部分同學都是受飛行吸引，對上手飛行充滿期待；而“內(nèi)容豐富”則體現(xiàn)在教學內(nèi)容上，無人機課程涵蓋飛行原理、基礎的空氣動力學、機械結構知識、人工智能知識，綜合性更強。

亟需“軟硬結合”填補短板

數(shù)據(jù)顯示，中國目前K12的適齡人數(shù)達到了1.6億，按照8000~12000元的客單價，1.5%的滲透率可以估算出，目前STEAM教育能夠達到200億的市場規(guī)模。巨大的潛力讓STEAM教育成為教育界熱議話題。

目前STEAM教育市場中，來自西方發(fā)達國家的教育產(chǎn)品占據(jù)主導地位，以樂高為代表的模塊化機器人被廣泛應用。2018年以來，隨著以國內(nèi)廠商發(fā)力，教育無人機逐漸走入課堂。以目前被廣泛使用的Tello EDU編程無人機為例，其支持多種編程語言，還可編多臺無人機隊飛行，相比地面端設備有突出優(yōu)勢。此外，近來安全技術的提升讓其更適合應用于教育領域，安全保護罩和“一鍵降落”、“自動懸?！钡裙δ艿某霈F(xiàn)，基本滿足了課堂內(nèi)的安全性需求。

與硬件相比，教育無人機的“軟件配套”稍顯不足。目前，專為無人機推出的教材和課程依然稀缺，相應的比賽數(shù)量依然不足。如何將硬件優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為可直接授課的課程內(nèi)容，依然有待業(yè)界探索。