葛躍東
江蘇省溧陽市別橋中心小學位于美麗的長蕩湖畔別橋鎮,這里是江蘇省知名的無人機特色小鎮。借助地域優勢,學校于2016年舉辦了首屆無人機科技冬令營活動,并于2017年全面啟動了形式新穎、富含科技元素的無人機特色教育與特色文化建設。
學習、實踐、研討、反思,如今學校在無人機教育方面取得了優異的成績。學校被評為江蘇省航空航天特色學校,獲得了多項個人、集體獎項。人民日報、江蘇教育報、江蘇衛視、溧陽電視臺等媒體,分別對學校無人機項目進行了報道,學校學生團隊也先后應中央電視臺的“鄉村大世界”舞臺、溧陽市科協科普宣傳、兄弟學校等邀請,進行展示表演,受到了社會各界的廣泛贊譽。
緣 起
別橋中心小學雖然是一所鄉村學校,但學校師生對新事物與科學新知的探索興趣濃厚。近年來,在鎮政府的引領下,學校師生對無人機開始了自主求知、實踐應用的探索新征程。其主要動因來自以下三方面:
基于教育的總體發展需求。2012年,國家科技部組織編制了《服務無人機科技發展“十二五”專項規劃》,國家體育總局相繼召開了專門的工作會議,明確了素質體育無人機運動的發展方向、規范賽事規劃、賽事管理等。其價值取向是通過無人機領域的科學與技術知識傳授,激發學生探索科學的好奇心與求知欲,培養其成為具有科學精神的人。
基于地區的特色發展愿望。作為無人機特色小鎮,別橋的無人機產業文化建設是常州市重點推進的項目之一,由溧陽市政府垂直管理。2017年,別橋舉辦了中國無人機飛行與防務對抗賽。應用產業文化的發展,迫切需要教育的跟進,鎮黨委鎮政府不僅需要與國內品牌無人機企業、高校、中國無人機運動工委保持緊密的聯系,也需要在區域內的學校進行推廣,打造中國無人機產業文化與教育的主要集聚區。
基于學校內涵的發展突破。學校需要發展,就需要辦學內涵的突破,需要富有特色與符合教育規律的適合的教育。學校在區域發展需求的基礎上,連續舉辦了兩屆無人機科技冬令營活動,學生對無人機有著極為濃厚的興趣,求知欲望與動手意識特別強烈。學校以此為切入點,大力開展科學教育,提升學生的綜合發展素養。
筑 夢
學校對特色項目建設制定了明確的指導思想、目標規劃、政策制度和實施方案,列入學校發展規劃、工作計劃,納入督導評估體系和學生綜合素質評價體系,形成了規范完整的課程開發、實施、評估操作流程和管理格局,建立健全了課程基地經費使用管理辦法,以保證特色項目高效推進。
研究現狀。無人機在國內外研究較為普遍,但在小學關注較少。學校所在地別橋鎮的無人機產業,也只是在2016年開始引入。因此,鄉村小學實施以無人機為主線的主題式項目學習,可借鑒的只有一些技術范疇類資料,相關的理論、實踐及應用方法不多。
組織學習。從懵懂走向了解,學習是不可或缺的。學校組織人員學習北京師范大學智慧學習研究院編制的《2016全球教育機器人發展白皮書》以及有關無人機發展的技術資料和文獻,學習提升并內化為行動。
確立目標。在無人機教育項目推進會上,教師們通過座談、討論,整理出無人機特色課程項目學習的四大目標:構建項目目標體系、確定項目主體內容、豐富項目實施策略、優化項目評價方式。
建立制度。學校組建了以校長為首的管理實施團隊,全面協調項目創建與實施工作;聘請南京航空航天大學無人機研究院等機構的領導、專家作為顧問,指導工作;成立家長委員會,邀請學生家長中的有識之士,參與研討、協助實施。
追 夢
明確方向,細化特色課程的目標。從目標體系上看,無人機課程可以對孩子產生積極的促進作用。通過討論,學校明確了目標細則,包括目標維度、知識技能、過程方法、情感態度四方面。
建設環境,營造項目適合的場所氛圍。學校開始了追夢之旅,營造無人機教育的特色環境。無人機實訓場,專用工作室,先進仿真的J10戰斗機飛行模擬體驗艙,覆蓋真實宇宙星系圖的燈光軟膜吊頂,成為孩子們學習航空航天知識技能的新天地。學校添置了無人機、航空設備等,學生漫步校園可隨時感受濃郁的無人機特色氛圍。
培訓師資,為項目提供專業力量。學校提出校本化全員學習要求,讓每一位教師了解無人機常識,了解學科課程與無人機教育的要點,掌握教學切入點和實施點,努力提升跨界學科教學水平。學校一方面邀請企業、政府、高校科研機構人員來校開設培訓課程,另一方面組織教師赴南京大學等高校及相關單位學習考察無人機課程教育。目前,學校已有3位教師獲得無人機飛行的執教資格。
編寫教材,物化項目的文本資源。學校于2017年自主開發了涵蓋三至六年級的《無人機》校本教材,此工作得到了當地有關領導的認可,認為教材結合學生特點圖文并茂,有地方特色并結合了學校實際,可讀性強,可較好地培養學生的科學認知精神及團隊協作意識。目前學校正在對教材進行二次開發。
項目推進,選擇適合的產品。市場上面向教育的無人機產品豐富多樣,如何選擇無人機產品?基于學校實際與學生特點,學校確定了選擇要點:實惠經濟、使用方便、性能穩定、安全規范,最后確定選擇精靈2或3機型以及上海歌爾泰克機器人有限公司生產的F100、F200系列無人機。前者使用廣泛、性能穩定、航拍效果好,后者安全規范,拆卸零配件方便,便于學生學習和動手。
借鑒案例,實施無人機特色課程。項目組老師通過嘗試,將無人機教學融入課堂與各項活動。如2017年6月的六年級畢業典禮,學校將之設計為無人機慶典活動課程。此次畢業慶典,學校將傳統畢業儀式與科技活動結合,開展了全方位、高水準、集中式的機器人學習,包括體驗、實操、競技,將每一位畢業生帶入航空科技、創新的世界,培養了學生動手、動腦、自立、自強、競爭、協作的素養,為無人機特色教學奠定了基礎。
專家引領,提高課程活動效果。圍繞無人機課程的開展,學校邀請專家給予技術引領和指導,幫助師生更新知識結構,創新教學活動與教學模式,讓課堂更加生動活潑,有效提高了無人機課程活動的效果。值得一提的是,反思并不是集中在研究的后部,而是貫穿在研究的全程。專家團隊致力于引領師生在學習、練習的基礎上,養成勤思考、善思考的好習慣,真正形成實踐——觀察——反思——改進的循環式跟進,系統整合參與研究人員總結出來的個性化經驗,由感性認識上升到理性認識,由理性認識回饋到課程訓練。
圓 夢
如今,學校建設了200平方米的無人機實訓場,打造了300平方米的無人機教學樓,建設了無人機專用實驗室、飛行模擬艙、宇宙星系圖燈光軟膜吊頂等,為無人機的教學創造了優越的條件。教學樓層上的無人機模型,走廊里的特色活動展板,花叢中的航空航天苑等別具匠心的布置,讓學生在校園里可以隨時感受“無人機”氛圍,并因此產生強烈的好奇心、深深地愛上“無人機”。
學校針對無人機教學設置了四大課程:專業課程、體驗課程、提高課程、跨界課程,形成了無人機課程落實的四個維度。在專業課程方面,編寫了《無人機》一套四冊校本教材,課程執行STEAM教育理念,強調多知識貫穿、多方法融合、多技術集成。在體驗課程方面,學校定期組織活動,其目的為通過體驗學習,讓每一位學生對無人機運動產生深刻認識,同時體驗和感受科技、創新的新世界,培養學生動手、動腦、自立、自強、競爭、協作的品質,為建立無人機特色教學模式奠定基礎。
在豐富課程內容方面,學校確立了三種模式,一是“無人機俱樂部”開展的學生社團活動,學生自主選擇參與,時間固定,每周一課時;二是以無人機為主題的各類研究性學習活動,學生自主選擇參與,時間不固定,相對集中;三是以參加全國或省市級別比賽為宗旨的各級各類賽事訓練營,教師選擇學生參加,時間不固定,每周至少一課時。在跨界課程方面,學校實行學科教學與無人機教學的整合,各學科教學將無人機作為資源在教學中滲透。學校要求教師不要糾結于“標準”,可以根據自己對無人機的理解,結合教學實踐,利用可利用的條件,大膽開展無人機知識的教學與滲透。
在無人機教育策略實施方面,學校確立了“一二三四式”教育路徑:“一個追求”是確立學生素養發展的立體平臺,“兩類認識”是課程與環境共同沁潤,“三種觀點”是資源、技術、應用相輔相成,“四層推進”是專業課程、體驗課程、提高課程、跨界課程齊頭并進。在教學路徑方面,學校嘗試采取“三三式”策略。“三三式”是指“三主”教學理念:學生為主體、教師為主導、實踐為主線;“三需”教學原則:學習目標需明確、學習過程需到位、學習檢測需規范;“三強化”課堂要求:強化雙基內容、強化實踐操作、強化素養提升。這樣的策略,是在充分考慮了無人機課程的基本特點、學生的興趣需求、課程的目標導向基礎上確立的,在實踐中收到了學習與應用結合、知識與能力結合、發展與操作結合的效果。
不同于學科教學的評價可以用試卷和分數來體現,無人機課程的評價更注重學習的過程性,更注重多元評價機制。實踐中,學校運用了不同的評價方式與標準。一是任務達標式。將教學或活動是否達到要求,過程是否規范,任務是否完成以及完成任務的質量作為評價的標準。這類評價方便、直觀、易于學生接受,主要安排在課程的中期或后期開展。二是自主發展式。自主發展型評價更注重學生自主意識、自主能力、自我調整能力的培養,它重在自我內省,重在學生相互觀察、相互評價,倡導用發展的眼光、內在的潛力來判斷自我或他人,不斷完善自己的行為。三是成果展示式。這是最常見的評價方式,展示內容可以以個人為單位,也可以團隊協作,可以是組裝,可以是編程,可以是動作演練,可以是演講或解說,可以是學校或主管部門組織的賽事結果。
課題引領實踐,學校成功申報了江蘇省教育科學“十三五”規劃課題——“STEAM教育理念下鄉村小學生‘無人機’項目學習的研究”。學校先后邀請了省市科研專家龔國勝主任等前來指導,期待通過研究實踐,探索并總結校本無人機課堂、學生社團、選修課程、無人機節、冬令營等多緯度的實踐形式與學生素養發展之間的聯系,探索提升學生科學精神、實踐創新能力的策略和方法。學校期待通過研究實踐,探索并總結在常規教學中開展無人機教學的教學模式、教學策略、教材開發及教學評價等,力求摸索出一條能夠體現開放式、個性化辦學特色的無人機應用的教學新路;期待通過研究實踐,探索無人機知識與學科學習的整合模式,將無人機學習內容整合到其他學科課程的教學中;期待通過研究實踐,培養并建設從事校本化無人機教育的教師團隊。
利希滕伯格曾說過:“人的素質都相同,只是環境產生差異而已”。校園環境作為一種文化能體現出“桃李不言”的特點,能使學生在不知不覺中,自然而然地受其熏陶、暗示、感染。江蘇省溧陽市別橋中心小學通過無人機特色課程,為孩子創設科學環境,助力學生科學素養養成,培養孩子的創新能力,取得了可喜成績。展望未來,在無人機特色課程的引領下,孩子們必將展翅翱翔,飛向更加廣闊的天空。
(作者單位:江蘇省溧陽市別橋中心小學)
責任編輯:姜乃強