基于STEAM 教育的小學創客課例設計與實施
——以《無人機確定位置》為例

張 柳

（深圳市寶安區海韻學校，深圳 518000）

1 創客教育與STEAM 教育概述

1.1 創客教育

創客教育主要依靠創作者的創新意識和興趣愛好作為基礎，通過最初的草案設立，再到技術構思形成產業鏈，全方面考察了創客的綜合能力。不僅如此，一個優秀的創客還需要具備一定的專業技術，從零開始，通過不斷地深入挖掘，進而發現其中蘊含的樂趣。這也是創客文化的精髓。近幾年來，隨著創客團隊的不斷出現，對社會經濟發展也起到了一定的推動作用。在國內，創客文化已經逐漸滲透到各個中小學教育當中，也為教師教學工作的開展提供了許多新的西路。從曾經小型的創客交流會，到現在萬人參與的科技盛會，無一不體現出現在創客文化的影響力和教育制度的貼合性。由此可見，創客教育與文化教育的有機結合，為學生未來發展提供了無限的可能。

1.2 STEAM 教育

STEAM 教育作為目前熱門的教育模式，它將科學原理、專業技術、工程測量、藝術賞析、數學建模這幾個方面充分結合起來，形成了一個系統的教學方式，這種教學形式下，全方位的考察了現階段學生學習情況，通過對案例的實際操作，提高學生知識運用的能力，培養創新意識，促進全面發展。

2 無人機編程

2.1 無人機概述

無人機指的是用遙控或則程序控制的飛機，近幾年，各地開始舉辦中小學生無人機競賽，2017年深圳市學生創客節，該賽事首次引進無人機競速賽--“無人機穿越任務賽”，就吸引深圳市30多只隊伍參加。2019年，深圳市學生創客節將無人機競速賽改成無人機編程挑戰賽，粵港澳地區共有近百支隊伍參加該項目角逐。近年來，無人機的制作成本越來越低，操作也越來越簡單，無人機編程教育已經慢慢進入中小學校。

2.2 無人機編程語言

本課程選擇的是大疆Tello 出品的Tello Edu 教育編程無人機，該款無人機不僅可以通過手機APP 遙控控制無人機飛行，也可以通過編程語言實現無人機飛行，簡單的垂直起飛降落，復雜的旋轉、橫滾、翻轉都可輕松實現。在編程語言方面，此款產品支持多種中小學生熟悉的語言。Scratch 編程語言相比于其他編程語言，學生學習難度低，掌握容易。因此，將Scratch 編程語言作為教學的基礎語言。

3 《無人機確定位置》課例設計與實施

《無人機確定位置》是一節典型的項目學習課例，需要小組內部成員相互合作，運用相關知識完成教師布置的任務。如何將單一的創客課程與其他學科知識融合，打造具有創客特色的STEAM 課程，一直是擺在一線創客教師面前的難題。本節課以動物園飼養員為動物喂食為背景，學生需要運用多學科的知識，確定動物的精確位置，最后通過編程使無人機飛抵目標動物的位置。本節課的重點在于學生綜合運用多學科的知識，解決他們未來生活中可能會遇到的真實問題。

3.1 教學目標

（1）知識與技能

運用相關知識定位物體位置；對無人機編程的相關知識有所了解，能夠通過WiFi 連接無人機和電腦。

（2）過程與方法

能用Scratch 編寫程序，實現無人機起飛、旋轉、前進、后退、降落等操作。在實際測量過程中，利用相關知識與工具掌握測距的基本方法。（3）情感態度與價值觀

學生在小組內交流探討的時候，教師要在一旁進行觀察，對學生總結、分析、歸納環節進行記錄，針對齊薄弱項加以指導，進而提高學生學習興趣。

本節課的創新之處，就是嘗試將M（確定位置）的知識融入到課程中，其中對應 “STEAM”五個維度的教學目標如表1所示：

3.2 表1“STEAM”五維目標

3.3 教學過程

教學環節1：情境創設，問題引入

教師活動：新課導入

教學環節2：學生自主探究，學習新知

教師活動：自主探究，學習新知

活動一：確定位置

活動二：設計路線圖

活動三：無人機試飛

評價總結

課堂小結

3.4 教學評價

評價部分，主要由五個部分組成：個人評價、小組打分、過程指點、教師點評、無人機試飛成績。

4 總結

創客教育理的核心是“做中學”，STEAM 教育強調的時跨學科融合，無人機編程課程涉及數學、信息技術、工程、科學等多學科的知識，在中小學施行無人機編程教育，對學生未來的發展和成長都是非常必要的。