無(wú)人機(jī)“飛進(jìn)”深圳課堂,無(wú)人機(jī)讓STEAM更有趣

一臺(tái)迷你無(wú)人機(jī)，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(huì)神地凝視著前方；而在另一塊場(chǎng)地中，數(shù)臺(tái)無(wú)人機(jī)翩翩起舞，觀眾嘖嘖稱奇，參賽選手則看著電腦，緊張地對(duì)比著飛行姿態(tài)和程序的運(yùn)轉(zhuǎn)。

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

無(wú)人機(jī)“飛進(jìn)”深圳課堂

近年來(lái)，部分一線城市的中小學(xué)開始探索將無(wú)人機(jī)作引入STEAM教育課堂，開設(shè)無(wú)人機(jī)飛行+編程課程。與常見的編程課程相比，無(wú)人機(jī)課程擁有“趣味性強(qiáng)”、“內(nèi)容豐富”、“軟硬結(jié)合”的優(yōu)點(diǎn)，也因此逐漸成為科創(chuàng)課程新寵。

作為“世界無(wú)人機(jī)之都”，深圳在無(wú)人機(jī)教學(xué)實(shí)踐上領(lǐng)先全球。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，深圳目前有近20所中小學(xué)引進(jìn)了教育無(wú)人機(jī)。中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)STEM研究院院長(zhǎng)、深圳市青少年科技教育協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)、深圳實(shí)驗(yàn)學(xué)?？萍?a target="_blank">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(shè)計(jì)的無(wú)人機(jī)，在安全性上有了很大提升，不僅具有開發(fā)性，而且控制準(zhǔn)確，可以輕易實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制、集群控制，給學(xué)生的創(chuàng)新拓展設(shè)計(jì)和應(yīng)用開發(fā)提供了很大的便利和支持。

在機(jī)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(xué)科技賽事之一南山區(qū)教育科技節(jié)就設(shè)置了“無(wú)人機(jī)競(jìng)賽”項(xiàng)目，將Tello EDU教育無(wú)人機(jī)設(shè)為競(jìng)賽產(chǎn)品。來(lái)自深圳38所中小學(xué)的75名同學(xué)，通過(guò)編程控制無(wú)人機(jī)穿過(guò)障礙物，完成特定的飛行線路并精準(zhǔn)降落。帶隊(duì)參加比賽的深圳市南山區(qū)第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校羅向平老師評(píng)價(jià)，無(wú)人機(jī)的引入讓許多同學(xué)對(duì)科技比賽產(chǎn)生了更濃厚的興趣，也激發(fā)了科技學(xué)習(xí)的熱情。

11月10日開幕的深圳市少年宮科學(xué)與藝術(shù)節(jié)同樣將Tello EDU教育無(wú)人機(jī)引入活動(dòng)中。在少年宮的主場(chǎng)地中，小朋友們排隊(duì)體驗(yàn)無(wú)人機(jī)飛行、無(wú)人機(jī)編程，學(xué)習(xí)飛行技術(shù)和編程技術(shù)。據(jù)介紹，在兩天的活動(dòng)中，共有約5000名學(xué)生和家長(zhǎng)接受了現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人機(jī)教學(xué)。

深圳市少年宮相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，近年來(lái)STEAM教育不斷升溫，機(jī)器人、編程、人工智能教育受到學(xué)生和家長(zhǎng)熱捧。而作為新興的“空中機(jī)器人”，無(wú)人機(jī)已經(jīng)作為教育工具走進(jìn)了深圳的很多課堂。市少年宮著力推動(dòng)深圳少年兒童整體素質(zhì)均衡全面發(fā)展，通過(guò)舉辦科學(xué)與藝術(shù)節(jié)等形式，培養(yǎng)少年兒童的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，讓孩子們?cè)趯W(xué)習(xí)中領(lǐng)略科學(xué)與藝術(shù)的無(wú)窮魅力。本次科藝節(jié)引入了無(wú)人機(jī)元素，深受小朋友們的喜愛。

無(wú)人機(jī)讓STEAM更有趣

作為一種新興的“空中機(jī)器人”，無(wú)人機(jī)可在教學(xué)中扮演兩種不同角色：學(xué)習(xí)飛行的“飛行平臺(tái)”、編程教育的“飛行機(jī)器人”。在飛行學(xué)習(xí)中，學(xué)生需了解飛機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，練習(xí)手眼協(xié)同能力，甚至自己組裝飛行器；在編程教學(xué)中，無(wú)人機(jī)可以在三維空間中，用攝像頭完成巡線、人臉識(shí)別等人工智能任務(wù)，提高了課程的趣味性和難度。

在ERCC大賽中，無(wú)人機(jī)比賽設(shè)計(jì)了競(jìng)速和編隊(duì)飛行表演兩個(gè)環(huán)節(jié)，參賽隊(duì)員需要同時(shí)考慮編程、飛行與空中美感。賽事負(fù)責(zé)人劉明表示，無(wú)人機(jī)與機(jī)器人同場(chǎng)競(jìng)技讓賽事更加有趣，也讓機(jī)器人比賽有了“天地一體”的可能性。

劉明認(rèn)為，無(wú)人機(jī)的飛行樂(lè)趣讓它成為獨(dú)一無(wú)二的教學(xué)產(chǎn)品。參加無(wú)人機(jī)課程的絕大部分同學(xué)都是受飛行吸引，對(duì)上手飛行充滿期待；而“內(nèi)容豐富”則體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容上，無(wú)人機(jī)課程涵蓋飛行原理、基礎(chǔ)的空氣動(dòng)力學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)、人工智能知識(shí)，綜合性更強(qiáng)。

亟需“軟硬結(jié)合”填補(bǔ)短板

數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)目前K12的適齡人數(shù)達(dá)到了1.6億，按照8000~12000元的客單價(jià)，1.5%的滲透率可以估算出，目前STEAM教育能夠達(dá)到200億的市場(chǎng)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(chǎng)中，來(lái)自西方發(fā)達(dá)國(guó)家的教育產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位，以樂(lè)高為代表的模塊化機(jī)器人被廣泛應(yīng)用。2018年以來(lái)，隨著以國(guó)內(nèi)廠商發(fā)力，教育無(wú)人機(jī)逐漸走入課堂。以目前被廣泛使用的Tello EDU編程無(wú)人機(jī)為例，其支持多種編程語(yǔ)言，還可編多臺(tái)無(wú)人機(jī)隊(duì)飛行，相比地面端設(shè)備有突出優(yōu)勢(shì)。此外，近來(lái)安全技術(shù)的提升讓其更適合應(yīng)用于教育領(lǐng)域，安全保護(hù)罩和“一鍵降落”、“自動(dòng)懸停”等功能的出現(xiàn)，基本滿足了課堂內(nèi)的安全性需求。

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