無人機教育：跨學(xué)科育才的創(chuàng)新之舉

　　編者按：前不久，《教育部等七部門關(guān)于加強中小學(xué)科技教育的意見》出臺，提出“以科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)為重點，切實加強中小學(xué)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(jì)蓬勃發(fā)展，無人機成為中小學(xué)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(jì)、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(xué)習(xí)、能力訓(xùn)練和培育發(fā)展特色相結(jié)合的育人目標(biāo)。當(dāng)下的無人機教育正從小眾技能的學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(dǎo)向的教學(xué)方式促進(jìn)了產(chǎn)教融合；無人機科技水平的迭代升級使相應(yīng)的教育及培訓(xùn)向?qū)�業(yè)化、系統(tǒng)化方向發(fā)展；教育與技術(shù)的深度融合促進(jìn)了多學(xué)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(jì)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(jì)的大背景下應(yīng)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(jì)發(fā)展司。發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)有利于培育經(jīng)濟(jì)增長新動能，推動產(chǎn)業(yè)升級，促進(jìn)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(jì)對教育和人才培養(yǎng)提出了多維度、跨學(xué)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(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)等方面。就基礎(chǔ)教育而言，學(xué)校應(yīng)通過“無人機+”，為學(xué)生提供貫通學(xué)科、貫通學(xué)段的啟蒙教育，為此，應(yīng)從以下四個方面進(jìn)行改革：

　　一是構(gòu)建新的知識體系。與低空經(jīng)濟(jì)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(jì)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(xué)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)安全等原理性知識融入中小學(xué)生“看得見、摸得著”的學(xué)習(xí)項目；拓展辦學(xué)渠道，對接低空經(jīng)濟(jì)實訓(xùn)基地和平臺，以真實案例為學(xué)習(xí)研究內(nèi)容，提高學(xué)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(jì)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(xué)STEM課程無縫對接，形成“小學(xué)階段低中年級體驗、高年級應(yīng)用，中學(xué)階段創(chuàng)新創(chuàng)造”的可持續(xù)學(xué)習(xí)閉環(huán)，為將來融入快速迭代的低空經(jīng)濟(jì)生態(tài)埋下自我更新的種子。

　　四是注重終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。低空經(jīng)濟(jì)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(xué)會學(xué)習(xí)”的能力。學(xué)校可結(jié)合低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的最新案例，通過項目式學(xué)習(xí)等方式，引導(dǎo)學(xué)生聚焦實踐探究、關(guān)注“問題”解決，為其未來適應(yīng)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(xué)科培養(yǎng)人才的載體

　　跨學(xué)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(xué)科知識、解決復(fù)雜問題并實現(xiàn)理論或技術(shù)創(chuàng)新的新型人才。提高學(xué)生觀察、分析和解決問題的綜合能力，是推進(jìn)素質(zhì)教育、促進(jìn)學(xué)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(xué)、物理、工程、計算機、地理、人文科學(xué)等多學(xué)科知識。無人機教育體現(xiàn)了學(xué)科知識的交叉性、實踐應(yīng)用的驅(qū)動性以及探究問題的綜合性。

　　一是以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)促進(jìn)學(xué)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(xué)生綜合運用所學(xué)的學(xué)科知識，準(zhǔn)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(jìn)行過程監(jiān)測。

　　二是以強化實踐訓(xùn)練激發(fā)學(xué)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(xué)的典型模式，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)體驗中不斷產(chǎn)生新的創(chuàng)意。

　　三是遵循由易到難的學(xué)習(xí)規(guī)律，采取進(jìn)階教學(xué)方式。與無人機在不同應(yīng)用范圍有不同使用功能的特點相適應(yīng)，無人機教育應(yīng)采取進(jìn)階方式，結(jié)合不同學(xué)段學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)特點，分別設(shè)計教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和實踐活動，逐步增強理論性和復(fù)雜程度，引導(dǎo)學(xué)生不斷提高學(xué)習(xí)水平。

　　四是開展實踐教學(xué)拓寬視野，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識。通過在教學(xué)活動中以真實問題為研究對象，諸如引導(dǎo)學(xué)生通過對環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)救助、物資運送、文物保護(hù)等涉及經(jīng)濟(jì)、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(xué)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(xué)教育廣泛深入的開展，無人機教育逐步走進(jìn)中小學(xué)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(yīng)研究如何深度吸收運用相關(guān)學(xué)科知識，從學(xué)科教學(xué)層面幫助學(xué)生掌握無人機功能和原理，讓學(xué)生學(xué)會綜合運用相關(guān)聯(lián)的知識。

　　二是做好分層教學(xué)與培養(yǎng)目標(biāo)的有機銜接。應(yīng)從中小學(xué)開始建立無人機教育培訓(xùn)體系，認(rèn)真研究各個學(xué)段教育（培養(yǎng)）的目標(biāo)，以及如何向大學(xué)的專業(yè)課程貫通延伸，為有潛能的學(xué)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(xué)習(xí)無人機操作的過程也是培養(yǎng)學(xué)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(wù)分析、運用學(xué)科原理以及操作技能要點的引導(dǎo)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(xùn)基地建設(shè)。適宜的空域環(huán)境和學(xué)習(xí)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(xué)環(huán)境建設(shè)，滿足教學(xué)需求、保障安全、穩(wěn)定使用以及功能可擴(kuò)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(xùn)，現(xiàn)有課程教學(xué)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(xué)習(xí)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(jìn)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(yuǎn)意義。社會各界應(yīng)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(dǎo)和支持他們在無人機學(xué)習(xí)中培育科學(xué)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(xué)會會長）

　　作者：線聯(lián)平