刘静
编者按:关于对儿童的科学教育,陶行知曾给出意见:每个教师都变成小孩子,加入小孩子队里玩把戏。循着“加入小孩子队里玩游戏”的方向指引,今年,中国陶行知研究会求真教育实验研究院组织、承办了世界机器人大会FTF青少年无人机大赛。这一举动,既是对国家科学教育
政策的响应,又是对陶行知教育思想的探索。通过举办青
少年无人机大赛,求真教育实验研究院希望孩子们能够把
想法变成行动,把知识变成能力,从无人机大赛起飞,飞向行知精神王国。
科技迅猛发展,技术日新月异。人工智能与机器人技术,正在引领科技潮流。作为空中机器人的无人机,是科技进步的结果,其应用呈爆炸式增长。让孩子从小接触无人机,激发孩子的创新精神与探索欲望,培养并提升科学素养,这对孩子今后的成长十分重要,也为中华民族伟大复兴的“中国梦”注入了青春力量。
科学教育是真教育实验的重要领域
“少年智则国智,少年强则国强。”当前,我国青少年科技教育工作迎来了发展的黄金时期,也迎来了满足需求多样化的挑战时期。2015年9月,教育部发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》,提出未来五年教育信息化的规划,其中明确指出要“探索STEAM教育、创客教育等新的教育模式”。2016年4月,国务院办公厅印发《国务院办公厅关于印发全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016—2020)年的通知》。《纲要》中强调“推进义务教育阶段的科技教育。基于学生发展核心素养框架,完善中小学科学课程体系,研究中小学科学学科素养,更新中小学科技教育内容,加强对探究性学习的指导,修订小学科学课程标准实验教材。增强中学数学、物理、化学、生物等学科教学的横向配合。重视信息技术的普及应用,加快推进教育信息化,继续加大优质教育资源开发和应用力度”。2017年1月,教育部正式印发《义务教育小学科学课程标准》,小学科学课被列为与语文、数学、英语同等重要的“基础性课程”,其课程设置被提前到一年级,每周课时不少于一节。这标志着我国小学科学教育发展进入一个新的阶段。面对未来的创新人才素质培养,我们必须认清形势、更新观念、大胆尝试、整合资源,不断探索与中小学教育改革有效衔接的科学教育方式。
科学教育是真教育实验的重要领域,也是求真教育实验研究院研发体系的重要内容。真教育所提倡的科学教育,是一种以大科學概念为基础,以项目式学习为方式的科学教育。自成立以来,求真教育实验研究院就在科学教育方面进行了较为深入的探索,如研究院下设科教联盟中心,由“双创”行动教育专家肖燕牵头,整合优秀科技人才和科教资源,推进教学、科研、实践紧密结合,积极推动科学教育改革和科技活动实践研究的开展;2017年,申请、组织开展中国陶行知研究会“十三五”重点课题——“科教协同‘双创’后备人才的培养研究”课题,其围绕《全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016—2020年)》和《“十三五”国家科技创新规划》,探索建立高校与中学联合发现和培养青少年科技创新人才的有效模式;由无人机技术领先者、教育心理学专家、教育信息化专家等组成的团队合作研制《青少年无人机创客教育课程》,北京八中、王府学校、人大附中等名校引入该课程,并定期举办教师沙龙及技术交流会;2018年,组织、承办世界机器人大会FTF青少年无人机大赛,来自全国各地的数百名选手参与了本项赛事……
无人机创客教育是培养创新人才的有效载体
在人工智能掀起世界的新一波科技浪潮的当下,我国也紧跟时代脚步,大力扶植高新技术产业。由于无人机应用领域广泛,包括航拍、农林、安防、电力等,各部委陆续出台政策鼓励支持无人机发展。在无人机教育方面,工业和信息化部于2017年12月明确支持有条件的普通高校设立无人机相关专业。2018年,北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学在内的全国158所高校已开设无人机专业。基于此,求真教育实验研究院适时推出《青少年无人机创客教育课程》,从基础、应用、创客三大教学板块,从认知、建构到学科交叉,创新科学模式,转变教育内容,真正践行陶行知先生“千教万教教人求真,千学万学学做真人”的教育理念。
出版国内第一套青少年无人机创客教育教材 关于青少年无人机创客教育,求真教育实验研究院做的主要是课程,而不是无人机硬件。现在的无人机教育领域大多面向高校和成人,教材难度不太适合青少年的认知水平。为了让中小学生接受无人机创客教育的时候,学习能够更加高效,研究院组织无人机技术领先者、教育心理学专家、教育信息化专家、学科教育专家团队,经过两年的课程开发和一年的教学实践,出版《青少年无人机创客教育课程》。这是国内第一套青少年无人机创客教育教材,系统讲解无人机的相关知识。其主要内容包括无人机的历史、分类及应用领域,无人机的结构及工作原理(包括电机、电调、螺旋桨、电池、机架、飞控、视频图传等),无人机DIY过程,无人机飞行技巧等。该教材以提供一站式科学教育体验、教师培训整套教学运营方案等为内容,覆盖了力学、电学、编程逻辑、航空学等领域,让学生可以在一个全新的知识体系中学习,既能体验飞行的乐趣,又能学到相应的知识。除此之外,研究院的课程研发团队亲自设计教材所用的课件,并将课程划分,分别适用于小学、初中、高中阶段的青少年,真正做到“自产”。
无人机教育学习成果需要通过无人机组装、操作实践来检验。现在市场上的大多数无人机价格都不便宜,用来给中小学生练习有局限性。我曾听不少孩子说过“因为害怕损坏无人机而不敢玩”。研究院研发的无人机教具十分适合用来练习,所有配件生产严格把控,专业并且安全。一架基础的无人机价格不过百元,希望孩子们能玩得安全、开心。
目前,北京八中、王府学校、人大附中等多所学校已引入《青少年无人机创客教育课程》。然而,随之而来的问题是师资力量有限,有些学校即便开了无人机课程,老师也很难站在专业的角度去教学。于是,研究院派出课程开发团队与教学团队,通过集中听课、实际操作、校园讲座等形式,定期组织开展教师培训、教师沙龙和技术交流会。如此一来,学校里就有老师可以教学生们如何组装、操作无人机,随时随地解决学生们的问题。
FTF青少年无人机大赛亮相2018世界机器人大会 世界机器人大会创始于2015年,依靠连续四年的成功举办经验,其已成为机器人领域规格最高、规模最大的国际化、专业化、大众化的平台,成为政策制定、技术前沿、产业动态、应用范式的全球风向标和一年一度的思想盛宴。“FTF青少年无人机大赛”是“世界机器人大会”的重要组成部分。首届大赛全国总决赛已于8月15~19日在北京亦创国际会展中心举行。本次大赛设立迷你竞速赛、空中对抗赛、DIY采矿赛、动力设计赛四大赛项,其将团队协作、问题解决、科学发现等方面的比赛要求相结合,从操控、项目、工程设计及团队合作入手,不仅检验青少年对无人机技术的理解和掌握程度,还能最大限度地激发青少年对无人机技术的兴趣,引发全社会对无人机、人工智能等科技的关注。同时,它预示着无人机已经不仅仅局限于成人领域,青少年无人机人才培养和体系建设更是日后持续发展和创新创业的中坚力量。
为办好本次大赛,求真教育实验研究院于今年5月正式对外公布本次大赛地方预选赛承办单位申办方法,向社会公开招募地方预选赛承办单位。6月,组委会就赛项内容对各地方预选赛报名选手进行赛前集中培训,后根据各分赛区预选赛结果,择优进入决赛。获得决赛资格的选手于8月15日齐聚北京参加总决赛。
将科学教育渗透到全国各地 求真教育实验研究院按照“科学规划、顶层设计、整体推进、分步实施”的发展思路,主动为中小学提供先进、优质的无人机课程及无人机教育解决方案,将科学教育渗透到全国各地,希望哪怕是贫困地区的孩子也有机会接触到无人机。如在研究院2017年会上,我们就曾向参会的会员校免费赠送数百套无人机教具。
中小学生是初升的太阳,是国家未来的希望。他们应该在这个科技高速发展的时代打好基础,因为科技创造可不只是成年人的事情。未来,研究院将继续开拓无人机教育领域,并实施一系列举措以满足产业人才需求,包括成立青少年无人机等级评定中心等,以此激励中小学生在学习无人机的道路上继续前行。
无人机创客教育是真教育实践的典型样本
陶行知是伟大的人民教育家,他提出了“生活即教育”“社会即学校”“教学做合一”等著名的教育理论,主张“千教万教教人求真,千学万学学做真人”。求真教育实验研究院秉承“以人为本”的真教育理念,团结和组织教育界广大工作者,倡导符合规律和客观实际的真教育实验活动,积极探索“求真”陶行知教育理论促进教育改革与发展的思路和方法。
真教育认为,科學是人类文化的组成部分,是指发现、积累并公认的普遍真理或普遍定理的运用,是已系统化和公式化了的知识。科学包含自然、社会、思维等领域,如物理学、生物学和社会学。1888年,达尔文曾给科学下过一个定义:“科学就是整理事实,从中发现规律,做出结论。”达尔文的定义指出了科学的内涵,即事实与规律。
无人机创客教育是真教育实践的典型样本,其以求真和创新为宗旨,以培养并提升科学素养为目标,帮助学生树立科学观念、学习科学知识、培养科学思维、掌握科学方法,发展提出问题与解决问题的能力,提升科学素养。它从源头上促使学生科学认识自身,积极进行反思,从行动上把握未来科学创新的方向。
培养真本领的“真人” 求真教育实验研究院积极践行陶行知的“教学做合一”“做中学”的理念,同时遵循“学以致用”的原则,经过两年多的探索、实践,研发、推出《青少年无人机创客教育课程》,践行真教育理念的无人机创客教育。
这一课程将无人机训练与陶行知教育理念相结合,打破现有应试教育的弊端,让学生在“做”中学习“真”知识,在“做”中成为有真才实学,具备完整人格的“真、善、美”的“真人”;让老师在“做中教”,学会引导,启发学生,打破现在的以灌输为主的死学的教学方式;让学习以学生为中心,以兴趣为出发点。老师学会用正确的方式教书育人,培养更多的让自己崇拜的学生来,这样的“师”才是真的“老师”。学校打破围墙,打破与世隔离的状态,融入生活,融入社会中去教育培养学生,践行“生活即教育,社会即学校”的真教育方式。社会需要什么,学校就教什么,学生才会学到有用的本领,才能成为能服务国家、满足社会需要的人才。《青少年无人机创客教育课程》正是在以上理念的指导下,融入相应知识、实践等,以无人机训练为载体,以培养真人为目的的独具特色的课程训练体系。
解放学生的“眼、嘴、手、脑、时间、空间” 《青少年无人机创客教育课程》是贯彻陶行知教育理念的具体实践。其以学生兴趣为主,遵循学生身心发展特点,通过无人机这一真实的训练课程,让学生在做中学,探索知识,打破把学生禁锢在教室里不动的违背学生心理发展的教学方式。它遵循陶行知先生的“六解决”思想,即解放学生的“眼、嘴、手、脑、时间、空间”,倡导遵循人的发展天性去学习。
该课程通过严格的训练考核体系,以团队、小组为单位的集体学习模式,让学生在集体互动中学会团队协作、人际交往,情绪管理,形成竞争合作、抗挫折等能力,在集体训练中培养学生自信、自尊、自爱。同时,其结合目前学生普遍遇到的问题,如学习中注意力不集中、情绪化等,精心设计训练课程体系,并加入目前流行的训练学生视、听等的提高智力水平的训练项目,集中解决学生的专注力、记忆力、观察力、思维力不高的问题。通过无人机创客教育,我们希望整体提升学生的智力水平和学习能力,让学习不再是难事,让好学生更好,让后进生变好,让学习知识变得轻松愉快,让学生愿意学习、主动学习,让学生在科学教育中领悟科学的魅力,体验科学实践的完整性,更深刻地理解科学的本质。
让老师了解真正的实践课程 求真教育实验研究院以《青少年无人机创客教育课程》为载体,通过教师培训,帮助其正确处理“科学与人文”“动手与动脑”“校内与校外”“分科与融合”“全体与个体”的关系,让老师了解真正的实践课程。把老师从教死书的教学模式中解放出来,使其在“做”中教,学会用引导、辅助的方式教会学生主动探索、学习。老师在这样做的过程中,学会以身示范,为人师表,成为以培养学生的“德、智、体、美、劳”为主的合格教师。
人类在科学之路上的探索从未止步,人类在科学教育上的自我反思也应该与时俱进。未来,求真教育实验研究将以《青少年无人机创客教育课程》为基础,对科学教育课程进行进一步探索,积极践行陶行知教育理念,让科学之光照亮我们的求真创新之路,带领我们飞向行知精神王国。