“以赛促学，赛教融合”教学模式下的中学无人机教学实践探究

［摘 要］2022年，教育部公布了2022—2025学年面向中小学生的全国性竞赛活动名单，其中多项涉及无人机。凭借比赛平台和无人机教学本身的优势，无人机学习受到了越来越多学生的欢迎。文章从无人机的选择、课程内容的安排等方面阐述“以赛促学，赛教融合”教学模式下的中学无人机教学实践探索，以期为一线教师提供新思路。

［关键词］以赛促学；赛教融合；无人机教学；实践

［中图分类号］    G632.4            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2024）15-0023-03

2022年，教育部公布了2022—2025学年面向中小学生的全国性竞赛活动名单，其中多项涉及无人机，如全国青少年无人机大赛、全国青少年科技教育成果展示大赛、世界机器人大会青少年机器人设计与信息素养大赛等［1］ 。除了全国性竞赛，各省各市组织的无人机竞赛也逐渐增多。在各级各类比赛的推动下，越来越多的中小学生加入了无人机学习的队伍。

随着科学技术的发展，在军事、农业、工业等方面越来越频繁地看到无人机工作的影子［2］，无人机技术越来越受到国家的重视。与此同时，无人机教学也越来越受到教育界的关注。无人机教学既涉及如何手动控制飞行，以完成障碍穿越和空中摄影等，又涉及如何进行编程操作以完成各种任务，如无人机舞蹈。学习无人机操作可以锻炼学生的逻辑思维能力、立体空间思维能力、专注力和解决实际问题的能力。目前，中学无人机教学中存在着一些亟待解决的问题，如训练场地的局限、飞行设备零件的高成本、飞行训练时间不足等。笔者结合自身教学实践和比赛训练经验，对“以赛促学，赛教融合”教学模式下的中学无人机教学进行探索，希望可以为负责中学无人机教学的教师提供新思路。

一、“以赛促学，赛教融合”教学模式的作用

“以赛促学，赛教融合”由多方参与，主体是学生，目标是实现“赛教一体化”，宗旨是提高人才培养质量。“以赛促学，赛教融合”的出发点是“赛”，落脚点是“教”，“教”是关键也是核心［3］。“以赛促学，赛教融合”这一教学模式有利于培养学生的核心素养。

（一）增强学习自驱力

这一教学模式更注重学生的主动学习和积极参与。一方面，竞赛活动的吸引力和挑战性可以激发学生学习的主动性；另一方面，积极参与竞赛能够提高学生的自信心和意志品质。

（二）提升实践能力

单纯的理论课程难以让学生真正了解知识的原理和实际应用场景。竞赛活动能够做到让理论和实践真正结合起来，让学生实践课堂所学，在操作的过程中增强运用知识解决实际问题的能力。例如，学生A在参加全国青少年无人机大赛中的蜂群舞蹈编程赛时，为了能够编好无人机舞蹈，便利用课余时间主动去观看相关视频，分析其中的无人机舞蹈动作，根据动作推算背后的程序代码，并借鉴其中优秀的部分改进自己的编程代码。这样，学生不仅提升了实践能力，还提高了自身的创新能力。

（三）提高团队合作意识

无人机赛事中的好多赛项是需要两名甚至多名学生组队参与的。学生需要做好分工，除了要完成各自负责的部分，还要互相协调，形成一个有机的整体，从而提高战斗力。在日常训练过程中，经常有学生为了不拖团队后腿而反复练习。分组竞争的形式，可以增强学生的竞争能力和团队合作意识。团队合作意识在学生未来的职业生涯和人际交往中尤为重要。

（四）促进教师专业发展

应用“以赛促学，赛教融合”教学模式除了能培养学生的各种能力，还能检验和提高教师的教学水平。毕竟要想在竞赛中脱颖而出，还有赖于教师的引导、监督和评价。教师需要帮助学生制订合理的学习计划，激发他们的创意和灵感，并及时纠正他们在学习过程中的错误。在此过程中，教师也能够不断提高自己的教学水平以及专业能力。

二、中学无人机教学中存在的问题

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》提到无人机互联表演，即通过实物或平台模拟，进行无人机群组控制，感受新兴技术在各行各业中的应用创新。但是，仅凭现有的教学条件，要想在学校中大面积普及无人机操作还是比较困难的，原因主要有以下三个方面：1.硬件设备较难满足学生的学习需求。每所学校的学生数量众多，而一台无人机要上千元，再加上各种配件的升级或修理，费用开支巨大。练习无人机所需的场地较大，若较多学生同时上课，场地的充足和安全性便难以得到保证。2.专业教师缺乏，影响开展效果。目前，无人机教学多由信息科技教师负责，而大多信息科技教师因所学专业为教育技术学或者计算机，对无人机知识掌握得并不全面。通常，他们要先学习相关知识，再传授给学生。这种操作易催生各种问题。中学无人机教学亟须专业无人机教师进行指导引领。3.教材缺乏，影响教学效率。目前，市面上流通的多是配套的无人机使用说明书，适合初中生阅读学习的无人机教材并不多。这意味着相应教师要自己探索教学资源。从整体上看，这在一定程度上增加了教学难度。

三、基于“以赛促学，赛教融合”教学模式的中学无人机教学

笔者所在学校选择在社团中开展无人机教学。具体来说就是组织一批对科技和无人机感兴趣的学生，优化运用已有教学资源，利用“以赛促学，赛教融合”的教学模式开展社团无人机教学。这样操作取得了不错的效果。

（一）无人机的选择

教具是教学的基础，选择一款合适的无人机设备是开展教学的关键。目前，市场上的无人机种类繁多，如可以DIY拼装的无人机、固定翼无人机等。适合在中学运用的无人机除了要具备基本的功能，还要具备较强的安全性、耐用性、扩展性、创新性。

笔者所在学校选择比较常见的旋翼无人机作为教具。其具体的性能优势见表1。所购买的无人机是可以参加全国青少年无人机大赛的小鸟飞飞教育无人机F600系列：轴距126 mm，带桨保护罩，起飞重量是100 g，续航时间10分钟左右；既可以用App遥控，又可以用编程操控，为拖拽式编程界面。学生只要有一定的编程基础，就能很好地上手学习。

（二）教学大纲的制定

在开展教学前，笔者与其他相关教师进行了一定的准备，即整理参与无人机比赛所需要掌握的基本知识与技能，并将这些知识与技能融入学期学习计划和学习大纲，然后梳理具体的教学内容。如全国青少年无人机大赛中的蜂群舞蹈编程赛和编程挑战赛两个赛项，除了考查学生的编程能力，还检验着学生对艺术、数学、物理等学科知识的掌握情况。笔者与其他相关教师根据学生的课程时间等，制定了以下教学大纲（见表2）。

（三）无人机教学实践

具体的教学内容和时长需要根据学情进行进一步调整。中学阶段学生的竞争意识较强，与单纯听课相比，竞争模式更容易激发他们的学习兴趣。在“以赛促学，赛教融合”的背景下，如果学生能在比赛中获奖，便可以提高他们的自信心，激发他们的学习热情，进而不再被动学习知识，能够自主追求知其然，并知其所以然［4］。

例如，学生在参与旋翼赛编程挑战赛的过程中，分工合作，并计算完成障碍挑战的最佳路径和最短时间。学生只有掌握相应的数学和物理知识，才能更好地进行计算。由于实际飞行和理论之间有一定误差，所以学生经常需要多次修改代码进行调试，他们戏称这个过程为“刮痧”。

又例如，有学生在编写无人机舞蹈程序的时候，先请教了自己的音乐老师。为了能够创作一套好的舞蹈动作，学生需要在编程之前做好准备工作。第一步，讨论要使用几台无人机进行舞蹈飞行。第二步，明确这几台无人机可以做哪些飞行动作。第三步，在草稿纸上规划设计，为每台无人机编好相应的三维坐标位置。这些准备工作非常锻炼学生。通过讨论和设计，他们锻炼了协作能力和设计能力；通过标记三维坐标位置并在脑海中想象无人机动作，他们很好地锻炼了空间思维能力。

总之，“以赛促学，赛教融合”教学模式下的无人机教学对学生和教师的发展都有一定的促进作用。对于学生而言，这样的教学提高了他们学习无人机的兴趣，增强了他们主动学习的意识，也提升了他们的实践能力、问题解决能力和创新能力等。对于教师而言，在这样的教学中，他们的身份从教授者转变成辅导者，这有利于他们更快更好地适应新时代教师的角色，并在这个过程中不断积累教学经验，提高教学能力。在设计“以赛促学，赛教融合”教学模式下的无人机教学时，教师一定要围绕课程标准，以培养学生的核心素养为目标，以学生已有的知识和技能为起点。

笔者认为，无人机技术的快速发展和广泛应用使得无人机教学更具教育意义和价值，将会受到越来越多的关注。相关教师要不断学习、探索和实践，以使无人机教学体系更加完善。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部办公厅.关于公布2022—2025学年面向中小学生的全国性竞赛活动的通知［EB/OL］.（2022-09-27）［2023-12-21］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A29/202209/t20220929_665926.html.

［2］  蒋寅. 浅析无人机创客教育［C］//中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会.2021课程教学与管理论坛论文集.［出版地不详：出版者不详］，2021.

［3］  刘肩山.基于赛教融合的课程教学改革研究：以无人机应用技术专业为例［J］.机械职业教育，2022（8）：28-30，62.

［4］  黄勇慧.“以赛促学，赛教融合”教学模式的实践研究：以中职电子电器应用与维修专业为例［J］.知识窗：教师版，2023（3）：33-35.

（责任编辑    农越华）

［基金项目］本文系“人工智能课程在中小学的实践应用研究”课题［教技资（2022）02-019号］阶段性研究成果。