“蔚来天空”无人机编程进入青少年无人机创客教育体系

无人机也有编程功能?无人机也可以进行青少年STEAM编程教学?没错!11月18日在重庆刚刚结束的第三届全国青少年无人机大赛上,别开生面的无人机创意编程赛吸引了所有评委和观众的注意。

首先登场的是哈尔滨工业大学威海校区参赛队,他们的8架无人机在动感十足的音乐伴随下,时而跳跃时而摇摆时而旋转,利用三维空间的高度编排出各种层次感丰富的造型,完成整套动作后无人机缓缓降落,所有观众掌声雷动,评委席上的嘉宾笑着说:太精彩了,还没看够就结束了。

接下来航空航天大学参赛队带来了9机编队飞行,两位自信满满的北航人慷慨激昂的陈述自己创意灵感来自对航天事业的热爱以及身为北航人的自豪和骄傲。他们选择的背景音乐是国家宝藏的主题曲《一眼千年》,意在用节奏舒缓的乐曲挑战其他快节奏的舞曲。音乐声响起,9架无人机依次摆成了“I Love B”(我爱北航)“UAA”,冰冷的无人机仿佛被赋予了魔力,用柔美的线条带着生命的律动,向在场的每一位观众展现北航人为了航天梦想奋力拼搏,为了祖国蓝天事业团结奉献的豪情。看完北航的无人机舞蹈,五位评委之一的原海军招飞局局长周增改大校动容的说:今天的比赛真是颠覆了我对理工男的印象,北航学子不但在学术方面很厉害,艺术造诣和人文修养也着实让我佩服

赛场上伴随着音乐翩翩起舞的无人机编队正是推出的F400编程无人机。本届大赛将无人机创意编程赛正式纳入比赛项目,包含大学组,高中组,初中组,小学组四个组别,标志着编程无人机成功进入“全国青少年无人机STEAM创客教育体系”。

少年强则国家强,青少年的科技教育是建设一个创新型国家的基础。中国航空学会以提升青少年科学素养为宗旨,主持建设了“全国青少年无人机STEAM创客教育体系”。该体系以STEAM教育理念和创客教育理念为引领,融入智能化教育内容,开展无人机课堂、无人机创客实验室、青少年无人机十级培训和考级、教师四级分级培训和认证、全国青少年无人机大赛、人才举荐、航空特色学校建设等工作,从而形成一个完整的青少年航空创新人才培养体系。目前,无人机课堂已经走进全国20个省份198所学校和机构;全国共有158位教师和上百名裁判通过专业的培训取得了资格证书;无人机创客实验室已在全国14所学校和机构落地开花。学生们通过系统的无人机创客教育,全面提升科学认知能力、智能编程能力、工程实践能力和科学艺术修养,激发了航空兴趣,以更加饱满的热情投入到未来航空科技的学习中

在中国航空学会的指导下,开发了涵盖教育无人机、教材、课件、无人机课堂、无人机创客实验室等在内的整体教育解决方案,为青少年提供了集无人机科普教育、创意实践和情景模拟为一体的综合性学习空间。学生使用无人机教材,通过理论学习、案例分析、分组讨论,系统的学习无人机知识和智能编程知识;通过飞行实操、编程、实验室模拟将各种创意飞行呈现出来,充分开发孩子的创造力和空间想象力,使孩子能够同时体验飞行和STEAM创客教育的乐趣。

作为创客实验室人工智能教育的载体——F400编程无人机,是一款专门为编程教育开发的四旋翼无人机。它起飞重量轻并且有全方位的安全保护罩,非常适合青少年使用。传统的机器人编程教育,主要以二维空间的地面运动为主,学生通过组装、搭建和编写简单程序让机器人运行起来,往往硬件组装搭建的比重多于编程环节,编程实践也是仅以图形化编程为主,很难让学生建立系统的编程思维。无人机编程实现的是三维空间的飞行运动,创意编程发挥的空间更大,并且同时支持Scratch图形化编程和Python代码编程,可以对编程内容进行3D预览,覆盖大、中、小学生不同年龄段的需求。简单易上手的图形化编程可以帮助学生很好地进行编程入门,通过设定无人机的飞行动作理解编程相关的基本概念,如事件、条件、循环等,学习过程既有知识性又有趣味性;在具备一定编程思维后,学生还可以进行高级编程语言如Python的学习和实践,结合无人机的飞行动作掌握编程语言的逻辑、算法、语法结构等,全面提升学生的逻辑思维和软件系统工程能力。

F400编程无人机还有配套的编程应用软件,使用编程软件可以实现多架无人机编队飞行和舞蹈。学生可以自由选取喜欢的音乐进行剪辑,设计编排无人机的舞蹈动作,最后通过编程让无人机结合音乐的节拍完成整套舞蹈动作,培养的是学生的艺术鉴赏能力、编程和创意能力以及团队合作能力,充分体现了STEAM的教育理念:将科学、技术、工程、数学和艺术融合起来,运用情景式、任务型的教学方法,采取探究式的学习方式,让学生在项目实践中学习各学科以及跨学科的知识,培养创新意识,提升综合素养

除了F400编程无人机,还开发了F300空中格斗赛无人机、F500空中足球赛无人机等一系列用于无人机创意团体竞技的机型。未来,还会不断推陈出新,将高科技、智能化、竞技性、趣味性、飞行梦融合在一起,设计出新的机型和新的玩法,将创客实验室推广到更多的学校和机构,在培养青少年科技创新能力和团队协作精神,提升人工智能时代青少年的核心竞争力上更好的发挥作用。