陶政東

方案背景

近年來，無人機行業(yè)發(fā)展迅猛，無人機實踐教育可以很好地鍛煉學生的動手能力，培養(yǎng)學生克服困難的品質(zhì)，許多中小學校已將無人機項目納入科技教育課程中。目前，特殊教育學校中的科技教育基礎(chǔ)薄弱，殘疾學生接觸科技教育的機會有限。揚州市特殊教育學校作為國內(nèi)第一所開展無人機科技課程的特殊教育學校，通過近幾年無人機社團選修課的教學實踐，初步探索出了一條較為適合聽障學生的無人機操控課程教學方案。

需求分析

殘疾學生由于其特殊的生理特點，造成科技教育普及難度較大。以聽障學生為例，由于缺少聽覺，導致語言體驗缺失，從而引起知識理解困難。學情的制約是目前特殊教育學?？萍冀逃A(chǔ)薄弱的主要原因，有的學校甚至尚未開設(shè)科技類課程。以手動操作為主的無人機項目可作為對聽障學生進行科技教育的突破口，通過對無人機的學習與實踐，幫助學生增強“我會、我能、我行”的信心，塑造勇于探索的科學品質(zhì)，更好地融入社會。

教學目標

①學生能了解無人機的分類、原理、應(yīng)用領(lǐng)域，懂得無人機飛行的安全常識及緊急情況下的處置方法。

②學生能初步掌握無人機的操控方法，并能跟隨手勢指揮完成無人機隊列飛行要求。

③培養(yǎng)殘疾學生不畏困難、勇于探索的科學品質(zhì)，樹立創(chuàng)新、求實、協(xié)作的科學精神。

教學對象

揚州市特殊教育學校義務(wù)教育段的聽障學生，人數(shù)為8 ～ 10 人。

方案內(nèi)容

通過在揚州市特殊教育學校社團活動中增設(shè)科技無人機社團的形式，讓殘疾孩子有了接觸無人機的機會。在無人機社團教學中，以聽障學生發(fā)展為立足點，以科學探索為主線，采用理論引導、合作探究等方式，培養(yǎng)學生操控無人機、應(yīng)用無人機的能力。

重點、難點、創(chuàng)新點

重點

了解無人機的構(gòu)造、操控方法、應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)急處置方法。

難點

聽力障礙導致學生接收信息困難及空間感知能力弱化，對實際操控效果會產(chǎn)生影響。?? 創(chuàng)新點首個針對聽障學生進行科技無人機項目教學的方案。

過程和步驟

無人機理論學習

根據(jù)聽障學生的特點，教師將無人機的相關(guān)理論教學細化為機體結(jié)構(gòu)、飛行原理和性能、遙控器的使用、電池的維護和使用、飛行前的調(diào)試、空中的安全操控6 個方面，在日常教學中以圖片、視頻結(jié)合理論講述的形式開展。其中，安全操控是理論學習的重中之重，聽障學生由于生活在無聲的世界里，無法及時接收到規(guī)則、語言的提醒，在實際操控中存在一定的危險性。因此，聽障學生需要掌握在飛機失控等極端情況下降低風險的能力。

利用模擬器模擬飛行

遙控器的學習是整個教學中最重要的部分。無人機的遙控器結(jié)構(gòu)大致相同，操作的方法也基本類似。教學時可將遙控器與計算機連接，通過模擬器軟件，聽障學生可操縱遙控器控制電腦畫面中無人機真實的飛行狀態(tài)。由于喪失聽覺導致空間感知能力變?nèi)?，要達到操控真機的水平，練習模擬器的時間至少要保證半學期以上。練習過程相對枯燥，教師應(yīng)做好引導工作，通過一系列措施提高學生的練習興趣。

小型無人機試飛體驗

經(jīng)過一段時間的模擬器操作后，部分學生已經(jīng)具備了一定的操作成品機的能力，但由于成品機自重較大，操控手感與模擬器差別較大，如果讓學生從模擬器直接轉(zhuǎn)向成品機訓練，會有一定的危險性和不可控性。教師可選擇小型四旋翼無人機讓學生進行真機操作，小型四旋翼無人機具有操作便捷、靈活、安全、成本低等優(yōu)點，比較容易上手，且操作方法與大中型無人機方法類似。訓練時，可以讓學生根據(jù)教師的手語提示嘗試操控小型無人機進行試飛，以減輕學生對操縱模擬器的厭倦感，提升學生學習興趣，同時通過實際操控，逐步增強空間感知能力。

理論教學與實踐教學相結(jié)合

在熟練掌握模擬器后，教師在課堂中可適當安排模擬器和小型無人機飛行相結(jié)合的方法，把練習過程中暴露出的問題，以小組合作的形式進行解決。在實戰(zhàn)訓練中，隨時將理論知識穿插其中，以取得更好的訓練效果。

規(guī)則及團隊意識的建立

無人機機體零部件較多，不同的零件最好有專人負責，比如電池充電和更換、螺旋槳調(diào)試、遙控器校準等。訓練后期會加入無人機隊列隊形項目，少則3 臺，多則五六臺無人機同時在高空配合，更需要學生之間的默契配合和團隊協(xié)作。因此，在前期教學中，教師要制訂教學規(guī)則，確保練習時的人身、財產(chǎn)安全。

室外中大型無人機隊列飛行

經(jīng)過至少半學期以上的真機飛行后，教師可逐步增加隊列飛行教學。由于特殊教育學校聽障學生人數(shù)有限，可根據(jù)相關(guān)無人機花樣隊列比賽要求，選取適合聽障學生參與的隊列隊形進行教學和練習，比如2 人的一字形，3 人的一字形、V 字形，5 人的一字形、V 字形、菱形等。每次隊列飛行前，教師都要及時對正在操控中的學生站位，以及其他觀摩學生的站位進行檢查，保證練習的安全。為讓聽障學生更好地接收到教師的指令，可用硬紙板、泡沫等材料制作成不同顏色、形狀的提示牌或手揮紅旗進行指令提示。

加強聽障學生身體、心理素質(zhì)訓練

無人機的操控不僅是技術(shù)層面的學習，身體、心理等方面都需要科學合理的訓練。在日常技術(shù)訓練的同時，加強聽障學生體能、肢體協(xié)調(diào)性的訓練也是必不可少的，同時教師還應(yīng)重點對聽障學生的緊張情緒進行疏導。

網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用

大部分聽障學生常年住在學校，與外界接觸較少，對無人機等科技新品的認知有限，僅靠教師課堂上講授相關(guān)知識遠遠不夠，學校應(yīng)整合網(wǎng)絡(luò)資源，讓學生利用互聯(lián)網(wǎng)等手段獲取相關(guān)信息，這是提高課堂效率的重要途徑之一。對無人機有較強興趣的學生，自學是提高自身技能的重要環(huán)節(jié)。但互聯(lián)網(wǎng)信息良莠不齊，教師應(yīng)及時進行規(guī)范引導，讓學生在健康的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中進行科學有效的學習。

應(yīng)用拓展

無人機航拍 若部分聽障學生對無人機的操控掌握較好，在設(shè)備允許的情況下，可讓學生慢慢過渡到無人機航拍的操作。經(jīng)過一定時間的學習和訓練后，教師可推薦優(yōu)秀聽障學生參加無人機駕駛員資格考試。

加強校企合作 為學生就業(yè)提供良好途徑。當前，市場上稀缺無人機操作手，比如無人機航拍、無人機電力巡檢、無人機農(nóng)業(yè)種植、無人機應(yīng)急救災(zāi)、無人機環(huán)境質(zhì)檢等領(lǐng)域，對語言交流要求不高，較為適合聽障人士。通過加強校企聯(lián)系與合作，可以更好地解決聽障學生的就業(yè)問題，并可為企業(yè)長期穩(wěn)定輸送這方面的人才。

利用的各類科技教育資源

器材

小型教學用無人機，大中型航拍無人機。

場地

室內(nèi)體育館、教室等無風場所（適用于小型無人機），操場等開闊地（適用于裝有多種傳感器的大中型無人機）。

資料

器材官方教程、教師定制的個性化教學方案、網(wǎng)絡(luò)資源。

活動中可能出現(xiàn)的問題及

解決預案

聽障學生容易在活動中表現(xiàn)出隨意性，在無人機起飛、空中隊列飛行和降落環(huán)節(jié)，教師應(yīng)要求學生嚴格按照教師手勢進行操作，不得私自啟動或進行非常規(guī)的動作及操作，保證飛行時的人身及財產(chǎn)安全。

在操控飛行過程中，會出現(xiàn)起飛時倒機、飛行時左右搖擺、空中信號丟失、落地彈跳等問題，教師應(yīng)及時教授學生解決辦法，比如：空中飛行時飛機突然丟失信號，提醒學生將遙控器從GPS 模式調(diào)至手控模式；飛行時飛機左右搖擺，提醒學生將飛機降落，檢查校準系統(tǒng)是否正?；蛑匦滦实?。

聽障學生在電腦端練習模擬器時，后期有可能會出現(xiàn)厭煩的情緒，教師可采用線上比賽等方式，提高練習的趣味性和娛樂性，增強學生的積極性。

預期效果

70% 以上聽障學生能獨立操控無人機完成起飛、空中動作、降落等操作。

部分聽障學生能操控無人機完成隊列隊形及穿越障礙的任務(wù)，能達到市級及以上無人機比賽的參賽要求。

提高殘疾學生心理素質(zhì)，培養(yǎng)他們不畏困難、勇于探索的品質(zhì)。

評價標準與方式

結(jié)合殘疾學生特點，可從理論學習、模擬器操控、真機飛行操控和綜合飛行能力4個方面展開評價。考核不是目的，更應(yīng)注重學生的參與度，在激勵學生的同時，適當進行區(qū)分。

該項目參與了第36 屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽科技輔導員科教創(chuàng)新成果線上交流活動