无人机教学大纲

恩次方创客教育无人机课程教学大纲2018年8月【前言】无人机课程囊括飞行原理,机械原理,升力原理空气动力学等理论知识，促进学习物理,数学,锻炼孩子注意力，手眼耳并用。学生在学习的过程之中，不但要对涉及到的知识熟练运用，还要把知识在实操过程中熟练的转化为技能，在潜移默化之中塑造孩子的开放式思维和习惯。【学情分析】无人机初级课程面对小学三年级以上学生，以理论知识、室外飞行相结合为主。因此，对学生无特定的技能要求，符合该学龄段要求的学生都可以进行学习。而且，无人机内容生动有趣、操作性强，大部分学生对此有很大兴趣，学习积极性较强。但是，信息技术课一周一节，时间间隔较长，前期学生入手可能较慢，要引导学生课后通过自学、交流等方式巩固每节课的学习成果。同时，应鼓励学生运用学到的知识和技巧，进行自主创作。

【教学目标】玩中学，在“玩”中学习各种知识更好的发挥自我个性轻松的学习枯燥的初、高中理科知识，以后学习更轻松、更有兴趣从实践中体会自我成就感锻炼意志、韧性等持续力的提升更好的激发孩子兴趣和学习能力学习生活息息相关的知识，更加善于观察和发现生活中的科学奥秘知识和阅历比同龄孩子更加丰富全方面的思考能力，举一反三，主动发现、思考和解决问题团队合作及动手能力的培养

【教学方法】教学主要包括以下方法和环节：1、展示法、练习法：通过PPT和多媒体展示、讲解机器人编程的内容和意义。2、任务驱动法：通过教师演示和学生练习完成明确的任务目标。3、项目教学法：模拟竞赛环境和步骤。

【教学内容安排】主题课程内容知识飞行器的概念讲解多旋翼飞行器是什么旋翼类飞行器按照平台构型的分类旋翼类飞行器按照尺度的分类多旋翼与常规直升机的区别反扭改变航向多旋翼飞行器的发展历程无人机的发展史多旋翼是早期旋翼类飞行器的众多探索方向之一多旋翼飞行器的未来发展方向无人时代多旋翼飞行器的重新崛起多旋翼无人飞行器的复兴条件多旋翼无人飞行器是怎样发展起来的军用技术溢出，成本下降引爆民用市场硬件产业链成熟、成本下降为民用行业级和消费级无人机爆发创造条件多旋翼无人飞行器平台分系统组成多旋翼无人飞行器系统总体说明机体结构、飞控系统、动力系统、机载链路系统多旋翼无人飞行器的气动布局多旋翼设计的气动布局作用+型布局、X型布局、Y型布局、H型布局、上下分布、其他形式多旋翼无人飞行器平台结构形式多旋翼无人飞行器的组成无边框常规固定式、带边框常规固定式、穿越式、手动水平变形式、手动垂直变形式多旋翼无人飞行器的大脑多旋翼无人飞行器飞控系统飞控是什么、物体运动的三个轴、如何稳住姿态、如何调整位置控制系统技术原理如何控制多旋翼无人飞行器系统飞行稳定控制原理、内回路、外回路多旋翼动力子系统（螺旋桨）螺旋桨的分类，材质，作用螺旋桨基本原理、螺旋桨与旋翼的区别、螺旋桨规格及数据表示、多旋翼与固定翼螺旋桨的区别、桨的材质、螺旋桨相关注意事项多旋翼动力子系统（电机）电机的分类，型号，扭矩，转速无刷电机基本原理、电机规格及数据表示、多旋翼电机的效率、桨机匹配多旋翼动力子系统（电子调速器）电子调速器的作用电调基本原理、电调规格及数据表示、电极电调的匹配（堵转）、电调的未来发展多旋翼动力子系统（动力电池）动力电池的充放电倍数，分类，及动力电池的充电锂离子电池基本知识、聚合物锂离子电池规格及数据表示、智能锂电池无人机链路系统无人机的链路系统简介及系统组成IRC遥控器简介及系统组成、美国手、日本手、典型设备介绍多旋翼运行环境多旋翼运行的自然环境（风、气温、电池环境）风、气温、电磁环境多旋翼运行的社会环境多旋翼运行引发的一些社会问题多旋翼运行引发的社会问题、我国的无人机政策多旋翼无人飞行器的应用领域多旋翼无人飞行器的实际应用军事应用、抢险救灾、农林植保、线路巡检、各类影视航拍、无人机快递、地理测绘、水利事业、野生动物保护、国土资源的普查和监控、地质勘查、科学研究多旋翼日常的维护检查多旋翼日常的维护检查目视法检查外表、触摸法检查牢固状态、声音法判断系统是否正常、通电进行综合检修测试、锂聚动力电池的日常保养维护2014年全球民用无人机销量为37.8万架，占比高达96%，增长势头迅猛，其中专业级无人机销量占33%，消费级无人机销量占67%。受消费级无人机市场热度的推动，至2015年中国民用无人机产品销售市场规模将得到快速提升。民用无人机产业的研发、制造和应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。随着无人机研制、生产成本不断降低，其应用范围日益广泛，具有旺盛的市场需求和广阔的发展前景，在国民经济建设中的作用日益突出，将会成为支持中国经济发展的重要产业。通过对无人机发展前景分析，近两年，由于技术成熟、成本下降、政策驱动等因索，民用无人机市场得到了极大的发展。2013一2015年，全球民用无人机的市场销量分别为15万架、38万架和57万架，其中消费级市场需求是专业级无人机的两倍左右，并且以每年50%的速度快速增长。2014年中国无人机销量约2万架，其中军用无人机约占1.4%，民用无人机占98.6%，销售规模达40亿元。2015年中国无人机保有量己经达到数十万架，有约400家单位从事无人机的研发、生产和销售。预计2020年行业规模达到465亿元，2025年达到750亿元全球民用无人机产业已经形成大约1000亿美元的市场规模，未来10—20年内更是其发展黄金时期。据估计，我国仅农业植保、电力巡检、油气管道巡检、国土测绘和警用5项年均潜在需求500亿元左右。现从五大应用来分析民用无人机发展前景。航拍摄影：随着民用无人机的快速发展，广告、影视、婚礼视频记录等正越来越多地出现无人机的身影。纪录片《航拍中国》全片由无人机拍摄。(二)电力巡检：2015年4月9日，济南供电公司输电运检室联合山东电科院对四基跨黄河大跨越高塔开展了无人机巡视工作。民用无人机发展前景分析，无人机巡视具有不受高度限制、巡视灵活、拍照方便和角度全面的优点，特别适合于大跨越高塔的巡视，弥补了人工巡视的不足。(三)新闻报道：美国有线电视新闻网络(CNN)已经获得由美国联邦航空管理局(FAA)颁发的牌照，将测试配备摄像头、用于新闻报道的无人机。早在2013年芦山地震抗震救灾中，央视新闻就采用深圳一电科技有限公司自主研发的某款无人机拍摄了灾区的航拍视频。救灾人员无法抵达的地方，无人机轻松穿越，在监测山体、河流等次生灾害的同时，还能利用红外成像仪在空中搜寻受困人员。(四)保护野生动物位于荷兰的非营利组织影子视野基金会等机构正在使用经过改装的无人飞行器，为保护濒危物种提供关键数据，其飞行器已在非洲投入广泛使用。经过改良的无人机还能够被应用于反偷猎巡逻。英国自然保护慈善基金--皇家鸟类保护协会也将越来越多的无人机应用于鸟类和自然栖息地的保护工作。(五)环境监测：环保部组织10个督查组在京津冀及周边地区开展大气污染防治专项执法督查，安排无人机对重点地区进行飞行检查。无人机已经越来越频繁地被用于大气污染执法。从2013年11月起，环保部门开始使用无人机航拍，对钢铁、焦化、电力等重点企业排污、脱硫设施运行等情况进行直接检查。2014年以来多个省份使用无人机进行大气污染防治的执法检查，以实现更到位的监管。目前，我国民用无人机共有130余家研制单位和15000架使用量，民用无人机的种类也逐渐丰富，包括固定翼无人机、旋翼无人机、飞艇无人机等。而上述成果，在很大程度上是高空、高速、中远程、长航时、大载荷等军用无人机技术逐渐向民用“渗透”的结果。2015年全国植保无人机保有量达2324架(31个省统计)，总作业面积达1152.8万亩次，较之2014年的695架、426万亩，同比增长分别是234%,170.6%。2016年，植保无人机的应用市场依旧强势，作业面积达到4000万