无人机创客实验室方案20170209.docx

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1、无人机创新实险室建设方案上海闻曦信息科技有限公司一、前言（一）创客背景MHKERSDO IT WITHIDOL?创客一词来源于英文单词“Maker，指的是将自己的创新想法变为实际产品的一群人。他们勇于创新、自己动手、主动学习的精神正是学生所需要的。近些年创客教育在我国兴起，目标是在非正式学习中激发学生的主动学习性。为学生提供更多的机会发展信心、创造力，凭借他们对科学、技术、工程、数学、艺术的兴趣进行发明创造C（二）发展现状*在2015年3月11日，国务院印发关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见之后，各地政府对创客教育均发布推进性意见，各类院校建设了众多创客空间，机器人创客、3D打印创客等

2、等创客空间层出不穷，可见创客教育在我国发展之快。（三）存在问题优点不足衔接度低体系化不足目前，全美已有MIT、哈佛大学、斯坦福大学等在内的近百所高校开设了创客空间，不限年级、不限学科，面向所有学生开放。2011到2014年，创客教育在我国悄然兴起，并在大踏步的摸索前进，北京、上海、深圳等城市是国内创客教育的领跑者。2015年以后，通过建设创客空间、举办创客大赛、文化节、成立创客俱乐部、召开创客教育研讨会等多种方式，大大推动了国内创客教育的快速发展。创客空间飞速发展也衍生出如下一些问题。1、工具单一目前市面的创客套件大多以电子模块、积木搭建为主，提及创客大多数师生会第一时间想到陆地创客套件、机器

3、人小车等等。过于单一的创客套件很大程度限制了学生创新创造能力的培养。2、衔接度低F ? pi创客教育意在将自己的想法变为现实，从单独制作和集体活动中发挥自己的特长并发现自己擅长的“领域”，以便为后续的学业职业规划起到一定的参考作用，但目前的创客活动以兴趣类手工制作为主，与将来的高（职）教内容衔接度不够。3、体系不强当前创客教育的课程过于零散，大多包括：手工制作、电子积木搭建、3D打印、机床制作、激光切割、制作等，但课程间关联性及衔接度不够。松散的课程体系不利于创客教育的延续且很难培养学生良好的知识结构。二、建设意义（一）动手实操能力学生亲手拆解、组装机械零件、联通导线、安装部件等活动锻炼学生的

4、手指灵活性，刺激大脑的发展。可以为培养未来的能工巧匠打下基础。此外无人机需要编写控制代码，分析解决实际中的问题，这能培养学生计算机操作能力。同时学生能够掌握更多的知识、方法，逐渐的培养对科学技术的兴趣。（二）方案解决能力无人机综合了信息技术、各种传感器、机械、电子、控制等多个学科知识。拼接一台无人机对学生来说是个巨大的挑战，学生通过查阅各种无人机知识、克服组装无人机中的各种问题o这将能有效的培养学生克服问题，越挫越勇的能力。（三）团队协作能力目前多种集成计算机语言、通信、网络、传感技术、自动化技术、人工智能一体的无人机出现，需要学生之间通力配合才能解决问题，如何发挥团队作用、如何体现个体价值，

5、能充分的在无人机创新中体现。（四）创新智造能力无人机创新活动，学生提供了全面接触、学习信息科技，理解信息科技内涵的智能化学习平台，有利于中小学生信息素养、想象力、创造力的全面提高。无人机完全靠学生运用自己的聪明才智去制作，有利于培养学生的开放性思维。（五）综合发展平台内容的知识程度能够作为知识体系的圆心（六）纯天然吸引力三、设计思路创新实验室的建设是国家人才发展战略的需要，课程改革发展的需要，对形成学校鲜明特色的课程和活动具有突出的意义，所以必须注重将现代技术、装备、课程资源三者深度融合，它对实践选择性教育起到了重要作用。无人机涉及气动、结构、导航、控制、可靠性等多门学科，它是一个高度学科融合

6、的典型代表，将无人机创新实验室作为航空项目之一，从航空模型课程，逐步发展至无人机空中课堂、无人机信息化教学、无人机Maker等模块，完备的课程体系，更有利于实现学生的全面有个性发展。（一）设计宗旨以现代技术、装备、课程为三大要素，搭建虚实融合的创客空间环境，建设个性化、常态化的无人机课程体系，营造科技创新的校园氛围，培养各层次的校园创客，以创新带动学习，从而挖掘在校学生的内在潜力，提高他们的综合素养，培养学生的创新精神和实践动手能力，展示学生特长，促进学生的全面发展。（二）核心策略由浅入深”、“由内而外”、“由小至大”、“由点盖面1. 基础课程课程设计以“无缝衔接+启发引导”作为指导思路并分为

7、基础目标和高级目标。基础目标是通过学习无人机基础创客课程，在动手搭建、工具使用、编程语言学习等方面打下一定的基础，为将来的大学相关课程学习起到一定的铺垫作用。高级目标是通过相关课程学习及活动参与，让学生们对将来的高校专业有所了解并在报考以及填报志愿时起到一定的帮助和引导作用，降低大学毕业后所从事工作与本专业偏差较大的比例。2. 各类大赛c际创客。省级创客大赛大赛。市区级创客大赛通过无人机课程学习和训练，学生们可以参加各类相关创客大赛。创客大赛取得优异成绩对学校及自身团队是一种激励，对部分高等院校的自主招生也将有很大的帮助作用。部分赛项高校与中学同场竞技，增加中学与高校学长的交流学习的机会，对中

8、学生提升和开阔眼界都有较强的帮助03. 联合开发中学生参与大学生相关项目（如：中美大学生创客大赛）工作中，由大学生交由中学生一些能力范围内的任务和工作。在完成相关任务和工作的过程中，中学生学习相关知识同时与相关高校的学长建立良好的交流，形成多帮多的互助对，锻炼中小、学生的综合能力，也可适当减轻中学、高校教师的教学压力。四、建设目标（一）基础目标1 .知识方面使学生了解无人机这个学术前沿领域的发展和应用状况，了解无人机的概念和工作原理，提高对无人机的认识，为进一步学习无人机的有关知识打下基础。2 .能力方面使学生了解无人机的各种传感器、控制系统及动力装置的作用。理解体会程序是无人机的灵魂，了解无

9、人机是怎样在程序的自动控制或者人的指挥下工作的。使学生学习一种和无人机自动控制相关的计算机编程语言，通过对无人机自动控制算法的了解来训练科学而高效的思维方式，提高逻辑思维能力、规划能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。通过模拟及实战项目的完成，在组装与操控无人机的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。3 .情感方面通过介绍高科技领域学科发展前沿和我国空中机器的先进技术培养学生的爱国主义精神、科学精神、顽强拼搏精神，激励中学生确立正确的世界观、人生观和价值观。培养对人工智能技术的兴趣，真正认识到无人机对社会进步与经济发展的作用，积极参加无人机设计比赛、无人机竞技比赛等各种课外活动。在竞

10、赛活动中培养学生的创新意识、团队意识和竞争意识。（二）提高目标为了更好地创造学校独有的品牌效应，必须经历市、省、国、世界等等级的各类比赛，以获得更好地品牌名声。通过前期的学习，积累一定知识后，参加各类竞赛，提升动手能力与解决问题的能力。发挥自己的聪敏才智，取得好成绩。1.无人机外观设计大赛不怕做不出来，就怕想不出来。调动你的艺术细胞，DIY一款属于你的无人机吧!2.无人机竞速赛60米第二安全总ToAwa I -安全危困板考察无人机的操作技能，看你是否已经与你的无人机融为一体“人机合一”3.空中机器人大赛通过前期的学习，最终的测试来了。拓展更多功能的无人机，深入研发无人机。五、设计方案（一）创新

11、实验室布局 观赛IX设备储存M比赛支训场地根据实际课程内容与授课方式，将实险室整体分为两个区块，分别是实践区和实操区。大致分配比例为2:1。1 .实践区：占百分之70包含：师生互动区（授课），动手操作区（制作区），展示储存区1）启智教学互动区启发天赋、智造未来以分组讨论式而设计，搭配大屏幕授课及桌面调试、动手组装。打造团队协作、组织能力与自主思考的学习氛围。用于完成基础知识教学，主要包括编程、硬件、结构、工具等，提供多旋翼、固定翼、无人直升机等实体，模型与DIY部件等无人机模块，及客机、战机、飞艇等模型，同时配有无人机飞行模拟器（区），利用模拟飞行软件，包含数百种航空飞行器的模拟飞行训练，搭配

12、三个大屏显示器与仿真飞机驾驶舱机长座椅，有效地真实模拟航天飞行器的练习，兴趣导入，提供沉浸式学习环境，让学生具备基础的知识与技能，通过基础知识的学习后，学生要具备完成设计、制作、操控自己的无人机的能力。无人机教学与装配：提供无人机所有零部件，学生可以动手将所有部件按照实验指导书组装成一架完整的无人机，通过组装让学生了解并熟悉无人机的硬件构造。2）求索动手操作区求知若渴、索涂求道专业设备与空间设计，紧邻师生互动区，确保动手组装流程顺畅与及时。学生就是在这里将想法变成现实，将创意转化为作品，提供制作作品所需要的各类材料,以及对材料进行加工的工具，完成无人机的创造，可延展与3d打印机等桌面操作工具融

13、合应用。无人机调试与维护：设备调试与维护为了让学生从零件到整机再到飞行整个过程中系统性的学习，通过软硬件调试，让学生更深入的了解无人机，维护是为了更好的保持设备精度，让飞行更稳定。维护不仅提高的是学生的动手解决问题能力，更能通过学习让学生深入了解无人机的原理，进一步提升学生的自身技能。 一 I W*M Wi*44 4， YHe8:二l17M4,4Q Hl.EZ；k，oc DScce，1 3 28 bJd 1.1 624 B2 ArduCept( 73.21 36b40S):lri1:行的组飞行“t！用的建雷ftSt 槌m笠二羽助用店/座口DX飞行模式期存圉柱令l*tw员ACAO.BM.RTCH

14、L03基本调尊1T度调变YRmAOLL1 RACRO.FXFODA30.5 ,f 标而登封自缰孕的仝4,致哀1比 AOJW.PCRO-RAIMR452110J -li c M4 力*1QH：RO.YAW.PI145110至钟登树无人机检查与维修：故障检测是学生学习必不可少的一项环节，当飞机出现无法正常工作的状况时，借助测试仪器，让学生快速查出故障点，从而判断问题的所在。3）大爱展示储存区大则容之、爱则享之以交流为目的，环绕式设计，保证足够的储存空间与立体浸入式展示效果。用于展示学生作品，配有展示台和展示柜，展示柜主要陈列数量众多的小作品和需要适当保护的作品，展示台陈列作品适合与观众互动，展示区也陈列一些外来作品（经典展品），用于开扩学生眼界，启发学生创新灵感，学生可以在此功能室展示自己的作品，并分享、讲解各自的作品。2 .乐享实操分享区占百分之30乐在其中、享于其真包含：竞赛区，观赛区，分享讨论区可灵活使用的空间设计，可收纳的竞赛区与分享讨论区，充分体现空间复合利用。一方面，可用于室内飞行比赛活动的