中小学无人机创客实验室建设实施方案.docx

.空中机器人中小学创客实验室建设方案（初稿）河恒电子科技有限公司20178 月 17 日教育资料创客实验室建设解决方案一、背景空中机器人又叫无人机，近来在军用机器人家族中，无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。近些来，空中机器人从军用走向民用，同时也衍生出多种多样的形态 和用途。目前使用最为广泛的是多旋翼飞器，多旋翼飞器以其简单的结构、超强的机动性、独特的飞方式以及军事和民事领域展现出的巨大应用价值， 引起国内外学者以及科研机构的广泛关注， 并迅速成为目前国际上研究的热点之一，越来越多的人员对其研究以及学习。从教育部获悉，2017 本科院校新增7 个无人机相关专业，从侧面印证无人机业的前瞻性， 无论是现在还是未来无人机智控科技在社会上将掀起一阵新的科技潮。国务院印发新一代人工智能发展规划，规划提出要在中小学阶段设置人工智能相关课程，推动人工智能领域一级学科建设，把高端人才队伍建设作为人工智能发展的重中之重，完善人工智能教育体系等内容。2017 义务教育小学科学课程标准提出，为进一步加强小学科学教育， 从今秋季开始， 小学科学课程起始级调整为一级。并且今国务院印发 新一代人工智能发展规划，其中明确指出应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科，培养复合型人才，形成我国人工智能人才高地。中国 STEM 教育协作联盟倡导的“以人文引领的学科融合性教育是STEAM教育的延伸，将给国内的中小学人工智能学科教育带来新的探和尝试。二、和必要性随着无人机尤其是多旋翼飞器技术的断发展，无人机的用途已经深入各各业， 尤其我国无人机业发展速很快，对于人才的需求急剧增加，据估算，5我国 2018 需要的无人机操作维护人员至少达到 20 万人未来甚至多， 为面对未来人才的急剧需求和面对日新月异的科技变化时代，我国对人工智能基础教育项目的重视越来越大，而国务院印发的新一代人工智能发展规划是提出对中小学人工智能相关教育的战规划， 为培养未来的人工智能人才，人工智能基础教育显得尤为重要，而具体的体现是空中机器人创客实验室。本方案根据中小学自身的特点，结合本公司产品情况进中小学科普课程设 计，实验室设施仅可以满足中小学生对空中机器人有一定系统的认识， 掌握一定的基础论知识， 还能在平时的课程练习中习得飞技能和一定专业的编程知识。从认识到组装，从组装到趣味飞，从趣味飞到功能性任务完成，再到能的升华，整个过程一气呵成可谓一举多得。三、空中机器人创客教育实验室建设目标建设具有自身特色的空中机器人创客教育实验室，以此为依托促进学校的人工智能基础教育发展和锻炼学生的思维能以及对人工智能有一定的认识和学习。教师可以依托实验室的硬件以及技术环境进课程设计和科学论的普及， 进一步促进学校科技智能教育的发展和相关学科课程的升华，促进学校教学能的提升，为学校的教学发展增添一抹科技色。在凭借恒系开源飞控制器系统等相关技术支持环境下，搭建软件、硬件和通信平台，学生在实验教师的指导下，从简单的入门到最后的飞小能手、编程小能手，可以在实验室中实现。另外，近来中小学生竞赛数、种类越来越多，其中空中机器人的有关竞赛也越来越受广大中小学的欢迎，实验室的建设可以完善空中机器人竞赛队员培训和选拔体系，仅能进一步增加学校人工智能教育建设还能培养一批高素质的教师队伍。简单概括创客教育实验室具备一下几点优势：1） 建高水平的空中机器人科普教师团队；2） 建可复制推广的空中机器人知识科普课程体系；3） 促进学生对人工智能和空中机器人的认识；4） 参加各类相关竞赛并争取优异成绩，增强学校的知名。5） 促进学校科技教育相关学科的发展，增加认可。四、实验室方案方案特点1、 空中机器人是嵌入式、传感器、单片机、图像处等一系智能技术的一个具体应用，恒系空中机器人是应用的先者，恒飞二次开发平台具有多种接口。恒科技在自己的空中机器人中各处均体现各种技术的综合应用， 并且在自己的产品中提供各种二次开发的功能均可满足课程设置和学生的学习需要。2、 实验体系搭建的中小学人工智能教育教学需求。无人机创客实验室首先要满足中小学教学的第一需求，所以平台只是简单的硬件组合， 要求所有硬件驱动畅通的前提下，既能满足人工智能知识方面的教学需要，又能满足学生在学习后能提升的渴求， 恒本着服务于教育， 提高学生品质的宗旨，解中小学教学需求，强调软硬兼顾，综合发展。3、空中机器人是一个多学科的综合应用体现，也是体现团队合作能的一个重要平台。既有硬件的基础也要有软件的配合，相辅相成，缺一可。打造具有自身学校特色的教师团队和学生团队，既解决学校人工智能相关学科科技教育的需要，也为未来学生的发展奠定一定的基础。一、实验室的区域及功能1） 自主设计区提供所有的部件，同时配备 3D 打印机，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，也可以自设计部分外观和结构，通过 3D 打印技术实现。通过组装让学生熟悉无人机结构与原，解相关组成部件。2） 组装与调试区将组装好的飞机进参数设置和校准，按照手册对机架、电池、旋桨、电机、电调、飞控制器以及遥控器等进维护，提高学生对飞机的进一步认识和对自身能的提升。当飞器出现鼓掌无法正常工作时， 学生借助相关测试仪器和平台提供的相关手册，快速判断出故障位置并进响应修， 突出锻炼学生的动手和以及逻辑思维的能，形成自己发现问题，自己解决问题的工作态。3） 测试飞区对设计好的空中机器人，进试飞和飞调试，观察姿态和相关飞参数， 从而优化飞性能。4) 能提升区通过实验室提供的开源飞控制器系统和其他解决方案， 恒提供相配套的课程和任务，学生可以针对课程任务进二次开发， 用自己学到的编程基础知识相互配合，团结合作，达到一定的任务目的，提高自己对编程和人工智能之间具象的认识，同时也可以在此区域为竞赛进功能设计， 提高学生的思维逻辑能。二、实验室的软/硬件配置名称数备注探者微型无人机30含备件视觉追踪无人机2无人机起平台车23D 打印机2工业级3D 打印耗材干多功能工具箱2投影仪1多功能试验场地无人机地面站1/含多种场景图形化编程软件/使用权教材30模拟飞软件30教师培训/以上方案均可以按照客户需求定制