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第15课 无人机飞行
课题 第15课 无人机飞行 单元 第三单元 学科 信息技术 年级 九年级
教材分析 本教材深入分析了无人机的运行原理，并结合实践案例，引导学生以等边三角形飞行图案为任务，掌握无人机的基本操作和飞行控制技术。教材内容详实、逻辑清晰，既注重理论知识的传授，又强调实践技能的培养，为学生提供了全面、系统的无人机学习体验。
学习目标 实践意识：深入了解无人机的飞行原理，包括空气动力学、飞行控制系统的工作原理等。了解无人机的基本构造和飞行机制，为后续的实践操作奠定坚实的理论基础。掌握利用编程技术控制无人机的飞行轨迹、执行特定任务的能力。通过组织无人机操作实践活动，使学生将理论知识与实际操作相结合，提升实践意识和动手能力。社会责任：理解在使用无人机时应遵守的法律法规和道德规范，尊重他人的隐私和权益，关注环境保护和社会公益。鼓励学生利用无人机技术为社会做出贡献，积极参与社会服务和公益活动。
重点 无人机的运行原理无人机基本操作与控制
难点 飞行控制技术的精准应用故障诊断与应对
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过视频播放，让学生了解无人机的飞行原理提出思考问题无人机的工作原理是什么 无人机是如何保证安全飞行的 观看无人机的飞行原理科普视频学生讨论问题，举手回答问题 帮助学生了解无人机的飞行原理,对今日所学内容有个基础了解。通过头脑风暴的方式让学生自主查阅资料讨论内容 了解无人机的工作原理。打开课堂
讲授新课 无人机飞行，首先由地面飞行控制系统发送飞行信息和指令，其次由无人机上配置的控制器接收地面飞控系统的信息和指令，最后由无人机的电机和螺旋桨等部件做出飞行动作，实现平稳飞行。无人机的飞行动作可通过编程进行控制，实现无人机的智能飞行。一、无人机飞行原理常见的民用无人机是由电机带动螺旋桨旋转产生升力而飞起来的。根据牛顿第三定律，相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。如四旋翼无人机，当飞机四个旋桨的升力之和等于飞机所受总重力时，飞机就可以悬停在空中了。图15-1为四旋翼无人机的示意图，背景中的三角形红箭头表示飞机的机头朝向，螺旋桨M1、M3的旋转方向为逆时针，螺旋桨M2、M4的旋转方向为顺时针。飞行时，M2、M4所产生的逆时针反作用力和M1、M3产生的顺时针反作用力相抵消，飞机机身就可以保持平稳的姿态飞行。图15-1四旋翼无人机示意图亲身体验尝试用无人机或者在学习平台体验无人机飞行，比如直线前进或倒退飞行、升高或下降飞行、转弯飞行等，感受无人机飞行的简单操作。二、无人机飞行实践无人机飞行实践:无人机以等边三角形的一个顶点为起点，起飞后沿边飞行，最终完成等边三角形飞行图案。飞行路线图如图15-2所示。图15-2无人机飞行路线图1. 问题分析由于等边三角形的三个内角均为60°，所以每完成一个边长的飞行后，需要控制无人机顺时针旋转120°后继续飞行100cm，直到完成等边三角形的飞行任务。以顺时针飞行为例设计无人机飞行路线，具体执行过程分析如下:①无人机起飞;②前进100cm;③右转120°;4前进100cm;⑤右转120°;⑥前进 100cm;⑦降落。2.设计流程图确定好飞行航线后，为了使编写的程序条理更清晰，可将具体执行过程绘制成流程图，如图15-3所示。图15-3顺时针飞行等边三角形的流程图亲身体验如果逆时针飞行，偏转角度该设置成多少呢 3.项目实施不同型号的无人机可以选择不同的方式进行程序编写，可选择C、C++、Python等编程语言，也可选择图形化编程软件。不论选择何种方式进行程序编写，其思路基本一致，可根据表15-1准备和实施。表15-1 项目实施方案 实施项目实施内容提示场地搭建在地面构建一个边长为100cm的等边三角形试飞场构建等边三角形时，最好能够标注出三个顶点和边线程序设计程序可以参照设计的流程图进行程序编写设置编程模块参数时要考虑可能产生的误差调试采取逐段编程调试的方法进行调试，以提高调试效率运行程序时要选择空旷的场地，避免碰撞温馨提示无人机飞行注意事项(1) 禁止无人机在超过限定高度的空城飞行。(2) 禁止无人机在人口或建筑物密集地区飞行。(3) 使用无人机进行拍摄时务必尊重他人的隐私权。(4) 禁止无人机搭载任何违法危险物品飞行。(5) 禁止无人机在机场、政府大楼、交通要道、军事设施等法律规定的禁飞区飞行。(6) 确保无人机飞行时不会对载人飞行器造成影响，切勿在载人飞行器附近飞行，必要时立即降落(7) 确保无人机在操控者的视线范围内飞行，若有必要可安排观察员监控无人机的位置。(8) 无人机飞行前要确保飞行的区域是被法律允许的，依据法律法规，飞行前需要了解禁飞区。禁飞区指某一领地的上空禁止任何未经特别申请许可的飞行器飞入或飞越的空域亲身体验 设计一张正六边形的路线图，标注出起点和终点，设计其流程图并用程序控制无人机按路线图完成飞行。 学生认真学习并掌握相关知识，了解无人机的飞行原理和实践操作实践操作无人机飞行认真学习和了解熟记操作无人机飞行时的注意事项 了解无人机的飞行原理和实践操作提升学生动手能力培养学生的安全责任意识
课堂练习 随堂练习1.通过无人机飞等边三角形和正六边形航线两个实例，探究有关无人机飞正n边形偏转角度的问题。2.设计一张圆形的路线图，标注出起点和终点，设计其流程图，用程序控制无人机实现飞圆。 通过查阅百度或其它资料，回答随堂练习答案 锻炼学生查阅资料分析总结、信息处理、演讲表达等能力
课堂小结 本节课我们深入学习了无人机的运行原理，并通过实践操作，成功实现了以等边三角形顶点为起点，沿边飞行并最终完成等边三角形飞行图案的任务。我们掌握了无人机飞行控制的关键技术，体验了无人机在实际应用中的灵活性和精准性。通过这次实践，我们不仅加深了对无人机技术的理解，也提升了实践操作能力。这堂课程为我们今后进一步探索无人机技术打下了坚实的基础。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，加强逻辑思维和语言表达能力
板书 无人机飞行知识点一、无人机的运行原理二、无人机飞行实践随堂练习1.通过无人机飞等边三角形和正六边形航线两个实例，探究有关无人机飞正n边形偏转角度的问题。2.设计一张圆形的路线图，标注出起点和终点，设计其流程图，用程序控制无人机实现飞圆。 根据知识点学习相应内容，完成相应随堂练习 明确教学内容及重点和难点
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第15课 无人机飞行
浙教版九年级上册
内容总览
教学目标
01
新知导入
02
新知讲解
03
随堂练习
04
拓展延伸
05
课堂总结
06
目录
教学目标
实践意识：
深入了解无人机的飞行原理，包括空气动力学、飞行控制系统的工作原理等。了解无人机的基本构造和飞行机制，为后续的实践操作奠定坚实的理论基础。
掌握利用编程技术控制无人机的飞行轨迹、执行特定任务的能力。
通过组织无人机操作实践活动，使学生将理论知识与实际操作相结合，提升实践意识和动手能力。
教学目标
社会责任：
理解在使用无人机时应遵守的法律法规和道德规范，尊重他人的隐私和权益，关注环境保护和社会公益。
鼓励学生利用无人机技术为社会做出贡献，积极参与社会服务和公益活动。
新知导入
我们了解了无人机的组成和应用，今天我们来看看无人机的运行原理吧。先通过视频了解一下吧
新知导入
新知导入
无人机的工作原理是什么
无人机是如何保证安全飞行的
新知导入
我们熟悉的语音识别和图像识别在应用中存在以下安全隐患：
首先，无人机通过螺旋桨或喷气发动机产生的推力来提供升力和推进力。螺旋桨的旋转产生空气流动，使得机身产生向上的升力，并且可以通过控制螺旋桨的旋转速度来调整升力的大小，从而实现飞行姿态的调整和平稳飞行。
其次，电子控制系统负责实时采集和处理飞行姿态、地面距离、速度等传感器数据，并发送指令控制无人机的动作。当无人机需要向前飞行时，电子控制系统将调节螺旋桨的旋转方向和速度，产生向前的推力。
新知导入
我们熟悉的语音识别和图像识别在应用中存在以下安全隐患：
无人机保证安全飞行主要依靠以下几个方面：
02
03
·
04
精确的导航与定位
飞行前的检查与校准
避障系统
01
05
先进的飞行控制系统
飞行员的技能与经验
新知讲解
相关知识
无人机飞行的原理
无人机编程的一般过程
新知讲解
无人机飞行，首先由地面飞行控制系统发送飞行信息和指令，其次由无人机上配置的控制器接收地面飞控系统的信息和指令，最后由无人机的电机和螺旋桨等部件做出飞行动作，实现平稳飞行。无人机的飞行动作可通过编程进行控制，实现无人机的智能飞行。
新知讲解
常见的民用无人机是由电机带动螺旋桨旋转产生升力而飞起来的。根据牛顿第三定律，相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。如四旋翼无人机，当飞机四个旋桨的升力之和等于飞机所受总重力时，飞机就可以悬停在空中了。
一、无人机飞行原理
新知讲解
图15-1为四旋翼无人机的示意图，背景中的三角形红箭头表示飞机的机头朝向，螺旋桨M1、M3的旋转方向为逆时针，螺旋桨M2、M4的旋转方向为顺时针。飞行时，M2、M4所产生的逆时针反作用力和M1、M3产生的顺时针反作用力相抵消，飞机机身就可以保持平稳的姿态飞行。
一、无人机飞行原理
图15-1四旋翼无人机示意图
亲身体验
尝试用无人机或者在学习平台体验无人机飞行，比如直线前进或倒退飞行、升高或下降飞行、转弯飞行等，感受无人机飞行的简单操作。
温馨提示
在虚拟环境中，只要偏转的角度确定，无人机就能按照预设进行飞行。在现实生活中，由于电机生产工艺、电池电量、风等因素，无人机不一定能按照程序完成飞行任务。
新知讲解
无人机飞行实践:无人机以等边三角形的一个顶点为起点，起飞后沿边飞行，最终完成等边三角形飞行图案。飞行路线图如图15-2所示。
二、无人机飞行实践
图15-2无人机飞行路线图
新知讲解
1. 问题分析
由于等边三角形的三个内角均为60°，所以每完成一个边长的飞行后，需要控制无人机顺时针旋转120°后继续飞行100cm，直到完成等边三角形的飞行任务。以顺时针飞行为例设计无人机飞行路线，具体执行过程分析如下:
二、无人机飞行实践
新知讲解
①无人机起飞;
②前进100cm;
③右转120°;
4前进100cm;
⑤右转120°;
⑥前进 100cm;
⑦降落。
二、无人机飞行实践
新知讲解
2.设计流程图
确定好飞行航线后，为了使编写的程序条理更清晰，可将具体执行过程绘制成流程图，如图15-3所示。
二、无人机飞行实践
图15-3顺时针飞行等边三角形的流程图
亲身体验
如果逆时针飞行，偏转角度该设置成多少呢
新知讲解
3.项目实施
不同型号的无人机可以选择不同的方式进行程序编写，可选择C、C++、Python等编程语言，也可选择图形化编程软件。不论选择何种方式进行程序编写，其思路基本一致，可根据表15-1准备和实施。
二、无人机飞行实践
新知讲解
二、无人机飞行实践
表15-1 项目实施方案
实施项目 实施内容 提示
场地搭建 在地面构建一个边长为100cm的等边三角形试飞场 构建等边三角形时，最好能够标注出三个顶点和边线
程序设计 程序可以参照设计的流程图进行程序编写 设置编程模块参数时要考虑可能产生的误差
调试 采取逐段编程调试的方法进行调试，以提高调试效率 运行程序时要选择空旷的场地，避免碰撞
温馨提示
无人机飞行注意事项
(1) 禁止无人机在超过限定高度的空城飞行。
(2) 禁止无人机在人口或建筑物密集地区飞行。
(3) 使用无人机进行拍摄时务必尊重他人的隐私权。
(4) 禁止无人机搭载任何违法危险物品飞行。
(5) 禁止无人机在机场、政府大楼、交通要道、军事设施等法律规定的禁飞区飞行。
温馨提示
(6) 确保无人机飞行时不会对载人飞行器造成影响，切勿在载人飞行器附近飞行，必要时立即降落
(7) 确保无人机在操控者的视线范围内飞行，若有必要可安排观察员监控无人机的位置。
(8) 无人机飞行前要确保飞行的区域是被法律允许的，依据法律法规，飞行前需要了解禁飞区。禁飞区指某一领地的上空禁止任何未经特别申请许可的飞行器飞入或飞越的空域，
亲身体验
设计一张正六边形的路线图，标注出起点和终点，设计其流程图并用程序控制无人机按路线图完成飞行。
随堂练习
1.通过无人机飞等边三角形和正六边形航线两个实例，探究有关无人机飞正n边形偏转角度的问题。
2.设计一张圆形的路线图，标注出起点和终点，设计其流程图，用程序控制无人机实现飞圆。
拓展延伸
我们知道了无人机原理，那么我们来学习一下无人机的操作吧
拓展延伸
课堂总结
本节课我们深入学习了无人机的运行原理，并通过实践操作，成功实现了以等边三角形顶点为起点，沿边飞行并最终完成等边三角形飞行图案的任务。我们掌握了无人机飞行控制的关键技术，体验了无人机在实际应用中的灵活性和精准性。通过这次实践，我们不仅加深了对无人机技术的理解，也提升了实践操作能力。这堂课程为我们今后进一步探索无人机技术打下了坚实的基础。
板书设计
无人机飞行
知识点
一、无人机的运行原理
二、无人机飞行实践
随堂练习
1.通过无人机飞等边三角形和正六边形航线两个实例，探究有关无人机飞正n边形偏转角度的问题。
2.设计一张圆形的路线图，标注出起点和终点，设计其流程图，用程序控制无人机实现飞圆。
谢谢
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