资源简介

(共53张PPT)
跨学科主题学习
——无人机互联表演
电子工业版八年级下册
教学目标
1、认识无人机，感受新兴技术在各行各业的应用创新，体会无人机对智能交通、智能灌溉、智能运输的作用。
2、了解无人机系统的组成，以及无人机在物联网各层中工作的原理。
3、小组成员分工合作，分析无人机互联表演的案例，提出自己的新方案。
4、体会信息科技带来的变革，感受科技创新、自主可控的重要性，感受物联网对未来的影响。
新知导入
活动1 初识无人机
新知讲解
无人机是无人驾驶飞机的简称（英文简写：UAV），是一种以无线电遥控或自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。
优点：
（1）体积小；
（2）使用方便；
（3）灵活。
新知讲解
无人机在不同领域的应用案例。
应用领域 应用案例
农业 使用无人机进行施肥或者农药，提高效率。
交通 使用无人机监控侦测道路运行情况，合理规划出行路线。
救援 实现对被困人员通信设备的主动定位， 确认被困人员的位置及身份信息。
通信 使用搭载通信基站的无人机，触发手机接入机载基站网络。
物流 疫情期间利用无人机配送货物，减少人员接触。
练一练
在上述无人机的应用领域中，我们发现无人机有不同的种类，分别是（ ），其中我们选择的无人机是（ ）类别，因为它有（ ）的特点。
练一练
在上述无人机的应用领域中，我们发现无人机有不同的种类，分别是（ 无人直升机、固定翼无人机、多旋翼无人机、无人飞艇、无人伞翼机、扑翼式微型无人机 ），其中我们选择的无人机是（ 固定翼无人机 ）类别，因为它有（ 速度快、机动性强、安全可靠 ）的特点。
活动2 无人机系统的组成
新知讲解
无人机系统组成（英文简写：UAS）。
（1）无人机飞行设备；
（2）地面控制设备；
（3）数据通信设备；
（4）维护设备；
（5）指挥与控制人员；
（6）发射/回收装置。
新知讲解
思维导图绘制无人机系统的组成与控制方式。
练一练
根据无人机系统的组成，在灯光秀的表演现场需要哪些环境。
环境类型 环境要求
练一练
根据无人机系统的组成，在灯光秀的表演现场需要哪些环境。
环境类型 环境要求
地域环境 海拔高度不大于3500米。
地面环境 地面坚硬平整，坡度不大于5%，飞机摆放位置1米范围内无杂草、石块等杂物。
磁场环境 远离输电线、钢结构建筑物、磁/铁矿等磁场异常的环境。
其他环境 起飞前包括起飞后飞行的全范围内，均需要远离高压电线至少200米距离。
新知讲解
无人机的飞行原理。
活动3 通过无人机终端控制无人机飞行
新知讲解
可以通过与智能终端的连接来控制无人机飞行，可以通过网络将无人机摄像头拍摄的画面实时传输到智能终端上，便于从智能终端上观看无人机的位置和飞行状态。
新知讲解
智能终端是利用通信网络，通过移动通信方式进行数据传输，实现远程报警、遥控、遥测等功能。
常见的智能终端设备：
（1）智能手机；
（2）平板电脑；
（3）笔记本电脑；
（4）PAD掌上电脑。
新知讲解
不同数量终端的控制方式。
参数指标 一个终端控制多台无人机 多个终端控制多台无人机
能否成功
稳定性 不好
一般
很好
难度 简单
一般
困难
活动4 通过固定程序控制无人机飞行
新知讲解
多台无人机队形排列实现方式：定点飞行和挑战卡飞行。
无人机系统的控制器（智能开发板）
活动5 定点飞行
新知讲解
起飞降落的程序。
控制一台Tello无人机起飞
上升50厘米
等待3秒后降落
新知讲解
定点起飞的程序。
控制一台Tello无人机起飞
以速度30cm/s飞往定点（100,100,100）
等待3秒后前往指定地点
以速度30cm/s飞往定点（200,100,200）
新知讲解
控制无人机飞行的相关指令。
指令 功能描述
控制无人机的方位飞行，包括向上、向下、向左、向右、向前、向后飞行。
控制无人机顺时针或逆时针旋转，旋转角度的取值范围为1°—360°。
控制无人机翻滚，翻滚方向包括左右前后。
以设定的速度（速度范围：10—100cm/s）飞往定点，以无人机现在的位置为参照，x、y、z分别为目标位置的参数，x、y、z的取值范围为-500—500cm，且三者不能同时处于-20—20cm。
新知讲解
控制无人机飞行的相关指令。
指令 功能描述
停止其他运动并悬停。
控制无人机前、后、左、右、上、下飞行以及旋转、移动时的速度，取值范围均为-100—100cm/s，且绝对值越大，移动速度越快。
横滚 正值—向右 负值—向左
俯仰 正值—向前 负值—向后
高度 正值—向上 负值—向下
偏航 正值—正时针旋转 负值—逆时针旋转
活动6 挑战卡飞行
新知讲解
Tello无人机通过下方的视觉传感器探测并识别不同的挑战卡。
挑战卡共有4张，正、反面为不同的图案，分别标有数字1—8。
Tello无人机的挑战卡
新知讲解
挑战卡图案就是一个三维坐标系，正中心是原点，平面是x/y轴所在的平面。
挑战卡的坐标系
新知讲解
Tello无人机的挑战卡部件及其功能。
挑战卡部件 作用
小火箭 代表该挑战卡在坐标系中的x轴正方向
挑战卡ID 分别为数字1—8，可区分不同的挑战卡
星球 通过探测星球排列图案识别挑战卡ID，并获取该挑战卡在坐标系中的坐标值
新知讲解
无人机在各个挑战卡相应的位置上飞行
新知讲解
通过挑战卡控制无人机飞行的程序。
控制一台Tello无人机起飞
以速度20cm/s飞往1号挑战卡
等待2秒后前往指定地点
以速度20cm/s飞往2号挑战卡
等待2秒后前往指定地点
以速度20cm/s飞往2号挑战卡
等待2秒后降落
活动7 连接智能开发板和无人机
新知讲解
第1步：用USB线连接计算机和智能开发板。
新知讲解
第2步：启动无人机后，计算机查看Tello自建的Wi-Fi名称，利用Tello自建Wi-Fi连接智能开发板和无人机。
第3步：给智能开发板编写程序，通过无线通信控制无人机的起飞、降落、定点飞行等动作。
活动8 无人机联动控制飞行
新知讲解
无人机联动飞行需要设定一台无人机作为主机，其余为副机。
主机负责接收控制台的控制信息，并将计算后的路径传送给副机。
副机根据主机的信息完成飞行，实现无人机路径的统筹规划。
活动9 无人机飞行互联表演
新知讲解
无人机灯光秀表演。
新知讲解
无人机灯光秀表演。
新知讲解
无人机组表演的控制方式。
控制方式 优点 缺点
终端控制 计算量最小，结构非常的简单 不与其他无人机交互
编程控制 计算量较小，实现相对简单 信息交互较少，控制效果较差
联动飞行 交互性强，控制效果最好 计算量大，实现复杂
新知讲解
无人机组表演阵型。
阵型序列 表演内容 无人机数量 动作
1 圆形 4 4台无人机转圈
2 人字 6 按笔画排列出“人”字
活动10 无人机飞行的安全问题
新知讲解
无人机实际应用中存在的安全问题。
（1）导航信号欺骗；
（2）超声波干扰；
（3）无线电链路干扰和欺骗；
（4）ADS-B侦听；
（5）飞行控制软件安全。
新知讲解
无人机的相关法律法规。
（1）《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》：250g以上无人机必须登记注册。
（2）《关于公布民用机场障碍物限制面保护范围的公告》：全国155个机场划设禁飞区。
（3）《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南》：提出无人机驾驶航空器系统标准体系框架。
（4）《无人机围栏》和《无人机云系统接口数据规范》：全球最早出台此类行业标准的国家。
（5）《无人机驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿）》：首次对违规飞行采取具体惩处措施。
课堂练习
1、简述无人机的优点。
2、简述无人机系统组成。
3、无人机组表演的控制方式有哪三种？
课堂练习
1、简述无人机的优点。
答：
（1）体积小；
（2）使用方便；
（3）灵活。
课堂练习
2、简述无人机系统组成。
答：
（1）无人机飞行设备；
（2）地面控制设备；
（3）数据通信设备；
（4）维护设备；
（5）指挥与控制人员；
（6）发射/回收装置。
课堂练习
3、无人机组表演的控制方式有哪三种？
答：
（1）终端控制；
（2）编程控制；
（3）联动飞行。
课堂总结
本次课首先介绍了无人机系统的组成，以及无人机在物联网各层中工作的原理，接着小组成员分工合作，分析无人机互联表演的案例，提出自己的新方案，最后探讨了自主可控的重要性，感受物联网对未来的影响。
板书设计
跨学科主题学习
——无人机互联表演
活动1 初识无人机
活动2 无人机系统的组成
活动3 通过无人机终端控制无人机飞行
活动4 通过固定程序控制无人机飞行
活动5 定点飞行
活动6 挑战卡飞行
活动7 实现无人机编队的效果
活动8 无人机联动控制飞行
活动9 无人机飞行互联表演
活动10 无人机飞行的安全问题
作业布置
1、无人机灯光秀表演使用到哪些工具与平台？
2、无人机灯光秀表演的问题记录与优化。
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin中小学教育资源及组卷应用平台
信息科技 第13课 跨学科主题学习—无人机互联表演教学设计
课题 跨学科主题学习—无人机互联表演 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级下
教材分析 通过情景描述、实践探究、知识拓展和巩固练习等，将信息科技与新方法、新应用有机地结合在一起，帮助学生了解信息科技应用中的科学原理、思维方法、处理过程和工程实现。学生通过对本教材的学习逐步掌握信息科技的相关知识，具备一定的科学精神和科技伦理，提高创新能力，夯实信息社会责任，发挥信息科技课程的独特育人价值，为数字强国培养优秀接班人和建设者。
教学目标 1、信息意识：了解人工智能对信息社会发展的作用,具有自主动手解决问题、掌握核心技术的意识。2、计算思维：在实践应用中,熟悉网络平台中的技术工具、软件系统的功能与应用。。3、数字化学习与创新：在学习过程中,选择恰当的数字设备支持学习,改变学习方式,具备利用信息科技进行自主学习和合作学习的能力。4、信息社会责任：了解自主可控对国家安全以及互联网和物联网未来发展的重要意义。
重点 1、认识无人机，感受新兴技术在各行各业的应用创新，体会无人机对智能交通、智能灌溉、智能运输的作用。2、了解无人机系统的组成，以及无人机在物联网各层中工作的原理。3、小组成员分工合作，分析无人机互联表演的案例，提出自己的新方案。
难点 1、体会信息科技带来的变革，感受科技创新、自主可控的重要性，感受物联网对未来的影响。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 无人机是指没有人搭载的飞行器，也被称为无人机或无人机。由于其高度的机动性和灵活性，无人机在各个领域的应用范围不断扩大。播放短片引出今天的学习内容跨学科主题学习—无人机互联表演。 观看视频思考：无人机的应用领域有哪些？ 激发学生对无人机和自主可控技术的学习兴趣并快速进入学习状态
讲授新课 活动1 初识无人机无人机是无人驾驶飞机的简称（英文简写：UAV），是一种以无线电遥控或自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。优点：（1）体积小；（2）使用方便；（3）灵活。无人机在不同领域的应用案例。练一练在上述无人机的应用领域中，我们发现无人机有不同的种类，分别是（ 无人直升机、固定翼无人机、多旋翼无人机、无人飞艇、无人伞翼机、扑翼式微型无人机 ），其中我们选择的无人机是（ 固定翼无人机 ）类别，因为它有（ 速度快、机动性强、安全可靠 ）的特点。活动2 无人机系统的组成无人机系统组成（英文简写：UAS）。（1）无人机飞行设备；（2）地面控制设备；（3）数据通信设备；（4）维护设备；（5）指挥与控制人员；（6）发射/回收装置。思维导图绘制无人机系统的组成与控制方式。练一练根据无人机系统的组成，在灯光秀的表演现场需要哪些环境。观看视频——无人机的飞行原理。活动3 通过无人机终端控制无人机飞行可以通过与智能终端的连接来控制无人机飞行，可以通过网络将无人机摄像头拍摄的画面实时传输到智能终端上，便于从智能终端上观看无人机的位置和飞行状态。智能终端是利用通信网络，通过移动通信方式进行数据传输，实现远程报警、遥控、遥测等功能。常见的智能终端设备：（1）智能手机；（2）平板电脑；（3）笔记本电脑；（4）PAD掌上电脑。智能终端控制无人机操控性分析。不同数量终端的控制方式。活动4 通过固定程序控制无人机飞行多台无人机队形排列实现方式：定点飞行和挑战卡飞行。活动5 定点飞行起飞降落的程序。定点起飞的程序。控制无人机飞行的相关指令。活动6 挑战卡飞行Tello无人机通过下方的视觉传感器探测并识别不同的挑战卡。挑战卡共有4张，正、反面为不同的图案，分别标有数字1—8。挑战卡图案就是一个三维坐标系，正中心是原点，平面是x/y轴所在的平面。通过挑战卡控制无人机飞行的程序。活动7 实现无人机编队的效果第1步：用USB线连接计算机和智能开发板。第2步：启动无人机后，计算机查看Tello自建的Wi-Fi名称，利用Tello自建Wi-Fi连接智能开发板和无人机。第3步：给智能开发板编写程序，通过无线通信控制无人机的起飞、降落、定点飞行等动作。活动8 无人机联动控制飞行无人机联动飞行需要设定一台无人机作为主机，其余为副机。主机负责接收控制台的控制信息，并将计算后的路径传送给副机。副机根据主机的信息完成飞行，实现无人机路径的统筹规划。活动9 无人机飞行互联表演观看视频——无人机灯光秀表演。无人机组表演的控制方式。无人机组表演阵型。活动10 无人机飞行的安全问题无人机实际应用中存在的安全问题。（1）导航信号欺骗；（2）超声波干扰；（3）无线电链路干扰和欺骗；（4）ADS-B侦听；（5）飞行控制软件安全。无人机的相关法律法规。（1）《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》：250g以上无人机必须登记注册。（2）《关于公布民用机场障碍物限制面保护范围的公告》：全国155个机场划设禁飞区。（3）《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南》：提出无人机驾驶航空器系统标准体系框架。（4）《无人机围栏》和《无人机云系统接口数据规范》：全球最早出台此类行业标准的国家。（5）《无人机驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿）》：首次对违规飞行采取具体惩处措施。练一练1、简述无人机的优点。答：（1）体积小；（2）使用方便；（3）灵活。2、简述无人机系统组成。答：（1）无人机飞行设备；（2）地面控制设备；（3）数据通信设备；（4）维护设备；（5）指挥与控制人员；（6）发射/回收装置。3、无人机组表演的控制方式有哪三种？答：（1）终端控制；（2）编程控制；（3）联动飞行。 通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务。通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务 通过小组合作，加强学生组内团结、共同完成任务锻炼学生自主学习能力锻炼学生的语言组织能力和表达的能力。加强学生查阅资料，自主学习能力
布置作业 1、无人机灯光秀表演使用到哪些工具与平台？2、无人机灯光秀表演的问题记录与优化。 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 本次课首先介绍了无人机系统的组成，以及无人机在物联网各层中工作的原理，接着小组成员分工合作，分析无人机互联表演的案例，提出自己的新方案，最后探讨了自主可控的重要性，感受物联网对未来的影响。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 跨学科主题学习——无人机互联表演活动1 初识无人机活动2 无人机系统的组成活动3 通过无人机终端控制无人机飞行活动4 通过固定程序控制无人机飞行活动5 定点飞行活动6 挑战卡飞行活动7 实现无人机编队的效果活动8 无人机联动控制飞行活动9 无人机飞行互联表演活动10 无人机飞行的安全问题 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑