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八级下册信息技术教学设计
课题 《跨学科主题活动 无人机创新应用》第2课时 单元 四单元 学科 信息技术 年级 八年级
学习目标 【核心素养】信息意识：能主动关注无人机飞行实施、程序设计与互联表演的核心要点，清晰认知场地搭建、程序编写、调试优化的内在逻辑，养成规范操作、主动探究、及时总结的习惯，深化科技赋能实践、细节决定成败的信息意识。计算思维：能结合无人机飞行原理和编程基础，拆解无人机飞行、动态表演、互联飞行的完整流程，能根据飞行路线绘制流程图、编写简易程序，能分析调试中的问题并提出改进方案，提升逻辑拆解、程序设计、问题解决的核心能力。数字化学习与创新：能熟练运用编程软件（图形化或Python等）设计无人机飞行程序，能借助无人机飞行平台完成程序调试，能小组协作优化无人机动态表演方案和互联编队流程，能结合项目评价标准完善作品，提升数字化实践、合作创新和优化迭代的能力。信息社会责任：严格遵守《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，规范搭建飞行场地、开展飞行活动，树立安全飞行、合规操作的责任意识，在小组协作中强化责任担当、沟通协调和团队管理能力，养成严谨细致、精益求精的实践态度，践行科技向善、安全第一的理念。【教学目标】知识与技能：1.掌握无人机飞行场地搭建的方法，能结合校园地理环境和气候条件，选择安全合规的飞行区域并记录相关信息；2.学会根据飞行路线绘制流程图，能运用编程软件编写简易无人机飞行程序，掌握程序调试的基本方法；3.理解无人机动态飞行和互联表演的核心流程，能分解表演环节、设计对应程序并完成调试；4.掌握无人机互联飞行的编队集结、编队保持、编队重构三大环节，能参与项目自评与优化，提升实践操作和团队协作能力。过程与方法：延续无人机项目工程师主线，采用任务驱动+实践操作+小组协作的教学方式，结合教材图示讲解、案例拆解、动手编程、调试优化、自评互评、教师点拨，引导学生从场地搭建到程序设计，从单机飞行到多机互联，逐步掌握第2课时核心知识点，提升实践操作和问题解决能力。情感、态度与价值观：激发学生对无人机编程和实践操作的探索热情，感受编程技术与无人机应用的结合魅力；培养学生严谨细致、精益求精的实践态度，强化责任担当和团队协作意识；引导学生在实践中发现问题、解决问题，体会反复调试、不断优化的科学精神，树立科技实践、青春有为的理想信念，感受跨学科融合在科技应用中的价值。
重点 无人机飞行场地的规范搭建；无人机飞行流程图的绘制和简易程序编写；无人机程序调试的基本方法；无人机互联飞行的核心流程（编队集结、编队保持、编队重构）。
难点 根据飞行路线精准绘制流程图并编写对应程序；排查程序调试中的常见问题（如动作不同步、相互碰撞）并提出合理改进方案；理解无人机互联表演的编队逻辑，实现多机协同飞行的程序设计与调试；结合项目评价标准完成自评与方案优化。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
教学设计教学设计教学设计 一、新课导入1、情景展示上节课，我们化身无人机项目工程师，完成了科技活动月无人机互联表演的需求分析和方案框架设计，相当于把蓝图画好了。但大家要知道，光有蓝图可不行，就像我们画好了一栋房子的设计图，不打地基、不砌墙，永远也住不上新房子。同理，我们设计好的无人机表演方案，要想真正实现，还得解决三个核心问题：在哪里飞、怎么让无人机按我们的想法飞、多架无人机怎么协同飞不打架。上节课结束时，我让大家小组讨论规划了飞行场地，还查阅了安全规范，相信大家都有了初步的思路。2、揭示课题今天，我们就正式进入实战落地环节，继续当好无人机项目工程师，手把手教大家搭建安全合规的飞行场地、编写精准的飞行程序、调试出完美的飞行效果，还要解锁无人机互联表演的核心技能，让我们的无人机从纸上谈兵变成空中舞者。接下来，我们就一起走进《跨学科主题活动无人机创新应用》第2课时，开启无人机实践操作之旅！二、新课讲授（18分钟）作为无人机项目工程师，实践操作的第一步，就是为我们的无人机找一个安全家园——搭建规范的飞行场地。大家可别小看场地搭建，这可是无人机安全飞行的第一道防线，要是场地选不好，不仅无人机可能炸机，还可能带来安全隐患，所以这一步必须严谨细致。教材里给我们明确了场地搭建的要求，大家打开教材，参考图4-4，我们一起来拆解一下。首先，场地选择有两个核心要求：一是校园内空旷、安全的区域，二是要符合《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》的规定。什么是空旷安全？简单说，就是没有高大建筑物、没有电线电缆、没有人群聚集，地面平整，不会让无人机起飞后撞到障碍物。除此之外，我们还要分析校园的地理环境和气候条件，比如操场的哪个区域没有树木遮挡，哪个时间段风力较小，这些都会影响无人机的飞行效果。同时，一定要提前了解当地的禁飞区域，校园里的教学楼、图书馆周边可能属于管制区域，绝对不能在这些地方飞行，这是我们作为项目工程师必须遵守的底线。场地选好后，我们还要做好两件事：一是搭建简易的飞行区域标识，比如用锥形桶划分出起飞区、飞行区、降落区，避免无关人员进入；二是填写场地信息记录表，把场地的面积、周边环境、障碍物分布、气候影响等信息详细记录下来，方便后续调试和优化。这一步就像我们盖房子前，要把地基的情况记录清楚，确保后续施工顺利。解决了在哪里飞的问题，接下来就是核心环节——让无人机听话，也就是无人机飞行程序设计。大家有没有想过，无人机为什么能按照我们的想法飞行？其实秘密就在于程序，程序就相当于无人机的大脑，我们给它下达什么指令，它就会执行什么动作。教材里给我们举了一个例子：无人机从正方形的某一顶点出发，完成一个正方形飞行图案，大家可以参考图4-5的飞行路线图。要编写这个程序，第一步不是直接写代码，而是绘制流程图，参考图4-6，把无人机的飞行过程一步步拆解开，比如起飞→向前飞行5米→左转90度→向前飞行5米→左转90度→重复两次→降落，这样编写程序时才会条理清晰，不容易出错。至于编程方式，大家不用紧张，教材里也说了，不同型号的无人机可以选择不同的方式。基础薄弱的同学，可以选择图形化编程软件，就像搭积木一样，把飞行指令拖拽组合起来，简单又好操作；有编程基础的同学，可以尝试用Python、C++等编程语言编写代码，更能体现大家的专业能力。不管用哪种方式，核心都是按照流程图，把飞行指令准确无误地编写进去。程序编写完成后，就到了最关键也最容易翻车的环节——无人机飞行程序调试。大家要记住，没有一次性就能成功的程序，就像我们写作业，难免会有错题，调试程序就是改正错题的过程。我们要把编写好的程序导入无人机，在搭建好的场地里试飞，观察无人机的飞行状态，看看它是不是按照我们设计的路线飞行，有没有偏离方向、动作卡顿等问题。如果出现问题，我们就要及时排查原因，比如无人机飞行路线偏离，可能是程序里的飞行距离设置错了；动作不连贯，可能是指令之间没有设置停顿时间。我们可以参考教材里的调试记录表，把出现的问题、改进的方法、是否解决都记录下来，反复调试，直到无人机能完美完成飞行任务。这里给大家提个小技巧，调试时可以先降低飞行高度，避免无人机损坏，这可是老工程师的经验哦。掌握了单机飞行的场地搭建、程序设计和调试，接下来我们就要解锁更高级的技能——无人机动态飞行和互联表演。无人机动态飞行，就是结合我们上节课设计的表演方案，把表演环节拆解开来，为每个环节设计对应的程序。教材里给我们设计了一个表格，让我们分解表演环节，比如环节1呈现届数、环节2显示主题、环节3显示校徽，每个环节都要明确功能、绘制流程图、编写程序。大家可以结合自己小组的表演方案，把每个环节的动作、时间、路线都规划清楚，比如呈现校徽时，无人机要怎么排列队形，每个动作持续多久，都要在程序里设置好。而无人机互联表演，核心就是多架无人机协同飞行，不会相互碰撞、动作同步。教材里告诉我们，无人机互联飞行的流程主要分为三个部分：编队集结、编队保持和编队重构，大家可以参考图4-7。简单来说，编队集结就是多架无人机从不同位置集合到一起，形成预设队形，结束后再解散；编队保持就是无人机编队朝着任务区飞行，飞行过程中保持队形不变，完成任务后再返回；编队重构就是飞行过程中，根据表演需求动态调整队形，比如从校徽队形变成主题文字队形。这里要提醒大家，无人机互联飞行的程序设计，要重点关注同步性，比如所有无人机要同时起飞、同时调整动作、同时降落，避免出现有的快、有的慢，导致相互碰撞的情况。如果出现碰撞、动作不同步等问题，我们就要参考调试记录表，分析是程序指令设置问题，还是无人机信号干扰问题，及时改进优化。最后，我们还要掌握项目评价的方法。教材里给我们设计了自评表，从参与度、团队合作等方面进行评价，大家可以根据自己在项目中的表现，给自己打分，同时发现自己的不足，比如程序调试能力不够、团队协作不够默契，然后针对性地完善优化，让我们的表演方案变得更完美。三、拓展延伸（7分钟）刚才我们已经掌握了第2课时的核心技能，从场地搭建到程序设计，从单机调试到多机互联，大家都已经具备了无人机项目工程师的实战能力。接下来，我们就进入实战闯关环节，完成三项核心任务，顺利通关的小组，就能获得优秀无人机项目工程师荣誉贴纸，还有额外奖励哦！实战任务一（场地搭建与记录）：以小组为单位，结合教材图4-4和上节课规划的场地，完善无人机飞行场地搭建方案，明确场地的起飞区、飞行区、降落区，绘制场地示意图，填写场地信息记录表，重点标注周边障碍物、气候影响和安全注意事项，确保场地合规、安全。实战任务二（程序设计与调试）：结合教材中的正方形飞行示例，绘制飞行流程图，选择合适的编程方式（图形化或Python）编写飞行程序，然后在模拟飞行平台上进行调试，填写程序调试记录表，解决飞行过程中出现的问题（如路线偏离、动作卡顿），确保无人机能完美完成正方形飞行任务。实战任务三（互联表演环节拆解）：结合小组上节课设计的无人机表演方案，拆解表演环节，填写教材中的表演环节表格，明确每个环节的功能、绘制流程图、初步设计程序框架，重点考虑多机互联的同步性，梳理可能出现的问题及改进思路，为后续多机调试做好准备。给大家5分钟时间，小组合作完成这三项任务，分工要明确：1人负责完善场地搭建方案、填写场地信息记录表；2人负责绘制流程图、编写程序并调试，填写调试记录表；1人负责拆解表演环节、填写表演环节表格，确保人人有事做、事事有人管。一会儿每个小组派代表上台展示任务成果，操作规范、成果完善的小组，每位成员都能获得优秀无人机项目工程师荣誉贴纸。大家要注意，场地搭建要严格遵守安全规范，不能选择管制区域；程序设计要贴合流程图，指令设置要准确；调试时要耐心细致，认真记录问题和改进方法；表演环节拆解要贴合小组方案，突出互联同步的核心要求，不要敷衍了事。（学生小组合作完成实战任务，教师巡视指导，及时解决学生操作中的疑问，引导学生结合教材知识点，完善任务成果，强调安全操作和程序调试的重要性）四、课堂小结（3分钟）时间到，各个小组的实战闯关任务都完成得非常出色，大家不仅规范完成了场地搭建和信息记录，还成功编写并调试了飞行程序，拆解了互联表演环节，真正展现了无人机项目工程师的实战能力，恭喜所有小组，尤其那些操作规范、成果完善的小组，成功获得优秀无人机项目工程师荣誉贴纸！现在，我们一起回顾一下今天的实战之旅，梳理我们学到的核心知识：首先，我们掌握了无人机飞行场地的搭建方法，知道要选择空旷安全、合规的区域，做好标识和信息记录；然后，我们学会了根据飞行路线绘制流程图，能用合适的编程方式编写飞行程序，掌握了程序调试的基本方法，知道反复调试、不断优化是成功的关键；接着，我们理解了无人机动态飞行和互联表演的核心流程，学会了拆解表演环节、设计对应程序，掌握了多机互联的编队逻辑；最后，我们了解了项目评价的方法，知道要通过自评发现不足、完善方案。通过今天的学习，大家要牢记：无人机实践操作，既要严谨规范，又要耐心细致；既要掌握核心技能，又要学会解决问题。作为无人机项目工程师，我们不仅要会设计方案，更要会动手实践，把蓝图变成现实。希望大家课后继续完善程序和表演方案，下节课我们一起进行多机互联调试，为学校科技活动月的无人机表演做好充分准备。五、作业布置（2分钟）实战闯关结束，但我们的无人机项目落地任务还在继续，今天的作业就是三项课后实战任务，大家一定要认真完成，不能辜负优秀无人机项目工程师的称号哦：完善小组的飞行场地搭建方案和场地信息记录表，结合校园实际，再次排查场地安全隐患，补充气候条件对飞行的影响及应对措施，确保场地完全符合安全规范和条例要求。完善正方形飞行的程序设计和调试记录表，尝试优化程序，比如增加飞行速度调整、动作停顿等指令，同时结合小组表演方案，完成至少一个表演环节的完整程序编写和调试，确保程序能正常运行。完成项目自评表，结合今天的实战表现，客观评价自己的参与度、实践能力和团队协作情况，找出自己的不足，提出改进计划；同时小组讨论，完善无人机互联表演的编队流程和程序框架，梳理多机调试可能出现的问题及解决方案。注意，作业要认真、规范，表格填写要条理清晰、内容完整，程序编写要准确无误，自评要客观真实，不要敷衍了事。另外，大家课后可以借助模拟飞行平台，多练习程序调试，熟悉无人机操作，不然会被收回优秀无人机项目工程师荣誉贴纸，还要重新完成作业哦！六、板书设计跨学科主题活动无人机创新应用一、实现无人机飞行1.场地搭建：空旷安全、合规（条例）、记录信息2.程序设计：绘流程图→编程序（图形化/Python）3.程序调试：试飞→找问题→改程序→再试飞二、无人机动态飞行1.确定方案→拆解环节→设计程序2.调试重点：同步性、防碰撞三、无人机互联表演（核心）编队集结（形成+解散）→编队保持（飞行+返回）→编队重构四、项目评价：自评反思→完善优化五、工程师准则：规范操作、耐心调试、协作创新、安全第一 观看思考；表达学习学习学习交流讨论操作实践了解操作练习交流；分享操作练习交流表达交流表达练习交流表达交流表达练习 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；培养表达能力培养倾听习惯增加知识面拓展知识面培养表达能力学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。培养倾听习惯培养动手能力培养表达能力培养学生举一反三、学习迁移的能力；培养表达能力拓展思维鼓励学生尝试完成操作练习培养表达能力培养归纳总结能力培养自主学习能力
教学反思 本节课作为《跨学科主题活动无人机创新应用》的第2课时，紧扣教材核心知识点，延续无人机项目工程师主线，以实战落地为核心，采用任务驱动+实践操作的教学方式，贴合八年级学生的兴趣特点和认知规律，语言幽默通俗、接地气，将抽象的程序设计、编队流程转化为学生可动手操作的任务，整体课堂氛围活跃，学生参与积极性高，能主动投入到小组协作和实践操作中，有效达成了预设的核心素养目标和教学目标。亮点方面：一是导入衔接自然，以上节课的方案设计为铺垫，用盖房子的类比，快速引出本节课实战落地的核心任务，贴合学生认知，激发学生实践兴趣；二是知识讲解细致易懂，结合教材图示，拆解场地搭建、程序设计、调试优化、互联编队的每一个步骤，结合学生熟悉的写作业改错搭积木等类比，降低理解难度，同时突出实践操作的重点，贴合八年级学生的接受能力；三是实战任务设计贴合教材，紧扣本节课核心知识点，从单机到多机、从基础到进阶，层层递进，让学生在实践中掌握技能，同时融入安全规范教育和问题解决能力培养，落实信息社会责任核心素养；四是评价方式贴合主题，以实战闯关和荣誉贴纸激励学生，增强学生的成就感和参与感，引导学生主动承担实践责任，培养严谨细致的态度。不足方面：一是程序设计环节，部分学生对流程图的绘制不够规范，逻辑不够清晰，导致编写的程序出现指令混乱、路线错误等问题；二是程序调试环节，部分学生缺乏耐心，遇到问题后不知道如何排查原因，过度依赖教师指导，自主解决问题的能力不足，同时部分学生对调试中常见问题（如信号干扰、电量不均、定位漂移）的应对方法掌握不够熟练；三是互联表演编队流程的讲解不够直观，部分学生对编队集结、编队保持、编队重构的逻辑理解不够透彻，难以结合表演方案拆解环节、设计程序；四是时间分配不够合理，程序设计和调试环节耗时较长，导致互联表演环节的实战时间不足，部分小组未能完成表演环节拆解任务。改进措施：下次教学中，可提前准备流程图模板，在新课讲授环节增加流程图绘制示范，引导学生规范绘制；加强程序调试的引导，结合教材调试记录表和常见问题解决方案，举例说明如何排查和解决程序错误，同时鼓励学生自主尝试、大胆探索，培养自主解决问题的能力，补充信号干扰、定位漂移等常见问题的应对技巧；借助无人机互联飞行的短视频或模拟演示，直观展示编队流程，帮助学生理解编队逻辑；优化时间分配，提前预设程序设计和调试的时间，合理把控各环节进度，预留充足的时间让学生完成互联表演环节拆解任务，确保各项任务有序推进。此外，课后可布置拓展任务，让学生分组练习多机互联模拟调试，熟悉编队流程和程序设置，同时鼓励学生主动查阅无人机编程相关资料，提升编程能力，结合项目自评表，针对性地改进自身不足。同时，关注学生个体差异，对编程基础薄弱的学生进行针对性指导，帮助其掌握图形化编程的基本方法，确保人人参与、人人有收获，真正实现实践出真知、创新促成长的教学目标，让学生在实践中提升实践操作、问题解决和团队协作能力，感受科技的魅力和价值。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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