加载中…无人机技术应用 新专业课程与实训建设方案
(2017-12-29 11:33:42)
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高校教学实训台物联网无人机 |
建设定位：专业实训/实验设施国内一流，课程资源平台国内一流, 技术领先，由一流高校支撑专业师资培养和发展, 并根据教育部全国航空职业教育行业指导委员会无人机应用专业标准配置课程和实训方案.
第一部分.课程开发建设方案
以面向社会新兴职业岗位,面向创新、兴趣驱动、综合运用科学、技术、工程、数学等多学科知识为目的来设计课程和项目载体。首期建设先以无人机制作,装配调试,任务载荷,飞行操控作为课程开发和实训项目的主题，建立无人机体验飞行、DIY装配调试与飞行、无人机设计与竞技飞行
无人机飞行体验(课程):新入学学生及对当地的中小学生进行航空科普无人机知识培训，体验飞行乐趣，激发航空兴趣。
低空无人机组装与飞行(课程):认知无人机组成与工作原理，通过看图组装无人机学习无人机的设计和工作原理，并体验DIY飞行乐趣。
无人机设计制作与飞行竞技(课程+活动)：针对二年级以上学生，学习开源飞控系统和开源无人机设计制作和编程技术（结合3D打印技术、CNC技术、创客实验室），自己设计或打印部分飞机零部件，并进行飞行比赛。
教师专业培训课程(定制课程)：根据学校提出的具体需求和本校教师的特点，定制开发教师专项培训项目，并利用北航国内最全面的无人机科研和教学资源建设校本教学资源支持系统.
2.课程目标
由于无人机集成了机械、电子、信息、控制最前沿技术成果，知识覆盖面很广，制作技能上对设备的要求不高，同时受到社会的关注，无人机飞行器课程的可以达到如下目标：
（1）带动学科全面发展
针对当前理工类大学课程调研不难发现无论是机械技术、信息技术、控制技术还是智能装备技术、传感技术等都与先进飞行器设计息息相关。那么，空中飞行器课程作为综合实践教学载体引入中学课堂，势必会帮助学生提前了解学科背景，为今后选择专业领域、选择大学明确学习目标奠定基础；而对于整个高等教育而言，高职课程与大学课程的接轨，也为培养跨学科、高质量的人才队伍创造了捷径。
（2）培养学生多方面的能力
无人飞行器课程的开设，将带领学生感受到技术发展和创新给我们的生活带来的变化。在系列课程安排下，通过学习多旋翼飞行器零部件的DIY制作和设计建模加工、电机选型、整机装配、运动控制、航拍监测等知识，激发学生的兴趣爱好，让学生能够在“做中学、学中做”中体会到创作带来的乐趣，在运动控制、摄影航拍方面拥有全新体验。我们期待学生获得多方面的能力：
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(3)全面实现互联网+的无人机教育
北航FabLab实验室即将完成iFAB技术创新在线课程系统开发: 包括iFAB在线课程，iFAB在线题库，iFAB设计资源库，iFAB学业评价系统。
http://s9/mw690/002zQBMlzy7gXb57frG68&690新专业课程与实训建设方案" TITLE="无人机技术应用
iFAB技术创新课程平台
http://s8/mw690/002zQBMlzy7gXb6xPAX77&690新专业课程与实训建设方案" TITLE="无人机技术应用
iFAB在线课程
http://s10/mw690/002zQBMlzy7gXb9OCLf69&690新专业课程与实训建设方案" TITLE="无人机技术应用
iFAB无人机资源库
iFAB在线题库和手机APP端微课程
3.课程开发的内容
（1）以室内多旋翼系统为主，适时加入固定翼飞机
多旋翼飞行器制作涵盖了机械技术、电器电子技术、传感器技术、信息技术等多个专业领域，主要内容包括使用CAD/CAM工具完成飞行器复杂工件的设计、加工、拍摄（包括低空航拍、空中监测等）、上网查找资料、后期视频非线性编辑、飞行竞技等等。由于室内四旋翼飞行器不受空域管制，也不受天气影响，组织以班级为建制的课程较为方便也易于安全管理，所以整个课程体系以多旋翼为主，视条件许可时将引进固定翼无人机。
(2)课程系统组成
由在线网络课程(电子教材)、项目资源库、智能评价系统、实时视频监控与交互系统、课程耗材套件组成。
在线课程：包括教学大纲、教学日志、标准化教案、PDF教材（仅供授权学校下载）、在线题库、在线手机APP微课视频库.
项目资源库：向教师和学生提供无人机设计和制作数据，包括无人机设计图纸、工艺规程、加工程序、PCB电路、飞控程序下载。
智能评分系统（对学习过程和结果的评估）：对照无人机的产品设计技术要求，对制作无人机过程的每个实操技术环节和理论知识点根据权重比例配置分数值，由老师（专家）或本班学生在网上进行打分，系统会自动计算及分析成绩，系统自动生成每位同学的评价报告。
视频监控与交互系统（可选择）：网络视频监控摄像头安装在飞行试验区（由尼龙网围成）周边，用于记录学生飞机的技术性能和操作技能录像，用于学习评价或竞赛评分，后期将增加自动避障及无人机组网功能。
课程的扩展：本课程可以扩展为初高中学生的劳技、通用技术、信息技术课程的实践项目载体和配套课程解决方案。
（3）课程内容大纲
提供面向不同年龄段、不同兴趣背景的同学选择不同的课程，目前正在开发3套课程，每套课程有不同的技术难度针对不同年级：
初级课程1：无人机飞行传越体验: 新生和对外科技教育培训，使用耐摔型专用穿越无人机，主要是体验飞行乐趣，激发航空兴趣。
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图用于无人机入门训练的XXQY-UAV穿越机
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教学大纲 |
计划学时(32)+内容 |
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无人机 概况 |
课时4 |
重点讲述：无人机的分类：固定翼、旋翼类、飞艇类。 无人机的应用;播放精彩视频 |
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飞行模拟训练 |
课时4 |
认识四旋翼穿越飞行器: 飞行安全规定；飞行器组成；控制系统作用；电机与电调作用；传感器作用； |
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课时2 |
介绍遥控器和飞行模拟器，在电脑上练习实验遥控器 |
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课时2 |
在一体化飞行模拟器上进行固定翼或多旋翼机的飞行训练，学会遥控器和飞行视角的使用 |
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穿越飞行练习 |
课时6 |
初次试飞，起飞与降落练习、升降练习 |
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课时4 |
基础飞行练习：直线飞行练习,俯仰练习、偏航练习 |
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课时4 |
基础飞行练习：基本功的巩固和熟练 |
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课时4 |
穿越障碍（圆或方孔、立柱）练习：竞速比赛，评分 |
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课程2：四旋翼飞行器的组装与飞行体验
由北航—行学启源联合实验室提供专门用于室内飞行的无人机整机（飞行参数已事先调试好）或散装组件，学生学习组装并飞行，
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教学大纲 |
计划学时（32）+内容 |
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无人机 概况 |
课时2 |
重点讲述：飞行器的分类，无人机的应用。 |
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飞行原理 |
课时2 |
针对四旋翼飞行器，重点讲述其运动原理；安装平台-机架；控制系统-飞行控制器；动力-电机与电调；传感器等内容； |
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整机搭建 |
课时2 |
PCB电路板的焊接与组织测试 |
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课时2 |
机架的组装，组装机架的原因及组装后的思考 |
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课时2 |
重点针对：电调、电机和浆片，熟悉他们的作用、种类和选择原则；学会根据需要选择适用的遥控器； |
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飞行训练与竞技 |
课时4 |
初次试飞，起飞与降落练习、升降练习 |
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课时4 |
基础飞行练习：俯仰练习、偏航练习 |
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课时4 |
基础飞行练习：直线飞行练习,绕9字飞行 |
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课时4 |
特技飞行练习：悬停练习、翻滚练习、自主飞行 |
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课时6 |
竞技比赛、竞速比赛、障碍比赛；对学生进行评价。 |
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课程方案3：多旋翼飞行器设计与制作（2或3年级学生）
由北航-行学启源实验室提供模块化多旋翼飞行器的设计数据、图纸、工艺文件、原材料，由学生设计修改并形成自己方案，利用3D打印机+CNC小机床+激光切割工艺制作飞机
http://s6/mw690/002zQBMlzy7gXbi8es545&690新专业课程与实训建设方案" TITLE="无人机技术应用
http://s4/mw690/002zQBMlzy7gXbienzdf3&690新专业课程与实训建设方案" TITLE="无人机技术应用
全炭素三维打印DIY多旋翼飞机
方案2：四旋翼飞行器调试与航拍（任务）
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教学大纲 |
计划学时（36）+内容 |
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飞行器设计基础 |
课时4 |
空气动力学原理：导航原理；GPS与北斗原理，无人机飞控原理。 |
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飞行器设计基础 |
课时6 |
西门子SolidEdge三维设计软件学习； 从iFAB网站下载数据 |
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3D与打印与CNC加工 |
课时8 |
设计飞行器结构件件，并用三维打印机和桌面CNC机床加工出来进行装配 |
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调试和飞行练习 |
课时2 |
无桨调试，了解无桨调试的原因和主要作用；调试方式的学习：连接线路-发射机检查-电源接通，匹配接收机-检查电机转动是否正常； |
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课时2 |
有浆调试，熟悉有浆调试的作用，调试的注意事项及前期检查工作；严格按照调试步骤进行。 |
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课时4 |
依次学习：起飞与降落练习、升降练习、悬停练习、直线飞行练习、俯仰练习、偏航练习、翻滚练习 |
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航拍 |
课时2 |
定点航拍练习、飞行中航拍练习、跟踪航拍练习， |
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课时4 |
利用非线性软件编辑作品 |
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学生评价 |
课时2 |
个人作品展示，评分与评价 |
课程4：F1 Drone 设计与竞技（国际课程，规划中）
将和俄罗斯,英国,新加坡高校学生远程上公开课, 并每年定期举行国际无人机邀请赛,同期举办国际无人机新技术培训课程。
上述课程不单独报价和出售,全部课程均和第二部分的硬件设施绑定
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