中小学无人机创客实验室建设专业方案

空中机器人中小学创客试验室建设方案（初稿）河北恒拓电子科技8

一、背景空中机器人又叫无人机，多年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、实战经验最丰富领域。近些年来，空中机器人从军用走向了民用，同时也衍生出了多个多样形态和用途。现在使用最为广泛是多旋翼飞行器，多旋翼飞行器以其简单结构、超强机动性、独特飞行方法和军事和民事领域展现出巨大应用价值，引发了中国外学者和科研机构广泛关注，并快速成为现在国际上研究热点之一，越来越多人员对其研究和学习。从教育部得悉，本科院校新增7个无人机相关专业，从侧面印证了无人机行业前瞻性，不管是现在还是未来无人机智控科技在社会上将掀起一阵新科技浪潮。国务院印发《新一代人工智能发展计划》，《计划》提出要在中小学阶段设置人工智能相关课程，推进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重中之重，完善人工智能教育体系等内容。《义务教育小学科学课程标准》提出，为深入加强小学科学教育，从今年秋季开始，小学科学课程起始年级调整为十二个月级。而且今年国务院印发《新一代人工智能发展计划》，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，形成中国人工智能人才高地。中国STEM教育协作联盟提倡“以人文引领学科融合性教育”是STEAM教育理念延伸，将给中国中小学人工智能学科教育带来新探索和尝试。二、理念和必需性伴随无人机尤其是多旋翼飞行器技术不停发展，无人机用途已经深入各行各业，尤其中国无人机行业发展速度很快，对于人才需求急剧增加，据估算，中国需要无人机操作维护人员最少达成20万人未来甚至更多，为面对未来人才急剧需求和面对日新月异科技改变时代，中国对人工智能基础教育项目标重视越来越大，而国务院印发《新一代人工智能发展计划》更是提出了对中小学人工智能相关教育战略计划，为培养未来人工智能人才，人工智能基础教育显得尤为关键，而具体表现便是空中机器人创客试验室。本方案依据中小学本身特点，结合本企业产品情况进行中小学科普课程设计，试验室设施不仅能够满足中小学生对空中机器人有一定系统认识，掌握一定基础理论知识，还能在平时课程练习中习得飞行技能和一定专业编程知识。从认识到组装，从组装到趣味飞行，从趣味飞行到功效性任务完成，再到能力升华，整个过程一气呵成可谓一举多得。空中机器人创客教育试验室建设目标建设含有本身特色空中机器人创客教育试验室，以此为依靠促进学校人工智能基础教育发展和锻炼学生思维能力和对人工智能有一定认识和学习。老师能够依靠试验室硬件和技术环境进行课程设计和科学理论普及，深入促进学校科技智能教育发展和相关学科课程升华，促进学校教学能力提升，为学校教学发展增添一抹科技亮色。在凭借恒拓系列开源飞行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，学生在试验老师指导下，从简单入门到最终飞行小能手、编程小能手，全部能够在试验室中实现。另外，多年来中小学生竞赛数量、种类越来越多，其中空中机器人相关竞赛也越来越受广大中小学欢迎，试验室建设能够完善空中机器人竞赛队员培训和选拔体系，不仅能更深入增加学校人工智能教育建设力度还能培养一批高素质老师队伍。简单概括创客教育试验室含有一下几点优势：1）建立高水平空中机器人科普老师团体；2）建立可复制推广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认识；4）参与各类相关竞赛并争取优异成绩，增强学校著名度。5）促进学校科技教育相关学科发展，增加认可度。试验室方案方案特点1、空中机器人是嵌入式、传感器、单片机、图像处理等一系列智能技术一个具体应用，恒拓系列空中机器人是应用先行者，恒拓飞二次开发平台含有多个接口。恒拓科技在自己空中机器人中各处均表现了多种技术综合应用，而且在自己产品中提供了多种二次开发功效均可满足课程设置和学生学习需要。2、试验体系搭建中小学人工智能教育教学需求。无人机创客试验室首先要满足中小学教学第一需求，所以平台不只是简单硬件组合，要求全部硬件驱动通畅前提下，既能满足人工智能知识方面教学需要，又能满足学生在学习后能力提升渴求，恒拓本着服务于教育，提升学生品质宗旨，了解中小学教学需求，强调软硬兼顾，综合发展。3、空中机器人是一个多学科综合应用表现，也是表现团体合作能力一个关键平台。现有硬件基础也要有软件配合，相辅相成，缺一不可。打造含有本身学校特色老师团体和学生团体，既处理了学校人工智能相关学科科技教育需要，也为未来学生发展奠定了一定基础。试验室区域及功效自主设计区提供全部零部件，同时配置3D打印机，学生能够动手将全部部件根据试验指导书组装成一架完整无人机，也能够自行设计部分外观和结构，经过3D打印技术实现。经过组装让学生熟悉无人机结构和原理，了解相关组成部件。组装和调试区将组装好飞机进行参数设置和校准，根据手册对机架、电池、螺旋桨、电机、电调、飞行控制器和遥控器等进行维护，提升学生对飞机深入认识和对本身能力提升。当飞行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相关手册，快速判定出故障位置并进行响应修理，突出锻炼学生动手和和逻辑思维能力，形成自己发觉问题，自己处理问题工作态度。3）测试飞行区对设计好空中机器人，进行试飞和飞行调试，观察姿态和相关飞行参数，从而优化飞行性能。能力提升区经过试验室提供开源飞行控制器系统和其它处理方案，恒拓提供了相配套课程和任务，学生能够针对课程任务进行二次开发，利用自己学到编程基础知识相互配合，团结合作，达成一定任务目标，提升自己对编程和人工智能之间具象认识，同时也能够在此区域为竞赛进行功效设计，提升学生思维逻辑能力。二、试验室软/硬件配置名称数量备