中小學(xué)無(wú)人機(jī)創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室建設(shè)專業(yè)方案

空中機(jī)器人中小學(xué)創(chuàng)客試驗(yàn)室建設(shè)方案（初稿）河北恒拓電子科技8

一、背景空中機(jī)器人又叫無(wú)人機(jī)，多年來(lái)在軍用機(jī)器人家族中，無(wú)人機(jī)是科研活動(dòng)最活躍、技術(shù)進(jìn)步最大、研究及采購(gòu)經(jīng)費(fèi)投入最多、實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)最豐富領(lǐng)域。近些年來(lái)，空中機(jī)器人從軍用走向了民用，同時(shí)也衍生出了多個(gè)多樣形態(tài)和用途。現(xiàn)在使用最為廣泛是多旋翼飛行器，多旋翼飛行器以其簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)、超強(qiáng)機(jī)動(dòng)性、獨(dú)特飛行方法和軍事和民事領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用價(jià)值，引發(fā)了中國(guó)外學(xué)者和科研機(jī)構(gòu)廣泛關(guān)注，并快速成為現(xiàn)在國(guó)際上研究熱點(diǎn)之一，越來(lái)越多人員對(duì)其研究和學(xué)習(xí)。從教育部得悉，本科院校新增7個(gè)無(wú)人機(jī)相關(guān)專業(yè)，從側(cè)面印證了無(wú)人機(jī)行業(yè)前瞻性，不管是現(xiàn)在還是未來(lái)無(wú)人機(jī)智控科技在社會(huì)上將掀起一陣新科技浪潮。國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展計(jì)劃》，《計(jì)劃》提出要在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，推進(jìn)人工智能領(lǐng)域一級(jí)學(xué)科建設(shè)，把高端人才隊(duì)伍建設(shè)作為人工智能發(fā)展重中之重，完善人工智能教育體系等內(nèi)容?！读x務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出，為深入加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教育，從今年秋季開(kāi)始，小學(xué)科學(xué)課程起始年級(jí)調(diào)整為十二個(gè)月級(jí)。而且今年國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展計(jì)劃》，其中明確指出應(yīng)逐步開(kāi)展全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程、逐步推廣編程教育、建設(shè)人工智能學(xué)科，培養(yǎng)復(fù)合型人才，形成中國(guó)人工智能人才高地。中國(guó)STEM教育協(xié)作聯(lián)盟提倡“以人文引領(lǐng)學(xué)科融合性教育”是STEAM教育理念延伸，將給中國(guó)中小學(xué)人工智能學(xué)科教育帶來(lái)新探索和嘗試。二、理念和必需性伴隨無(wú)人機(jī)尤其是多旋翼飛行器技術(shù)不停發(fā)展，無(wú)人機(jī)用途已經(jīng)深入各行各業(yè)，尤其中國(guó)無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展速度很快，對(duì)于人才需求急劇增加，據(jù)估算，中國(guó)需要無(wú)人機(jī)操作維護(hù)人員最少達(dá)成20萬(wàn)人未來(lái)甚至更多，為面對(duì)未來(lái)人才急劇需求和面對(duì)日新月異科技改變時(shí)代，中國(guó)對(duì)人工智能基礎(chǔ)教育項(xiàng)目標(biāo)重視越來(lái)越大，而國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展計(jì)劃》更是提出了對(duì)中小學(xué)人工智能相關(guān)教育戰(zhàn)略計(jì)劃，為培養(yǎng)未來(lái)人工智能人才，人工智能基礎(chǔ)教育顯得尤為關(guān)鍵，而具體表現(xiàn)便是空中機(jī)器人創(chuàng)客試驗(yàn)室。本方案依據(jù)中小學(xué)本身特點(diǎn)，結(jié)合本企業(yè)產(chǎn)品情況進(jìn)行中小學(xué)科普課程設(shè)計(jì)，試驗(yàn)室設(shè)施不僅能夠滿足中小學(xué)生對(duì)空中機(jī)器人有一定系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，掌握一定基礎(chǔ)理論知識(shí)，還能在平時(shí)課程練習(xí)中習(xí)得飛行技能和一定專業(yè)編程知識(shí)。從認(rèn)識(shí)到組裝，從組裝到趣味飛行，從趣味飛行到功效性任務(wù)完成，再到能力升華，整個(gè)過(guò)程一氣呵成可謂一舉多得?？罩袡C(jī)器人創(chuàng)客教育試驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)建設(shè)含有本身特色空中機(jī)器人創(chuàng)客教育試驗(yàn)室，以此為依靠促進(jìn)學(xué)校人工智能基礎(chǔ)教育發(fā)展和鍛煉學(xué)生思維能力和對(duì)人工智能有一定認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。老師能夠依靠試驗(yàn)室硬件和技術(shù)環(huán)境進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和科學(xué)理論普及，深入促進(jìn)學(xué)?？萍贾悄芙逃l(fā)展和相關(guān)學(xué)科課程升華，促進(jìn)學(xué)校教學(xué)能力提升，為學(xué)校教學(xué)發(fā)展增添一抹科技亮色。在憑借恒拓系列開(kāi)源飛行控制器系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)支持環(huán)境下，搭建軟件、硬件和通信平臺(tái)，學(xué)生在試驗(yàn)老師指導(dǎo)下，從簡(jiǎn)單入門(mén)到最終飛行小能手、編程小能手，全部能夠在試驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)。另外，多年來(lái)中小學(xué)生競(jìng)賽數(shù)量、種類越來(lái)越多，其中空中機(jī)器人相關(guān)競(jìng)賽也越來(lái)越受廣大中小學(xué)歡迎，試驗(yàn)室建設(shè)能夠完善空中機(jī)器人競(jìng)賽隊(duì)員培訓(xùn)和選拔體系，不僅能更深入增加學(xué)校人工智能教育建設(shè)力度還能培養(yǎng)一批高素質(zhì)老師隊(duì)伍。簡(jiǎn)單概括創(chuàng)客教育試驗(yàn)室含有一下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1）建立高水平空中機(jī)器人科普老師團(tuán)體；2）建立可復(fù)制推廣空中機(jī)器人知識(shí)科普課程體系；3）促進(jìn)學(xué)生對(duì)人工智能和空中機(jī)器人認(rèn)識(shí)；4）參與各類相關(guān)競(jìng)賽并爭(zhēng)取優(yōu)異成績(jī)，增強(qiáng)學(xué)校著名度。5）促進(jìn)學(xué)?？萍冀逃嚓P(guān)學(xué)科發(fā)展，增加認(rèn)可度。試驗(yàn)室方案方案特點(diǎn)1、空中機(jī)器人是嵌入式、傳感器、單片機(jī)、圖像處理等一系列智能技術(shù)一個(gè)具體應(yīng)用，恒拓系列空中機(jī)器人是應(yīng)用先行者，恒拓飛二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)含有多個(gè)接口。恒拓科技在自己空中機(jī)器人中各處均表現(xiàn)了多種技術(shù)綜合應(yīng)用，而且在自己產(chǎn)品中提供了多種二次開(kāi)發(fā)功效均可滿足課程設(shè)置和學(xué)生學(xué)習(xí)需要。2、試驗(yàn)體系搭建中小學(xué)人工智能教育教學(xué)需求。無(wú)人機(jī)創(chuàng)客試驗(yàn)室首先要滿足中小學(xué)教學(xué)第一需求，所以平臺(tái)不只是簡(jiǎn)單硬件組合，要求全部硬件驅(qū)動(dòng)通暢前提下，既能滿足人工智能知識(shí)方面教學(xué)需要，又能滿足學(xué)生在學(xué)習(xí)后能力提升渴求，恒拓本著服務(wù)于教育，提升學(xué)生品質(zhì)宗旨，了解中小學(xué)教學(xué)需求，強(qiáng)調(diào)軟硬兼顧，綜合發(fā)展。3、空中機(jī)器人是一個(gè)多學(xué)科綜合應(yīng)用表現(xiàn)，也是表現(xiàn)團(tuán)體合作能力一個(gè)關(guān)鍵平臺(tái)?，F(xiàn)有硬件基礎(chǔ)也要有軟件配合，相輔相成，缺一不可。打造含有本身學(xué)校特色老師團(tuán)體和學(xué)生團(tuán)體，既處理了學(xué)校人工智能相關(guān)學(xué)科科技教育需要，也為未來(lái)學(xué)生發(fā)展奠定了一定基礎(chǔ)。試驗(yàn)室區(qū)域及功效自主設(shè)計(jì)區(qū)提供全部零部件，同時(shí)配置3D打印機(jī)，學(xué)生能夠動(dòng)手將全部部件根據(jù)試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)組裝成一架完整無(wú)人機(jī)，也能夠自行設(shè)計(jì)部分外觀和結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)組裝讓學(xué)生熟悉無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)和原理，了解相關(guān)組成部件。組裝和調(diào)試區(qū)將組裝好飛機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和校準(zhǔn)，根據(jù)手冊(cè)對(duì)機(jī)架、電池、螺旋槳、電機(jī)、電調(diào)、飛行控制器和遙控器等進(jìn)行維護(hù)，提升學(xué)生對(duì)飛機(jī)深入認(rèn)識(shí)和對(duì)本身能力提升。當(dāng)飛行器出現(xiàn)鼓掌無(wú)法正常工作時(shí)，學(xué)生借助相關(guān)測(cè)試儀器和平臺(tái)提供相關(guān)手冊(cè)，快速判定出故障位置并進(jìn)行響應(yīng)修理，突出鍛煉學(xué)生動(dòng)手和和邏輯思維能力，形成自己發(fā)覺(jué)問(wèn)題，自己處理問(wèn)題工作態(tài)度。3）測(cè)試飛行區(qū)對(duì)設(shè)計(jì)好空中機(jī)器人，進(jìn)行試飛和飛行調(diào)試，觀察姿態(tài)和相關(guān)飛行參數(shù)，從而優(yōu)化飛行性能。能力提升區(qū)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)室提供開(kāi)源飛行控制器系統(tǒng)和其它處理方案，恒拓提供了相配套課程和任務(wù)，學(xué)生能夠針對(duì)課程任務(wù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，利用自己學(xué)到編程基礎(chǔ)知識(shí)相互配合，團(tuán)結(jié)合作，達(dá)成一定任務(wù)目標(biāo)，提升自己對(duì)編程和人工智能之間具象認(rèn)識(shí)，同時(shí)也能夠在此區(qū)域?yàn)楦?jìng)賽進(jìn)行功效設(shè)計(jì)，提升學(xué)生思維邏輯能力。二、試驗(yàn)室軟/硬件配置名稱數(shù)量備