无人机结构与系统教学大纲

无人机结构与系统教学大纲一、课程性质与任务无人机结构与系统课程是中级技工学校无人机专业学生的一门专业课。本课程的任务是：帮助学生结合无人机行业发展的实际情况，学习无人机系统、无人直升机、多旋翼无人机、固定翼无人机的结构与飞行原理。无人机油动和电动等动力装置、无人机飞控系统、导航系统、传感器、遥控器等电子设备，无人机三大机型的组装与调试技术，使学生掌握无人机结构与系统相关的知识和技能。二、课程教学目标.使学生进一步了解、掌握无人机结构与系统知识，提高学生无人机操作、办公应用、各个领域应用等方面的技能，使学生初步具有利用无人机解决工作、生活中问题的能力。.通过理论教学以及实训计划使学生能够掌握无人机的结构与飞行原理、无人机油动和电动等动力装置、无人机系统等电子设备、无人机直升机、多旋翼、固定翼的组装与调试技术为下步的应用打下基础。三、教学内容结构本课程的教学内容由基础模块、职业模块两个部分构成。.基础模块（不含*号部分）是各专业学生必修的基础性内容和应该达到的基本要求；*号部分是为适应不同地区、不同对象的教学要求而设立的内容，学校可根据具体情况进行选择。基础模块总的教学时数为96〜108学时。.实训模块为限定选修内容，是结合基础模块进行的无人机调试与组装能力训练，教学时数为32〜36学时。实训模块旨在提升学生在工作、生活中应用无人机的能力，教学中可根据需要选择内容。四、教学内容与要求63（一）本大纲对教学要求的层次表述.对知识的教学要求分为了解、理解和掌握三个层次。了解：指对知识有感性的、初步的认识。理解：指对基本概念、基本知识有一定的理性认识，能用正确的语言进行叙述和解释。掌握：在理解的基础上，能够解决与所学知识相关的应用问题。.对技能的教学要求分为会操作和熟练操作两个层次。会：指能够运用所学的技能进行独立操作，并能正确完成指定任务。熟练：指能够连贯娴熟地完成操作，并能根据实际情况设计合理的操作流程，能解决操作中出现的错误和问题，准确完成操作任务。（二）教学内容与要求.基础模块第一单元无人机系统概述教学单元教学内容与要求教学提示与活动建议无人机系统分类及与航空器、航模的区别。了解无人机按不同方法进行的分类，航空器、无人机与航模的区别；了解无人机在现代社会的工作与生活中的各类应用；了解掌握无人机基本概述。可以通过安排参观活动、收集播放音视频资料、运用ppt课件等手段，让学生在活动中了解无人机的广泛应用无人机的系统组成及性能指标。了解无人机系统的各个组成部分；了解巩固无人机的性能指标所涉及的各个方面。*理解掌握无人机系统组成的各个设备。可以通过对无人机实物的观察与操作，让学生重点学习无人机的各个组成部分。使学生在操作使用中认识并熟悉常用设备，重点掌握无人机的性能指标无人机的用途和发展趋势了解无人机的用途、在各个领域中的应用。了解无人机的发展趋势和用到的重要技术。；*了解无人机在民用领域的应用和未来的发展趋势。多媒体教学，播放视频、影像资料等64

第二单元无人机空气动力学教学单元教学内容与要求教学提示与活动建议大气环境的介绍了解大气分层的基本概念、大气的特性；了解常用操作系统的特点和功能；了解国际标准大气的基本概念、国际标准大气参数；*了解飞行高度、空气的物理参数的计算方法。理论讲授（讲授法、讨论法等）多媒体教学空气的物理性质了解影响空气压缩性的主要因素、了解空气的湿度；了解空气的黏性和雷诺数；*掌握雷诺数的计算方法。第三单元无人机结构与飞行原理教学单元教学内容与要求教学提示与活动建议无人直升机结构与飞行原理了解无人直升机结构及各个组成部分；了解直升机的飞行原理和特点。理论讲授（讲授法、讨论法等）多媒体教学实物参观多旋翼无人机结构和飞行原理了解多旋翼无人机结构的各个组成部分；掌握多旋翼飞行原理。。固定翼无人机结构与飞行原理了解固定翼无人机的组成及各部分功用*掌握固定翼飞行原理及产生升力、阻力的影响因素。65

第四单元无人机动力装置教学单元教学内容与要求教学提示与活动建议燃油类发动机了解、区分无人机动力类型；了解活塞式发动机的构造和原理；理解燃气涡轮发动机的组成及各部分的特点。理论讲授（讲授法、讨论法等）多媒体教学电动机了解电机的组成和工作原理；了解电池参数和常用的类型。66

第五单元无人机电子设备教学单元教学内容与要求教学提示与活动建议飞控系统理解飞控的基本概念；掌握飞控的类型及各个类型的相关算法；了解自动驾驶仪的工作原理；了解飞控系统的各个组成部分；了解飞控板的主要功能。理论讲授（讲授法、讨论法等）多媒体教学参考实物导航系统了解全解定位系统（GPS）；了解惯性导航系统的基本概念和相关计算；理解组合导航系统的作用。舵机了解舵机得构造机性能参数；理解舵机的控制原理；掌握数字舵机和模拟舵机的区别。传感器了解陀螺仪的作用；掌握陀螺仪的类型；了解加速度计、磁力计的作用。遥控器了解遥控器的基本概念及认识遥控器；掌握遥控器的动作形式。67

.实训模块序号模块名称教学要求与活动模块一无人直升机调试.教学要求通过遥控直升机调试强化训练，逐步提高调试速度，达到岗位技能要求。.教学活动（1）设备的状态检查；（2）线路连接；（3）遥控器基本设置；（4）舵面设置；（5）十字盘舵机立点设置；（6）舵机调整；（7）基本参数设置；（8）外场调试。模块二多旋翼无人机组装.教学要求通过自己动手组装多旋翼无人机，熟悉多旋翼无人机组成部分。.教学活动（1）了解选择多旋翼无人机部件的原则，根据用途开列多旋翼无人机硬件清单；（2）材料准备；（3）多旋翼无人机组装。模块三多旋翼无人机调试.教学要求通过多旋翼直升机调试强化训练，逐步提高调试速度，达到岗位技能要求。.教学活动（1）电机和电调的调试；（2）飞控调试；（3）四旋翼室内检修；（4）四旋翼场地选择；（5）四旋翼场飞检查。模块四固定翼无人机组装与调试.教学要求通过自己动手组装固定翼无人机，熟悉固定翼无人机组成部分。.教学活动（1）固定翼无人机装配准确度；（2）装配基准；（3）装配定位。68五、教学实施.教学建议(1)教学时数安排建议基础模块学时安排建议序号课程内容教学时数讲授与上机说明1无人机系统概述10建议在机房组织教学，上课即为上机，讲授与上机合二为一2无人机空气动力学123无人机结构与飞行原理124无人机动力装置205无人机电子设备20机动12合计84〜98实训模块的教学时数分配由学校根据具体情况自行安排。实施学分制的学校，按16〜18学时折合1学分计算。(2)教学方法建议在本课程教学中，应充分体现以学生为主体，把学习的主动权交给学生，让学生作为主体参与教学过程，使学生养成良好的学习习惯；应充分发挥教师在教学设计、教学组织中的主导作用，提倡结合现有教学条件，灵活选择、运用教学方法。应注重学生能力的培养，强调学做结合，理论与实践融为一体，培养学生实际动手能力和解决实际问题的能力。教师应充分发挥无人机结构与系统课程的特点，利用无人机的图、文、音、视、实操等手段，生动灵活地表现教学内容，提高学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，营造有利于学生主动学习的教学情境。职业模块的教学应结合专业特点设计教学内容，着重培养学生适应职业岗位需要的无人机结构与系统基本技能和基础知识。(3)基本教学设施建议中级技工学校的无人机课程的教学要配备能满足教学需要的无人机机房、多媒体教室等设施；配备数量合理、配置适当的无人机和相应的外部设备(电池、遥控器、感受器等)；计算机、投影仪等。.教材编写建议教材编写应以本教学大纲为基本依据，应考虑不同地区学校和学生的实际情况，合理安排基础模块和实训模块。教材内容的选取应体现以就业为导向，以学生为本的原则，选取与学习、工—691作、生活相关的实际案例，注重实践技能的培养。内容的选取还应注意计算机技术的快速发展，应具有前瞻性。教材内容的呈现方式要符合学生的认知特点，图文并茂、生动有趣地呈现教学内容，激发学生的学习兴趣。根据无人机技术的发展及应用环境的变化，逐步开发并完善教学辅助、实训操作、考核评价等方面的数字化教学资源。3.现代教育技术的应用建议教师在教学过程中应重视现代教育技术与课程的整合，收集与开发数字化教学资源，合理应用网络与多媒体技术，努力推进现代教育技术在教学中的应用，完成教学任务。教师应充分利用数字化教学资源的特点，与各种教学要素和教学环节有机结合，提高教学效率。数字化教学资源可用于各个教学环节，如情境创设、协作交流、自主学习等教学活动。教师应积极探索网络环境下的新型教学模式，增强学生学习的