利用无人机编程学习数学

利用无人机编程学习数学•本校于2018-2019年度开始编制无人机校本

编程课程并不断优化：•无人机的飞行原理、香港的飞行条例及无人机的生活应用等（STEM）•「角度」（配合小学数学科新课程指引）•「三维空间的认识」及「曲线设计」（中学数学科初体验）你可以发现图中的竹蜻蜓向逆时针方向转动，它就能上升，相反当向顺时针方向转动时，它就会下降。课程设计背景TELLO

EDUAPP模拟平台重温直角坐标

系活动1:利用一维空间进行正方形飞行路线活动2:利用二维空间进行直角三角形飞行路线活动3:利用三维空间穿越课室上的穿越环预习活动1:正方

形飞行路线活动2:三角

形飞行路线

(认识外角)活动3:正多

边形飞行路

线(应用外角)延伸:配合「变量」积木，飞出正多边形飞行路线曲线设计三维空间角度教学策略透过测量及模拟器

找出各点坐标教授曲线设计的

原理预习学生需回答：1.

哪段程序能让无人机的飞行路线形成一个正方形，而且

机头指向飞行的方向？2.

哪段程序能让无人机的飞行路线最快形成一个等边三角

形，并且降落？3.正五边形内角的总和是540度，外角是多少度？教学活动一•学生讨论预习问题1能得出结论：•当机头要指向飞行的方向的话，无人机要转

一个直角•学生利用Tello

EduApp，使无人机飞出正方形

(边长:100公分)的路线预习活动1:正方形飞

行路线活动2:三角形飞行

路线(认

识外角)教学策略—

角度合「变量」

积木，飞

出正多边

形飞行路

线活动3:正多邊形

飞行路

线(应用

外角)延伸:配角度教学活动二：利用「前进」、「偏航」(角度)

和「重复」积木，使

无人机飞行路线成为一个边

长为100cm的等边三角形。教学活动三：根据以上练习，你得知无

人机所转的角度要计算「外角」而不是「内角」。完成右表。找出计算外角飞行路线每一个外角(°)外角之和(°)等边三角形120120

×

3

=

360正方形9090

×4

=

360正五边形180

40÷572

×

5

=

360的公式。外角的公式＝360

÷n预习活动1:正方形飞

行路线活动2:三角形飞行

路线(认

识外角)教学策略—

角度合「变量」

积木，飞

出正多边

形飞行路

线活动3:正多边形

飞行路

线(应用

外角)延伸:配角度60o延伸：利用重复积木、变量积木进行编程，让程序只

需要更改变量的数字，无人机就可飞出相应的

正多边形(边长为100cm)飞行路线，而机头方

向会与飞行路线相同。变量数字飞行路线3等边三角形4正方形5正五边形6正六边形预习活动1:正方形飛

行路线活动2:三角形飛行

路线(认

识外角)教学策略—

角度延伸:配合「变量」

积木，飞

出正多边

形飞行路

线活动3:正多边形

飞行路

线(应用

外角)角度重温直角坐标系引入无人机中的XYZ坐标中，正负数的之别。活动1：利用一维空间进行正方形飞行

路线利用「前往XYZ」积木进行正方形飞行

路线编程，先了解X值和Y值的分别

。暂时不改变飞行的高度(Z值为0)。重温直角坐标系活动1:利用一维空

间进行正

方形飞行

路线活动2:利用二维空间进行直角三角形飛行路線活动3:利用三维

空间穿

越课室

上的穿

越环教学策略—

三维空间三维空间重温直角坐标系活动1:利用一维空

间进行正

方形飞行

路线活动2:利用二维空间进行直角三角形飛行路線活动3:利用三维

空间穿

越课室

上的穿

越环活动2

：利用二维空间进行直角三

角形飞行路线利用

「前往XYZ」积木进行直角

三角形飞行路线编程(见右图)，提示：路线2中要同时改变X值及

Y值完成路线1

2

3飞行再完成路线3

2

1飞行活动3

：利用三维空间穿越课室上的

穿越环利用

「前往XYZ」积木进行穿越课室

上的穿越环活动

。提示：

要同时改变X值、

Y值及Z值，

让无人机在桌子上起飞后，令其穿越

房间内的穿越环教学策略—

三维空间三维空间教授曲线设计的原理曲线的形成由三个点所构成，分别为当前的点，

P1、

P2。如果此三點可以形成一個曲線，則無人機才會飛行。如果执行此指令没有反应时，请确认此三点是否无法形成一个曲線，或是曲線太小。

透过测量及模拟器找出各点坐标利用Desmos平台(见右图)

模拟曲线的飞行路

线，化抽象为具体，学生要学习量度

P1

的位

置及

P2

的位置。教授曲线

设计的原

理透过测量

及模拟器

找出各点

坐标教学策略—

曲线设计曲线设计促进学习的评估1.

小组模式•

进行课堂挑战任务•

合作学习，共同创建知识2.

个人模式•

实作解难•

每个人解难方法可以不同•

培养运算思维挑战任务老师口头

反馈改良并

从错误

中学习学生评估模式将无人机放于圆周上，停机坪则放置圆心位置，然后利用

「如果…否则…」编程积木编程

：起飞后，如果无人机TOF高度少于某个高度便降落，否则飞时测距（ToF：Timeof

Flight）：利用发光二极管（LED：LightEmittingDiode）或雷射二极管（LD

：LaserDiode）发射出红外光，照射

到物体表面反射回来，由于光速（v

）已知，可以利用一个红外光影像

传感器量测物体不同深度的位置反射回来的时间（t），利用简单的数学公式就可以计算出物体不