无人机--(中小学通用版)-第1课时-- 走近无人机世界

2023年12月2日发(作者：卡罗拉改装案例)

第1课 走进无人机世界

【教材分析】

本课是《无人机》校本教材中的第1课，它是学生认识无人机世界前的一扇窗，从结构上起到对整个教学内容的引导和铺垫作用，从内容安排上起到连接过去、当下和未来的递进作用。本课教学内容以提高无人机方面的理论认识，促进学生建立对无人机的初步整体感知为主，帮助学生了解无人机发展历史。知道无人机功能、种类、用途,以及了解相关的法律法规，无人机驾驶要求，避免“黑飞”等。启发学生深入学习无人机，享受实践过程中的快乐，提高自己的动手能力，欢愉于小组合作探究和满足于自己的创造成果。

【学情分析】

无人机发展虽然已经历经多年，生活中也会时常可见，但真正走进课堂，让学生零距离亲密接触还是第一次。学生总体上好奇，对知识学习的渴望，对动手实践的期盼，我们教师在教学时一定要多收集相关素材，全方面从视频、图片、实物、现场演示等方面来激趣与导入。课中多让学生自主学习或网络搜索相关的材料，然后小组汇报，充分发挥学生的主观能动性，并预留宽裕的时间让学生走近、触摸、尝试，课尾设立擂台知识抢答，课后要布置无人机相关知识的自我收集，让学生充分走近、走进无人机世界。在设备有限的情况下，可以组织学生分组轮换，一部分学生先自学相关知识，另一部分学生先进行实践方面的学习，这样可以弥补器材资源的不足，同时也能让学生更大范围地得到心理满足。

【教学目标与要求】

1、初步了解无人机发展史，激发学生对无人机学习的热情和好奇心；

2、知道常用无人机种类、用途，能判断出生活中无人机的历史、分类及发展方向，

3、能在学习中做到自主探究，互相协助，并积极展示自己的学习成果与收获。

【教学重点与难点】

重点：无人机的分类和用途。

难点：无人机理论知识和直观感知的统一

【教学方法与手段】

学法：自主学习法、小组合作法、观察探究学习法、收集资料法。

教法：演示法、启发法、示范法、归纳法、竞赛法、评价法

【课时安排】

安排1课时。

【教学准备】

创客教室、电子白板、教学课件、无人机5台。

【教学过程】

课的教学过程 设计意图

结构

师：展示一些环境恶劣与人无法到达的工作通过图片的观察与设启环境，（悬崖、江面、海面、高空、丛林上空、问，启发学生无人机发森林火灾上空、高层救火、检查几百公里外的电用途的广泛性，激发与网电线、地震中心区救援，短时间内完成喷洒几学生的求知好奇心

引百亩农田等等），我们应该如何工作？

导生：无人机。（学生回答）

师：对，无人机！

初识无人机

师板书：第1课 走近无人机世界（生诵读）

师：继可穿戴设备和智能家居之后，无人机已经成为较热的领域之一，越来越多的无人机出现在我们身边。民用无人飞行器可以依法应用于农林作业、测绘勘探、电力巡线、军事侦查、应急救灾、航拍应用等领域。今天让我们一起来走进无人机的世界，充分认识无人机。

一、什么是无人机？

无人驾驶飞机简称“无人机”（“UAV”），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。2018年9月份，世界海关组织协调制度委员会（HSC）第62次会议决定，将无人机归类为“会飞的照相机”。

二、无人机产生的背景

无人机最早在20世纪20年代出现，1914年第一次世界大战正进行得如火如荼，英国的卡德尔和皮切尔两位将军，向英国军事航空学会提出了一项建议：研制一种不用人驾驶，而用无线电操纵的小型飞机，使它能够飞到敌方某一目标区上空，将事先装在小飞机上的炸弹投下去。这种大胆的设想立即得到当时英国军事航空学会理事长戴·亨德森爵士赏识。他指定由A.M.洛教授率领一班人马进行研制。无人机当时是作为训练用的靶机使用的。

三、无人机的发展历程：

1、1910年，在莱特兄弟所取得的成功的鼓舞下，来自俄亥俄州的年轻军事工程师查尔斯?科特林建议使用没有人驾驶的飞行器：用钟表机械装置控制飞机，使其在预定地点抛掉机翼并象炸弹一样落向敌人。在美国陆军的支持和资助下，他制成并试验了几个模型，取名为“科特林空中鱼雷”、“科特林虫子”。

2、二战期间，美国海军首先将无人机作为空面武器使用。1944年，美国海军为了对德国潜艇基地进行打击，使用了由B-17轰炸机改装的遥控舰载机。

3、上世纪70-90年代及其以后，以色列军事专家、科学家和设计师对无人驾驶技术装备的发展做出了突出贡献，并使以色列在世界无人驾驶系统的研制和作战使用领域占有重要地位。

4、最著名的是“捕食者” 可复用无人机，世界上最大的无人机––“全球鹰”，“影子-200”低空无人机， “扫描鹰”小型无人机，“火力侦察兵” 无人直升机。

5、理论开创阶段，多旋翼无人飞行器理论开创于上世纪10年代，直升机研发之前。几家

配合图片，让学生有感性的认识。

通过实物与淘宝网上

视频，对学生进行直（多旋翼无人机） （航拍无人机） （固定翼无人机）

观讲解，使学生有直1.什么是多旋翼无人机。拥有三个及三个以观感知

上旋翼的飞行器。

2.什么是无人直升机。由一个或两个具有动力的旋翼提供升力并进行姿态操作的飞行器。

3.什么是固定翼无人机。由固定在机身上具有翼型的机翼，通过与来流的空气发生相对运动产生升力的飞行器。

五、无人机的优势、特点：

1、无人机的技术优势是能够定点起飞，降落，对起降场地的条件要求不高，可以通过无线电遥控或通过机载计算机实现远程遥控。

2、避免牺牲空勤人员，因为飞机上不需要飞行人员，所以最大可能地保障了人的生命安全。

3、无人机尺寸相对较小，设计时不受驾驶员生理条件限制，可以有很大的工作强度，不需要人员生存保障系统和应急救生系统等，大大地减轻了飞机重量。

4、制造成本与寿命周期费用低，没有昂贵的训练费用和维护费用，机体使用寿命长，检修和维护简单。

六、无人机应用在哪些领域？

城市管理、安全监控、货物运输、石油勘测、遥感航测（农业、地质、气象）、农业植保、电力巡线、抢险救灾、航空摄影、影视航拍等行业。

主要飞机生产商开发出的在多个螺旋桨中搭乘飞行员的机型。这种设计开创了多旋翼飞行器的理论。

6、加速发展阶段，2007年以后，装配高性能压电陶瓷陀螺仪和角速度传感器（六轴陀螺仪）的多旋翼无人飞行器开始出现加速发展。

四、无人机分类

从技术角度定义分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。

七、中国四大明星无人机 1、“翼龙”无人机 这是一种集中空、长航时、侦察打击一体的多用途无人机，它代表了目前我国无人攻击机研制的最新水平，可谓中国无人机制造领域的“当家明星”。被称为中国版的“捕食者”攻击型无人机。

2、“彩虹五号”（CH-5）中空长航时无人机。

相关法规与规定

3、“攻击-1”型无人机。这是中国空军现役的察打一体无人机，被誉为信息化战场的“新宠”。目前，该无人机已形成战斗力。

4、WJ-600型高空高速无人机。它是一种大型无人机，外形类似巡航导弹，被称为“空中杀手”。

八、无人机相关法规

中国民用航空局官方于2018年3月21号发文《民用无人驾驶航空器经营性飞行活动管理办法(暂行)》，自6月1日起生效。目前广泛使用的无人机一般都属于“轻型”范围内，在新规定下，无人机还需要满足以下四大条件：

条件一：必须实名登记

除微型无人机以外，所有的无人机都需要登记，并给无人机标明后登记标志。实名认证的信息要与飞行管理部门与公安部门双方共享。

条件二：熟知飞行法则

轻型无人机暂时不需要飞行证照，但必须了解并掌握无人机带来的相应的风险，必须遵守飞行法则，熟悉无人机的操作流程。轻型无人机在具备可靠的被监视能力、空域保持能力，且始终在机组目视视距内飞行的，在划设的允许飞行空域内不需要申请飞行计划。其如若有其他情况，则必须需要按照规定申请飞行计划。

条件三：限高飞行

除了在飞行管制部门在除重要目标、政府机关等重要区域需注意飞行高度，在机场、车站、广场等人口密集的区域，其高度通常上限也是不能超过120米的。

条件四：禁止夜间行驶

在原则上无人机是不能在夜间行驶的。无人机不得搭载违禁品、危险品等一些未经批准的物品，也不得向地面投掷物品、喷洒液体。新政策

通过黑飞、走私等案

例讲解相关法律法规的重要性，以及国家机密的保护，教育学生要合法飞。

明确规定无人机禁止在移动车辆或者飞机上操控飞行。

九、小结本课

十、课堂检测

布置作业

师：今天我们一起来了解了无人机的相关内容，看似简单的无人机，凝聚了很多高科技，在后面的学习中，我们将重点和深入研究我们的校园特洛无人机。同时也请同学们对身边的人进行宣传，让无人机知识普及到我们身边的每一个人中去。

师：同学们的眼神告诉我，你们对无人机知识的渴望，请大家课后阅读相关的知识园地。同时也请同学们课后上网搜索相关的特洛无人机知识，以后我们将重点学习这款无人机的构造和相关的飞行操作。

通过希沃白板设置一些课堂练习题，让学生进行趣味抢答，激发学生的参与热情

布置相关的作业，通过搜索相关的知识，拓宽学生的知识面，也便于学生个性化深入学习，为本单元后续学习打下扎实的知识铺垫。

知识园地

多旋翼无人机的优势：

（1）体积小、重量轻、噪音小、隐蔽性好，适合多平台，多空间使用；

（2）可以垂直起降，不需要弹射器、发射架进行发射；

（3）飞行高度低，具有很强的机动性，执行特种任务能力强；

（4）结构简单控制灵活，成本低，螺旋桨小，安全性好，拆卸方便，且易于维护。

“4K视频录制”概念。指的就是分辨率达到4096×2160的影像拍摄能力，之前的播放设备高清标准为1920×1080分辨率，现在的4K像素水平是之前的4倍。

无人机+VR=划时代的产品。2015 年11 月，公司发布GHOST 2.0 无人机，并国内首创性的将其与VR结合，无人机将不再是简单的搭载摄像头的机器，而成为人类移动的双眼。通过GHOST+VR，人类第一视角由地平面上升到了空中，普通大众的空中遨游成为现实。

无人机行驶空域划分

视距内运行：无人机驾驶员或无人机观测员与无人机保持直接目视视觉接触的操作方式，航空器处于驾驶员或观测员目视视距内半径500米，相对高度低于120米的区域内。

超视距运行：无人机在目视视距以外的运行。

无人机驾驶员执照

随着无人飞行器的日益普及，航拍已经成为了很多摄影师的选取不同视角的重要手段。但是近年来由于使用无人机航拍而造成的各种事故频出，严重影响了社会安全，甚至已经触犯了法律，无人机持证飞行已经成为无人机飞手必备的飞行前提。

驾驶员执照亦分为三种：驾驶员证（视距内驾驶员）、机长证（超视距驾驶员），教员证。

1、驾驶员又名视距内驾驶员。视距内（VLOS：Visual Line of Sight）运行，指无人机在驾驶员或观测员与无人机保持直接目视视觉接触的范围内运行，且该范围为目视视距内半径不大于 500 米，人、机相对高度不大于 120 米。 2、机长又名超视距驾驶员。超视距（BVLOS：Beyond VLOS）运行，是指无人机在目视视距以外的运行。无人机系统的机长，在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全。

3、授权教员，是指持有具有教员等级的无人机驾驶员执照，并依据其教员等级上规定的权利和限制执行教学的人员，可培训驾驶员及机长。

4、机长和驾驶员的最大不同在于驾驶员必须在机长的指导下进行作业，不能单独作业；机长对飞行要求技术较高。

ASFC和AOPA的证件区别

ASFC是中国航空运动协会的全称，英文全写为(AERO SPORTS FEDERATlON OF

CHINA)，该协会成立于1964年8月，下设航空模型、飞行、气球、跳伞、悬挂滑翔及滑翔伞、模拟飞行六个项目委员会。中国航协是具有独立法人资格的全国性群众性体育组织，是中华全国体育总会的团体会员。ASFC证件适合用于小微型无人机飞行，包括体育赛事，航拍从业者等。

AOPA是中国航空器拥有者及驾驶员协会（AOPA-China），是国际航空器拥有者及驾驶员协会（IAOPA）的中国分支机构，是IAOPA在中国（包括台湾、香港、澳门）的合法代表。中国航空器拥有者及驾驶员协会于2004年8月17日在中国国家民政部登记注册，由中国民用航空局业务指导，代表中国私用航空器拥有者及驾驶员利益，接受国际航空器拥有者及驾驶员协会监督、指导及相关规章约束的全国性社团组织。

无人机禁飞区的基本知识。

禁飞区即禁止无人机飞行的区域，无人机不得在该区域内起飞，也不得由其他区域飞入禁飞区。

限飞区则对无人机的飞行高度、速度有一定的限制，在该区域内飞行的无人机必须遵守相应的限制规定。

1、所有政府机构上空。

2、所有军事单位上空，比如当地的军分区、武警、武装部等

3、带有战略地位的设施，比如之前有飞友在三峡大坝飞出事，很明显，三峡大坝是极具战略防卫的重点单位，这个全国大部分人都知道(开放参观不代表开放上空);还有一些大型水库、水电站等，如果有军事单位驻守，请远离!

4、政府执法现场，比如游行示威、上访等大型群体事件，虽然不指定禁飞，但是严禁未经批准而拍摄的。

5、政府组织的大型群众性活动，比如运动会、露天联欢晚会、演唱会等，警方会进行治安监控、无线检测，甚至也有无人机巡逻，如果你也去飞的话，会造成干扰，或炸机伤人，或引起骚动围观。

6、监狱、看守所、拘留所、戒毒所等监管场所上空。

7、火车站、汽车站广场等人流密集地方，那是反恐敏感地带，别凑热闹。

8、危险物品工厂、仓库等，比如炼油厂。

最后需要提醒大家，大疆的禁飞区可能无法完全覆盖以上这些区域，也就是说即使无人机能够顺利起飞也不代表绝对安全，同样可能处于禁飞区，飞行前要查阅相关法律、法规及信息，确保飞行区域不属于禁飞区。