空中机器人创客教室建设方案

一、创客空间

1.1创客空间建设意义

时代列车转入一个新的轨道，“零距离”、“去中心化”、“分步式”的互联网思维把我们带进一个充满生机与挑战的人人时代，一个人人创客的时代。“创客教育”也在教育教学改革中时常被人们提及，如何开展创客教育和完成创客平台的建设成为教育工作者热议的话题。创客运动与教育的融合，正在慢慢改变传统的教育理念、模式与方法。

其一，创客教育的核心是创新。对于学校而言，创客教育不是某方面知识的应用，而是要实现培养学生创新能力的体系建设，让创新教育落到实处，它既是学生个性发展的内在需求，也是时代发展的大势所趋。我们所倡导的创客教育，是培育学生提出问题、研究问题、解决问题、动手制作的综合能力，初步融合了科学研究、技术制作、艺术创作的全过程，能够培养学生的主动探索精神、批判性思维能力、自主创新能力、合作研究能力、语言表达能力、艺术创作能力等。

其二，作为创客教育的平台，创客空间是要为创客的同学们创新应用的实现提供有力的帮助和支持，而不是简单完成一个专业人才的培训。同时，我们还强调创客们的团队合作，在交流中进行智慧的碰撞，得到大家的智慧结晶最终变成创新的理论成果，然后在创客空间里各个功能区技术支持下，将创意变成现实。

开展创客教育的目的是提高学生的动手能力，所以需要的硬件、软件资源比较多，对于创客教室是有特定的要求。创客教育在教学形式上采用翻转课堂的形式可以提高学生的学习兴趣。创客教育包含STEM（科学、技术、电子、数学）的学科整合。

1.2空中机器人创客理念

☆一体化解决方案

STEAM创新教育一体化解决方案，包括电子积木、机器人、3D打印、航模、无人机等设备和课程，集合多家品牌教育方案，打破技术鸿沟，自成一体。

☆一体化课程

课程内容多学科创新融合，体现STEAM教育精髓，遵循青少年身心发展规律，梯度递进，符合国家政府最新发展政策，紧跟社会发展趋势。

☆一体化培训

一体化培训，培训全程负责到底，结合老师知识储备程度，个性定制培训内容，集中时间，循序渐进，让学校老师告别焦头烂额，省时省心。

1.3教学目标

情感目标：培养兴趣、激发能力、培养科技人文情操、增强个人表现信心；

能力目标：培养学生裸机思维、沟通协作、批判性思维、空间想象、动手解决问题的能力；

技能目标：拓展科学、技术、工程、数学、英语、物理、天文、音乐等多学科知识及实际应用；

1.4空中机器人创客空间特点

A、飞控安全稳定：稳定的室内定位、浆叶保护措施、可控的飞行场地；

B、拆卸组装扩展：全机身可进行拆卸组装，且预留多空位进行套件对接和教学

扩展；

C、图形编程开源：通过米思奇图文编程，实现多任务需求和挂载空间加装电子

积木；

D、3D打印创新改造：炭纤维材质，80%机体部件可通过3D设计打印，体现开源特性；

E、兼容扩展开课：通过编程多样性，跟机器人、电子模块执行陆空联动任务，丰富开课；

F、落地实操课程：具有丰富的任务式、主题式多学期配套教学课程，易教易学，效果显著；

二、什么是空中机器人

2、1空中机器人概念

空中机器人是涵盖了机器人及无人机相关学科知识点，可以靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”

2.2硬件平台介绍

F260 系列空中机器人是一款包含了机器人及无人机知识点的综合教学平台，也是一款全开放，能够与市面创客类电子积木套件，模块化机器人，3D 打印机等厂家进行有机配合，让每个产品不再单一，有机结合后完成更多新的教学知识点。

2.2.1 F260 系列空中机器人硬件介绍

核心组件：Arduino 主控、飞行控制器

传感器组件：超声波传感器、气压计、陀螺仪等

机械结构组件：碳纤维机身，丰富的拓展接口，非核心部件可 3D 设计

驱动组件：电机、电子调速器

软件编程平台：Mixly、Scratch For Arduino

2.2.2 F260 系列空中机器人开放式结构特色

2.2.3 F260 系列空中机器人与乐高积木散件的结合

F260 系列空中机器人机身配备插件接口，能够兼容乐高等厂家积木散件，学生可利用积木散件在空中机器人上拼接自己想象的各种形状，让空中机器人变的更有创意，外观变的更加靓丽。

2.2.4 F260 系列空中机器人与电子积木的结合

电子积木模块种类繁多，功能丰富，将电子积木通过拓展接口和空中机器人搭建在一起可以创造更多的可能性。比如搭建空气质量报警气象站，空气质量传感器搭建在空中机器人上面通过蓝牙 WIFI 模块进行通信，空中机器人自主飞行到目标区域采集数据，将空气质量数据反应在点阵屏上，在这个设计中可以通过Mixly 对空中机器人和空气质量传感器、主控板、点阵屏、蓝牙 WIFI 模块进行编程实现系统功能。

2.2.5 F260 系列空中机器人与陆地模块化机器人的结合

选用金属模块化机器人套件将 LED 灯、蜂鸣器、主控板、红外收发传感器、合金材质多孔横梁、模块化寻迹小车与空中机器人搭建在一起，空中可移动红绿灯灯塔并具备报警功能。再将 LED 灯带通过合金多孔横梁固定在空中机器人下方，将两套红外线收发装置安置在空中机器人和模块机器小车上进行空地对战，当任意一方的红外线将另一方灯带全部击灭，则视为胜利，另一方报警出局。考验学生策略及整体系统搭建能力，是检验各个模块学习的程度，通过项目主题锻炼学生综合能力。

2.2.6 F260 系列空中机器人与 3D 打印技术结合

3D 打印技术能够创造对事物更真实可靠的探索机会，物理课中的许多抽象概念通过让学生动手设计一些由 3D 打印组件组成的小电路和小装置，变成有趣的课程。空中机