資源簡介

互聯智能設計：基于mind+的無人機編程教學設計
課題名稱 互聯智能設計：基于mind+的無人機編程
科目 無人機編程課程 教學對象 初中七年級學生
課時 45分鐘 授課教師
一、課程概述
知識與技能： 認識編程無人機RMTT和Tello edu硬件結構 認識圖形化編程軟件mind+ 了解如何將mind+與無人機連接，使其起飛 過程與方法目標： 通過模型展示法了解無人機的結構 講解法讓學生熟悉圖形化編程界面 情感態度與價值觀： 激發學生學習無人機硬件知識，學習如何無人機怎么進行編程控制，實現互聯智能設計，培養學生樂于接受和探究新知識的精神
二、重點難點
重難點： 1、認識編程無人機Tello edu的硬件結構 2、熟悉編程軟件mind+，使用mind+進行基礎編程 3、讓學生理解無人機走正方形的代碼如何編寫 4、學習如何將mind+與無人機連接，使其起飛
三、學習對象分析
初中七年級學生已經學習過使用過圖形化編程軟件，對硬件知識可能有過了解但是不熟悉，對無人機更是陌生。這節課的教學，要求學生對無人機硬件結構有一定了解，同時熟悉編程無人機Tello edu的結構，能用mind+進行初步編程。
四、教學過程
一、認識編程無人機Tello edu的硬件結構 PPT展示tello edu的基礎功能和結構圖，重點介紹視覺定位系統、槳葉保護罩和正反槳葉的區分，以及提一下擴展模塊功能。 對無人機的旋轉方向、四個槳葉和槳葉保護罩的安裝進行初步講解，旋轉方向上M1和M3是一對逆時針旋轉，M2和M4也是一對，順時針旋轉。槳葉也有兩組，有正反槳之分，正槳表面光滑，裝在M1和M3電機，反槳表面有突起的弧線，裝在M2和M4電機。 二、認識編程軟件 手機：TELLO\TELLO EDU（提一下二者功能側重點） 計算機：Mind+（本課重點） 了解基于手機的無人機編程app，重點是認識計算機圖形化編程mind+，認識mind+界面，引導學生聯想scratch或編程貓，進行類比學習遷移。 Mind+的學習要求： 1.懂得如何進入mind+實時模式，并且調出RMTT模塊 2.學習基礎積木：起飛、降落、向前后左右飛行100厘米，強調這里的方向是以無人機攝像頭作為參考的。 3.讓學生自主搭建積木，讓無人機在空中畫出一個邊長為100厘米的正方形。 4.講解同學們搭建正方形積木時的錯誤例子，讓同學們明白編寫代碼的注意事項 三、將mind+與無人機連接，此部分需要用到筆記本，這里與學生講清楚無人機飛行需要空曠無風的位置，所需要的計算機要有連接WiFi的功能，如果用臺式計算機，需要用到具有接收功能的無線網卡，才能使電腦與無人機相連，達到控制其飛行的目的。（此處作為拓展知識講解。） 此處不方便廣播，因此我錄制了筆記本mind+連接無人機教程的微課視頻，克服將連接無人機的過程無法廣播的困難，學生感興趣的也可以拷貝視頻回家觀看學習。 講解完連接操作后，盡可能爭取找到空曠無風的環境（比如走廊）進行無人機走正方形的展示，生動的演示才能激發學生學習的興趣。 板書設計： 編程無人機RMTT Tello edu 圖形化編程軟件Mind+
五、教學反思
由于七年級學生第一次接觸無人機，本節課將重點放在學習編程無人機的硬件知識和使用圖形化編程軟件mind+，其中要引導學生認識如何正確編寫無人機走正方形的代碼，為后面講解挑戰卡坐標做鋪墊，同時無人機與電腦的連接是難點知識，這里特意錄制微課視頻共學生反復學習觀看。希望能通過這樣一節課程，吸引學生認真寫代碼，開心玩無人機的過程中對無人機和人工智能互聯學習有自己的理解。(共32張PPT)
互聯智能設計：基于mind+的
無人機編程
01
編程無人機
大疆無人機
RMTT和Tello edu
編程教育無人機
我們今天第一位主角：編程教育無人機
ROBOMASTER Tello Talent
簡稱RMTT
第二位主角：Tello edu（輔助教學）
編程無人機硬件結構（以Tello edu無人機為例）
編程無人機硬件結構（以Tello edu無人機為例）
視覺定位系統常與隨機附贈的挑戰卡搭配使用
編程無人機硬件結構（以Tello edu無人機為例）
槳葉保護罩安裝方法
視頻
編程無人機硬件結構（以Tello edu無人機為例）
同學們仔細觀察四個槳葉長得一模一樣嗎？他們有什么特點？
編程無人機硬件結構（以Tello edu無人機為例）
反槳
正槳
無人機上有兩對槳葉，即正槳和反槳，正槳表面光滑，它安裝在M1和M3電機，反槳有突起的弧線，安裝在M2和M4電機
RMTT硬件結構（擴展模塊）
擴展模塊組成和功能：
8×8 紅藍雙色LED 點陣屏。
內置ESP32 開源硬件，可供編程
紅外測距。
可發射雙頻WiFi與計算機連接，實時傳輸程序指令。
拓展接口。
02
編程軟件
手機：TELLO\TELLO EDU
計算機：Mind+
基于手機的無人機編程APP
基于計算機的圖形化編程軟件——Mind+
界面介紹：
指
令
區
腳本區
舞臺區
角色區
菜單欄
Mind+
基于計算機的圖形化編程軟件——Mind+
舞臺區介紹：
開始運行
停止運行
人物位置
舞臺大小
舞臺背景：有四個基本功能
基于計算機的圖形化編程軟件——Mind+
如何用Mind+進行無人機編程？
本節課將暫用實時模式入門，講解積木功能
Mind+中無人機編程有兩種模式：實時模式和上傳模式，兩個模式側重點不同。
基于計算機的圖形化編程軟件——Mind+
Mind+中無人機編程基礎積木使用講解
起飛和降落積木
是每個無人機編程中必須的積木
提示：編程貓中，要當開始被點擊才可以執行積木，在Mind+中也一樣，有 積木，要放在最開頭，再進行編寫代碼。
起飛積木使用后，無人機飛離地面，到達一定高度
基于計算機的圖形化編程軟件——Mind+
Mind+中無人機編程基礎積木使用講解
無人機前后左右飛行可用
向（）飛（）厘米積木
此處無人機的前后左右方向是以無人機攝像頭為參考，向前是往攝像頭方向飛，向后是攝像頭后方飛，左右以此類推。
基于計算機的圖形化編程軟件——Mind+
考考你：
請使用Mind+編程，讓RMTT無人機在空中飛出一個邊長為100厘米的正方形？
給2分鐘完成
基于計算機的圖形化編程軟件——Mind+
提問：
使用Mind+編程，讓RMTT無人機在空中飛出一個邊長為100厘米的正方形，那以下哪組代碼可以實現？
提示：大家可以拿起無人機，將攝像頭朝向前方，跟著積木比劃看看結果
基于計算機的圖形化編程軟件——Mind+
考考你：
請使用Mind+編程，讓RMTT無人機在空中飛出一個邊長為100厘米的正方形？
03
無人機，起飛！
Mind+與無人機的連接過程，展示無人機飛出正方形
無人機，起飛！
思考一下：無人機飛行需要什么樣的環境？
空曠，無風，光線合適（不會過亮或過暗）
那無人機和電腦用什么方式連接？
數據線？藍牙？
都不是，無人機通電開機后，可以發射WiFi信號，供有無線網卡的電腦進行連接，連接成功后，電腦通過WiFi將程序指令發送給無人機，無人機接收指令進行飛行。
無人機，起飛！
有同學可能會問，能不能用臺式電腦連接？
因為無人機要飛行的話，必須將電腦連接上無人機發射出來的WiFi信號，但是我們的臺式電腦沒有無線網卡，且機房位置窄，障礙物多，為了保障安全，無人機需要到空曠無風的環境才可以飛行。因此老師才用便于攜帶的筆記本。
如果想用臺式電腦連接無人機也可以，需要借助有接收功能的無線網卡，將無線網卡插在電腦的USB端口后，安裝對應的驅動，就可以實現臺式電腦連接WiFi啦！。
無人機，起飛！
請大家學習無人機連接電腦和Mind+的視頻
無人機，起飛！
打開筆記本的無線網絡，搜索無人機發射的WiFi信號（WiFi名稱是TELLO-型號），連接。
無人機，起飛！
開始飛行：在電腦上用mind+實時模式將代碼編寫好后，再將無人機裝上電池，輕按電源鍵，無人機指示燈亮起，等待5秒
遵循先寫代碼再裝電池原則
無人機，起飛！
連接上tello無人機發射的WiFi后，回到mind+，點擊功能模塊的感嘆號！
點擊感嘆號后，mind+自動搜索無人機型號，搜索結束時會發現列表有無人機型號，點擊連接。
最后顯示連接成功，原先感嘆號也編程綠色√即完成，再點擊小綠旗，無人機就可以起飛啦！
無人機，起飛！
爭取找到空曠無風，光線適合的地方演示無人機飛行
課后習題
思考題：
畫正方形容易，那如何用RMTT無人機在空中畫出圓呢？
請同學們查閱相關資料。下節課揭曉答案。
感謝聆聽！

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