“國務(wù)院在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確,要廣泛開展人工智能科普活動(dòng),實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目,要在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程,逐步推廣編程教育,鼓勵(lì)社會力量參與寓教于樂的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣,而且要進(jìn)行人工智能競賽?!?/p>
作為從事創(chuàng)客教育多年的老師,感謝在這個(gè)大環(huán)境,讓學(xué)生能夠了解人工智能,接觸到前沿科技,同時(shí)也鼓勵(lì)更多學(xué)生學(xué)習(xí)編程,因?yàn)闆]有學(xué)編程,可能就會像現(xiàn)在的我們后悔以前沒有學(xué)習(xí)好英語一樣焦慮。
創(chuàng)客教育中機(jī)器人教學(xué)已開展很久,但是人工智能編程的無人機(jī)在這幾年興起,為了吸引學(xué)生家長興趣,擴(kuò)寬航空航天課程,于是開始新找合適的無人機(jī)開課。由于本身對無人機(jī)比較感興趣,經(jīng)過一段時(shí)間熟悉,也了解到不少適合青少年的無人機(jī),像大疆的Tello,童心制物的Airblock,還有創(chuàng)客火的LiteBee Wing等。
經(jīng)過多番對比,最終選擇了創(chuàng)客火的LiteBee Wing,下面就一些關(guān)于產(chǎn)品與教學(xué)的思路跟大家分享。
積木拼搭:組裝一臺屬于自己的飛行器
LiteBee Wing的機(jī)身是積木套件,跟Tello和Airblock相比,動(dòng)手組裝操作性更強(qiáng)。打開包裝,可以看到飛行器,將飛控、電機(jī)、電池、槳葉、保護(hù)環(huán)等部件拼搭在一起,創(chuàng)造出一臺飛行器。模塊化的設(shè)計(jì)理念是一大亮點(diǎn),可以在機(jī)身上搭建積木公仔,變換飛行的形狀等。
組裝簡單易上手,但是也有一些點(diǎn)需要注意。例如容易出錯(cuò)的地方就是槳葉與電機(jī)的安裝,槳葉分為正反槳葉,以攝像頭朝前為機(jī)頭,正槳逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)安裝在右上角與左下角,反槳順時(shí)針旋轉(zhuǎn)安裝在左上角和右下角;電機(jī)主要通過黑白線與紅藍(lán)線區(qū)分,安裝到對應(yīng)位置。這部分安裝錯(cuò)誤,會影響后續(xù)的飛行。所以這部分在學(xué)生組裝好后,要讓他們先檢查,檢查好后再進(jìn)行飛行操作。在此過程中可以結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)原理,讓學(xué)生知道飛機(jī)為什么飛起來,因?yàn)橛猩?,再引入升力來源于槳葉轉(zhuǎn)動(dòng),從物理學(xué)角度講解,讓學(xué)生明白為什么要這么安裝。
遙控操控:新手耐摔且容易上手
LiteBee Wing除了可以手機(jī)App操控,還配有遙控器,適用于中小學(xué)生沒有手機(jī)的課堂。現(xiàn)在很多飛行器可以App操控,這是一大亮點(diǎn),但是有遙控器也非常重要。試想下在上課過程中,如果沒有遙控器,全部用手機(jī)操控,學(xué)生在飛行后,就會玩自己的手機(jī),課堂紀(jì)律難掌控。
其次Wing積木拼搭,在飛行過程中很耐摔,摔下來,最多就是散了,再重新拼搭起來就可以,就算摔壞,也是哪里摔壞換哪里。經(jīng)過多次飛行,發(fā)現(xiàn)機(jī)臂與機(jī)身用短銷連接,短銷容易斷,所以如果購買,需要跟廠家申請多些備用。
在操控上面,對應(yīng)沒有飛行經(jīng)驗(yàn)的小白來說,可以說是非常友好的。遙控器一鍵可以操控起飛,一鍵再降落,配有光流,可以精準(zhǔn)定位,學(xué)生操作很快上手。
人工智能:無人機(jī)圖形化編程
LiteBee Wing的編程搭配的是創(chuàng)客火科技官方的離線編程軟件LiteBeeGo,手機(jī)端的是叫LiteBee的App軟件。LiteBeeGo內(nèi)里的框架和scratch大同小異,在積木塊中新增了飛機(jī)的模塊。
通過編程可以控制飛機(jī)的基礎(chǔ)飛行操作,如起飛、降落、前后左右飛行等;可以在編程軟件上查看飛機(jī)的飛行數(shù)據(jù),了解飛行姿態(tài)。此外,與其他飛行器不同的是,LiteBee可以兼容拓展模塊,配有蜂鳴器以及LED燈,可以通過編程控制蜂鳴器彈奏不同的音樂,控制LED燈閃爍出不同顏色燈光,拓展的模塊結(jié)合飛行可以說是非??犰诺模P(guān)上燈,編寫好音樂再結(jié)合飛機(jī)不同飛行軌跡效果很贊。
除了編程操作單臺飛行器飛行動(dòng)作,還可以讓學(xué)生運(yùn)用圖形化編程進(jìn)行多機(jī)編隊(duì)表演。在地面上擺放一張二維碼毯,將飛機(jī)按照對應(yīng)的序號擺放,再在LiteBeeGo中編寫程序,編寫好多臺程序后執(zhí)行飛行動(dòng)作即可,這里的難點(diǎn)在于讓飛機(jī)如何飛行,飛行軌跡與音樂的融合,飛行器之間距離掌控,會有點(diǎn)難度。不過廠家有示范的編隊(duì)程序案例,直接導(dǎo)入可以看效果。
課堂應(yīng)用:選擇合適的編程無人機(jī)非常重要
無人機(jī)走進(jìn)課堂,應(yīng)用于教學(xué)。個(gè)人覺得最重要是有可以教可以學(xué)的知識點(diǎn),而教學(xué)并非一朝一夕,是一個(gè)體系化的過程,這樣產(chǎn)品的可挖掘知識點(diǎn)的延續(xù)性就非常重要。
LiteBee Wing目前配有十六章節(jié)的課程,從無人機(jī)理論基礎(chǔ)知識,再到自己組裝飛行器,最后到編程,相對于來說比較完善。產(chǎn)品有拓展接口,可持續(xù)深挖教學(xué)知識點(diǎn)。在課程與產(chǎn)品上面亮點(diǎn)比較明顯,主要如下:
第一是在教學(xué)過程中,學(xué)生可以通過拆卸、搭建無人機(jī)提高動(dòng)手能力,形成工程工程思維,其次編程內(nèi)容豐富,學(xué)生可分階段學(xué)習(xí),初級從順序簡單的控制單個(gè)模塊,如電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),再到控制飛行軌跡,與拓展模塊結(jié)合。進(jìn)階則使用賦值、函數(shù)等控制飛機(jī),由淺入深循序漸進(jìn)學(xué)習(xí),提高邏輯思維能力。
其次是與實(shí)際問題結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的難度。如測量高度,運(yùn)用編程中飛機(jī)的高度模塊,可以檢測出飛機(jī)與地面的距離。用飛機(jī)去測量物體的高度,解決現(xiàn)實(shí)中的問題。
最后是跨學(xué)科知識點(diǎn)的融合與挖掘?qū)W生興趣。無人機(jī)創(chuàng)客教育目前更多是以培育學(xué)生興趣為主,學(xué)校與家長看中是語數(shù)英等成績,如果能夠跨學(xué)科融合知識點(diǎn),能讓學(xué)生更有興趣更快學(xué)習(xí)校本知識,提高成績那最好。Wing的課程融合多學(xué)科知識點(diǎn),如學(xué)生小學(xué)通過學(xué)習(xí)無人機(jī),提前了解數(shù)學(xué)中正負(fù)數(shù)應(yīng)用、函數(shù)應(yīng)用;了解物理學(xué)中牛頓第三定律等。在其他興趣點(diǎn),可以用拓展模塊彈奏音樂,學(xué)習(xí)樂理知識,挖掘?qū)W生不同興趣。
最后,對LiteBee Wing做個(gè)小總結(jié):走進(jìn)中小學(xué)課堂,合適的無人機(jī)非常重要,而LiteBee Wing是很好的選擇。
亮點(diǎn):
1、積木組裝,新手耐摔成本低;
2、光流定位,飛機(jī)懸停很精準(zhǔn)操作簡單;
3、拓展接口,有拓展的接口可以外接其他模塊,以后可以編程無人機(jī)測溫等其他項(xiàng)目,挖掘性強(qiáng);
4、課程豐富,教學(xué)視頻與課程都很多,老師學(xué)生學(xué)習(xí)可參考的點(diǎn)比較多;
5、無人機(jī)編隊(duì),在科技節(jié)或者家長展覽日,觀賞性佳。
缺點(diǎn):
1、產(chǎn)品組裝中,機(jī)臂與機(jī)身的連接的短銷飛行中容易斷,不過有備些;
2、LiteBeeGo軟件外觀有待完善。
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