第十五课：《无人机飞行》 教案 九年级信息技术浙教版（2023）.docVIP

九年级信息技术浙教版教学设计

课题

无人机飞行

单元

第三单元

学科

信息技术

年级

九年级

学习

目标

1、了解无人机的飞行原理，包括升力产生、姿态控制等基本概念

2、掌握无人机编程控制的基本流程，能够设计简单的飞行路径（如等边三角形、正六边形）

3、熟悉无人机安全飞行的法律法规及注意事项

重点

1、无人机飞行原理（牛顿第三定律、四旋翼平衡机制）

2、无人机编程控制（流程图设计、代码实现）

难点

1、理解无人机姿态调整的物理原理（如反扭矩平衡）

2、编程实现复杂飞行路径（如圆形航线）

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

情境引入：播放无人机航拍视频或展示无人机应用案例（如物流、农业监测）5

提问互动：

“无人机是如何飞起来的？”

“编程如何控制无人机完成特定任务？

倾听老师引入相关问题

激发学生的学习兴趣，让从问题中进行思考，从而引出本节课的学习内容

讲授新课

1.无人机飞行原理

（1）基础结构认知

四旋翼组成（结合动态图示或实物拆解）：

机架、电机（4个）、螺旋桨（2对正反桨）、飞控系统、电池、传感器（陀螺仪、加速度计）。

互动提问：“为什么螺旋桨需要两对正反方向旋转？”（引导学生思考反扭矩平衡）。

（2）升力与平衡原理

牛顿第三定律应用：

螺旋桨旋转推动空气向下→反作用力使无人机上升。

公式简化：升力（F）=k×转速2（k为常数，说明转速与升力的非线性关系）。

姿态控制（动态模拟演示）：

前后/左右移动：增加一侧电机转速，机身倾斜产生水平分力。

偏航旋转：对角电机转速差产生扭矩（如1、3号加速，2、4号减速）。

案例对比：对比直升机单旋翼与无人机四旋翼的平衡差异（尾桨vs.反扭矩抵消）。

（3）传感器作用

飞控系统闭环控制：

陀螺仪检测机身角度→飞控调整电机转速→维持稳定（类比“人体小脑”）。

互动实验：用手晃动悬浮的无人机模型，观察自动平衡反应。

2.编程控制流程

（1）控制逻辑分解

基础指令链（以等边三角形为例）

起飞()→悬停(2秒)→前进(3米)→左转(120度)→前进(3米)→左转(120度)→前进(3米)→降落()

了解并学习无人机的飞行原理与编程控制流程相关知识的重点难点

通过几个学习活动让学习开始掌握本节课的重点及难点

课堂练习

编写程序控制无人机完成等边三角形飞行（顺时针/逆时针）

通过活动，引导学生更全面的理解相关知识

进一步拓展本节课的学习知识

课堂小结

飞行原理：升力（螺旋桨）→平衡（反扭矩）

2.编程控制：流程图→代码实现（Python/图形化）

3.安全飞行：禁飞区、隐私保护

引导学生总结自己本节课的学习收获

对本节课的学习进行总结