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《无人机任务载荷》课程教学大纲

一、课题名称

无人机任务载荷认知与基础应用教学

二、教学目标

知识目标：让高职无人机应用技术专业学生掌握无人机任务载荷的3类核心分类（光电侦察类、测绘遥感类、特种作业类），理解各类载荷（如光电吊舱、多光谱相机、植保喷头）的核心组成（光学镜头、数据传输模块、供电接口）与基本工作原理，能说出“载荷与无人机的适配条件”（如重量匹配、供电电压匹配）；

能力目标：引导学生通过仿真操作、案例分析，能独立识别3种常见任务载荷并标注关键部件，能在仿真软件中完成“光电吊舱调焦、多光谱相机参数设置”等基础操作，能对“载荷无法启动”等简单故障进行初步排查（如检查供电接口、数据连接线），提升专业认知与实操应用能力；

情感目标：让学生感受任务载荷在行业中的应用价值（如消防侦察、农业测绘），破除“载荷操作复杂难学”的认知，培养“严谨操作、系统思考”的职业态度，激发对无人机行业应用的兴趣，体会“理论结合实操解决问题”的成就感。

三、教学准备

教师准备无人机任务载荷实物样机（光电吊舱1台、多光谱相机1台、植保喷头模型1个，标注关键部件）、教学课件（含载荷原理动画、行业应用案例视频）、无人机载荷仿真操作软件（如大疆SDK仿真平台，提前安装至实训电脑）、载荷故障案例视频（如供电接触不良导致载荷失灵）、任务载荷分类表（空白，供学生填写）、行业应用案例手册（消防、农业、测绘场景各3个案例）、实训记录单（含操作步骤与问题记录栏）、干净抹布（用于清洁实物样机）。

四、教学重点

核心知识掌握：能准确区分光电侦察、测绘遥感、特种作业类载荷，说出各类载荷的典型应用场景（如光电吊舱用于消防侦察、多光谱相机用于作物长势监测），不混淆“载荷功能与行业场景”的对应关系；

基础操作实施：能在仿真软件中完成“光电吊舱水平旋转调焦、多光谱相机拍摄参数设置”，操作步骤正确率不低于80%，不出现“误触关键参数导致操作失效”的错误；

行业案例关联：能结合案例手册，分析“某农业无人机应匹配何种载荷”，并说明匹配理由（如“作物测绘需多光谱相机，因其能获取作物光谱数据”），建立知识与行业应用的关联。

五、教学难点

理解载荷与无人机的适配逻辑：学生易孤立记忆载荷参数，难以理解“载荷重量超无人机载重上限会导致飞行不稳”“供电电压不匹配会烧毁载荷模块”的内在逻辑，需通过“载重计算案例”“电压匹配实验演示”突破；

故障排查的系统思维：部分学生排查“载荷无法启动”时，易只关注单一部件（如仅检查镜头），忽视“供电-数据传输-控制信号”的系统关联，需通过“故障排查流程图”引导分步分析；

行业场景的载荷选型：学生易凭主观判断选型（如认为“光电吊舱适用于所有场景”），难以结合“场景需求（如精度要求、作业环境）”综合选型，需通过“多场景对比案例”引导。

六、教学方法

案例导入法：以“消防无人机用光电吊舱定位火场被困人员”的案例视频切入（“大家看，无人机能快速找到被困人员，核心靠的就是这个光电吊舱——今天我们就来揭开任务载荷的面纱！”），唤起学生专业兴趣，快速进入主题；

理实结合法：先讲解载荷分类与原理（理论），再同步开展仿真操作（实操），每讲一个知识点，配套对应实操练习（如讲完光电吊舱原理，立即在仿真软件中练习调焦），避免理论与实操脱节；

分组讨论法：将学生分成3组，每组分配1个行业场景（消防、农业、测绘），讨论“该场景需匹配何种载荷及理由”，通过小组分享强化行业关联；

故障模拟法：播放载荷故障案例视频，引导学生“化身工程师”分析故障原因，通过模拟排查培养问题解决能力。

七、教学过程（45分钟）

（一）案例导入：任务载荷的“行业大作用”（5分钟）

视频展示：播放2分钟消防无人机救援案例视频，聚焦“光电吊舱实时传输火场画面、定位被困人员”的片段，提问“视频中无人机靠什么设备实现‘看见’火场的功能？这种设备在无人机系统中叫什么？”（引导说出“任务载荷”）；

行业延伸：“除了消防，农业里无人机喷药靠‘植保喷头’、测绘时获取地图靠‘多光谱相机’——这些都属于任务载荷，是无人机实现‘特定作业’的核心部件！今天我们就来学‘任务载荷的分类、原理与基础操作’，为后续行业应用打基础；

目标明确：“通过今天的学习，大家要能分清不同载荷、会做基础操作，还能给不同行业场景选对载荷，有没有信心？”。

（二）新授：任务载荷的“分类与原理”（20分钟）

载荷分类讲解（8分钟）

实物展示：拿出光电吊舱、多光谱相机、植保喷头样机，边指认边讲解：

①光电侦察类：“像这个光电吊舱，有光学镜头和红外传感器，能在白天或黑夜‘看见’目标，主要用在消防侦察、电力巡检，核心是‘获取图像