猜猜看，我们的孩子是怎么把无人机“变”出来的

天际线

说到无人机，你的第一印象是什么?无人机编队?无人机航拍?无人机表演？


但是你能想象它经历了原理诠释到Besiege游戏演练，框架设计到CAD制图，甚至是切割、组装、测试、实景操作一整个过程吗?也就是说，我们的无人机是从无到有，被孩子们“变”出来的！


这听起来很疯狂，但如果是角锤做的，又好像很正常。


它打破了人们对科学机械课程的既定认知，发现原来课程还可以这样，甚至提供了一种新的看待问题的角度。
这一切，都要从飞天梦说起。
人类历史上从未停止对天空的向往：
1390年万户试图乘坐火箭飞上蓝天；
1917年世界上第一架无人机诞生；
1961年加加林第一个进入神奇的太空；

探索蓝天不仅仅是科学家的工作，同样也是许许多多孩子们的梦想。几乎每个孩子都会对天空上的动静着迷，向往探索蓝天和白云，承载这份想象力的可能是遥控小飞机，也可能是自己设计制作一架无人机……


对于那些想象力、创造力飙出天际的小小探索家来说，制造一架前所未有的无人机难道不是一件很酷的事吗？

在STEM教育里，无人机不单单是一个玩具、一个冷冰冰的机器，它已经发展成为一门专门的学科。在羊角锤[无人机]项目中，孩子们需要综合运用各种学科的知识和技能，将它们创造性地应用和融合，才能实现相关的项目挑战。

比如孩子需要理解无人机的设计原理；学习用游戏的方式搭建理想中的无人机模型；运用CAD软件绘制无人机机架；拼装好之后还要进行测试。在这一环节中，如果结果导向不理想，还要继续改进……


接下来，让我们进入到无人机探索活动中来，一起去解锁藏在无人机上的科学奥秘！

01

原理探究

第一阶段孩子们首先要探究无人机为什么可以飞行？飞行的原理到底是什么？


在之前E2[神奇的风]这个单元里，孩子们已经触碰到了牛顿第三定律的边缘，这节课我们将深入地学习和理解这一物理学经典理论。


✅牛顿第三定律：
根据牛顿第三定律，旋翼在旋转的同时，也会同时向电机施加一个反作用力（反扭矩），促使电机向反方向旋转。


简单地说，无人机是由电机的旋转，使螺旋桨产生升力而飞起来的。比如四旋翼无人机，当无人机四个螺旋桨的升力之和等于飞机总重量时，升力与重力相平衡，无人机就可以悬停在空中了。

02

游戏实践

在掌握了无人机基本原理之后，孩子们要进入精心设计的操控技巧学习。


他们的第一个挑战是Besiege。


✅Besiege:
Besiege是一款有无限可能性，创造力以及想象力的游戏软件。玩家需要发挥自己的想象制造出各种具有破坏力的攻城器械来攻破城池，在高度自由的游戏环境下，各种零件的组装过程中充满着黑科学的趣味性和玩家巨大的脑洞。

孩子在这里可以进入激动人心的Make Challenge环节，在合理的理论框架内自由地发挥想象力和创造力，设计构建自己的无人机模型。让每一个热爱科技的孩子，都可以按照自己的想法组建出一架独一无二的无人机。


同时，游戏里还提供了十道完全不同各有侧重，难度逐渐升级的关卡，只有躲过炸弹的轰炸，完成相对应的任务，才能获得Yes进入下一关。

03

CAD制图

接下来进入的是CAD绘图阶段，通过学习绘制图形、辅助线、复制粘贴、列阵、修建等功能，将无人机的原型、各部件位置、结构、尺寸等逐一拆解并精确地落地在图纸上。


在这里，孩子们将尽情发挥想象力，完成创作。

04

组装以及测试

接下来，是组装环节：在CAD绘制成功的无人机机架经过激光切割机切割成为孩子想象力倾泻的最好载体，再加上航模电机，热熔胶，晶体管等元器件及设备，一架无人机加载完成！

经过重重考验终于到了最后一步，准备飞行！想知道自己设计的无人机可以顺利起飞吗？来试试吧~

这注定是一个极其艰巨的任务，研究无人机，光是想想也足够疯狂的！
✅了解空气阻力等学科知识
✅基本牛顿第三定律、伯努利原理
✅掌握并运用绘图软件CAD
✅了解无人机设计、机械运动原理及工作方式


通过课程学习，学生将收获
✅掌握工程设计流程，培养科学思维、分析解决问题的能力
✅对比不同模式，逻辑分析信息并做出合理的判断，制定策略
✅培养批判性思考及创意思维，运用理性逻辑和想象力分析科学现象
✅激发科学探索好奇心，知识多重应用于现实生活场景
✅锻炼合作和沟通能力，提升领导力

对于这些在机械、电子领域并不是一张白纸的资深学员面前，制作一架无人机并不是最重要的目的。


一个充满想象力的孩子，在无人机的编程和项目挑战中浸染丰富的学术知识，锻炼环环相扣的科学思维，如此培养的将不是单一领域的技术人员，而是一个思维严谨、思想活跃的跨领域人才。


可以想象的是，这些在跨学科学习中成长起来的孩子拥有无与伦比的创造力：如今的小小探索者，未来的超级工程师，我们仿佛能够看到一个个飞上蓝天白云的超级智能无人机在孩子们的智慧创造下由梦想变为现实。


下一个，你们想要完成的项目是什么呢！