详细说明
1 项目背景
海上航行安全一直以来是海上交通、经济贸易顺利发展的重要保障。维护海上安全将有利于全球化进程的推进,促进经济体之间以及经济体内部的稳定发展。维护海上安全包含打击海盗、反击敌对力量的袭扰、应对海上意外状况等内容。在本项目中,学生可以借助八爪鱼互动教学软件与海上战舰主题包,进行相关基础探究性实验,搭建驱逐舰模型,加深对舰船结构、功能的认识,学习一定的编程思维知识以及利用编程实现对超声波、涡轮机构、舵机、超声波等电子元器件的控制。
2 项目任务
学生利用八爪鱼互动教学软件与海上战舰主题包,借助主控板、涡轮机构、超声波传感器、舵机模块以及玻纤板,搭建一套驱逐舰模型,进行模拟航行、反击敌人实验,学习用编程控制战舰执行海上保安任务。
3 功能描述
3.1雷达预警系统:军舰上设置有超声波雷达预警系统,在舵机的带动下,双向雷达实现180°的旋转(覆盖360°范围),并检测是否有敌人(障碍物)。
3.2武器打击系统:军舰上设有武器打击系统(可在竖直范围内调整角度的舰炮),在舵机的带动下,舰炮可实现180°内的自由转动。在雷达预警系统检测到敌人后,舰炮会自动转至敌人所在方位,实现精确打击。
3.3动力系统:军舰配备双螺旋桨驱动动力,用以实现军舰的前进、后退、左右转向功能:左右螺旋桨同时旋转后,会产生反向推力,推动军舰前进;在左(右)螺旋桨单独转动时,实现军舰的转向功能。
4 对应知识点
4.1学习军舰的整体分类:包含航母、巡洋舰、战列舰等,以便对中国现有服役军舰有大体认知,拓展学生知识面。
4.2学习船的发展史:学习船的产生、发展和现代船的构造,如龙骨、龙筋、肋板等,提高学生的认知和对船的兴趣,并对后续船的设计与搭建提供基础知识。
4.3通过实验学习什么是浮力、体验并观察浮力的影响因素,从而为在项目中应用浮力打基础。
4.4 通过学习力的产生,并了解力和反作用力的关系,进而在军舰的实际应用中了解螺旋桨推力产生的原理。
4.5通过自然界中的简单现象,引导学生对声波、超声波的本质的理解,进而在项目中应用超声波传感器。
4.6学习使用八爪鱼互动教学软件的编程控制主控板、超声波传感器、直流减速电机、舵机模块,用编程的思维解决生活中的问题。
5 硬件清单
船体(椴木板搭建)
动力系统(动力电机*2、螺旋桨套装*2)
控制系统(主控板、电池、舵机驱动器*2、小功率驱动器*2、1转3驱动器、typec线材*7)
搭建模块(搭建用材料一批、电机、舵机*2)
6 项目优势
6.1本项目为科学探究型项目,导弹驱逐舰为探究对象,易于培养学生对科学基础知识的学习热情和兴趣。
6.2本项目以八爪鱼互动教学软件为平台,配合海上战舰主题包,培养学生的动手能力以及编程思维,让学生利用玻纤板搭建战舰主体结构,并用编程控制主控板、超声波传感器、舵机模块等电子元器件以控制海上战舰模拟海上保安任务情景,加深对战舰和护航的理性认识,学习用编程的思维解决生活中的问题。
6.3本项目集科学、技术、工程、艺术和数学于一体,具备跨学科特征,鼓励学生在上述领域发展和提高,培养学生的综合素养。本项目的课程基于生活场景设计应用场景,将工程活动融入课程,让学生在解决工程问题过程中动手、动脑,主动参与学习过程,激发学生在团队协助中相互帮忙、相互启发,共同商讨完成学习及工程任务,让学生实现可持续发展。