本项目依托山东省优势特色学科,聚焦农业工程,科研反哺教学和实验,构建农业无人机系统设计与模拟实验平台。实验设计包括平台认知、初步设计、模拟飞行和综合考核四个部分:
(1)平台认知(1学时)。学生对课程知识的回顾,熟悉农业无人机系统设计的基本原理,熟悉虚仿平台的基本操作;
(2)初步设计(1学时)。培养学生在虚仿平台进行农业无人机机架、外观件和关键工作部件的设计能力;
(3)模拟飞行(1学时)。设计方案经过细化设计、稳定性设置、虚拟装配等环节操作后,可以在模拟农田环境中无人机的飞行姿态和作业情况,该环节参与性和体验感强;
(4)综合考核(1学时)。根据前三个学时所学知识和操作体验,在虚仿平台的“考核模式”下,分别对学生进行初级、中级、高级考核,平台自动记录成绩。
(1)交互式、沉浸式教学。通过虚拟体验和原理展示,将农业无人机作业系统装配、调整和使用与虚拟仿真相结合,提高学生的学习兴趣和动手实践能力;
(2)自主式、探究性教学。虚仿平台提供了“设计、组装、稳定设置、飞行”等多个模块,可有效激发学生探究知识的积极性和主动性,培养学生的综合分析能力和创新能力;
(3)寓教于乐、实验思政。“模拟飞行”模块具有很好的参与性和体验感,拟在类似游戏的沉浸感中,适当融合思政元素,培养学生对国家乡村振兴战略的认同感,并立志到乡村一线实现自己的设计理想和人生目标。
本实验针对学生的交互性操作都设置了详细的评价办法和计分模型。
分为原理知识评价(即课前预习环节,占10%)、模拟实验平台评价(平台自动算分,占60%)和教师综合评价(实验报告成绩,占30%)三部分。
细化的评价体系为:
D={C(预习)5%+C(认知)5%+C(初考)10%+C(选型)5%+C(中考)10%+C(模拟飞行)5%+C(高考)30%+C(实验报告)30%}*100%