面向学生要求

毕业要求

毕业要求指标点

课程目标

1

2

3

3.设计/开发解决方案

3.2 能够运用相关工程和专业知识，设计满足特定工程需求的外观系统或单元，对设计方案进行优化与改进，体现创新意识。

注解：农业无人机设计是典型的工程技术问题，涉及到整机系统和各工作部件单元。

√

4. 研究

4.1 能够基于工业设计基本原理和相关文献，对材料、人机、结构、工艺过程、设计效果等进行调研、分析及研究。

注解：农业无人机系统设计涵盖工业设计的原理方法和设计流程。

√

9. 个人和团队

9.2 具有一定的组织管理及团队协作能力，能够在多学科背景下的团队中发挥作用。

注解：课程组邀请农业工程领域无人机研究的专家进行技术指导，课程和实践环节均以团队的形式开展。

√

√

序号

知识模块

知识点

学习要求

课时

教学方法

建议

对应课程目标

1

绪论

1.系统设计的基本概念及发展

2.工业设计师基本素质

3.产品系统设计要则

4.优秀设计作品介绍

5.学院农业工程学科介绍

了解系统设计的相关基础知识、认清工业设计师所应具备的基本素质。

4

多媒体教学，

讨论法教学，

问题导向教学法。

课程目标1

2

设计程序之接受项目、制定计划；市场调研、寻找问题

1.农业无人机设计解析

2.制定计划、市场调研

3.产品定位分析

4.引入实际题目——农业无人机系统设计与实践

1.掌握产品系统设计流程的第一步骤。

2.掌握调研方法，能进行实际调研。

8

多媒体教学，

案例教学，

翻转课堂。

课程目标1、2

3

产品系统设计构思方法

1.仿生设计法及案例讲述

2.模仿创新设计法及案例讲述

3.仿生设计在农机的应用案例

4.农业无人机设计案例解析

了解掌握并能实际运用仿生设计方法，能够以农业无人机设计为例展开实际应用。

4

多媒体教学，

案例教学，

问题导向教学。

课程目标1、2

4

产品系统设计的创意方法

1.逆向思维法

2.头脑风暴法

3.思维导图法

4.列举法

5.剧本导引设计法

掌握产品系统设计创意方法，尤其是头脑风暴法的运用和实践。

6

多媒体教学，

案例教学，

实验教学。

课程目标1、3

5

设计程序之分析问题、提出概念 ；设计构思、解决问题

1.分析问题→提出概念→设计构思→解决问题

2.设计定位：结构、功能、造型风格、技术

3.农业无人机设计方案的确定、讲解、点评

掌握如何进行农业无人机的设计构思、解决问题。

设计定位要遵循的农业无人机各个要素特征需要。

6

多媒体教学，

讨论教学法，

任务驱动教学法，

翻转课堂。

课程目标1、2

6

设计程序之设计展开、优化方案；深入设计，模型制作

1.设计展开→优化方案→深入设计→模型制作

2.农业无人机功能性设计

3.农业无人机色彩设计

了解农业无人机深入设计、模型制作的相关知识，掌握设计方案优化中遵循的功能性、色彩设计原则。

4

多媒体教学，

案例教学，讨论教学法，

翻转课堂。

课程目标2、3

7

设计程序之设计报告、展示、综合评价

1.设计制图→编制报告→设计展示→综合评价

2.以农业无人机系统设计为题，绘制产品方案效果图

3.PROJECT汇报展示、讲解

能够制作农业无人机产品方案效果图，并进行展示、综合评价。

8

多媒体教学，

案例教学法，

翻转课堂教学法

课程目标2、3

序号

实验项目

实验内容

学习要求

教学设计

课时

对应课程目标

1

农业无人机设计实践（C1202001）

了解头脑风暴法的基本理论知识，具体的操作方法以及遵循的原则，并针对农业无人机进行创新思维方法的运用。

1.掌握头脑风暴法的四大基本原则（2学时）；

2.能够运用创新思维训练的方法组织进行农业无人机设计（2学时）。

农业无人机设计注意事项，学生进行头脑风暴会议，撰写实验报告。

4

课程目标2，3

2

农业无人机系统设计与模拟实验

（C1202002）

通过虚拟仿真实验平台将农业无人机系统设计的过程直观、形象的展现给学生，充分调动学生的学习积极性；通过模拟实验对农业无人机作业过程中涉及到的关键知识点理解更加直观、深刻，教学过程更接近“实战”，加深学生对理论知识的理解，提高学生解决实际工程问题的能力。

1.学习和理解农业无人机原理及系统设计方法（农业无人机系统设计与模拟实验平台认知，1学时）；

2.体验虚拟设计、建模、渲染、展示，虚拟拆装、模拟旋转及升降等操作过程（农业无人机系统设计与模拟实验平台基本操作和无人机初步设计，1学时）；

3.飞行器机架、外观件(翼型、机身、机翼和尾翼)、飞行控制系统、遥控器、遥控信号接收器、云台相机产品造型设计与建模渲染（模拟实验平台无人机稳定性设置和飞行体验操作，综合设计性实验，1学时）；

4.农业无人机的原理构造考核、农业无人机系统设计考核和对飞行速度、高度、爬升率等性能参数之间的相互联动关系考核。（农业无人机系统设计与模拟实验平台综合测评，1学时）。

讲解实验要求，学生在虚拟现实实验室农业无人机系统设计与模拟实验平台操作，完成实验作业和考核题目，撰写实验报告。

4

课程目标2，3

序号

基本知识点

能力要求

学时

实验类型

1

1.农业无人机系统设计与模拟实验平台认知

（1）预习农业无人机原理构造；

（2）农业无人机系统设计与模拟实验平台基本框架认知；

（3）农业无人机系统设计与模拟实验平台基本模块演示。

1.理解农业无人机构造的基本原理；

2.熟练操作虚拟仿真平台和相关模块功能；

3.操作体验虚拟设计、建模、渲染功能；

4.熟练操作农业无人机机架、外观件(翼型、机身、机翼和尾翼)参数设置。

1

验证性实验

2

2.农业无人机系统设计与模拟实验平台基本操作和无人机初步设计

（1）农业无人机系统设计与模拟实验平台“学习模式”认知操作；

（2）农业无人机系统设计与模拟实验平台“设计模块”认知操作；

（3）农业无人机系统设计与模拟实验平台“考核模式”认知操作。

1.运用平台功能进行方案建模、渲染、动画演示；

2.飞行控制系统、推进系统、遥控器、遥控信号接收器、云台相机产品造型设计与建模；

3.根据无人机机架、外观件的尺寸和装配约束条件，展开方案系统设计；

4.明确农业无人机系统设计方法。

1

综合设计性实验

3

3.农业无人机系统设计与模拟实验平台无人机稳定性设置和飞行体验操作

（1）农业无人机系统设计与模拟实验平台“稳定性设置”模块学习；

（2）农业无人机系统设计与模拟实验平台“模拟飞行模块”体验操作；

（3）农业无人机系统设计与模拟实验平台项目的课程思政学习。

1.熟练掌握农业无人机关键部件模拟拆装、模拟飞行各种操作；

2.熟练农业无人机模拟旋转、升降等过程；

3.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。

1

综合设计性实验

4

4.农业无人机系统设计与模拟实验平台综合测评

（1）系统设计综合知识。包括：造型设计、细节设计、选型组装、关键部件和外挂件的设计和结构优化；

（2）飞行效率综合知识。包括：稳定性、准确性、操控性等参数的设计和设定。

农业无人机的原理构造考核、农业无人机系统设计考核和对飞行速度、高度、爬升率等性能参数之间的相互联动关系等农业无人机系统设计与模拟实验平台综合知识考核。

综合设计性实验（考核）