機(jī)器人程序設(shè)計(jì)（C語(yǔ)言）（第2版）-教學(xué)大綱

《機(jī)器人程序設(shè)計(jì)（C語(yǔ)言）（第2版）》教學(xué)大綱課程信息課程名稱(chēng)：機(jī)器人程序設(shè)計(jì)（C語(yǔ)言）（第2版）課程類(lèi)別：素質(zhì)選修課/專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：選修/必修計(jì)劃學(xué)時(shí)：64計(jì)劃學(xué)分：4先修課程：無(wú)選用教材：《機(jī)器人程序設(shè)計(jì)（C語(yǔ)言）（第2版）》，秦志強(qiáng)，劉建東，王淑鴻主編，2022年，電子工業(yè)出版社教材。適用專(zhuān)業(yè)：本課程本書(shū)可作為高職高專(zhuān)機(jī)械制造類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程，也可作為社會(huì)相關(guān)從業(yè)人員的學(xué)習(xí)課程。課程負(fù)責(zé)人：二、課程簡(jiǎn)介本課程將教學(xué)機(jī)器人引入C程序設(shè)計(jì)課程，在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)萬(wàn)法，將C語(yǔ)言的各種表達(dá)式、語(yǔ)法、關(guān)鍵詞、邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類(lèi)型等教學(xué)內(nèi)容融入系列循序漸進(jìn)的教學(xué)機(jī)器人制作和競(jìng)賽項(xiàng)目，直接在項(xiàng)目應(yīng)用和競(jìng)賽過(guò)程中學(xué)習(xí)C語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)、學(xué)中賽、賽中會(huì)”的做學(xué)賽體化學(xué)習(xí)，以提升C語(yǔ)言的學(xué)習(xí)效率和效果，最后通過(guò)歸納總結(jié)，獲得整個(gè)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的系統(tǒng)知識(shí)和技能。本課程的編寫(xiě)徹底突破了傳統(tǒng)教學(xué)方法的局限，解決了C程序設(shè)計(jì)課程抽象、枯燥、難學(xué)和學(xué)習(xí)效果差的老大難問(wèn)題。三、課程教學(xué)要求序號(hào)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求課程教學(xué)要求關(guān)聯(lián)程度1工程知識(shí)1.掌握C語(yǔ)言的各種表達(dá)式、語(yǔ)法、關(guān)鍵詞、邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類(lèi)型。2.了解機(jī)器人程序設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)需求，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供指導(dǎo)。L2問(wèn)題分析1.學(xué)會(huì)對(duì)機(jī)器人程序設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和解決，包括硬件故障、軟件錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題等。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行故障排除和維修和計(jì)算方法，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。H3設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案1.掌握機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制，能將機(jī)器人程序設(shè)計(jì)應(yīng)用到工作和生活領(lǐng)域中。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)的質(zhì)量和性能符合要求。H4研究L5使用現(xiàn)代工具1.掌握機(jī)器人程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域研發(fā)的現(xiàn)代工具，如仿真軟件、調(diào)試工具等。2.學(xué)會(huì)使用現(xiàn)代工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，提高工作效率和準(zhǔn)確性。M6工程與社會(huì)1.了解機(jī)器人程序設(shè)計(jì)對(duì)社會(huì)的影響和作用，以及相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。2.學(xué)會(huì)將相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和社會(huì)服務(wù)中，為社會(huì)做出貢獻(xiàn)。L7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展L8職業(yè)規(guī)范L9個(gè)人和團(tuán)隊(duì)1.學(xué)會(huì)個(gè)人發(fā)展和團(tuán)隊(duì)合作，提高個(gè)人和團(tuán)隊(duì)的綜合素質(zhì)。2.學(xué)會(huì)與他人合作和溝通，建立良好的人際關(guān)系和團(tuán)隊(duì)合作氛圍。H10溝通1.學(xué)會(huì)進(jìn)行有效的溝通和表達(dá)，與客戶、同事和上級(jí)保持良好的溝通和協(xié)作。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行跨文化溝通和合作，提高國(guó)際化視野和跨文化交流能力。M11項(xiàng)目管理1.學(xué)會(huì)進(jìn)行項(xiàng)目管理和組織，包括項(xiàng)目計(jì)劃、進(jìn)度控制、質(zhì)量管理等。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理，提高項(xiàng)目成功的概率和效率。L12終身學(xué)習(xí)1.學(xué)會(huì)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和自我提升，不斷提高自身的專(zhuān)業(yè)水平和創(chuàng)新能力。2.學(xué)會(huì)進(jìn)行終身學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領(lǐng)域和發(fā)展空間。H注：“課程教學(xué)要求”欄中內(nèi)容為針對(duì)該課程適用專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學(xué)要求的具體描述?！瓣P(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”?！罢n程教學(xué)要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對(duì)應(yīng)的專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。四、課程教學(xué)內(nèi)容章節(jié)名稱(chēng)主要內(nèi)容重難點(diǎn)關(guān)鍵詞學(xué)時(shí)類(lèi)型1一種新的C語(yǔ)言學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)背景單片機(jī)和微控制器機(jī)器人與C語(yǔ)言學(xué)習(xí)平臺(tái)任務(wù)1.1獲得軟件任務(wù)1.2安裝軟件任務(wù)1.3硬件連接任務(wù)1.4第一個(gè)程序任務(wù)1.5斷開(kāi)電源工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握單片機(jī)和微控制器；掌握機(jī)器人與C語(yǔ)言學(xué)習(xí)平臺(tái)，完成軟件的安裝8理論2最簡(jiǎn)單的C程序設(shè)計(jì)——機(jī)器人做算術(shù)學(xué)習(xí)背景任務(wù)2.1整型數(shù)據(jù)的運(yùn)算和結(jié)果顯示任務(wù)2.2浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的運(yùn)算任務(wù)2.3字符型數(shù)據(jù)工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握整型數(shù)據(jù)、浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的運(yùn)算4理論3循環(huán)程序設(shè)計(jì)－讓機(jī)器人動(dòng)起來(lái)學(xué)習(xí)背景C51單片機(jī)的輸入/輸出接口任務(wù)3.1單燈閃爍控制任務(wù)3.2機(jī)器人伺服電機(jī)拉制信號(hào)任務(wù)3.3計(jì)數(shù)并控制循環(huán)次數(shù)任務(wù)3.4用計(jì)算機(jī)來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握循環(huán)程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)6理論+實(shí)操4函數(shù)——機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制學(xué)習(xí)背景任務(wù)4.1基本巡航動(dòng)作任務(wù)4.2勻加速、勻減速運(yùn)動(dòng)任務(wù)4.3用函數(shù)調(diào)用簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)程序任務(wù)4.4用數(shù)組進(jìn)一步簡(jiǎn)化函數(shù)調(diào)用工程素質(zhì)和近歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握函數(shù)調(diào)用簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)程序5理論+實(shí)操5選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)——機(jī)器人觸須導(dǎo)航學(xué)習(xí)背景觸須導(dǎo)航與單片機(jī)輸入接口任務(wù)5.1安裝并測(cè)試機(jī)器人觸須任務(wù)5.2通過(guò)觸須導(dǎo)航任務(wù)5.3機(jī)器人進(jìn)入死區(qū)后的人工智能決策任務(wù)5.4機(jī)器人行進(jìn)過(guò)程中的碰撞保護(hù)程序工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人觸須導(dǎo)航6理論+實(shí)操6選露結(jié)相程序設(shè)計(jì)”——機(jī)器人紅外導(dǎo)航學(xué)習(xí)背景使用紅外發(fā)射器和接收器探道路任務(wù)6.1搭建并測(cè)試IR發(fā)射和探測(cè)器對(duì)任務(wù)6.2探測(cè)和避開(kāi)障礙物任務(wù)6.3高性能的IR導(dǎo)航任務(wù)6.4俯視的探測(cè)器工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握使用紅外發(fā)射器和接收器探道路6理論+實(shí)操7多給查結(jié)凋程序設(shè)計(jì)－肌器人循線運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)背景競(jìng)賽任務(wù)任務(wù)7.1QTI傳感器及其通信接口任務(wù)7.2安裝QTI傳感器到機(jī)器人前端任務(wù)7.3編寫(xiě)QTI傳感器的測(cè)試程序設(shè)計(jì)算法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人無(wú)接觸游歷任務(wù)7.5修改算法實(shí)現(xiàn)機(jī)器人游歷任務(wù)7.6用數(shù)組實(shí)現(xiàn)機(jī)器人游歷任務(wù)7.7改進(jìn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行程序提升執(zhí)行的可靠性工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握用數(shù)組實(shí)現(xiàn)機(jī)器人游歷、設(shè)計(jì)算法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人無(wú)接觸游歷等功能9理論+實(shí)操8結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)——智能搬運(yùn)競(jìng)賽學(xué)習(xí)背景競(jìng)賽任務(wù)任務(wù)8.1給機(jī)器人安裝循線傳感器和搬運(yùn)手抓任務(wù)8.2根據(jù)比賽任務(wù)設(shè)計(jì)算法任務(wù)8.3定義運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)任務(wù)8.4將運(yùn)動(dòng)函數(shù)存成其他文件包含進(jìn)來(lái)任務(wù)8.5循線運(yùn)動(dòng)函數(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)任務(wù)8.6根據(jù)算法完成搬運(yùn)子函數(shù)和主程序的編寫(xiě)工程素質(zhì)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握給機(jī)器人安裝循線傳感器和搬運(yùn)手抓8理論+實(shí)操9結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)－擂臺(tái)賽學(xué)習(xí)背景擂臺(tái)賽場(chǎng)和競(jìng)賽規(guī)則任務(wù)9.1紅外線擂臺(tái)機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)任務(wù)9.2優(yōu)化紅外線擂臺(tái)機(jī)器人軟件任務(wù)9.3超聲波擂臺(tái)機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)任務(wù)9.4遙控擂臺(tái)機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)工程素養(yǎng)和技能歸納科學(xué)精神的培養(yǎng)掌握超聲波擂臺(tái)機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)等12理論+實(shí)操五、考核要求及成績(jī)?cè)u(píng)定序號(hào)成績(jī)類(lèi)別考核方式考核要求權(quán)重（%）備注1期末成績(jī)期末考試大作業(yè)50百分制，60分為及格2平時(shí)成績(jī)實(shí)踐9次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時(shí)表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無(wú)法獲得學(xué)分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。六、學(xué)生學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)方法建議1.依據(jù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合崗位技能職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)案例展開(kāi)學(xué)習(xí)，將每個(gè)項(xiàng)目分成多個(gè)任務(wù)，系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)。2.通過(guò)每個(gè)項(xiàng)目最后搭配的習(xí)題，鞏固知識(shí)點(diǎn)。3.了解行業(yè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，注重學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝和新方法，根據(jù)教材中穿插設(shè)置的智能終端產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)實(shí)例，對(duì)已有技術(shù)持續(xù)進(jìn)行更新。4.通過(guò)開(kāi)展課堂討論、實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，學(xué)會(huì)如何與他人合作、溝通、協(xié)調(diào)等等。學(xué)生課外閱讀參考資料《機(jī)器人程序設(shè)計(jì)（C語(yǔ)言）（第2版）》，秦志強(qiáng)，劉建東，王淑鴻主編，2022年，電子工業(yè)出版社教材。七、課程改革與建設(shè)（1）創(chuàng)造性地以單片機(jī)作為C語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)，輔以教學(xué)機(jī)器人和競(jìng)賽機(jī)器人作為編程控制對(duì)象，將C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)與一系列循序漸進(jìn)的趣味機(jī)器人項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，寓教于樂(lè)，由淺入深，化被動(dòng)學(xué)