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《機器人智能控制系統(tǒng)綜合設(shè)計》教學(xué)大綱課程編號:13230443英文名稱:ComprehensiveDesignofRobotIntelligentControlSystem學(xué)分:3.0學(xué)時:總學(xué)時3周,其中實踐3周先修課程:機器人智能控制、機器人技術(shù)基礎(chǔ)、機器人驅(qū)動與控制課程類別:專業(yè)方向課程授課對象:機器人工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位:機械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期:第7學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程是為本專業(yè)的四年級學(xué)生開設(shè)的專業(yè)方向課程。本課程結(jié)合自動控制理論、單片機原理及應(yīng)用、機器人技術(shù)基礎(chǔ)、機器人智能控制、機器人驅(qū)動與控制等課程內(nèi)容,以實際工程應(yīng)用為導(dǎo)向,培養(yǎng)學(xué)生機器人智能控制系統(tǒng)綜合設(shè)計的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生能解決機器人實際工程問題,提高團隊合作水平,了解本行業(yè)發(fā)展動態(tài)和行業(yè)規(guī)范,增強社會責(zé)任感,促進全面素質(zhì)的提高。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo)如下:課程目標(biāo)1:在項目設(shè)計過程中,能依據(jù)不同學(xué)科知識,在團隊中進行合理分工并擔(dān)任一定角色,獨立或合作開展工作,完成團隊分配的任務(wù);課程目標(biāo)2:能夠在項目團隊中承擔(dān)組織、協(xié)調(diào)和指揮的作用,能及時辨別和虛心接受其他隊員的建議,提升團隊合作能力;課程目標(biāo)3:能綜合運用單片機原理與接口技術(shù)、機器人驅(qū)動與控制等多學(xué)科知識,針對具體問題中存在的多種約束,設(shè)計開發(fā)智能機器人系統(tǒng)的解決方案,并在設(shè)計中運用工程管理和經(jīng)濟決策方法。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重9.2能夠在多學(xué)科背景的團隊中擔(dān)任一定角色,獨立或合作開展工作,完成團隊分配的任務(wù);課程目標(biāo)1H9.3能夠辯證吸收團隊其他隊成員的意見和建議,組織、協(xié)調(diào)和指揮團隊開展工作;課程目標(biāo)2M11.3能在多學(xué)科環(huán)境下(包括模擬環(huán)境),在針對機器人工程相關(guān)領(lǐng)域具體問題設(shè)計開發(fā)解決方案的過程中,運用工程管理與經(jīng)濟決策方法。課程目標(biāo)3H(注:要求課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點應(yīng)是一一對應(yīng)支撐)三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配設(shè)計與實踐時間為不停課3周,15個教學(xué)工作日,具體分配如下:序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(含德育要求)學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1任務(wù)分配,查閱資料基本要求:能根據(jù)機器人智能控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書,查閱資料,確定設(shè)計方案。重點難點:設(shè)計方案的選取德育要求:志氣底氣2綜合課程目標(biāo)12設(shè)計方案基本要求:能根據(jù)機器人智能控制系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)要求,給出多個方案,經(jīng)論證給出最優(yōu)方案。重點難點:決策最優(yōu)方案德育要求:靜心細(xì)心4設(shè)計課程目標(biāo)33硬件設(shè)計和編程基本要求:能根據(jù)選題的設(shè)計要求,擬定設(shè)計方案,并進行智能機器人傳感器、控制器、驅(qū)動器等硬件搭建和軟件編程。重點難點:正確的軟硬件設(shè)計德育要求:工匠精神4設(shè)計課程目標(biāo)34硬件安裝和調(diào)試階段基本要求:能進行智能機器人整體硬件調(diào)試,排除故障,修改硬件和程序,達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求。重點難點:設(shè)計指標(biāo)的達(dá)成德育要求:愛崗敬業(yè)4驗證課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25設(shè)計報告、匯報演示基本要求:能按規(guī)定的格式編寫智能機器人項目實踐報告,演示功能指標(biāo)情況,講解項目實現(xiàn)過程。重點難點:匯報演示清晰德育要求:專業(yè)素養(yǎng)1演示課程目標(biāo)1合計15注:實驗要求包括必修、選修;實驗類型包括演示、驗證、綜合、設(shè)計等。四、課程教學(xué)方法總體設(shè)計:采用項目驅(qū)動的模式,以實際工程中的智能機器人應(yīng)用為導(dǎo)向,制定設(shè)計任務(wù),通過集中設(shè)計、個別答疑、集中匯報演示和實踐報告來實施本課程。任務(wù)分配:布置智能機器人任務(wù)書,集中開展任務(wù)講解和指導(dǎo)。集中設(shè)計:集中開展項目設(shè)計,包括查閱資料、制定設(shè)計方案、硬件搭建、軟件編程、安裝調(diào)試等。個別答疑:集中設(shè)計過程中對學(xué)生遇到的問題進行講解答疑,考察學(xué)生的設(shè)計過程。匯報演示:集中開展項目設(shè)計的匯報和功能演示,分析指出項目設(shè)計中存在的問題和不足。實踐報告:從設(shè)計內(nèi)容和格式規(guī)范方面審閱項目實踐報告。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核(一)考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合,考核內(nèi)容主要由設(shè)計表現(xiàn)、中期考察、匯報演示、實踐報告組成,均按百分制計分,其中設(shè)計表現(xiàn)成績占20%、中期考察成績占20%、匯報演示成績占30%、實踐報告成績占30%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價序號考核方式課程目標(biāo)1(分值)課程目標(biāo)2(分值)課程目標(biāo)3(分值)合計1設(shè)計表現(xiàn)5510202中期考察1055203匯報演示101010304實踐報告10101030課程目標(biāo)對應(yīng)分值353035100(二)考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分設(shè)計表現(xiàn)積極投入到智能機器人項目設(shè)計中,查閱資料與設(shè)計開發(fā)主動性高,團隊討論參與度強。較積極投入到智能機器人項目設(shè)計中,查閱資料與設(shè)計開發(fā)主動性較高,團隊討論參與度較強。能投入到智能機器人項目設(shè)計中,查閱資料與設(shè)計開發(fā)主動性一般,團隊討論參與度一般。不能投入到智能機器人項目設(shè)計中,查閱資料與設(shè)計開發(fā)主動性差,不參與團隊討論。中期考察智能機器人項目進度正常,已完成機器人60%功能,中期演示效果好。智能機器人項目進度較慢,已完成機器人40%功能,中期演示效果較好。智能機器人項目進度很慢,已完成機器人20%功能,中期演示效果一般。智能機器人項目進度停滯,無法開展機器人項目的中期演示。2.期末考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分匯報演示能夠快速、準(zhǔn)確地演示智能機器人項目要求的功能,設(shè)計方案合理規(guī)范,設(shè)計思路清晰,符合實驗內(nèi)容要求。能夠較好地演示智能機器人項目要求的功能,設(shè)計方案較合理規(guī)范,設(shè)計思路較清晰,符合實驗內(nèi)容要求。能夠基本演示出智能機器人項目要求的功能,設(shè)計方案基本合理,設(shè)計思路基本清晰,基本符合實驗內(nèi)容要求。未能演示出智能機器人項目要求的功能,設(shè)計方案不合理,設(shè)計思路混亂,不符合實驗內(nèi)容要求。實踐報告設(shè)計報告版面整潔、智能機器人設(shè)計內(nèi)容描述完整,程序流程圖規(guī)范,項目問題剖析深刻。設(shè)計報告版面整潔度、智能機器人設(shè)計內(nèi)容完整性一般,程序流程圖規(guī)范性一般,項目問題剖析不夠深刻。設(shè)計報告版面基本整潔、智能機器人設(shè)計內(nèi)容基本完整,程序流程圖基本規(guī)范,項目問題剖析簡單。設(shè)計報告版面混亂、智能機器人設(shè)計內(nèi)容不完整,程序流程圖不規(guī)范,無項目問題剖析。六、教材與參考書(一)參考資料1.《機器人驅(qū)動與控制及應(yīng)用實例》,黃志堅主編,化學(xué)工業(yè)出版社,2016年5月版;2.《工業(yè)機器人編程及操作》,張明文主編,哈爾濱
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