《機(jī)器人工程導(dǎo)論》教學(xué)大綱

《機(jī)器人工程導(dǎo)論》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：22130011課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)必修課學(xué)分：1學(xué)分學(xué)時(shí)：理論16學(xué)時(shí)先修課程：工程制圖與CAD（A）及C程序設(shè)計(jì)B等后續(xù)課程：機(jī)器人工程學(xué)、機(jī)器人系統(tǒng)集成技術(shù)、機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)與傳感器、機(jī)器學(xué)習(xí)與Python實(shí)踐、機(jī)器人操作系統(tǒng)與智能控制等適用專業(yè)：機(jī)器人工程開課單位：智能工程學(xué)院一、課程說明《機(jī)器人工程導(dǎo)論》是機(jī)器人工程本科必修的一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課，是內(nèi)容豐富而且很全面的一門課程，涉及機(jī)器人的發(fā)展歷史、應(yīng)用狀況以及發(fā)展趨勢(shì)等，注重機(jī)器人的基本原理和應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握和理解什么是機(jī)器人、古代機(jī)器人、軍事機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、仿生機(jī)器人、仿人機(jī)器人、智能人機(jī)交互以及其他機(jī)器人新技術(shù)，使學(xué)生對(duì)機(jī)器人有一個(gè)全面、深入的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：促進(jìn)學(xué)生形成良好的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的奮發(fā)精神，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)而奮斗終身。課程目標(biāo)2：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法來學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、歸納整理和尋找規(guī)律的學(xué)習(xí)能力。課程目標(biāo)3：具有基于科學(xué)原理和方法，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行分析、改進(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計(jì)的能力。課程目標(biāo)4：具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和現(xiàn)代社會(huì)的競爭意識(shí)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)、求實(shí)創(chuàng)新意識(shí)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《機(jī)器人工程導(dǎo)論》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度7.環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評(píng)價(jià)針對(duì)機(jī)器人工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的專業(yè)工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。7.2能夠掌握機(jī)器人工程項(xiàng)目的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，能評(píng)價(jià)工程實(shí)踐對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。課程目標(biāo)1：促進(jìn)學(xué)生形成良好的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的奮發(fā)精神，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)而奮斗終身。課程目標(biāo)4：具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和現(xiàn)代社會(huì)的競爭意識(shí)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)、求實(shí)創(chuàng)新意識(shí)。M12.終身學(xué)習(xí)：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，有不斷學(xué)習(xí)、適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和工程技術(shù)發(fā)展的能力。12.2能夠及時(shí)更新知識(shí)體系，適應(yīng)技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。課程目標(biāo)1：促進(jìn)學(xué)生形成良好的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的奮發(fā)精神，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)而奮斗終身。課程目標(biāo)2：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法來學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、歸納整理和尋找規(guī)律的學(xué)習(xí)能力。課程目標(biāo)3：具有基于科學(xué)原理和方法，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行分析、改進(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計(jì)的能力。課程目標(biāo)4：具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和現(xiàn)代社會(huì)的競爭意識(shí)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)、求實(shí)創(chuàng)新意識(shí)。H注：表中“（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.機(jī)器人的概念1.1機(jī)器人的定義1.2機(jī)器人的發(fā)展1.3機(jī)器人的應(yīng)用、組成以及分類；機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)思政1：維基百科、百度百科及《辭?！分嘘P(guān)于機(jī)器人的定義思政2：科幻類電影《機(jī)械公敵》的介紹思政3：科幻劇本《羅素姆萬能機(jī)器人》教學(xué)要求：理解機(jī)器人的定義；理解機(jī)器人的發(fā)展；熟悉機(jī)器人的應(yīng)用、組成以及分類；理解機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。重點(diǎn)：機(jī)器人的概念、特點(diǎn)、及發(fā)展；機(jī)器人的應(yīng)用、組成以及分類。難點(diǎn)：機(jī)器人的應(yīng)用、組成以及分類。21、22.古代機(jī)器人2.1著名國外古代機(jī)器人2.2著名中國古代機(jī)器人思政1：春秋時(shí)期的木鳥、三國時(shí)期的木牛流馬、張衡發(fā)明的“候風(fēng)地動(dòng)儀”思政2：瑞士的“三個(gè)”偶人教學(xué)要求：熟悉著名國外古代機(jī)器人；熟悉著名中國古代機(jī)器人。重點(diǎn)：著名國外古代機(jī)器人；著名中國古代機(jī)器人。難點(diǎn)：著名國外古代機(jī)器人；著名中國古代機(jī)器人。21、2、43.軍事機(jī)器人3.1軍事機(jī)器人發(fā)展簡史3.2軍事機(jī)器人分類3.3水、陸、空軍事機(jī)器人思政1：中國“蛟龍?zhí)枴苯虒W(xué)要求：理解軍事機(jī)器人發(fā)展簡史、軍事機(jī)器人分類；理解水、陸、空軍事機(jī)器人。重點(diǎn)：軍事機(jī)器人分類；水、陸、空軍事機(jī)器人。難點(diǎn)：水、陸、空軍事機(jī)器人。21、44.工業(yè)機(jī)器人4.1工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)組成、發(fā)展簡史4.2工業(yè)機(jī)器人分類4.3典型工業(yè)機(jī)器人舉例思政1：關(guān)鍵部件與國產(chǎn)的關(guān)系工業(yè)實(shí)際需求思政2：科研人員研制國產(chǎn)機(jī)器人本體教學(xué)要求：理解工業(yè)機(jī)器人發(fā)展簡史；掌握工業(yè)機(jī)器人分類和結(jié)構(gòu)組成；理解典型工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用。重點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)組成；工業(yè)機(jī)器人分類。難點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)組成。22、35.農(nóng)業(yè)機(jī)器人5.1農(nóng)業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)及發(fā)展簡史5.2農(nóng)業(yè)機(jī)器人的分類5.3典型農(nóng)業(yè)機(jī)器人舉例思政1：國家“一號(hào)文件”教學(xué)要求：掌握農(nóng)業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)及分類；理解典型農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用。重點(diǎn)：農(nóng)業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)及發(fā)展簡史；農(nóng)業(yè)機(jī)器人的分類；典型農(nóng)業(yè)機(jī)器人舉例。難點(diǎn)：典型農(nóng)業(yè)機(jī)器人舉例。22、36.仿生機(jī)器人6.1仿生機(jī)器人發(fā)展簡史6.2仿生機(jī)器人分類6.3典型水、陸、空仿生機(jī)器人思政1：國內(nèi)外傳感器的差距思政2：南航研制的壁虎機(jī)器人教學(xué)要求：理解仿生機(jī)器人發(fā)展簡史、仿生機(jī)器人分類；理解水、陸、空仿生機(jī)器人。重點(diǎn)：仿生機(jī)器人分類；典型水、陸、空仿生機(jī)器人。難點(diǎn)：仿生機(jī)器人分類；典型水、陸、空仿生機(jī)器人。22、37.仿人機(jī)器人7.1仿人機(jī)器人發(fā)展簡史7.2仿人機(jī)器人分類7.3典型仿人機(jī)器人思政1：最先進(jìn)的十大仿人機(jī)器人教學(xué)要求：理解仿人機(jī)器人發(fā)展簡史；理解水、陸、空仿人機(jī)器人。重點(diǎn)：仿人機(jī)器人分類；典型仿人機(jī)器人。難點(diǎn)：仿人機(jī)器人分類；典型仿人機(jī)器人。22、38.智能人機(jī)交互8.1人機(jī)交互發(fā)展簡史8.2典型人機(jī)交互技術(shù)思政1：中天智領(lǐng)人機(jī)交互系統(tǒng)教學(xué)要求：理解典型人機(jī)交互發(fā)展簡史；理解典型人機(jī)交互技術(shù)。重點(diǎn)：典型人機(jī)交互技術(shù)。難點(diǎn)：典型人機(jī)交互技術(shù)。22、3、4合計(jì)16五、教學(xué)方法及手段在課堂教學(xué)中，采用“翻轉(zhuǎn)課堂+PBL”的授課方式，激發(fā)學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的積極性和主動(dòng)性，教師主要負(fù)責(zé)任務(wù)分配及引導(dǎo)，組織課堂紀(jì)律，達(dá)到鍛煉學(xué)生積極探索、交流溝通及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的目的。學(xué)生全面掌握不同類型機(jī)器人的定義、分類及發(fā)展簡史等，進(jìn)而具備對(duì)機(jī)器人進(jìn)行分析、改進(jìn)、優(yōu)化和設(shè)計(jì)的能力。六、課程資源庫1.推薦教材：（1）樊炳輝.《機(jī)器人工程導(dǎo)論》[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社.2018.01.2.參考書：（1）張濤.《機(jī)器人引論》[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2010.06.（2）吳廣玉.《機(jī)器人工程導(dǎo)論》[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1988.03.（3）謝廣明等.《機(jī)器人引論--魅力無窮的機(jī)器人世界》[M].北京:北京大學(xué)出版社.2017.11.3.期刊：（1）蔡自興.21世紀(jì)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].南京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2000,(04):73-78+2.（2）計(jì)時(shí)鳴,黃希歡.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述[J].機(jī)電工程,2015,32(01):1-13.（3）駱敏舟,方健,趙江海.工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2015,44(01):1-4.（4）金周英,白英.我國機(jī)器人發(fā)展的政策研究報(bào)告[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用,2009,(02):1-7.（5）HuangS.DesignandDevelopmentofEducationalRobotTeachingResourcesUsingArtificialIntelligenceTechnology[J].Pediatricobesity.2021,16(5).4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）OFweek機(jī)器人網(wǎng)./.（2）中國工控網(wǎng)./.（3）中國機(jī)器人網(wǎng)./.七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)1234過程性考核課堂表現(xiàn)8（1）根據(jù)參與投票、問卷、搶答、選人、討論、隨堂練習(xí)等課程活動(dòng)情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以考核成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭獭?222課下表現(xiàn)8（1）根據(jù)課程視頻、章節(jié)測(cè)試、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)等課程活動(dòng)情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以考核成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績。√√√√2222作業(yè)12（1）根據(jù)所有作業(yè)平均成績情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平均作業(yè)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭獭?442分組任務(wù)12（1）根據(jù)每個(gè)分組任務(wù)活動(dòng)獲得的平均分?jǐn)?shù)情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以考核成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭獭?622期末考核大作業(yè)60（1）大作業(yè)成績100分，以大作業(yè)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績。（2）主要考核學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握及分析應(yīng)用情況。（3）以案例分析、方案設(shè)計(jì)、心得體會(huì)或是課程論文等形式體現(xiàn)?！獭獭獭?202012合計(jì)：100分16343020八、考核與成績?cè)u(píng)定1.考核方式及成績?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以過程考核和期末考核的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇烧n堂表現(xiàn)、作業(yè)和分組任務(wù)組成。其中：過程性評(píng)價(jià)成績?yōu)?00分（權(quán)重40%），包括課堂表現(xiàn)、課下表現(xiàn)作業(yè)和分組任務(wù)；期末考試成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），以案例分析、方案設(shè)計(jì)、心得體會(huì)、和論文等形式體現(xiàn)；過程性評(píng)價(jià)和期末考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)20積極參與課堂表現(xiàn)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。認(rèn)真參與課堂表現(xiàn)，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。偶爾參與課堂表現(xiàn)，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，偶爾參與課堂表現(xiàn)，回答問題準(zhǔn)確率大于60%。上課不認(rèn)真，不參與課堂表現(xiàn)，回答問題準(zhǔn)確率小于60%。課下表現(xiàn)20課下認(rèn)真學(xué)習(xí)，次次做好預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和章節(jié)測(cè)試，準(zhǔn)確率大于90%。多次做好預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和章節(jié)測(cè)試，準(zhǔn)確率大于80%。偶爾預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和章節(jié)測(cè)試，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。課下不認(rèn)真學(xué)習(xí)，偶爾預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和章節(jié)測(cè)試，回答問題準(zhǔn)確率