《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計》教學(xué)大綱

《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：22160014課程性質(zhì)：集中實踐課學(xué)分：2學(xué)分周數(shù)：2周先修課程：C程序設(shè)計B、電路分析基礎(chǔ)B、模擬電子技術(shù)C、數(shù)字電子技術(shù)A、單片機(jī)原理與接口技術(shù)A、工程制圖與CAD（A）、自動控制原理A并修課程：電氣控制與PLC(A)、機(jī)器人檢測技術(shù)與傳感器等適用專業(yè)：機(jī)器人工程專業(yè)開課單位：智能工程學(xué)院一、課程說明《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計》課程是一門集中實踐課，是從事控制類研究的基礎(chǔ)，是學(xué)生很好地掌握相應(yīng)理論課的重要組成部分，能更好地實現(xiàn)理論和實際有機(jī)結(jié)合的橋梁，對所學(xué)理論知識有更為深刻的理解和把握。本課程主要是做以單片機(jī)為控制核心的一個自動控制項目。本課程的任務(wù)是：通過一個具體的項目任務(wù)，基于行動導(dǎo)向的教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生在做中學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)技能，同時，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高，培養(yǎng)繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，使學(xué)生具備靈活應(yīng)用所學(xué)知識解決工程實際問題的能力。二、課程目標(biāo)通過課程設(shè)計，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：能夠針對具有特定需求的工程技術(shù)問題進(jìn)行提煉和描述，通過文獻(xiàn)檢索與歸納總結(jié)，確定相應(yīng)的工程設(shè)計目標(biāo)與技術(shù)方案，完成以單片機(jī)為控制核心的電器原理圖設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法。課程目標(biāo)2：能夠針對具體的工程問題，通過C語言完成程序的編寫，并通過仿真軟件proteus驗證電氣原理圖以及程序的正確性；培養(yǎng)學(xué)生具備分析問題、解決問題的科學(xué)精神。課程目標(biāo)3：在現(xiàn)有的實驗條件基礎(chǔ)上，在仿真軟件或自制板或開發(fā)板或者其他實物作品上驗證程序的正確性；鍛煉學(xué)生的動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的勞動觀念以及良好的職業(yè)道德和規(guī)范。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計》課程教學(xué)目標(biāo)對機(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)點課程目標(biāo)支持強(qiáng)度4．研究4.3能夠采用計算機(jī)仿真、實物或半實物仿真等方法，設(shè)計實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)，進(jìn)行實驗。課程目標(biāo)2：能夠針對具體的工程問題，通過C語言完成程序的編寫，并通過仿真軟件proteus驗證電氣原理圖以及程序的正確性；培養(yǎng)學(xué)生具備分析問題、解決問題的科學(xué)精神。M8.職業(yè)規(guī)范8.2具有健康的體魄、良好的心理素質(zhì)和勞動觀念，具備履任社會責(zé)任的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)3：在現(xiàn)有的實驗條件基礎(chǔ)上，在仿真軟件或自制板或開發(fā)板或者其他實物作品上驗證程序的正確性；鍛煉學(xué)生的動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的勞動觀念以及良好的職業(yè)道德和規(guī)范。M12．終身學(xué)習(xí)12.1具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，掌握自主學(xué)習(xí)的方法途徑。課程目標(biāo)1：能夠針對具有特定需求的工程技術(shù)問題進(jìn)行提煉和描述，通過文獻(xiàn)檢索與歸納總結(jié)，確定相應(yīng)的工程設(shè)計目標(biāo)與技術(shù)方案，完成以單片機(jī)為控制核心的電器原理圖設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法。M注：表中“H（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)時分配教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點課時安排對應(yīng)的課程目標(biāo)1.查找單片機(jī)以及相應(yīng)電子器件等資料。教學(xué)要求：采用多媒體授課，說明課程設(shè)計目的及要求，同時下達(dá)任務(wù)書。學(xué)生根據(jù)任務(wù)書查閱資料、熟悉題目的具體內(nèi)容。重點：任務(wù)書中基于單片機(jī)控制的基本原理。難點：最佳方案的確定。1天12.總體方案的制定及電氣原理圖繪制。教學(xué)要求：確定任務(wù)的總體方案，并繪制控制系統(tǒng)的電氣原理圖。重點：控制系統(tǒng)的電氣原理圖難點：控制系統(tǒng)的電氣原理圖2天13.軟件程序的編寫。教學(xué)要求：根據(jù)設(shè)計方案，繪制控制系統(tǒng)的流程圖，同時用C語言實現(xiàn)流程圖的源代碼。重點：控制系統(tǒng)的流程圖的繪制。難點：軟件源代碼的實現(xiàn)。2天1、24.電路圖的仿真驗證或開發(fā)板實操驗證。教學(xué)要求：根據(jù)之前設(shè)計的電氣原理圖，在仿真軟件Proteus中建立其仿真模型，同時將之前實現(xiàn)的軟件源代碼下載進(jìn)行仿真驗證；或者在實物開發(fā)板上驗證源代碼的正確性。重點：Proteus的建模與仿真或開發(fā)板驗證程序的正確性。難點：Proteus的建模與仿真或開發(fā)板驗證程序的正確性。3天2、35.說明書編寫教學(xué)要求：根據(jù)之前做的內(nèi)容，進(jìn)行說明說的編寫重點：說明書的編寫。難點：說明書的編寫。1天1、2、36.答辯教學(xué)要求：答辯是考核課程設(shè)計是否達(dá)到基本要求和相應(yīng)水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是教師對學(xué)生論文的一次會診和指導(dǎo)。考核內(nèi)容包括學(xué)生對所做課題的掌握程度。教師提問的內(nèi)容包括選題、硬件構(gòu)成的基本原理、軟件源程序的含義等。重點考察學(xué)生臨場答辯情況及說明書的質(zhì)量，設(shè)計過程中的態(tài)度。同時檢查設(shè)計創(chuàng)新性、工作量、有無違反學(xué)術(shù)規(guī)范現(xiàn)象等，提出改進(jìn)意見。重點：相關(guān)設(shè)計的的整體考核。難點：課程設(shè)計質(zhì)量的檢驗。1天1、2、3合計10天（2周）五、教學(xué)方法及手段由于課程內(nèi)容與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合，學(xué)習(xí)者應(yīng)根據(jù)所學(xué)單片機(jī)的相關(guān)知識以及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識，以自學(xué)為主、教師講授為輔，提升學(xué)生實際分析問題和解決問題的能力，并養(yǎng)成自覺遵守國家標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣。六、教材和參考書1.推薦教材：（1）吳險峰.《51單片機(jī)項目教程》（C語言版）[M].北京：人民郵電出版社,2016.082.參考書：（1）郭天祥.《新概念51單片機(jī)C語言教程――入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略》（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社.2018.01（2）宋雪松.《手把手教你學(xué)51單片機(jī)——C語言版》（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社.2020.05（3）隋金雪.《電子設(shè)計與單片機(jī)應(yīng)用實訓(xùn)教程》[M].北京：清華大學(xué)出版社.2020.11（4）謝維成等.《單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計（第4版）》[M].北京：清華大學(xué)出版社.2019.10（5）周靈彬等《基于Proteus和Keil的C51程序設(shè)計項目教程（第2版）――理論、仿真、實踐相融合》[M].北京：電子工業(yè)出版社.2021.01七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由：學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、設(shè)計能力、設(shè)計說明書和答辯成績五部分構(gòu)成，具體考核/評價細(xì)則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細(xì)則課程目標(biāo)123學(xué)習(xí)態(tài)度10(1)主要考核學(xué)生學(xué)習(xí)紀(jì)律和答疑情況。(2)教師根據(jù)課堂整體表現(xiàn)情況評分?！獭?5工作量完成情況10(1)主要考核學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)情況。(2)教師根據(jù)獨(dú)立完成任務(wù)情況評分。√√√334設(shè)計能力40(1)主要考核說明書電氣原理圖、軟件源代碼正確合理性。(2)教師根據(jù)電氣原理圖、軟件源代碼合理性、正確性與否評分?！獭?020設(shè)計說明書30(1)主要考核學(xué)生的圖、表、文字表達(dá)是否準(zhǔn)確，排版格式是否規(guī)范。(2)教師根據(jù)說明書撰寫情況進(jìn)行評分?！獭獭?01010答辯成績10(1)主要考核學(xué)生答辯自述和回答問題情況。(2)教師根據(jù)答辯自述情況和回答問題正確性與否進(jìn)行評分?！獭獭?34合計：100454510八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定課程設(shè)計采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級評分制。即90分以上為優(yōu)，80~89分為良，70~79分為中，60~69分為及格，60分以下為不及格?？偝煽兎治宀糠郑簩W(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、設(shè)計能力、設(shè)計說明書和答辯成績。其中：(1)學(xué)習(xí)態(tài)度占10%，無故曠課達(dá)3次取消總成績；(2)工作量完成情況占10%；(3)設(shè)計能力占40%；(4)設(shè)計說明書占30%；(5)答辯成績占10%。最后一天進(jìn)行驗收、答辯，由2-3位教師組成答辯考核小組，對每位學(xué)生進(jìn)行口試答辯，要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計回答教師所提出的問題。課程設(shè)計成績根據(jù)學(xué)生設(shè)計的合理性、計算的準(zhǔn)確性、設(shè)計說明書、設(shè)計中分析與解決問題的能力及設(shè)計態(tài)度和答辯情況綜合評定。2.成績評定標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥90（優(yōu)秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）學(xué)習(xí)態(tài)度10學(xué)習(xí)認(rèn)真、態(tài)度端正，遵守紀(jì)律,表現(xiàn)優(yōu)秀學(xué)習(xí)認(rèn)真、態(tài)度端正，遵守紀(jì)律,表現(xiàn)良好遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)態(tài)度良好，表現(xiàn)中等遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)態(tài)度一般，表現(xiàn)一般學(xué)習(xí)紀(jì)律較差，表現(xiàn)較差工作量完成情況10獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)的90%以上獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)的80%以上獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)的70%以上獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)的60%以上獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)的60%以下設(shè)計能力40綜合運(yùn)用理論知識、計算機(jī)技能較強(qiáng)，能夠較好地處理工程實際問題綜合運(yùn)用理論知識、計算機(jī)技能較好，能夠處理工程實際問題綜合運(yùn)用理論知識、計算機(jī)技能一般，基本能夠處理工程實際問題綜合運(yùn)用理論知識、計算機(jī)技能一般，不能處理工程實際問題綜合運(yùn)用理論知識、計算機(jī)技能較差，不能處理工程實際問題設(shè)計說明書30設(shè)計方案正確、表達(dá)清楚；設(shè)計思路、實驗（論證）方法科學(xué)合理；達(dá)到課程設(shè)計規(guī)定的要求；設(shè)計方案正確、表達(dá)較為清楚；設(shè)計思路、實驗（論證）方法科學(xué)合理；達(dá)到課程設(shè)計規(guī)定的要求設(shè)計方案基本正確、表達(dá)較為清楚；設(shè)計思路、實驗（論證）方法基本合理；基本達(dá)到課程設(shè)計