《控制工程基礎課程設計》教學大綱

《控制工程基礎課程設計》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：22160014課程性質：集中實踐課學分：2學分周數(shù)：2周先修課程：C程序設計B、電路分析基礎B、模擬電子技術C、數(shù)字電子技術A、單片機原理與接口技術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)、機器人檢測技術與傳感器等適用專業(yè)：機器人工程專業(yè)開課單位：智能工程學院一、課程說明《控制工程基礎課程設計》課程是一門集中實踐課，是從事控制類研究的基礎，是學生很好地掌握相應理論課的重要組成部分，能更好地實現(xiàn)理論和實際有機結合的橋梁，對所學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為控制核心的一個自動控制項目。本課程的任務是：通過一個具體的項目任務，基于行動導向的教學模式，以學生為主體，讓學生在做中學，培養(yǎng)了學生的專業(yè)技能，同時，通過本課程的學習，使學生的綜合素質得到提高，培養(yǎng)繼續(xù)學習的能力和嚴謹認真的工作態(tài)度，使學生具備靈活應用所學知識解決工程實際問題的能力。二、課程目標通過課程設計，使學生達到如下目標：課程目標1：能夠針對具有特定需求的工程技術問題進行提煉和描述，通過文獻檢索與歸納總結，確定相應的工程設計目標與技術方案，完成以單片機為控制核心的電器原理圖設計，培養(yǎng)學生自主學習的方法。課程目標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)學生具備分析問題、解決問題的科學精神。課程目標3：在現(xiàn)有的實驗條件基礎上，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；鍛煉學生的動手能力、培養(yǎng)學生的勞動觀念以及良好的職業(yè)道德和規(guī)范。三、課程目標與畢業(yè)要求《控制工程基礎課程設計》課程教學目標對機器人工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支持強度4．研究4.3能夠采用計算機仿真、實物或半實物仿真等方法，設計實驗方案，搭建實驗系統(tǒng)，進行實驗。課程目標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)學生具備分析問題、解決問題的科學精神。M8.職業(yè)規(guī)范8.2具有健康的體魄、良好的心理素質和勞動觀念，具備履任社會責任的基礎。課程目標3：在現(xiàn)有的實驗條件基礎上，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；鍛煉學生的動手能力、培養(yǎng)學生的勞動觀念以及良好的職業(yè)道德和規(guī)范。M12．終身學習12.1具有自主學習和終身學習的意識，掌握自主學習的方法途徑。課程目標1：能夠針對具有特定需求的工程技術問題進行提煉和描述，通過文獻檢索與歸納總結，確定相應的工程設計目標與技術方案，完成以單片機為控制核心的電器原理圖設計，培養(yǎng)學生自主學習的方法。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點課時安排對應的課程目標1.查找單片機以及相應電子器件等資料。教學要求：采用多媒體授課，說明課程設計目的及要求，同時下達任務書。學生根據(jù)任務書查閱資料、熟悉題目的具體內容。重點：任務書中基于單片機控制的基本原理。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。教學要求：確定任務的總體方案，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。教學要求：根據(jù)設計方案，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。教學要求：根據(jù)之前設計的電氣原理圖，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.說明書編寫教學要求：根據(jù)之前做的內容，進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.答辯教學要求：答辯是考核課程設計是否達到基本要求和相應水平的關鍵環(huán)節(jié)，是教師對學生論文的一次會診和指導。考核內容包括學生對所做課題的掌握程度。教師提問的內容包括選題、硬件構成的基本原理、軟件源程序的含義等。重點考察學生臨場答辯情況及說明書的質量，設計過程中的態(tài)度。同時檢查設計創(chuàng)新性、工作量、有無違反學術規(guī)范現(xiàn)象等，提出改進意見。重點：相關設計的的整體考核。難點：課程設計質量的檢驗。1天1、2、3合計10天（2周）五、教學方法及手段由于課程內容與生產實踐緊密結合，學習者應根據(jù)所學單片機的相關知識以及網絡相關知識，以自學為主、教師講授為輔，提升學生實際分析問題和解決問題的能力，并養(yǎng)成自覺遵守國家標準的習慣。六、教材和參考書1.推薦教材：（1）吳險峰.《51單片機項目教程》（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51單片機——C語言版》（第2版）[M].北京：清華大學出版社.2020.05（3）隋金雪.《電子設計與單片機應用實訓教程》[M].北京：清華大學出版社.2020.11（4）謝維成等.《單片機原理與應用及C51程序設計（第4版）》[M].北京：清華大學出版社.2019.10（5）周靈彬等《基于Proteus和Keil的C51程序設計項目教程（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的支撐課程成績由：學習態(tài)度、工作量完成情況、設計能力、設計說明書和答辯成績五部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細則課程目標123學習態(tài)度10(1)主要考核學生學習紀律和答疑情況。(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)主要考核學生獨立完成設計任務情況。(2)教師根據(jù)獨立完成任務情況評分?！獭獭?34設計能力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設計說明書30(1)主要考核學生的圖、表、文字表達是否準確，排版格式是否規(guī)范。(2)教師根據(jù)說明書撰寫情況進行評分?！獭獭?01010答辯成績10(1)主要考核學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行評分。√√√334合計：100454510八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定課程設計采用優(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習態(tài)度、工作量完成情況、設計能力、設計說明書和答辯成績。其中：(1)學習態(tài)度占10%，無故曠課達3次取消總成績；(2)工作量完成情況占10%；(3)設計能力占40%；(4)設計說明書占30%；(5)答辯成績占10%。最后一天進行驗收、答辯，由2-3位教師組成答辯考核小組，對每位學生進行口試答辯，要求學生根據(jù)設計回答教師所提出的問題。課程設計成績根據(jù)學生設計的合理性、計算的準確性、設計說明書、設計中分析與解決問題的能力及設計態(tài)度和答辯情況綜合評定。2.成績評定標準考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4考核方式評價標準考核方式所占比重(%)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）學習態(tài)度10學習認真、態(tài)度端正，遵守紀律,表現(xiàn)優(yōu)秀學習認真、態(tài)度端正，遵守紀律,表現(xiàn)良好遵守紀律，學習態(tài)度良好，表現(xiàn)中等遵守紀律，學習態(tài)度一般，表現(xiàn)一般學習紀律較差，表現(xiàn)較差工作量完成情況10獨立完成設計任務的90%以上獨立完成設計任務的80%以上獨立完成設計任務的70%以上獨立完成設計任務的60%以上獨立完成設計任務的60%以下設計能力40綜合運用理論知識、計算機技能較強，能夠較好地處理工程實際問題綜合運用理論知識、計算機技能較好，能夠處理工程實際問題綜合運用理論知識、計算機技能一般，基本能夠處理工程實際問題綜合運用理論知識、計算機技能一般，不能處理工程實際問題綜合運用理論知識、計算機技能較差，不能處理工程實際問題設計說明書30設計方案正確、表達清楚；設計思路、實驗（論證）方法科學合理；達到課程設計規(guī)定的要求；設計方案正確、表達較為清楚；設計思路、實驗（論證）方法科學合理；達到課程設計規(guī)定的要求設計方案基本正確、表達較為清楚；設計思路、實驗（論證）方法基本合理；基本達到課程設計