《測(cè)控系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱

《測(cè)控系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05167014課程性質(zhì)：集中實(shí)踐課學(xué)分：2學(xué)分周數(shù)：2周先修課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理及接口技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等并修課程：測(cè)控電路、嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用適用專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器開(kāi)課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說(shuō)明《測(cè)控系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中一次較大型的實(shí)踐訓(xùn)練，旨在培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與研究的基本能力。通過(guò)綜合課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)得到鞏固，并使學(xué)生得到運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的初步認(rèn)識(shí)和鍛煉。通過(guò)綜合課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐，了解測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和硬件與軟件的開(kāi)發(fā)流程，掌握相關(guān)課題的資料收集、整理和分析的方法，進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)和對(duì)比；提高學(xué)生的分析、綜合能力以及工程設(shè)計(jì)中計(jì)算和繪圖的基本能力，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐作必要的準(zhǔn)備。二、課程目標(biāo)通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握常見(jiàn)測(cè)控系統(tǒng)的需求分析，能夠根據(jù)生產(chǎn)生活提出具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)需求；能夠根據(jù)需求分析，對(duì)工程技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行提煉和描述，確定相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)的整體方案；能夠根據(jù)需求分析，完成測(cè)控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，踐行工匠精神和知行合一理念。課程目標(biāo)2：能夠綜合利用各種軟硬件、電子儀器設(shè)備、仿真工具及工程工具對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和調(diào)試，通過(guò)分析和測(cè)試發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的漏洞并予以完善。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)成員優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)自身在團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)的任務(wù)，并積極配合其他成員完成相應(yīng)任務(wù)，確保整個(gè)項(xiàng)目順利進(jìn)行。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《測(cè)控系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)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)支持強(qiáng)度3．設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案3.3能夠在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)中綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)工程表達(dá)，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。課程目標(biāo)1：掌握常見(jiàn)測(cè)控系統(tǒng)的需求分析，能夠根據(jù)生產(chǎn)生活提出具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)需求；能夠根據(jù)需求分析，對(duì)工程技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行提煉和描述，確定相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)的整體方案；能夠根據(jù)需求分析，完成測(cè)控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，踐行工匠精神和知行合一理念。H5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠正確選擇和使用恰當(dāng)?shù)能浻布?、儀器、仿真工具和工程工具對(duì)測(cè)控工程復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)2：能夠綜合利用各種軟硬件、電子儀器設(shè)備、仿真工具及工程工具對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真和調(diào)試，通過(guò)分析和測(cè)試發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的漏洞并予以完善。M9.個(gè)人和團(tuán)隊(duì)9.1能夠理解在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中不同角色的職責(zé)，在團(tuán)隊(duì)中做好自己承擔(dān)的角色，具有團(tuán)隊(duì)合作精神和意識(shí)。課程目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)成員優(yōu)勢(shì)及劣勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)自身在團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)的任務(wù)，并積極配合其他成員完成相應(yīng)任務(wù)，確保整個(gè)項(xiàng)目順利進(jìn)行。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(shí)分配教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)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)課時(shí)安排對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.查閱資料，需求分析教學(xué)要求：采用多媒體授課，以典型智能家居測(cè)控系統(tǒng)為例講解設(shè)計(jì)的全過(guò)程，下達(dá)任務(wù)書(shū)。學(xué)生根據(jù)任務(wù)書(shū)查閱資料、熟悉題目的具體內(nèi)容及其工作原理，完成需求分析。重點(diǎn)：智能家居測(cè)控系統(tǒng)的組成及工作原理，各任務(wù)需求分析。難點(diǎn)：需求分析。1天1-102.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)教學(xué)要求：根據(jù)需求分析確定系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，包括微控制器（開(kāi)發(fā)板）、傳感器、顯示、通信、控制對(duì)象等元器件選型，硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)。重點(diǎn)：傳感器選型、硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)。難點(diǎn)：傳感器選型、硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)。2天1-103.主程序設(shè)計(jì)教學(xué)要求：根據(jù)系統(tǒng)整體方案及硬件軟件架構(gòu)，完成主程序設(shè)計(jì)及編碼。重點(diǎn)：主程序設(shè)計(jì)及編碼。難點(diǎn)：主程序設(shè)計(jì)及編碼。2天1-104.子程序設(shè)計(jì)教學(xué)要求：根據(jù)系統(tǒng)整體方案及軟件架構(gòu)完成各個(gè)功能模塊的子程序設(shè)計(jì)及編碼。重點(diǎn)：子程序設(shè)計(jì)及編碼。難點(diǎn)：子程序設(shè)計(jì)及編碼。2天1-105.系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試教學(xué)要求：將主程序及功能模塊整合，完成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)測(cè)試用例，完成系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)測(cè)試。重點(diǎn)：測(cè)試用例設(shè)計(jì)及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試。難點(diǎn)：測(cè)試用例設(shè)計(jì)及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測(cè)試。1天1-106.說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)教學(xué)要求：根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)應(yīng)包含需求分析、整體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、聯(lián)調(diào)測(cè)試和設(shè)計(jì)總結(jié)全過(guò)程。其中，硬件設(shè)計(jì)需包含整體原理圖及關(guān)鍵硬件設(shè)計(jì)，整體原理圖作為附錄一；軟件設(shè)計(jì)以流程圖為主，關(guān)鍵程序源碼作為附錄二；總結(jié)部分重點(diǎn)總結(jié)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法，分享設(shè)計(jì)心得。重點(diǎn)：說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)。難點(diǎn)：說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)。1天1-107.答辯教學(xué)要求：答辯是考核課程設(shè)計(jì)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(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的一次會(huì)診和指導(dǎo)?？己藘?nèi)容包括學(xué)生對(duì)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體理解。教師提問(wèn)的內(nèi)容包括選題、元器件選型、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試測(cè)試等。重點(diǎn)考察學(xué)生設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的質(zhì)量，設(shè)計(jì)過(guò)程中的態(tài)度。同時(shí)檢查設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、工作量、有無(wú)違反學(xué)術(shù)規(guī)范現(xiàn)象等，提出改進(jìn)意見(jiàn)。重點(diǎn)：相關(guān)基本原理與設(shè)計(jì)的整體考核。難點(diǎn)：課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的檢驗(yàn)。1天1-10合計(jì)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(shí)踐緊密結(jié)合，學(xué)習(xí)者應(yīng)根據(jù)課程任務(wù)書(shū)，整合所學(xué)專業(yè)知識(shí)，以自學(xué)為主、教師講授為輔，學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用各種微控制器、傳感器、顯示器等電子元器件設(shè)計(jì)滿足要求的測(cè)控系統(tǒng)，并體現(xiàn)一定的創(chuàng)新性。六、教材和參考書(shū)每門(mén)課程需推薦優(yōu)秀教材和參考書(shū)3本以上。1.推薦教材：作者（譯者）.書(shū)名.出版社.出版時(shí)間．(1)張淑清.嵌入式單片機(jī)STM32原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2019.102.參考書(shū)：作者（譯者）.書(shū)名.出版社.出版時(shí)間．(1)李醒飛.測(cè)控電路.機(jī)械工業(yè)出版社.2017.06(2)趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社.2015.09(3)魏權(quán)利.嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.2018.08七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由：學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和答辯成績(jī)五部分構(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(jiàn)表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)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(píng)分?！獭獭?33工作量完成情況10(1)主要考核學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)情況。(2)教師根據(jù)獨(dú)立完成任務(wù)情況評(píng)分。√√73設(shè)計(jì)能力40(1)主要考核設(shè)計(jì)的合理性、完整性和創(chuàng)新性。(2)教師根據(jù)合理性、完整性和創(chuàng)新性評(píng)分?！獭獭?01010設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)30(1)主要考核學(xué)生的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)水平高低情況。(2)教師根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)質(zhì)量高低評(píng)分。√√√2055答辯成績(jī)10(1)主要考核學(xué)生答辯自述和回答問(wèn)題情況。(2)教師根據(jù)答辯自述情況和回答問(wèn)題正確性與否進(jìn)行評(píng)分?！獭獭?33合計(jì)：100552421八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級(jí)評(píng)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。總成績(jī)分五部分：學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和答辯成績(jī)。其中：(1)學(xué)習(xí)態(tài)度占10%，無(wú)故曠課達(dá)3次取消總成績(jī)；(2)工作量完成情況占10%；(3)設(shè)計(jì)能力占40%；(4)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)占30%；(5)答辯成績(jī)占10%。最后一周的周五進(jìn)行驗(yàn)收、答辯，由2-3位教師組成答辯考核小組，對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行口試答辯，要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)回答教師所提出的問(wèn)題。課程設(shè)計(jì)成績(jī)根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的合理性、完整性、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的規(guī)范性、設(shè)計(jì)中分析與解決問(wèn)題的能力及設(shè)計(jì)態(tài)度和答辯情況綜合評(píng)定。2.成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表4。表4考核方式評(píng)價(jià)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）課堂表現(xiàn)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(jì)任務(wù)的90%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的80%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的70%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的60%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的60%以下設(shè)計(jì)能力40綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能力強(qiáng)，能夠很好地處理工程實(shí)際問(wèn)題綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能力較強(qiáng)，能夠較好地處理工程實(shí)際問(wèn)題綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能力一般，基本能夠處理工程實(shí)際問(wèn)題綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能力一般，不能處理工程實(shí)際問(wèn)題綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)能力較差，不能處理工程實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)30設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)完整；設(shè)計(jì)方案合理，具有創(chuàng)新性；電路原理圖正確，分析到位；程序流程圖規(guī)范；達(dá)到課程設(shè)計(jì)規(guī)定的要求；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)質(zhì)量好。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)較完整；設(shè)計(jì)方案較合理，具有一定的創(chuàng)新性；電路原理圖正確，分析較好；程序流程圖較規(guī)范；達(dá)到課程設(shè)計(jì)規(guī)定的要求；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)質(zhì)量較好。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)基本完整；設(shè)計(jì)方案較合理，未體現(xiàn)創(chuàng)新性；電路原理圖正確，分析一般；程序流程圖一般；基本達(dá)到課程設(shè)計(jì)規(guī)定的要求；設(shè)計(jì)說(shuō)明