自動(dòng)化創(chuàng)新認(rèn)知與實(shí)踐課程教學(xué)大綱

自動(dòng)化創(chuàng)新認(rèn)知與實(shí)踐課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程編號(hào)：201404184課程中文名稱：創(chuàng)新認(rèn)知與實(shí)踐課程英文名稱：InnovationCognitiveandPractice課程性質(zhì)：專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開課專業(yè)：自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器、電氣工程及其自動(dòng)化、探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù)開課學(xué)期：4總學(xué)時(shí)：32（其中理論4學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)28學(xué)時(shí)）總學(xué)分：1二、課程目標(biāo)目標(biāo)1：通過(guò)對(duì)典型科研案例制作與開發(fā)，使學(xué)生具有對(duì)電路、電子、電氣、檢測(cè)、控制等學(xué)科知識(shí)綜合認(rèn)知和運(yùn)用能力，為進(jìn)一步分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。（對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)1-3）目標(biāo)2：根據(jù)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展原則，能夠應(yīng)用常用控制元件、傳感器（微處理器、PLC、FPGA）（電力電子器件、新能源技術(shù)）等知識(shí)，進(jìn)行電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計(jì)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。（對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)3-3）目標(biāo)3：通過(guò)對(duì)典型科研案例制作與開發(fā)，使學(xué)生具有選擇和使用恰當(dāng)技術(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)的能力。（對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)5-2）目標(biāo)4：具有環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)能夠?qū)υ骷M(jìn)行選擇和應(yīng)用，能夠使用和操作常規(guī)測(cè)量測(cè)試儀表。（對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)7-1）目標(biāo)5：通過(guò)小組合作，把個(gè)人與團(tuán)隊(duì)相結(jié)合，樹立團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在小組合作、作品制作與開發(fā)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目管理與經(jīng)濟(jì)決策能力，溝通和協(xié)作合作能力。（對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)11-1）目標(biāo)6：通過(guò)查閱資料，自主學(xué)習(xí)相關(guān)理論，自主方案設(shè)計(jì)，項(xiàng)目總結(jié)，小論文撰寫，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。（對(duì)應(yīng)指標(biāo)點(diǎn)12-1）通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，使學(xué)生適應(yīng)創(chuàng)新社會(huì)發(fā)展的需求。學(xué)生通過(guò)親身實(shí)踐，利用課堂時(shí)間在老師引導(dǎo)下逐步掌握一項(xiàng)作品的軟硬件組成原理、設(shè)計(jì)方法、調(diào)試方法及一件創(chuàng)新作品完整開發(fā)過(guò)程。一個(gè)作品相當(dāng)于一個(gè)小型科研項(xiàng)目，完成一個(gè)作品整個(gè)過(guò)程就像完成一個(gè)科研項(xiàng)目一樣，對(duì)學(xué)生科學(xué)研究能力起到很好的啟蒙作用，對(duì)綜合能力的鍛煉不僅包括對(duì)知識(shí)的獲取能力，同時(shí)還包括對(duì)學(xué)生合作協(xié)作能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。通過(guò)課外科技創(chuàng)新活動(dòng)的開展，把課內(nèi)教學(xué)有效延伸到課外，進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)及科學(xué)研究能力。三、教學(xué)基本要求1.具有創(chuàng)新作品制作與開發(fā)能力，具備進(jìn)一步分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力。能運(yùn)用電路、電子、電氣、檢測(cè)、控制等學(xué)科綜合知識(shí)，通過(guò)創(chuàng)新作品設(shè)計(jì)、制作與開發(fā)，使學(xué)生掌握一件科技作品的完整開發(fā)過(guò)程，進(jìn)而使學(xué)生盡早熟悉科學(xué)研究和科技創(chuàng)新的程序和方法，并能運(yùn)用該方法，對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行分析和研究。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)1）2.具備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計(jì)能力。學(xué)生根據(jù)自身基礎(chǔ)、能力、興趣和專業(yè)方向自由選擇“四個(gè)平臺(tái)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，利用課堂時(shí)間在老師引導(dǎo)下，親身實(shí)踐，逐步掌握一項(xiàng)作品的軟硬件組成原理、設(shè)計(jì)方法及調(diào)試方法，訓(xùn)練創(chuàng)新能力。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)2）3.具有選擇與使用恰當(dāng)技術(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具的能力。針對(duì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)、制作、開發(fā)的作品，通過(guò)匯報(bào)與答辯考核環(huán)節(jié)，考察學(xué)生在作品制作與開發(fā)過(guò)程中，對(duì)所使用的技術(shù)、資源、現(xiàn)代化工程工具與信息技術(shù)工具的能力。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)3）4.能夠?qū)﹄娮釉骷M(jìn)行選擇與應(yīng)用，能夠使用和操作常規(guī)測(cè)量測(cè)試儀表?；诠こ瘫尘?，針對(duì)所設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行器件選型與應(yīng)用，能正確使用數(shù)字萬(wàn)用表、數(shù)字示波器、波形發(fā)生器、頻率特性測(cè)試儀等儀表。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)4）5.具有項(xiàng)目組織管理與經(jīng)濟(jì)決策、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、溝通和協(xié)作合作能力。按小組實(shí)施教學(xué)，2-3名學(xué)生一組，每組一個(gè)課題，學(xué)生自主管理項(xiàng)目，按每位教師的專長(zhǎng)分成傳感器組、51單片機(jī)組、Freescale單片機(jī)組、英飛凌單片機(jī)組、凌陽(yáng)單片機(jī)組、DSP組、FPGA組、PLC組、新能源組、電力電子組，學(xué)生在與老師的探究中完成科技作品制作。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)5）6.具有查閱資料，知識(shí)點(diǎn)歸納、方案設(shè)計(jì)、項(xiàng)目總結(jié)、設(shè)計(jì)報(bào)告或?qū)W術(shù)論文撰寫能力。根據(jù)完成的項(xiàng)目撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)包括設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法與步驟、調(diào)試過(guò)程、小組中承擔(dān)的工作、項(xiàng)目總結(jié)與體會(huì)等部分。設(shè)計(jì)報(bào)告鼓勵(lì)用撰寫小論文方式呈現(xiàn)，小論文撰寫格式要符合論文發(fā)表規(guī)范。（對(duì)應(yīng)目標(biāo)6）本課程基于國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和校企共建資源，由課內(nèi)到課外共開出“四個(gè)平臺(tái)”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)自身基礎(chǔ)、能力、興趣和專業(yè)方向自由選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其中第一、二、三平臺(tái)為學(xué)生必選內(nèi)容，對(duì)應(yīng)課內(nèi)教學(xué)；第四平臺(tái)為開放內(nèi)容，對(duì)應(yīng)課外教學(xué)。教學(xué)總體要求如下：1第一平臺(tái)實(shí)驗(yàn)：以電子線路、傳感器、微特電機(jī)等設(shè)計(jì)及應(yīng)用為主的實(shí)踐項(xiàng)目，要求學(xué)生具有應(yīng)用常用控制元件、傳感器等知識(shí)的能力，具備電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計(jì)、制作和開發(fā)能力；2第二平臺(tái)實(shí)驗(yàn)：以單片機(jī)、PLC、FPGA等開發(fā)及應(yīng)用為主的實(shí)踐項(xiàng)目，要求學(xué)生具有應(yīng)用微處理器、PLC、FPGA等知識(shí)的能力，具備電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計(jì)、制作和開發(fā)能力；3第三平臺(tái)實(shí)驗(yàn)：以電力電子電力傳動(dòng)、新能源技術(shù)等自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用為主的實(shí)踐項(xiàng)目，要求學(xué)生具有應(yīng)用電力電子器件、新能源技術(shù)等知識(shí)的能力，具備電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計(jì)、制作和開發(fā)能力；4第四平臺(tái)實(shí)驗(yàn)：以參加各類創(chuàng)新項(xiàng)目、科研立項(xiàng)、大學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目等為主的創(chuàng)新活動(dòng)，使課內(nèi)教學(xué)有效延伸到課外，逐步提升學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。四、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配1概述（1學(xué)時(shí)）1.1創(chuàng)新認(rèn)知舉證1.2“四個(gè)平臺(tái)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目介紹2常規(guī)測(cè)量測(cè)試儀器使用（2學(xué)時(shí)）2.1數(shù)字萬(wàn)用表2.1數(shù)字示波器2.2波形發(fā)生器2.3頻率特性測(cè)試儀3實(shí)驗(yàn)室焊接、機(jī)械加工設(shè)備介紹（1學(xué)時(shí)）3.1車鉆銑多功能機(jī)3.2線切割機(jī)3.3焊接、返修機(jī)4功能作品制作與開發(fā)（28學(xué)時(shí)）4.1創(chuàng)新模組及器件介紹和應(yīng)用方法4.2功能作品設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試（采用研討式教學(xué)環(huán)節(jié)）五、教學(xué)方法及手段本課程28學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，采用分組形式完成，每組2-3人。課內(nèi)開出“三個(gè)平臺(tái)”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)自身基礎(chǔ)、能力、興趣和專業(yè)方向自由選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。1課程以科研、工程實(shí)踐典型小范例設(shè)計(jì)與制作為主線，利用項(xiàng)目教學(xué)法，將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際相結(jié)合，基于項(xiàng)目把課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)起來(lái)，構(gòu)建“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。2課程以“做中學(xué)”為指導(dǎo)方法，更新教學(xué)觀念，實(shí)施以工程教學(xué)模式為基礎(chǔ)的整體化的能力培養(yǎng)，教師邊講邊引導(dǎo)、學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)踐，循序漸進(jìn)、由淺入深，把學(xué)生領(lǐng)入創(chuàng)新實(shí)踐和科學(xué)研究的大門。3課程以小組合作式的學(xué)習(xí)方式，實(shí)施課內(nèi)集中指導(dǎo)，課外完全開放的管理模式。培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)、溝通協(xié)調(diào)能力和自主學(xué)習(xí)能力。六、實(shí)驗(yàn)（或）上機(jī)內(nèi)容課程基于“四個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”，開出97項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，滿足各類學(xué)生需求。學(xué)生可根據(jù)自身基礎(chǔ)、能力、興趣和專業(yè)方向有針對(duì)性地選擇。實(shí)驗(yàn)一：以電子線路、傳感器、微特電機(jī)等設(shè)計(jì)及應(yīng)用為主的實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)二：以單片機(jī)、PLC、FPGA等開發(fā)及應(yīng)用為主的實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)三：以電力電子電力傳動(dòng)、新能源技術(shù)等自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用為主的實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)四：以參加各類創(chuàng)新項(xiàng)目、科研立項(xiàng)、大學(xué)生競(jìng)賽項(xiàng)目等為主的創(chuàng)新活動(dòng)七、前續(xù)課程、后續(xù)課程前續(xù)課程：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電路基礎(chǔ)后續(xù)課程：課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)八、參考教材及學(xué)習(xí)資源呂淑平，韓云濤，管鳳旭等.科研訓(xùn)練實(shí)踐范例（第1版）.哈爾濱工程大學(xué)出版社，2012黃志偉。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽常用電路模塊制作（第1版）.北京航空航天大學(xué)出版社，2011九、考核方式課程考核包括四個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)過(guò)程表現(xiàn)、作品觀看、匯報(bào)與答辯、設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫，分別占總成績(jī)的25%、25%、25%、25%。實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求考核形式占總成績(jī)的比例1.具有創(chuàng)新作品制作與開發(fā)能力，具備進(jìn)一步分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力。作品觀看25%2.具備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計(jì)能力。實(shí)驗(yàn)過(guò)程15