《機器人控制技術與實踐》課程教學設計

PAGEPAGE3《機器人控制技術與實踐》課程教學設計一、課程定位《機器人控制技術與實踐》課程是面向XX專業(yè)的一門專業(yè)選修課程，主要研究機器人的基本概念、種類、組成及不同種類機器人的制作方法和具體應用。通過本課程的學習，培養(yǎng)學生具備創(chuàng)新力、理論聯(lián)系實際能力以及實踐動手的能力。本課程的先修課程為：《電路分析基礎》、《信號與系統(tǒng)》、《模擬電子電路》等。二、教學對象《機器人控制技術與實踐》課程的授課對象是XX專業(yè)的本科學生，學生前期經(jīng)過2年的本科學習，基本掌握了必要的課程預備知識。三、課程教學目標通過本課程的教學，使學生理解機器人控制技術相關的基本理論知識、工程實踐知識，為學習后續(xù)具體應用打下堅實的基礎。同時培養(yǎng)學生嚴肅認真的科學作風和理論聯(lián)系實際的工程觀點，培養(yǎng)學生基本的創(chuàng)新力、理論聯(lián)系實際和實踐動手能力。四、課程教學內(nèi)容設計本課程理論嚴密、實踐性強，有較廣闊的工程背景。課程教學時數(shù)為32學時（其中理論12學時，實驗20學時）。以課堂授課和實驗室動手操作的形式完成。教學內(nèi)容安排上，在有限課時內(nèi)盡可能使學生掌握機器人控制技術與實踐的主體內(nèi)容。課程理論部分按照機器人控制技術與實踐的基礎知識和具體應用分為五種專題展開，包括：機器人緒論、機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計、機器人控制系統(tǒng)、機器人中的電路設計、機器人中的傳感器。課程實驗部分包含兩個部分：光電巡線輪式小車的設計與制作和仿人競速機器人的設計與制作。以STM32單片機開發(fā)板為主控制器，結(jié)合相關的硬件，學習使用單片機控制舵機、電機、傳感器等等具體時間操作，通過兩種不同類型的機器人的設計與制作過程，提高學生創(chuàng)新力、理論聯(lián)系實際和實踐動手能力，鞏固相關知識。五、課程教學模式設計采用理論與實踐相結(jié)合，并以實踐為主的教學模式，以提高學生的應用能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標，總體上按照先易后難、先簡后繁、層層遞進、注重內(nèi)在聯(lián)系的思路進行教學。每堂課的講課思路大體如下：首先回顧前一節(jié)課內(nèi)容，根據(jù)知識的發(fā)現(xiàn)過程提出問題，引導學生尋找解決問題的方法，然后詳細講解，提出需要掌握的重點，同時針對難點問題進行啟發(fā)和解答，通過分析和實際應用深化學生對知識和方法的理解。最后，提綱挈領地進行小結(jié)和布置思考題及作業(yè)（實踐任務）。教學過程中堅持以學生為主體、教師為主導，激發(fā)學生的潛能。采用研討式和項目驅(qū)動式等教學方法，從應用需求出發(fā)，揭示知識發(fā)現(xiàn)過程，揭示問題的本質(zhì)，突出知識點間的聯(lián)系，體現(xiàn)“教知識、教方法、教思維”。在教學手段上，采用“多媒體課件為主、板書予以補充強調(diào)、機器人設計與制作操作實踐”的方式。另外，通過布置相關的討論課題、實踐任務，讓學生主動收集相關資料，分析解決問題，以培養(yǎng)學生自主學習、分析問題、解決問題的能力。六、可能產(chǎn)生的影響課程目標實現(xiàn)的情況與問題分析根據(jù)學生基礎不同情況，講解時注意適當淺顯、偏細，并適當補充相關的背景知識。另外，加強理論與實驗教學內(nèi)容銜接，提高教學效果。教學進度安排第1講緒論…….…….…….…….…….…….……..…..…2學時.第2講機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設計………………..…..…..…2學時第3講機器人控制系統(tǒng)………………..….…..………..…..…2學時第4講機器人電路設計……………….….…..………..…..….2學時第5講機器人中的傳感器（一）…………....….…..………..2學時第6講機器人中的傳感器（二）……………….…..………..2學時實驗一STM32單片機教學開發(fā)板的使用………..…..………2學時實驗二STM32單片機I/O端口的基本使用………………..…2學時實驗三I/O口驅(qū)動舵機、電機…………..….…..….…..….….2學時實驗四I/O口綜合應用灰度傳感器……………..…..………2學時實驗五光電小車巡線設計………..………………..…………2學時實驗六仿人競速機器人的結(jié)構(gòu)設計………2學時實驗七仿人競速機器人的控制系統(tǒng)設計………………..…..2學時實驗八仿人