自動化創(chuàng)新認知與實踐課程教學大綱

自動化創(chuàng)新認知與實踐課程教學大綱一、課程基本信息課程編號：201404184課程中文名稱：創(chuàng)新認知與實踐課程英文名稱：InnovationCognitiveandPractice課程性質(zhì)：專業(yè)實踐環(huán)節(jié)開課專業(yè)：自動化、測控技術(shù)與儀器、電氣工程及其自動化、探測制導與控制技術(shù)開課學期：4總學時：32（其中理論4學時，實驗28學時）總學分：1二、課程目標目標1：通過對典型科研案例制作與開發(fā)，使學生具有對電路、電子、電氣、檢測、控制等學科知識綜合認知和運用能力，為進一步分析和解決復雜工程問題奠定基礎(chǔ)。（對應指標點1-3）目標2：根據(jù)環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展原則，能夠應用常用控制元件、傳感器（微處理器、PLC、FPGA）（電力電子器件、新能源技術(shù)）等知識，進行電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。（對應指標點3-3）目標3：通過對典型科研案例制作與開發(fā)，使學生具有選擇和使用恰當技術(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)的能力。（對應指標點5-2）目標4：具有環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的意識，針對實際系統(tǒng)能夠?qū)υ骷M行選擇和應用，能夠使用和操作常規(guī)測量測試儀表。（對應指標點7-1）目標5：通過小組合作，把個人與團隊相結(jié)合，樹立團隊協(xié)作精神。在小組合作、作品制作與開發(fā)過程中，培養(yǎng)學生項目管理與經(jīng)濟決策能力，溝通和協(xié)作合作能力。（對應指標點11-1）目標6：通過查閱資料，自主學習相關(guān)理論，自主方案設(shè)計，項目總結(jié)，小論文撰寫，培養(yǎng)學生自主學習和終身學習意識。（對應指標點12-1）通過本課程的學習，增強學生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，使學生適應創(chuàng)新社會發(fā)展的需求。學生通過親身實踐，利用課堂時間在老師引導下逐步掌握一項作品的軟硬件組成原理、設(shè)計方法、調(diào)試方法及一件創(chuàng)新作品完整開發(fā)過程。一個作品相當于一個小型科研項目，完成一個作品整個過程就像完成一個科研項目一樣，對學生科學研究能力起到很好的啟蒙作用，對綜合能力的鍛煉不僅包括對知識的獲取能力，同時還包括對學生合作協(xié)作能力、解決實際問題能力的培養(yǎng)。通過課外科技創(chuàng)新活動的開展，把課內(nèi)教學有效延伸到課外，進一步培養(yǎng)和提高學生自主學習及科學研究能力。三、教學基本要求1.具有創(chuàng)新作品制作與開發(fā)能力，具備進一步分析和解決復雜工程問題能力。能運用電路、電子、電氣、檢測、控制等學科綜合知識，通過創(chuàng)新作品設(shè)計、制作與開發(fā)，使學生掌握一件科技作品的完整開發(fā)過程，進而使學生盡早熟悉科學研究和科技創(chuàng)新的程序和方法，并能運用該方法，對復雜工程問題進行分析和研究。（對應目標1）2.具備實驗方案設(shè)計、電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計能力。學生根據(jù)自身基礎(chǔ)、能力、興趣和專業(yè)方向自由選擇“四個平臺”實驗項目，利用課堂時間在老師引導下，親身實踐，逐步掌握一項作品的軟硬件組成原理、設(shè)計方法及調(diào)試方法，訓練創(chuàng)新能力。（對應目標2）3.具有選擇與使用恰當技術(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具的能力。針對學生自行設(shè)計、制作、開發(fā)的作品，通過匯報與答辯考核環(huán)節(jié)，考察學生在作品制作與開發(fā)過程中，對所使用的技術(shù)、資源、現(xiàn)代化工程工具與信息技術(shù)工具的能力。（對應目標3）4.能夠?qū)﹄娮釉骷M行選擇與應用，能夠使用和操作常規(guī)測量測試儀表?；诠こ瘫尘?，針對所設(shè)計的作品進行器件選型與應用，能正確使用數(shù)字萬用表、數(shù)字示波器、波形發(fā)生器、頻率特性測試儀等儀表。（對應目標4）5.具有項目組織管理與經(jīng)濟決策、團隊意識、溝通和協(xié)作合作能力。按小組實施教學，2-3名學生一組，每組一個課題，學生自主管理項目，按每位教師的專長分成傳感器組、51單片機組、Freescale單片機組、英飛凌單片機組、凌陽單片機組、DSP組、FPGA組、PLC組、新能源組、電力電子組，學生在與老師的探究中完成科技作品制作。（對應目標5）6.具有查閱資料，知識點歸納、方案設(shè)計、項目總結(jié)、設(shè)計報告或?qū)W術(shù)論文撰寫能力。根據(jù)完成的項目撰寫設(shè)計報告，設(shè)計報告應包括設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計原理、設(shè)計方法與步驟、調(diào)試過程、小組中承擔的工作、項目總結(jié)與體會等部分。設(shè)計報告鼓勵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。（對應目標6）本課程基于國家級實驗教學示范中心和校企共建資源，由課內(nèi)到課外共開出“四個平臺”的實驗項目，學生根據(jù)自身基礎(chǔ)、能力、興趣和專業(yè)方向自由選擇實驗項目。其中第一、二、三平臺為學生必選內(nèi)容，對應課內(nèi)教學；第四平臺為開放內(nèi)容，對應課外教學。教學總體要求如下：1第一平臺實驗：以電子線路、傳感器、微特電機等設(shè)計及應用為主的實踐項目，要求學生具有應用常用控制元件、傳感器等知識的能力，具備電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計、制作和開發(fā)能力；2第二平臺實驗：以單片機、PLC、FPGA等開發(fā)及應用為主的實踐項目，要求學生具有應用微處理器、PLC、FPGA等知識的能力，具備電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計、制作和開發(fā)能力；3第三平臺實驗：以電力電子電力傳動、新能源技術(shù)等自動化領(lǐng)域應用為主的實踐項目，要求學生具有應用電力電子器件、新能源技術(shù)等知識的能力，具備電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計、制作和開發(fā)能力；4第四平臺實驗：以參加各類創(chuàng)新項目、科研立項、大學生競賽項目等為主的創(chuàng)新活動，使課內(nèi)教學有效延伸到課外，逐步提升學生的科技創(chuàng)新能力。四、教學內(nèi)容與學時分配1概述（1學時）1.1創(chuàng)新認知舉證1.2“四個平臺”實驗項目介紹2常規(guī)測量測試儀器使用（2學時）2.1數(shù)字萬用表2.1數(shù)字示波器2.2波形發(fā)生器2.3頻率特性測試儀3實驗室焊接、機械加工設(shè)備介紹（1學時）3.1車鉆銑多功能機3.2線切割機3.3焊接、返修機4功能作品制作與開發(fā)（28學時）4.1創(chuàng)新模組及器件介紹和應用方法4.2功能作品設(shè)計、制作與調(diào)試（采用研討式教學環(huán)節(jié)）五、教學方法及手段本課程28學時實驗，采用分組形式完成，每組2-3人。課內(nèi)開出“三個平臺”的實驗項目，學生根據(jù)自身基礎(chǔ)、能力、興趣和專業(yè)方向自由選擇實驗項目。1課程以科研、工程實踐典型小范例設(shè)計與制作為主線，利用項目教學法，將教學內(nèi)容與工程實際相結(jié)合，基于項目把課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)起來，構(gòu)建“基于項目的學習”的教學內(nèi)容和實驗環(huán)境。2課程以“做中學”為指導方法，更新教學觀念，實施以工程教學模式為基礎(chǔ)的整體化的能力培養(yǎng)，教師邊講邊引導、學生邊學邊實踐，循序漸進、由淺入深，把學生領(lǐng)入創(chuàng)新實踐和科學研究的大門。3課程以小組合作式的學習方式，實施課內(nèi)集中指導，課外完全開放的管理模式。培養(yǎng)學生團隊合作意識、溝通協(xié)調(diào)能力和自主學習能力。六、實驗（或）上機內(nèi)容課程基于“四個實驗平臺”，開出97項實驗項目，實驗內(nèi)容豐富，滿足各類學生需求。學生可根據(jù)自身基礎(chǔ)、能力、興趣和專業(yè)方向有針對性地選擇。實驗一：以電子線路、傳感器、微特電機等設(shè)計及應用為主的實踐項目實驗二：以單片機、PLC、FPGA等開發(fā)及應用為主的實踐項目實驗三：以電力電子電力傳動、新能源技術(shù)等自動化領(lǐng)域應用為主的實踐項目實驗四：以參加各類創(chuàng)新項目、科研立項、大學生競賽項目等為主的創(chuàng)新活動七、前續(xù)課程、后續(xù)課程前續(xù)課程：程序設(shè)計基礎(chǔ)、電路基礎(chǔ)后續(xù)課程：課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計八、參考教材及學習資源呂淑平，韓云濤，管鳳旭等.科研訓練實踐范例（第1版）.哈爾濱工程大學出版社，2012黃志偉。全國大學生電子設(shè)計競賽常用電路模塊制作（第1版）.北京航空航天大學出版社，2011九、考核方式課程考核包括四個部分：實驗過程表現(xiàn)、作品觀看、匯報與答辯、設(shè)計報告撰寫，分別占總成績的25%、25%、25%、25%。實驗教學要求考核形式占總成績的比例1.具有創(chuàng)新作品制作與開發(fā)能力，具備進一步分析和解決復雜工程問題能力。作品觀看25%2.具備實驗方案設(shè)計、電子線路搭建、焊接、調(diào)試以及功能作品綜合設(shè)計能力。實驗過程15