《機器人控制技術(shù)與實踐》課程教學設計

PAGEPAGE3《機器人控制技術(shù)與實踐》課程教學設計一、課程定位《機器人控制技術(shù)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(shù)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(shù)相關(guān)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(shù)與實踐的主體內(nèi)容。課程理論部分按照機器人控制技術(shù)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(guān)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(guān)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(guān)的討論課題、實踐任務，讓學生主動收集相關(guān)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(guān)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