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应用电子技术专业核心课程标准-《机器人控制技术》课程标准
发布时间:2016-07-18  点击量:
《机器人控制技术》课程标准
 
课程代码:0500840
课程性质: 专业课
开设学期:第5 学期
适用专业:应用电子技术
编写执笔人及编写日期: 
李多友
2015.05.08
计划学时:88
学分:6
审定负责人及审定日期: 
 
 
授课单位: 
教学单位主任及审定日期: 
 
 
合作企业:
企业参加编写人员:
一、课程的定位与课程设计
1.性质与作用
(1)课程的性质
本课程是应用电子技术专业的专业课程,是校企合作开发的基于工作过程的项目化课程。
(2)课程的作用
通过本课程的学习,学生知道机器人的组成结构和各部分的功能,掌握机器人系统的基本理论知识,掌握机器人系统的制作、调试方法和技巧,学会学习和使用不断涌现的新型传感器、控制器的方法。学习本课程后,学生通过课程考核,可胜任机器人的安装、调试、维护、维修、操作等岗位的工作。
(3)与其他课程的关系
本课程的前导课程有《电工基础》、《模拟电路设计与制作》、《数字电路技术设计与制作》、《传感器技术》、《单片机应用技术》,通过前导课程的学习,学生业已具备了电工电子技术及自动控制技术的基本理论知识,能够对电子电路进行设计和分析,知道常用电子元件的特性,并会检测、识别、应用常用电子元件及传感器等,这些都将为本课程的学习奠定良好的理论和实践基础;完成本课程的学习,学生将掌握机器人机构的设计、制作、调试和维护的基本理论和技能,并能为后续课程《顶岗实习》、《毕业设计》的学习实现良好的衔接和奠定基础。
2.设计思路
课程设计过程中充分考虑新的课程教学理念,突出课程的能力目标,选择符合要求的任务,开展精心设计的课题实训,以学生为主体,实现一体化的课程教学,使学生始终兴奋参与,使学习成为一个快乐的过程。
(1)与企业专家共同建设课程,确定任务内容。
学院与企业合作开发课程,课程专家到企业进行广泛调研,与企业专家进行反复研讨,共同确定课程内容、教学模式、活动设计目的、课时总体安排等。汇总机器人控制技术的设计、开发与制作的职业岗位能力,分析职业典型工作任务,应用现代教学理论进行加工,创设基于行动领域的学习任务,并遵循职业成长和认知规律对任务进行序化。本课程共有六个任务,避障小车的设计与制作、追光的四足步行机器人设计与制、人形机器人的设计与制作、自动平衡机器人的设计与制作、语音问答机器人的设计与制作、全向运动机器人的设计与制作。
(2)教学过程中,遵循指导与建构相融合的原则。
六个任务都是取材于职业的典型工作任务,并对每个任务都明确其专业能力、方法能力和社会能力目标,学生有目的的学习,培养了自我知识建构的意识。同时对新知识新任务等教师都要进行必要的引导,当学生在自我知识建构过程中遇到困难、困惑时,教师又会进行及时、必要、适当的指导。这样,教师的引导激发了学生进行自我建构,教师的指导又为学生自我建构提供了强大的助力,从而较好地实现指导与建构的有效融合。
(3)以职业岗位能力为评价准则,并实行多元评价。
学生的学习以职业岗位能力为目标,对学生学习的评价准则当然也应是职业岗位能力水平,每个任务的评价都要从专业能力、方法能力和社会能力三个方面进行。而评价的主体则是任务实施过程的全体人员,包括学生自己、团队成员、企业专家、专业教师。
二、课程总体目标
以职业的岗位需求为依据,深入企业调研,经课程专家与企业实践专家多次讨论,确定本课程的各项职业岗位能力目标。
专业能力目标:
Ø 会根据设计任务完成机器人部件参数及型号的选择
Ø 能根据控制要求,进行简单单元电路的设计
Ø 会使用机器人产品专用开发工具
Ø 会组装和调试机器人产品
Ø 能够设计和调试简单机器人产品的应用程序
Ø 能够设计基于机器人开发套件机器人装置
Ø 会对机器人系统的维护和简单故障的排除
方法能力目标:
Ø 能够根据工作任务,检索文献、查找阅读资料(含英文资料)以获得有用的信息
Ø 会分析并解决工作中出现的问题
Ø 能自主学习新知识、新技术,并在工作中应用
Ø 会机器人产品设计过程中的成本控制方法
社会能力目标:
Ø 具有一定的岗位意识和环境保护意识
Ø 具有团队协作精神,能进行熟练的工作沟通,能与人合作、交流和协商
Ø 具有良好的职业道德
Ø 具有社会责任感,工作责任心和心理承受力
Ø 具有较好的语言及文字表达能力
三、学习情境(任务)学时分配
任务名称
任务内容
参考学时
1. 避障小车的设计与制作
 
1.1知识准备
12
24
1.2目标分析与计划
2
1.3让舵机转起来
2
1.4搭建完整的小车
4
1.5编写/调试程序,检查结果
4
2. 追光的四足步行机器人设计与制作
2.1目标分析与计划
2
12
2.2搭建机器人
4
2.3让四足机器人行走
2
2.4让舵机跟踪光源
2
2.5让四足机器人跟踪光源
2
3. 人形机器人的设计与制作
3.1目标分析与计划
1
16
3.2搭建人形机器人
3
3.3 让机器人行走
4
3.4基本动作练习
4
3.5对抗练习
4
4. 自动平衡机器人的设计与制作
4.1目标分析与计划
1
12
4.2搭建双轮小车
3
4.3修改舵机的参数
3
4.4红外测距传感器的标定
2
4.5数字式 PID 算法的实现
3
5. 语音问答机器人的设计与制作
5.1目标分析与计划
1
12
5.2结构设计和安装
2
5.3设计对话及剧本录音
4
5.4程序设计
3
5.5调试检查
2
6. .全向运动机器人的设计与制作
6.1目标分析与计划
2
12
6.2结构设计和摄像头安装
2
6.3程序编写
4
6.4颜色阈值标定
2
6.5检查与调试
2
合      计
88
四、学习情境(或项目、任务、单元)教学设计
1、避障小车的设计与制作学习任务教学设计
子任务1.1
知识准备
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
知道机器人装置的基本组成与结构形式,熟悉机器人实训设备的构成及主要部件,学会开发软件的操作。
机器人实训设备(机器人开发套件)
机器人的基本知识,机器人设备的使用方法,机器人开发软件的操作
讲解与示范相结合
1.教学过程组织与实施思路
通过提问、讨论的方式引导学生思考关于机器人的基本组成、知识需求、能力要求及合作意识等问题;
通过研究机器人实训设备,了解机器人技术所涉及到的知识点,并进行学习
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前查询图书或网络资源,了解机器人的基本结构与应用;
课后阅读机器人实训设备使用说明书,了解机器人设计案例。
 
评价标准:
课前准备20%,学习情况70%,提问抽查10%
 
子任务1.2
目标分析与计划
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
学会根据功能要求进行机器人的结构方案、感知方案、避障策略的设计
 
 
机器人实训设备
 
 
运动学知识,结构学知识,传感器知识,电机控制知识
 
 
实物演示、分组活动及指导相结合
 
 
1.教学过程组织与实施思路
以2-3人为一个学习小组(并在今后的学习中固定下来),小组成员一起研究工作任务,根据工作内容进行分工;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前复习电机控制及传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
子任务1.3
让舵机转起来
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会搭建简单机器人装置,学会编写简单的控制软件,会分析工作中遇到的问题。
搭建简单机器人机构,编写机器人简单控制程序
舵机结构及控制的基本知识,机器人开发软件的操作
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,根据工作内容进行分工;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解机器人设计案例,复习电机控制及传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
子任务1.4、1.5
1.4搭建完整的小车(与1.5同步进行)
1.5编写/调试程序,检查结果
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会设计安装机器人装置,会编写控制程序
 
 
机器人实训设备,电脑及机器人开发软件
 
 
机器人的设计组装,机器人控制程序的编写
 
 
讲授与指导相结合
 
 
1.教学过程组织与实施思路
小组人员分工,分别完成机构安装及软件编写;
调试检查工作工作成果;
小组讨论及工作经验交流
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前根据工作内容进行机构设计与控制流程设计;
课后总结工作经验,提出拓展方案
评价标准:
课前准备20%,完成情况60%,成果展示20%
 
2、追光的四足步行机器人设计与制作学习任务教学设计
子任务2.1
目标分析与计划
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
知道足式机器人装置的基本组成与结构形式,熟悉足式机器人的步态控制要求,学会工作任务的规划方法。
机器人实训设备(机器人开发套件)
足式机器人的基本知识,足式机器人的设计案例
讲解与指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习足式机器人的相关知识,根据工作内容进行分工;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习足式机器人设计与应用案例,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况70%
 
子任务2.2
搭建机器人
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会搭建简单足式机器人装置,会分析工作中遇到的问题。
搭建简单足式机器人机构,
足式机器人结构设计基本知识,足式机器人的安装
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,制定完成任务的方案;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解足式机器人设计案例,复习电机控制及传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
子任务2.3
让四足机器人行走
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会编写控制程序,会解决制作过程中出现的问题
 
 
机器人实训设备,电脑及机器人开发软件
 
 
机器人控制程序的编写,机器人行走功能调试
 
 
讲授与指导相结合
 
 
1.教学过程组织与实施思路
小组人员共同研究控制方案,进行控制软件编写并调试;
调试检查工作工作成果;
小组讨论及工作经验交流
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前根据工作内容,进行控制流程设计;
课后总结工作经验
评价标准:
课前准备20%,完成情况60%,成果展示20%
 
子任务2.4
让舵机跟踪光源
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
掌握光线传感器的工作原理,会光线传感器的选择,会使用光线传感器。
机器人实训设备(机器人开发套件),机器人开发软件
光线传感器的基本知识,传感器控制程序编写与调试
讲解与指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习传感器的相关知识,根据工作内容进行流程设计并编写程序;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况60%,成果展示10%
 
子任务2.5
让四足机器人跟踪光源
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
进行四足机器人的整体调试,会分析工作中遇到的问题。
四足机器人调试
足式机器人协调性基本知识,足式机器人的调试
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,制定完成任务的方案;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解足式机器人设计案例,复习传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
  3. 人形机器人的设计与制作学习任务教学设计
子任务3.1
目标分析与计划
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
知道人形机器人装置的基本组成与结构形式,熟悉人形机器人的步态控制要求,学会工作任务的规划方法。
机器人实训设备(机器人开发套件)
人形机器人的基本知识,人形机器人的设计案例
讲解与指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习人形机器人的相关知识,根据工作内容进行分工;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习人形机器人设计与应用案例,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况70%
 
子任务3.2
搭建人形机器人
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会搭建简单人形机器人装置,会分析工作中遇到的问题。
搭建简单人形机器人机构,
人形机器人结构设计基本知识,人形机器人的安装
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,制定完成任务的方案,共同完成人形机器人的安装;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解人形机器人设计案例,复习电机控制及传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
子任务3.3
让机器人行走
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会编写控制程序,会解决制作过程中出现的问题,会进行传感器的选择,会使用传感器控制机器人的平衡。
机器人实训设备,电脑及机器人开发软件
 
 
机器人控制程序的编写,机器人行走功能调试
 
 
讲授与指导相结合
 
 
1.教学过程组织与实施思路
小组人员共同研究控制流程,进行控制软件编写并调试;
教师巡视指导小组工作,指导学生解决学习中遇到的问题;
 
小组讨论及工作经验交流
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前根据工作内容,进行控制流程设计;
课后总结工作经验
评价标准:
课前准备20%,完成情况60%,成果展示20%
 
子任务3.4
基本动作练习
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
掌握人形机器人的工作原理,会根据任务要求设计机器人的动作
机器人实训设备(机器人开发套件),机器人开发软件
人形机器人运动的基本知识,人形机器人控制程序编写与调试
讲解与实训指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习人形机器人控制的相关知识,根据工作内容进行流程设计并编写程序;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习传感器知识、人形机器人控制要求,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况60%,成果展示10%
 
子任务3.5
对抗练习
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
进行人形机器人的综合调试,会分析工作中遇到的问题。
人形机器人综合调试
人形机器人协调性基本知识,人形机器人的调试
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,设定对抗动作,制定完成任务的方案;
进行对抗练习;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解人形机器人设计案例,学习人形机器人控制知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
4. 自动平衡机器人的设计与制作学习任务教学设计
子任务4.1
目标分析与计划
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
知道机器人装置的平衡原理,熟悉机器人的平衡控制要求,学会工作任务的规划方法。
机器人实训设备(机器人开发套件)
机器人的平衡控制知识,机器人平衡的设计案例
讲解与指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习机器人的平衡知识,根据工作内容进行分工;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习机器人平衡机构设计与应用案例,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况70%
 
子任务4.2
搭建双轮小车
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会搭建简单平衡机器人装置,会分析工作中遇到的问题。
搭建简单平衡机器人机构,
机器人平衡原理,平衡机器人的安装
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,制定完成任务的方案,共同完成平衡机器人的安装;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解平衡机器人设计案例,复习传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
子任务4.3
修改舵机的参数
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会正确使用舵机,会解决制作过程中出现的问题。
机器人实训设备,电脑及机器人开发软件
 
 
舵机参数的设置与修改,舵机调试工具的使用
 
 
讲授与指导相结合
 
 
1.教学过程组织与实施思路
小组人员共同研究调试工具,进行舵机参数修改并调试;
教师巡视指导小组工作,指导学生解决学习中遇到的问题;
 
小组讨论及工作经验交流
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前根据工作内容,研究舵机的使用与设置方法;
课后总结工作经验
评价标准:
课前准备20%,完成情况60%,成果展示20%
 
子任务4.4
红外测距传感器的标定
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
掌握红外测距传感器的工作原理,会红外传感器的标定
机器人实训设备(机器人开发套件),机器人开发软件
红外传感器的基本知识,红外传感器的标定
讲解与实训指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习红外传感器的相关知识,合作进行红外测距传感器的标定;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习红外传感器知识,学习控制器的接口使用要求,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况60%,成果展示10%
 
子任务4.5
数字式 PID 算法的实现
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会设计数字式PID算法,会进行平衡机器人的综合调试,会分析工作中遇到的问题。
平衡机器人综合调试
平衡机器人平衡原理,平衡机器人的调试
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,设计PID算法,编写控制流程及程序,制定完成任务的方案;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解PID算法设计案例,学习机器人平衡控制知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
5. 语音问答机器人的设计与制作学习任务教学设计
子任务5.1
目标分析与计划
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
知道机器人装置的语音实现原理,熟悉机器人的语音控制要求,学会工作任务的规划方法。
机器人实训设备(机器人开发套件)
机器人的语音采集知识,机器人语音采集设计案例
讲解与指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习机器人的语音采集知识,根据工作内容制定工作计划;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习机器人语音采集原理与应用案例,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况70%
 
子任务5.2
结构设计和安装
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会搭建简单语音机器人装置,会分析工作中遇到的问题。
搭建简单语音机器人机构,
机器人语音采集原理,机器人的安装
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,制定完成任务的方案,共同完成语音机器人的安装;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解语音机器人设计案例,复习传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
子任务5.3
设计对话及剧本录音
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会根据实际场景设计机器人对话,会解决制作过程中出现的问题。
机器人实训设备,电脑及机器人开发软件
 
 
对话设计,剧本录音
 
 
讲授与指导相结合
 
 
1.教学过程组织与实施思路
小组人员共同研究机器人对话内容,进行对话设计及录音;
教师巡视指导小组工作,指导学生解决学习中遇到的问题;
 
小组讨论及工作经验交流
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前根据工作要求,研究可能的场景及对话内容;
课后总结工作经验
评价标准:
课前准备20%,完成情况60%,成果展示20%
 
子任务5.4
程序设计
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会机器人的程序设计,会程序检查与调试
机器人实训设备(机器人开发套件),机器人开发软件
数据采集原理,语音机器人程序设计
讲解与实训指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习语音采集的相关知识,合作进行语音采集及控制程序设计;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习语音采集知识,学习控制器的接口使用要求,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况60%,成果展示10%
 
子任务5.5
调试检查
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会语音机器人的综合调试,会分析工作中遇到的问题。
语音机器人综合调试
语音机器人的对话原理,语音机器人的调试
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,根据不同场景进行对话检查,完善控制程序;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解语音采集案例,学习机器人语音控制知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
6. 全向运动机器人的设计与制作学习任务教学设计
子任务6.1
目标分析与计划
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
知道机器人装置全向运动原理,熟悉全向机器人部件要求,学会工作任务的规划方法。
机器人实训设备(机器人开发套件)
机器人的语音采集知识,机器人语音采集设计案例
讲解与指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习机器人的全向运动知识,根据工作内容制定工作计划;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习机器人语音采集原理与应用案例,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况70%
 
任务)6.2
结构设计和摄像头安装
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会搭建全向运动机器人装置,会分析工作中遇到的问题。
搭建全向运动机器人机构,
机器人全向运动原理,机器人的安装
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,制定完成任务的方案,共同完成全向运动机器人的安装;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解全向运动机器人设计案例,学习视频传感器知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
子任务6.3
程序设计
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会根据实际场景设计机器人对话,会解决制作过程中出现的问题。
机器人实训设备,电脑及机器人开发软件
 
 
全向机器人程序设计
 
讲授与指导相结合
 
 
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习视频采集的相关知识,合作进行视频采集及运动控制程序设计;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习视频采集知识,学习控制器的接口使用要求,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况60%,成果展示20%
 
子任务6.4
颜色阈值标定
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会使用软件进行摄像头采集参数的设置,会程序检查与调试
机器人实训设备(机器人开发套件),机器人开发软件
数据采集原理,颜色阈值标定方法
讲解与实训指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,学习机器人视频数据的处理知识,合作进行颜色阈值标定控制程序设计;
教师在布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前学习语音采集知识,学习控制器的接口使用要求,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备30%,完成情况60%,成果展示10%
 
子任务6.5
调试与检查
职业能力目标
主要训练项目或任务载体
学习内容
教学方法建议
会机器人的综合调试,会分析工作中遇到的问题。
全向运动机器人综合调试
全向运动机器人的控制原理,机器人的调试
讲解、示范及指导相结合
1.教学过程组织与实施思路
小组成员一起研究工作任务,运行程序观察机器人运动情况,根据出现的问题,完善控制程序;
教师讲授要求并布置任务之后,巡视小组活动情况,对出现的问题及时进行指导。
 
2.学生课前准备与课后训练内容和方式
课前阅读机器人实训设备使用说明书,了解视频采集案例,学习机器人语音控制知识,根据任务内容做好知识准备;
课后总结工作经验,查找优点与不足
评价标准:
课前准备20%,完成情况70%,成果展示10%
 
 
五、课程建议
1.教学条件
(1)软硬件条件
1)校内实训条件
实训场地:机器人实训区、电子技术实训区、电子工艺实训区
实训载体:机器人开发套件、图形化机器人开发软件
实训工具:常用焊接工具、常用电子仪器仪表
网络资源:教案、实训指导书、FLASH课件、PPT课件、机器人设计案例、机器人视频等
2)校外实训条件
本课程需建立2-3个校外实训基地,实训基地能承接机器人设计开发任务,接收学生参加企业机器人的设计、组装、调试等过程的顶岗实习。
(2)师资条件
对任课教师职业能力和知识结构要求:拥有机器人控制技术的理论知识;熟悉机器人产品开发的整个过程;具有机器人系统开发、制作、调试的实践经验;同时具有丰富的教学经验。
对专任教师和兼职教师组成的具有“双师”结构特点的教学团队要求:具有本专业教师资格和本专业高级工以上职业资格。
2.考核方式
本课程是考试课,采用百分制,由过程性考核和终结性考核组成。
(1)过程性考核(占比50%)    
考核构成
比例(%)
说明
课堂提问
20
根据课堂回答问题情况进行评定
完成任务情况
60
教师评价占60%,自我评价占20%,小组互评占20%
合作情况
10
根据完成任务过程中的情况进行评定
创新
10
根据作品的创新情况进行评定
 
(2)终结性考核(占比50%)
笔试闭卷
考核构成
比例(%)
题型
主要考核点
基础知识
20
选择题
机器人控制技术基础知识
基本概念
15
判断题
机器人技术的基本概念
基本理论
25
问答题
机器人控制技术基本理论
创新思维
40
论述题
学生对机器人技术的认识与创意
3.推荐教材及参考资料
(1)推荐教材
选用的教材应符合任务驱动,项目导向的课程设计思想。建议采用如下教材:
1)《机器人控制技术》自编教材
2)《机器人实训指导》自编教材
(2)参考资料及其它
1)本精品课网站资源
2)机器人技术网站资源
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