小型智能机器人制作课程标准

1、课程名称：小型智能机器人制作学分：4计划学时：72适用专业：应用电子技术专业1 .前言1.1 课程性质小型智能机器人制作课程是应用电子技术专业进行岗位能力培养的一门专业拓展课，它侧重理论知识掌握与生产实践相结合，是学生将来从事智能电子控制器应用技术方向发展的基础，对学生职业能力的提升和职业素质的养成具有良好的支撑作用。根据学生职业能力培养规律，本课程构建于电路分析基础、C语言程序设计等基础课程之上，从机器人导引介绍机器人 的结构与原理等、机器人零部件的构图与加工、机械夹持器夹取物体、多足机器人的运动原理、 盒仔BOXZM器人的组装、双足人型机器人的运动原理等方面进行课程讲解，同时将一定的项目

2、开发实践作为实训导向。本课程以学生未来工作需求组织教学内容、为从事智能电子控制器、嵌入式应用开发等工作提供理论基础和实践技能。通过本课程的学习使学生具备机器人等嵌入式软硬件系统相关的理论基础和安装、调试等实践动手基础，培养学生初步认识机器人产业发展现状， 学会分析、解决专业问题的能力，为走上工作岗位奠定基础。1.2 设计思路本课程是依据“应用电子技术专业工作任务和职业能力分析表”中的“智能电子控制器应 用技术”任务领域设置。其总体设计思路是： 针对嵌入式软硬件协同开发企业的嵌入式硬件开发 技术员等岗位要求，使学生学习简单嵌入式开发板 (Arduino、单片机或STM3冷)的开发原理、 应用领域

3、，以及实践的应用开发案例。然而高等职业教育注重的技能培养，考虑到高职学生理论知识的接受和理解能力， 侧重基础理论和生产实践需求相结合。按照“资讯、决策、计划、实施、检查、评估”行动导向的原则组织教学，教学过程的设计与半导体原理与应用过程相一致。精心 设计每个学习性工作任务的引导文，以学生为中心，进行小组合作学习，教师作为教学过程的组织者，引导和促进学生的学习，充分调动学生学习的主动性。本课程安排在第5学期进行，共72学时，4学分。2 .课程目标2.1 总体目标本课程根据应用电子技术专业的人才培养目标，从培养嵌入式软硬件开发技术员等岗位要 求方面出发，使学生对小型智能机器人的设计、开发、应用有简

4、单的认知和了解，提高学生从事 智能电子控制器应用技术方向的职业素养。通过对机器人导引、Solidwork 机器人零部件加工、机械夹持器、多足机器人、盒仔BOX2M器人、双足人形机器人等方面的认识和学习，学生将在小型智能机器人方面的基础知识、基本技能、学习策略和文化拓展意识等方面上有所发展，以胜任未来的职业工作岗位。 同时培养学生理论联系实际，根据企业实际条件树立设计方案的管理意识，树立质量第一的观点和分工协作团队意识以及严肃认真、一丝不苟的严谨作风。2.2 具体目标2.2.1 知识目标(1) 了解小型智能机器人的分类、 应用前景，掌握智能小车的制作原理， 了解电机驱动电路， 掌握小车速度控制方

5、法，掌握智能小车循迹原理，超声波避障原理，小车跟随原理，了解小车走 迷宫，绘图，语音智能绘图等高级应用。(2) 了解智能机器人机械零件三维建模，了解零件的虚拟装配，了解机器人零件的仿真模拟。(3)理解机器人夹持器的基本概念， 掌握机器人手臂自由度的概念，完成夹持器的电气驱动。(4)掌握多足机器人机械运动原理，掌握多足机器人的制作，完成软硬件调试。(5) 了解Arduino开发板的开发原理，掌握 Arduino程序开发，应用 Arduino开发板完成盒 仔BOX额目，完成软硬件调试。(6)理解双足机器人机械运动特点，掌握双足机器人的行走姿态控制，完成双足机器人的行 走运动。2.2.2 能力目标(

6、1)知道智能小车的运动原理，知道直流电机PW瞰调速原理，并能熟练使用完成智能小车循迹功能，知道超声波测距原理，能熟练使用示波器测出发射和接收信号，知道小车跟随原理， 能使用开发板完成循迹、测距、跟随等动作，能熟练查阅技术文档；(2)基于AutoCAD等基础理论知识，知道机器人机械零件三维建模的方法、步骤，完成零件 的虚拟装配，了解机器人零件的仿真模拟。(3)根据机器人夹持器的运动学仿真原理，知道机器人手臂自由度的概念，能熟练使用电子 仪器完成夹持器的安装与调试，完成夹持器的电气驱动。(4)能查阅相关技术文档，根据多足机器人机械运动原理，完成多足机器人的安装、制作与 调试。(5)能查阅相关技术文

7、档，理解双足机器人机械运动特点及行走姿态控制方法，完成双足机 器人的行走运动。2.2.3 素质目标小型智能机器人制作课程遵循 STEM Science, Technology, Engineering, Mathematics ) 四位一体的理念，即科学、技术、工程、数学的教育，学生在运用LED显示原理的时候，把学习到的零碎知识与机械工程转变成一个探究世界相互联系的不同侧面过程，使得学生在杂乱无章的学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升。通过学习使学生掌握嵌入式开发板与机器人运动部件的安装与调试基本方法，使学生拥有从事智能电子控制器应用技术方向的基本理论知识，学会严

8、谨对待科学实验的工作态度和认真负责的工作面貌，为以后的工作和进一步学习打下必要的基础。3.课程内容与要求序号教学任务课程内容及教学要求教学设计参考学时1机器人导引1.了解小型智能机器人的分类采用多媒体教 学与实训相结 合方式102.掌握智能小车的制作原理，掌 握小车速度控制方法3.掌握智能小车循迹原理，超声 波避障原理，小车跟随原理4.了解小车走迷宫，绘图，语音 智能绘图等高级应用2Solidwork机器人零件加工1.了解智能机器人机械零件三维 建模82.了解零件的虚拟装配3.了解机器人零件的仿真模拟3机械夹持器的使用1.理解机器人夹持器的基本概念102.掌握机器人手臂自由度的概念3.完成夹持

9、器的电气驱动4多足机器人的制作1.掌握多足机器人机械运动原理122.掌握多足机器人的制作3.完成软硬件调试5盒彳子BOXZM器人的制作1.了解Arduino开发板的开发原理162.掌握Arduino程序开发3.应用Arduino开发板完成盒仔BOX项目，完成软硬件调试6双足人形机器人的制作1.理解双足机器人机械运动特点162.掌握双足机器人的行走姿态控 制3.完成双足机器人的行走运动4.实施建议4.1 教材选用和编写建议1.1 荐教材教师自编教材1.2 荐参考书LED显示屏组装与调试全攻略曹振华电子工业出版社20131.3 教学建议学习情境1:机器人导引步骤工作过程教学方法建议学时资讯掌握智能

10、小车的制作原 理，掌握小车速度控制方 法，掌握智能小车循迹原 理，超声波避障原理，小 车跟随原理引导文1决策与计划制订实验方案引导文、分组讨论、任务驱动1实施能熟练使用开发板进行 开发，初步认识智能小车案例教学、任务驱动6检查与评估小组总结、汇报检测结果汇报讨论、答辩法2学习情境2： Solidwork机器人零件加工步骤工作过程教学方法建议学时资讯了解机器人机械零件三 维建模引导文2决策与计划制订制作方案引导文、分组讨论、任务驱动1实施了解零件的虚拟装配，了 解机器人零件的仿真模拟案例教学、任务驱动4检查与评估小组总结、汇报检测结果汇报讨论、答辩法1学习情境3：机械夹持器的使用步骤工作过程教学

11、方法建议学时资讯理解机器人夹持器的基 本概念引导文2决策与计划制订制作方案引导文、分组讨论、任务驱动1实施掌握机器人手臂自由度 的概念，完成夹持器的电 气驱动案例教学、任务驱动6检查与评估小组总结、汇报检测结果汇报讨论、答辩法1学习情境4：多足机器人的制作步骤工作过程教学方法建议学时资讯掌握多足机器人机械运 动原理引导文2决策与计划制订制作方案引导文、分组讨论、任务驱动1实施掌握多足机器人的制作， 完成软硬件调试案例教学、任务驱动8检查与评估小组总结、汇报检测结果汇报讨论、答辩法1学习情境5:盒仔BOXZI器人的制作步骤工作过程教学方法建议学时资讯了解Arduino开发板的开发原理引导文2决策

12、与计划制订制作方案引导文、分组讨论、任务驱动2实施掌握Arduino程序开发， 应用Arduino开发板完成 盒彳B BOXZ项目，完成软 硬件调试案例教学、任务驱动10检查与评估小组总结、汇报检测结果汇报讨论、答辩法2学习情境6:双足人形机器人的制作步骤工作过程教学方法建议学时资讯理解双足机器人机械运 动特点引导文2决策与计划制订制作方案引导文、分组讨论、任务驱动2实施掌握双足机器人的行走 姿态控制，完成双足机器 人的行走运动案例教学、任务驱动10检查与评估小组总结、汇报检测结果汇报讨论、答辩法21.4 教学考核评价建议项目评价采用自我评价、小组互评和教师点评相结合，以学生自我评价为主，学生

13、互评为辅，教师在评价过程中起引导调控作用。要求学生充分展示设计成果和项目的学习心得，然后以五级打分制从学习准备和计划实施的学习效果、作业步骤、项目完成结果等方面进行自我评分，小组根据其讲述情况和项目完成结果，小组成员讨论后从表达能力、团队协作和沟通能力、 项目完成结果等方面给出评价和打分，教师根据具体情况给予点评。课程考核由过程考核和结业考核两个部分构成，过程考核根据各教学项目完成的情况参考项目评价结果计分，结业考核由期末的集中考核完成，其中过程考核占40%结业考核占60%课程考核目的意义过程考核40%作业反映对实验内容理解掌握的程度使学生重视做作业，培养科学 地分析问题和解决问题的能力实际操

14、作锻炼实际动手能力，读识图能力，随 时检查学生的听课效果对实际操作中出现的问题及时 解决并加以订正，提高动手能 力课堂提问反映对课堂知识的理解，理论联系实 际能力提高学生课堂上的注意力，减 少跑小差的人数及次数课堂抢答反映学生对知识的综合运用能力给学习好的学生以表现的机 会，起到带动全班的作用项目完成反映学生对项目的认识与知识的实 际应用以项目化教学，每个项目完成 都有实际的评价与打分结业考核60%项目书面报告检查卷面考试中没有出现的但又是 基本的知识锻炼学生的应变能力，理论联 系实际的能力，表达能力及语 言的组织能力期末卷面成绩对整个学期所学习过的知识的考查为后续课程的学习打下良 好的基础1.5 课程资源的开发与利用1 .与企业合作开发教材或指导用书自编讲义。2 .教学材料：学习任