机器人程序设计（C语言）（第2版）-教学大纲

《机器人程序设计（C语言）（第2版）》教学大纲课程信息课程名称：机器人程序设计（C语言）（第2版）课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：4先修课程：无选用教材：《机器人程序设计（C语言）（第2版）》，秦志强，刘建东，王淑鸿主编，2022年，电子工业出版社教材。适用专业：本课程本书可作为高职高专机械制造类专业的专业课程，也可作为社会相关从业人员的学习课程。课程负责人：二、课程简介本课程将教学机器人引入C程序设计课程，在整个课程学习过程中采用基于项目的学习万法，将C语言的各种表达式、语法、关键词、逻辑结构和数据类型等教学内容融入系列循序渐进的教学机器人制作和竞赛项目，直接在项目应用和竞赛过程中学习C语言，实现“做中学、学中赛、赛中会”的做学赛体化学习，以提升C语言的学习效率和效果，最后通过归纳总结，获得整个C语言程序设计的系统知识和技能。本课程的编写彻底突破了传统教学方法的局限，解决了C程序设计课程抽象、枯燥、难学和学习效果差的老大难问题。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识1.掌握C语言的各种表达式、语法、关键词、逻辑结构和数据类型。2.了解机器人程序设计应用领域和市场需求，为产品设计和开发提供指导。L2问题分析1.学会对机器人程序设计中出现的问题进行分析和解决，包括硬件故障、软件错误、网络问题等。2.学会进行故障排除和维修和计算方法，以实现数据处理应用。H3设计/开发解决方案1.掌握机器人运动控制，能将机器人程序设计应用到工作和生活领域中。2.学会进行系统测试和验证，以确保系统的质量和性能符合要求。H4研究L5使用现代工具1.掌握机器人程序设计领域研发的现代工具，如仿真软件、调试工具等。2.学会使用现代工具进行数据分析和处理，提高工作效率和准确性。M6工程与社会1.了解机器人程序设计对社会的影响和作用，以及相关的法律法规和标准。2.学会将相应技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。L7环境和可持续发展L8职业规范L9个人和团队1.学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素质。2.学会与他人合作和沟通，建立良好的人际关系和团队合作氛围。H10沟通1.学会进行有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作。2.学会进行跨文化沟通和合作，提高国际化视野和跨文化交流能力。M11项目管理1.学会进行项目管理和组织，包括项目计划、进度控制、质量管理等。2.学会进行风险评估和管理，提高项目成功的概率和效率。L12终身学习1.学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。2.学会进行终身学习和职业发展规划，不断拓展职业领域和发展空间。H注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1一种新的C语言学习方式学习背景单片机和微控制器机器人与C语言学习平台任务1.1获得软件任务1.2安装软件任务1.3硬件连接任务1.4第一个程序任务1.5断开电源工程素质和技能归纳科学精神的培养掌握单片机和微控制器；掌握机器人与C语言学习平台，完成软件的安装8理论2最简单的C程序设计——机器人做算术学习背景任务2.1整型数据的运算和结果显示任务2.2浮点型数据的运算任务2.3字符型数据工程素质和技能归纳科学精神的培养掌握整型数据、浮点型数据的运算4理论3循环程序设计－让机器人动起来学习背景C51单片机的输入/输出接口任务3.1单灯闪烁控制任务3.2机器人伺服电机拉制信号任务3.3计数并控制循环次数任务3.4用计算机来控制机器人的运动工程素质和技能归纳科学精神的培养掌握循环程序设计，实现用计算机来控制机器人的运动6理论+实操4函数——机器人运动控制学习背景任务4.1基本巡航动作任务4.2匀加速、匀减速运动任务4.3用函数调用简化运动程序任务4.4用数组进一步简化函数调用工程素质和近归纳科学精神的培养掌握函数调用简化运动程序5理论+实操5选择结构程序设计——机器人触须导航学习背景触须导航与单片机输入接口任务5.1安装并测试机器人触须任务5.2通过触须导航任务5.3机器人进入死区后的人工智能决策任务5.4机器人行进过程中的碰撞保护程序工程素质和技能归纳科学精神的培养掌握选择结构程序设计，实现机器人触须导航6理论+实操6选露结相程序设计”——机器人红外导航学习背景使用红外发射器和接收器探道路任务6.1搭建并测试IR发射和探测器对任务6.2探测和避开障碍物任务6.3高性能的IR导航任务6.4俯视的探测器工程素质和技能归纳科学精神的培养掌握使用红外发射器和接收器探道路6理论+实操7多给查结凋程序设计－肌器人循线运动学习背景竞赛任务任务7.1QTI传感器及其通信接口任务7.2安装QTI传感器到机器人前端任务7.3编写QTI传感器的测试程序设计算法，实现机器人无接触游历任务7.5修改算法实现机器人游历任务7.6用数组实现机器人游历任务7.7改进运动执行程序提升执行的可靠性工程素质和技能归纳科学精神的培养掌握用数组实现机器人游历、设计算法，实现机器人无接触游历等功能9理论+实操8结构化程序设计——智能搬运竞赛学习背景竞赛任务任务8.1给机器人安装循线传感器和搬运手抓任务8.2根据比赛任务设计算法任务8.3定义运动数据结构体存储运动数据任务8.4将运动函数存成其他文件包含进来任务8.5循线运动函数的设计与实现任务8.6根据算法完成搬运子函数和主程序的编写工程素质和技能归纳科学精神的培养掌握给机器人安装循线传感器和搬运手抓8理论+实操9结构化程序设计－擂台赛学习背景擂台赛场和竞赛规则任务9.1红外线擂台机器人的软件设计任务9.2优化红外线擂台机器人软件任务9.3超声波擂台机器人的软件设计任务9.4遥控擂台机器人的软件设计工程素养和技能归纳科学精神的培养掌握超声波擂台机器人的软件设计等12理论+实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试大作业50百分制，60分为及格2平时成绩实践9次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的智能终端产品应用相关实例，对已有技术持续进行更新。4.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。学生课外阅读参考资料《机器人程序设计（C语言）（第2版）》，秦志强，刘建东，王淑鸿主编，2022年，电子工业出版社教材。七、课程改革与建设（1）创造性地以单片机作为C语言程序开发平台，辅以教学机器人和竞赛机器人作为编程控制对象，将C语言程序设计的学习与一系列循序渐进的趣味机器人项目结合起来，寓教于乐，由浅入深，化被动学