工程认知 思维 标准

课程编号：P08252《工程认知实践》实验课程教学质量标准32学时1学分工程认知实践课程是计算机学院一门专业大类基础实践课程，适用于计算机大类专业本科生。课程目的是对本科新生进行专业认知教育，课程从技术和非技术两个层面系统地介绍工程知识，力图使学生通过对本课程的学习，在技术层面了解工程制作过程中的基本流程和主要方法；在非技术层面认识工程的概念、特征以及工程环境、工程系统、工程伦理等内容，能够理解现实中的工程现象，辩证地思考工程哲理问题。该课程主要内容是通过介绍ARDUINO开发套件使用方法，使学生学习并掌握ARDUINO开发的基本原理和操作方法，可以熟练使用图形化&C/C++语言进行编程，应用套件基本功能模块（各类传感模块、显示模块、电机模块等）、AI模块、通信模块等进行应用案例开发；通过该课程的学习，使学生形成对专业整体架构的初步认识同时锻炼基本的创新实践能力。一、课程目标教学总目标：通过本课程的学习，学生能够运用计算机科学概念来分析基本工程问题；能够运用计算机科学概念来解决实际工程问题；设计创新性工程认知作品；制定创造性实现解决方案，并能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色，能够就工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并掌握基本的工程项目管理。通过本课程使学生能够体会科技领域待突破的方向，培养学生对中国未来的战略全局意识;培养学生从复杂多变的客观实际中，思考人类社会发展目标的能力;教学分目标教学目标1：通过本课程的学习，学生能够运用计算机科学概念来分析基本工程问题；能够运用计算机科学概念来解决实际工程问题；（支撑本专业毕业要求1.2:具备扎实的计算机工程基础知识，了解通过计算机解决复杂工程问题的基本方法，并遵循复杂系统开发的工程化基本要求。）教学目标2：基于ARDUINO套件的学习，能够设计创新性工程认知作品；制定创造性实现解决方案（支撑本专业毕业要求3.5在设计/开发解决方案过程中，具有追求创新的态度和意识，考虑计算机复杂工程问题相关的社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。）教学目标3：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色，能够就工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并掌握基本的工程项目管理。（支撑本专业毕业要求9：能够理解团队中每个角色的含义以及角色在团队中的作用。能够在团队中做好自己所承担的个体、团队成员以及负责人等各种角色，并具备良好的团队意识。具备多学科背景知识，能够在多学科背景下的团队中与团队成员沟通，了解团队成员想法，并能够协调和组织。）教学目标4：通过本课程使学生能够体会科技领域待突破的方向，培养学生对中国未来的战略全局意识;培养学生从复杂多变的客观实际中，思考人类社会发展目标的能力;（课程思政教学目标）二、课程内容、要求及学时分配序号实验项目名称实验内容实验要求实验属性开出要求课内学时课程思政教学点备注1平台介绍熟悉ARDUINO平台IDE环境掌握开发平台的软硬件使用方法演示必做42典型实验案例学习学习录制MOOC教学视频并验证掌握基本工程系统构建方法验证必做43选题及方案设计设计一个创新主题工程作品掌握作品设计流程设计必做4使学生能够体会科技领域待突破的方向，培养学生对中国未来的战略全局意识4工程认知作品实现实验作品并改进提高掌握作品创新与改进方法创新必做4培养学生从复杂多变的客观实际中，思考人类社会发展目标的能力不足学时课外完成5检查、评定、总结由教师团队课程结束后集中考核评比合计32=16+1616学时课外学时三、师资队伍本课程设课程负责人1名，主讲教师多名（讲师以上职称），要求课程负责人为副教授以上职称，具有丰富的教学经验和较强的组织管理能力。本课程师资队伍数量应能满足教学需要，且结构合理。主讲教师应具有足够的教学能力、专业实践水平，能开展工程认知实践问题研究，参与学术交流。并且能有足够时间和精力投入到教学和学生指导中，积极参与教学研究与改革。四、教材、虚拟仿真资源及教学参考1.实验教材：周勇,王冠军,孙统风，赵佳琦。基于ARDUINO的工程认知工程认知与工程思维实践（讲义+MOOC），人民邮电出版社，202052.教学参考1）李俊焃著.Arduino:从想象到现实,实战篇.图灵程序设计丛书[M].人民邮电出版社,20192)MassimoBanzi,MichaelShiloh著.爱上Arduino.第3版[M].人民邮电出版社,20163）MichaelMargolis著.Arduino权威指南[M].人民邮电出版社,2015五、教学组织1．教学构思、教学设计、教学手段教学过程中重视实践教学方法的改革，根据教学内容适时灵活采用不同教学方法，例如讨论式、翻转式、案例式、MOOC式等，并进行合理的教学设计，激发学生的学习兴趣,训练学生的分析判断能力、表达能力、思维反映能力以及团队合作能力。本课程组织形式为采用现场实践教学结合线上教学MOOC进行，并且配合必要的板书、多媒体动画以及网络资源等辅助教学，此外开展专题讨论课和线上作品讨论课等。2．课程服务本课程每周安排答疑时间，采用网上（课程群）答疑和面对面答疑相结合的方法进行，鼓励教师与学生多交流沟通指导。六、课程考核1、课程考核采用考查的方式进行，考查学生3个方面的内容：1）平时成绩：记录实验纪律、学习态度及表现情况，通过基本平台使用与验证性实验完成情况给出平时成绩分数。2）现场验收：按质量和规范化等要求以及测试数据现场评分（以比赛评比形式完成验收工作）。3）设计成果：学生在课程结束后须提交一份工程认知实践报告及相关设计资料（推荐拍摄展示视频）。2、成绩构成及比例分配：根据考核方式中的三项内容综合考评最后的成绩。1）MOOC学习10%2）现场验收60%3）设计成果30%3、评分标准1）采用五级制。2）成绩计算=60%(现场验收)+30%(成果)+10%(MOOC学习)，百分制成绩转换为五级制成绩。3）课程缺勤达到三分之一（6学时）及以上者成绩计0分。具体的课程考核形式与教学目标的对应关系如下。编号课程教学目标考查方式与考查点占比1目标1：通过本课程的学习，学生能够运用计算机科学概念来分析基本工程问题；能够运用计算机科学概念来解决实际工程问题；MOOC成绩与设计成果中实践报告的总体设计部分。考查分析与解决问题能力。10%2目标2：基于ARDUINO套件的学习，能够设计创新性工程认知作品；制定创造性实现解决方案现场验收部分:考查学生能够独立的解决一些实际应用问题，将其映射到作品的解决方案模型上的能力。60%3目标3：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色，能够就工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并掌握基本的工程项目管理。成果验