《ROS原理与技术应用》【教学设计】3-4 完成ROS 通信系统的构建

能力模块三掌握自动驾驶系统的安装与使用方法

任务四完成ROS通信系统的构建

珈教学信息

理论实操实训

总1课时624

课时课时场地

令了解ROS系统常用的通信机制。

令了解如何创建ROS通信节点。

知识与令熟悉不同通信机制的操作命令。

技能令能够创建简单的ROS通信节点。

令能够正常启动创建的节点。

令能够通过命令查询节点的相关信息。

◊具备从多途径的信息源中检索专业知识的能力。

教◊获得分析问题和解决问题的一些基本方法。

过程与

学◊通过体验解决问题方法的多样性，发展创新意识。

方法

目令充分运用所学的知识解决简单的实训问题，具备较强的应用意识和实践能力。

标令枳极主动与小组成员交流、讨论学习成果，取长补短，完成自我提升。

◊参考国家标准与企业标准，规范操作流程，使学生养成专业、严谨的工作态度。

◊通过小组分工合作的模式，使学生具备勇于表达、乐于倾听、互帮互助的团队协作精

情感、神。

态度和◊在完成引导问题的过程中，培养学生形成善于思考创新、敢于反思改进的学习习惯。

价值观<在完成基于工作岗位的任务中，树立良好的职业道德，尊重他人劳动，不窃取他人成

果。

V加强7S现场管理意识。

资

设备联网的电脑、键盘、鼠标

A源W*

教学活页式教材（含微课、动画）、实训指导书、课件、案例、习题

配

备

示范操作多媒体演示、实物演示。

◊采用讲授法、案例教学法、情景教学法、讨论法、观摩教学法、任务驱动式教学法。

教法◊整个教学环节按照“明确任务一获取信息一制定计划一做出决策一实施计划一成果汇

报与评价一拓展认知"六步法来组织教学。

学法合作学习法、自主学习法等。

教学重点◊了解ROS系统常用的通信机制

教学难点令能够创建简单的ROS通信节点

备注

♦教学过程

教学时长

教学内容教师活动学生活动

环节（分钟）

任务导入：

在ROS的世界里面，最小的进程

单元就是节点（node）,通常来说一个

节点负责整个机器人系统中某一个

单独的功能。例如我们基乎ROS研发带领学生了解和分

了解工作任务的

出一个无人驾驶小车，会存在节点A析工作任务的内容，辅导

明确内容及要求，主动思考

10用于控制底盘轮子的转动，节点B用学生明确胜任该工作任

任务如何完成该工作任务，

于驱动摄像头获取图形信息，节点C务应该掌握的内容及应

树立起岗位责任。

用于驱动激光雷达，节点D用于收集该达到的要求,

传感器信息进行路径规划等等，这样

分布式排列节点能够尽可能避免异

常处理复杂、程序发生崩溃风险大的

情况。往往实际情况中，整体系统的

功能多，运行节点数量也非常庞大，

了解节点分布结构以及各节点之间

如何通信就成为了学习ROS必不可

少的一步。

根据工作任务所需

1.根据老师的引

任务分组：的工作要求，兼顾学生的

导组建学习小组。

将分组情况填写至学生任务分学习能力、性格和态度等

52.根据工作任务，

配表中。个体差异，以自愿为原

小组长引导小组成员

则，组建学生学习小组和

做初步的任务分工。

各组小组长。

引导问题：

1.查阅相关资料，简单说明一下节点

和主节点分别是什么，以及它们之间

的关系。

以活页式教材、微

O从信息源（包括但

课、课件为主要媒介，按

2.查阅相关资料，请问查看节点信息不限于“知识点提示”）

照“引导问题”的排序，

获取和查看节点关系图的命令分别是什中，主动思考和学习完

35通过知识讲解，引导学生

信息么？成任务所需的专业知

获得工作过程知识、实现

识和专业技能，通过老

有效学习、学会如何工

O师的讲解全面掌握专

作。

3.查阅相关资料，请问在ROS通信中业知识和技能。

，话题、服务、动作、分别有什么含

义和特点。

________________________________C

辅导学生制定详细在老师的辅导卜，

制定

251.按照前面所了解的知识内容和小的任务实施计划和合理学生小组长带领小组

计划

组内部讨论的结果，制定工作方案，有效的分工。成员制定详细的规划，

落实各项工作负责人，如任务实施前并进行合理有效的分

的准备工作、实施中主要操作及协助工。

支持工作、实施过程中相关要点及数

据的记录工作等。

1.各组派代表阐述资料杳询结果。各小组组长阐达

2.各组就各自的查询结果进行交流，组织各组测试方案测试的方案，各组成员

做出

15并分享技巧。的展示与讨论，做出点评积极参与课堂讨论，在

决策

3.教师结合各组完成的情况进行点并引导制定出最佳方案。老师的点评和辅导下

评，选出最佳方案。选出最佳方案。

1.以活页式教材、实

训指导书、课件为主要媒

介，按照“引导问题”的

1.课前，根据“引

排序，讲解核心知识点。

导问题”主动思考和学

2.进行必要的操作

习完成任务所需的专

示范：在学生操作过程中

业知识和专业技能。

全场巡视，及时发现问题

2.课中，通过老师

1.独立完成构建ROS通信，并填写如并解决：监督各个小组分

的讲解、操作示范以及

实施衣所示_L单。_L情况，确保等个小组成

85与小组成员的团队协

计划2.根据知识点内容法行拓展训练，并员都能基于工作过程进

作完成团队工作任务，

填写如表所示工单。行完整的测试训练。以

个人也进行完整的任

此，引导学生亲历工作过

务实训，切实、全面掌

程、获得工作过程知识、

握专业知识和技能。

实现有效学习、学会如何

3.牢记安全规范，

工作。

养成安全意识。

3.加强对教学环境

的管理，引导学生必须按

照规程安全文明操作，做

好巡视监督，做好安全与

健康防范预案，

引导问题：

引导学生进行“7S”按要求规范执行

测试结束后，应该如何进行工位清

现场管理。“7S”现场管理。

理？

按照老师要求，各

要求学生以PPT为载

个小组长制定总结PPT

体进行任务总结，内容包

完成构建ROS通信，各个小组针的完成计划，包括总结

任务括但不限于操作过程中

35对实际的操作过程和最终完成情况，思路的确定、总结内容

总结的失败与成长、收获与建

进行任务总结。梳理、PPT制作、等小

议，小组成员分工的合理

组成员分工，时间安排

与否。

等。

1.课前准备好汇

报PPT及其他辅助汇报

资料。

通过检查每个小组

2.小组认真汇报，

操作完成的实际情况、聆

并从其他小组中取优

各组小组长进行任务总结的PPT听各个小组长的展示汇

成果补短。

汇报，汇报结束后以小组为单位完成报,老师评估学生学习目

汇报3.汇报完毕，认真

30综合评价表的小组评价，老师完成综标的达成情况，并做出老

与评完成自我评价表，以小

合评价表的教师评价部分，并进行课师评价，对完成优秀的小

价组为单位，认真完成小

堂现场点评和总结。组给予激励，对完成良好

组评价部分。

及以卜的小组给出个性

4.认真听取老师

化的辅导。

点评，并自我反思目标

达成的情况及提升措

施。

1.分别说出ROS消息和话题两个

课堂