《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱

《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：22160014課程性質(zhì)：集中實(shí)踐課學(xué)分：2學(xué)分周數(shù)：2周先修課程：C程序設(shè)計(jì)B、電路分析基礎(chǔ)B、模擬電子技術(shù)C、數(shù)字電子技術(shù)A、單片機(jī)原理與接口技術(shù)A、工程制圖與CAD（A）、自動(dòng)控制原理A并修課程：電氣控制與PLC(A)、機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)與傳感器等適用專業(yè)：機(jī)器人工程專業(yè)開課單位：智能工程學(xué)院一、課程說(shuō)明《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》課程是一門集中實(shí)踐課，是從事控制類研究的基礎(chǔ)，是學(xué)生很好地掌握相應(yīng)理論課的重要組成部分，能更好地實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)際有機(jī)結(jié)合的橋梁，對(duì)所學(xué)理論知識(shí)有更為深刻的理解和把握。本課程主要是做以單片機(jī)為控制核心的一個(gè)自動(dòng)控制項(xiàng)目。本課程的任務(wù)是：通過(guò)一個(gè)具體的項(xiàng)目任務(wù)，基于行動(dòng)導(dǎo)向的教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生在做中學(xué)，培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)技能，同時(shí)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高，培養(yǎng)繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，使學(xué)生具備靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。二、課程目標(biāo)通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：能夠針對(duì)具有特定需求的工程技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行提煉和描述，通過(guò)文獻(xiàn)檢索與歸納總結(jié)，確定相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)目標(biāo)與技術(shù)方案，完成以單片機(jī)為控制核心的電器原理圖設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法。課程目標(biāo)2：能夠針對(duì)具體的工程問(wèn)題，通過(guò)C語(yǔ)言完成程序的編寫，并通過(guò)仿真軟件proteus驗(yàn)證電氣原理圖以及程序的正確性；培養(yǎng)學(xué)生具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)精神。課程目標(biāo)3：在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件基礎(chǔ)上，在仿真軟件或自制板或開發(fā)板或者其他實(shí)物作品上驗(yàn)證程序的正確性；鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生的勞動(dòng)觀念以及良好的職業(yè)道德和規(guī)范。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支持強(qiáng)度4．研究4.3能夠采用計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)物或半實(shí)物仿真等方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。課程目標(biāo)2：能夠針對(duì)具體的工程問(wèn)題，通過(guò)C語(yǔ)言完成程序的編寫，并通過(guò)仿真軟件proteus驗(yàn)證電氣原理圖以及程序的正確性；培養(yǎng)學(xué)生具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)精神。M8.職業(yè)規(guī)范8.2具有健康的體魄、良好的心理素質(zhì)和勞動(dòng)觀念，具備履任社會(huì)責(zé)任的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)3：在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件基礎(chǔ)上，在仿真軟件或自制板或開發(fā)板或者其他實(shí)物作品上驗(yàn)證程序的正確性；鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生的勞動(dòng)觀念以及良好的職業(yè)道德和規(guī)范。M12．終身學(xué)習(xí)12.1具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，掌握自主學(xué)習(xí)的方法途徑。課程目標(biāo)1：能夠針對(duì)具有特定需求的工程技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行提煉和描述，通過(guò)文獻(xiàn)檢索與歸納總結(jié)，確定相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)目標(biāo)與技術(shù)方案，完成以單片機(jī)為控制核心的電器原理圖設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)課時(shí)安排對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.查找單片機(jī)以及相應(yīng)電子器件等資料。教學(xué)要求：采用多媒體授課，說(shuō)明課程設(shè)計(jì)目的及要求，同時(shí)下達(dá)任務(wù)書。學(xué)生根據(jù)任務(wù)書查閱資料、熟悉題目的具體內(nèi)容。重點(diǎn)：任務(wù)書中基于單片機(jī)控制的基本原理。難點(diǎn)：最佳方案的確定。1天12.總體方案的制定及電氣原理圖繪制。教學(xué)要求：確定任務(wù)的總體方案，并繪制控制系統(tǒng)的電氣原理圖。重點(diǎn)：控制系統(tǒng)的電氣原理圖難點(diǎn)：控制系統(tǒng)的電氣原理圖2天13.軟件程序的編寫。教學(xué)要求：根據(jù)設(shè)計(jì)方案，繪制控制系統(tǒng)的流程圖，同時(shí)用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)流程圖的源代碼。重點(diǎn)：控制系統(tǒng)的流程圖的繪制。難點(diǎn)：軟件源代碼的實(shí)現(xiàn)。2天1、24.電路圖的仿真驗(yàn)證或開發(fā)板實(shí)操驗(yàn)證。教學(xué)要求：根據(jù)之前設(shè)計(jì)的電氣原理圖，在仿真軟件Proteus中建立其仿真模型，同時(shí)將之前實(shí)現(xiàn)的軟件源代碼下載進(jìn)行仿真驗(yàn)證；或者在實(shí)物開發(fā)板上驗(yàn)證源代碼的正確性。重點(diǎn)：Proteus的建模與仿真或開發(fā)板驗(yàn)證程序的正確性。難點(diǎn)：Proteus的建模與仿真或開發(fā)板驗(yàn)證程序的正確性。3天2、35.說(shuō)明書編寫教學(xué)要求：根據(jù)之前做的內(nèi)容，進(jìn)行說(shuō)明說(shuō)的編寫重點(diǎn)：說(shuō)明書的編寫。難點(diǎn)：說(shuō)明書的編寫。1天1、2、36.答辯教學(xué)要求：答辯是考核課程設(shè)計(jì)是否達(dá)到基本要求和相應(yīng)水平的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是教師對(duì)學(xué)生論文的一次會(huì)診和指導(dǎo)?？己藘?nèi)容包括學(xué)生對(duì)所做課題的掌握程度。教師提問(wèn)的內(nèi)容包括選題、硬件構(gòu)成的基本原理、軟件源程序的含義等。重點(diǎn)考察學(xué)生臨場(chǎng)答辯情況及說(shuō)明書的質(zhì)量，設(shè)計(jì)過(guò)程中的態(tài)度。同時(shí)檢查設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、工作量、有無(wú)違反學(xué)術(shù)規(guī)范現(xiàn)象等，提出改進(jìn)意見。重點(diǎn)：相關(guān)設(shè)計(jì)的的整體考核。難點(diǎn)：課程設(shè)計(jì)質(zhì)量的檢驗(yàn)。1天1、2、3合計(jì)10天（2周）五、教學(xué)方法及手段由于課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，學(xué)習(xí)者應(yīng)根據(jù)所學(xué)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)以及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)，以自學(xué)為主、教師講授為輔，提升學(xué)生實(shí)際分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并養(yǎng)成自覺遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣。六、教材和參考書1.推薦教材：（1）吳險(xiǎn)峰.《51單片機(jī)項(xiàng)目教程》（C語(yǔ)言版）[M].北京：人民郵電出版社,2016.082.參考書：（1）郭天祥.《新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程――入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略》（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社.2018.01（2）宋雪松.《手把手教你學(xué)51單片機(jī)——C語(yǔ)言版》（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版社.2020.05（3）隋金雪.《電子設(shè)計(jì)與單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)教程》[M].北京：清華大學(xué)出版社.2020.11（4）謝維成等.《單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)（第4版）》[M].北京：清華大學(xué)出版社.2019.10（5）周靈彬等《基于Proteus和Keil的C51程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目教程（第2版）――理論、仿真、實(shí)踐相融合》[M].北京：電子工業(yè)出版社.2021.01七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由：學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)說(shuō)明書和答辯成績(jī)五部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123學(xué)習(xí)態(tài)度10(1)主要考核學(xué)生學(xué)習(xí)紀(jì)律和答疑情況。(2)教師根據(jù)課堂整體表現(xiàn)情況評(píng)分。√√55工作量完成情況10(1)主要考核學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)情況。(2)教師根據(jù)獨(dú)立完成任務(wù)情況評(píng)分?！獭獭?34設(shè)計(jì)能力40(1)主要考核說(shuō)明書電氣原理圖、軟件源代碼正確合理性。(2)教師根據(jù)電氣原理圖、軟件源代碼合理性、正確性與否評(píng)分?！獭?020設(shè)計(jì)說(shuō)明書30(1)主要考核學(xué)生的圖、表、文字表達(dá)是否準(zhǔn)確，排版格式是否規(guī)范。(2)教師根據(jù)說(shuō)明書撰寫情況進(jìn)行評(píng)分。√√√101010答辯成績(jī)10(1)主要考核學(xué)生答辯自述和回答問(wèn)題情況。(2)教師根據(jù)答辯自述情況和回答問(wèn)題正確性與否進(jìn)行評(píng)分?！獭獭?34合計(jì)：100454510八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級(jí)評(píng)分制。即90分以上為優(yōu)，80~89分為良，70~79分為中，60~69分為及格，60分以下為不及格。總成績(jī)分五部分：學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、設(shè)計(jì)能力、設(shè)計(jì)說(shuō)明書和答辯成績(jī)。其中：(1)學(xué)習(xí)態(tài)度占10%，無(wú)故曠課達(dá)3次取消總成績(jī)；(2)工作量完成情況占10%；(3)設(shè)計(jì)能力占40%；(4)設(shè)計(jì)說(shuō)明書占30%；(5)答辯成績(jī)占10%。最后一天進(jìn)行驗(yàn)收、答辯，由2-3位教師組成答辯考核小組，對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行口試答辯，要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)回答教師所提出的問(wèn)題。課程設(shè)計(jì)成績(jī)根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的合理性、計(jì)算的準(zhǔn)確性、設(shè)計(jì)說(shuō)明書、設(shè)計(jì)中分析與解決問(wèn)題的能力及設(shè)計(jì)態(tài)度和答辯情況綜合評(píng)定。2.成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥90（優(yōu)秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）學(xué)習(xí)態(tài)度10學(xué)習(xí)認(rèn)真、態(tài)度端正，遵守紀(jì)律,表現(xiàn)優(yōu)秀學(xué)習(xí)認(rèn)真、態(tài)度端正，遵守紀(jì)律,表現(xiàn)良好遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)態(tài)度良好，表現(xiàn)中等遵守紀(jì)律，學(xué)習(xí)態(tài)度一般，表現(xiàn)一般學(xué)習(xí)紀(jì)律較差，表現(xiàn)較差工作量完成情況10獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的90%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的80%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的70%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的60%以上獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的60%以下設(shè)計(jì)能力40綜合運(yùn)用理論知識(shí)、計(jì)算機(jī)技能較強(qiáng)，能夠較好地處理工程實(shí)際問(wèn)題綜合運(yùn)用理論知識(shí)、計(jì)算機(jī)技能較好，能夠處理工程實(shí)際問(wèn)題綜合運(yùn)用理論知識(shí)、計(jì)算機(jī)技能一般，基本能夠處理工程實(shí)際問(wèn)題綜合運(yùn)用理論知識(shí)、計(jì)算機(jī)技能一般，不能處理工程實(shí)際問(wèn)題綜合運(yùn)用理論知識(shí)、計(jì)算機(jī)技能較差，不能處理工程實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)說(shuō)明書30設(shè)計(jì)方案正確、表達(dá)清楚；設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)（論證）方法科學(xué)合理；達(dá)到課程設(shè)計(jì)規(guī)定的要求；設(shè)計(jì)方案正確、表達(dá)較為清楚；設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)（論證）方法科學(xué)合理；達(dá)到課程設(shè)計(jì)規(guī)定的要求設(shè)計(jì)方案基本正確、表達(dá)較為清楚；設(shè)計(jì)思路、實(shí)驗(yàn)（論證）方法基本合理；基本達(dá)到課程設(shè)計(jì)