课程以学生创新创业能力发展需求与专业既有基础为根据,协同相关机器人厂商、机器人比赛组织机构、中小学的“技术、资讯、创意、人力”等要素,通过打造多维渐进式“竞赛机器人技术”教学体系,培养学生的创新能力、创业能力、竞赛能力、指导能力等,实现创新创业与机器人专业知识的有机融合,努力提升学生创新创业的品质和内涵。
一、课程基本信息
授课对象:计算机专业全日制本科学生
课程类型:专业选修课
建议学时:总学时56,其中讲授40学时,实验16学时
学 分: 3
与相关课程的衔接
先导课程:《高级程序设计》、《数据结构》、《电子电路》、《嵌入式开发》
后续课程:
考核方式: 考查
二、课程目标
以学生创新创业能力发展需求与专业既有基础为根据,协同相关机器人厂商、机器人比赛组织机构、中小学的“技术、资讯、创意、人力”等要素,从改革竞赛机器人技术课程教学内容、形式、方法出发,将培养学生创新能力、创业能力、竞赛能力、指导能力等作为关键,打造多维渐进式“竞赛机器人技术”教学体系,实现创新创业与机器人专业知识的有机融合,实施创新基础上的创业教育,提升学生创新创业的品质和内涵。
三、教学内容、教学方式与课时分配
(一) 机器人概述(2学时)
教学基本内容:
1、机器人的概念
2、机器人的发展
3、机器人的应用
4、机器人的未来
5、机器人与人的关系
教学要求:要求学生掌握机器人的概念,了解机器人的发展与应用,了解机器人的未来,理解机器人与人之间的关系。
教学方式:理论讲授、讨论
(二)机器人构造(8学时)
教学基本内容:
1、机器人的总体设计
2、机器人的控制器
3、机器人的传感器
4、机器人的驱动部件
5、机器人的传动部件
6、机器人的行走机构
教学要求:要求学生掌握机器人的总体设计、控制器、传感器,了解机器人的驱动部件、传动部件、行走机构。
教学方式:理论讲授、讨论
(三) 机器人比赛(2学时)
教学基本内容:
1、机器人比赛的发展
2、机器人比赛的作用
3、机器人比赛规则分析
教学要求:要求学生了解机器人比赛的发展、作用,掌握机器人比赛规则分析。
教学方式:理论讲授、讨论
(四) 机器人编程(10学时)
教学基本内容:
1、机器人仿真编程平台的使用
2、单个机器人足球比赛仿真编程
3、团队机器人足球比赛仿真编程
4、“未来伙伴机器人”仿真机器人编程学习
5、实体机器人的编程练习
教学要求:要求学生了解单片机编程基本知识,掌握机器人仿真平台的使用,熟练掌握单个和团队机器人足球比赛仿真编程,掌握“中鸣” 、“未来伙伴机器人”仿真机器人编程,掌握“未来伙伴机器人”的使用。
教学方式:理论讲授、讨论
(五)实体机器人制作(12学时)
教学基本内容:
1、实体足球机器人制作
2、实体灭火机器人制作
3、接力赛机器人制作
4、创意机器人制作
教学要求:要求学生掌握足球、灭火、接力赛等实体机器人的制作技术,并能实现个人提出的创意机器人作品。
教学方式:理论讲授、讨论
(六) 机器人与智能算法(6学时)
教学基本内容:
1、搜索的基本知识
2、状态空间的搜索策略
3、与/或树的搜索策略
4、搜索在机器人中的使用
教学要求:要求学生熟练掌握搜索的基本知识,掌握状态空间的搜索策略、与/或树的搜索策略,理解搜索在机器人中的使用。
教学方式:理论讲授、讨论
四、 实践环节
具体安排见“竞赛机器人技术实验教学大纲”
五、教材
吴东.竞赛机器人技术基础. 北京:中国水利水电出版社. 2016.
六、参考资料
孟庆鑫、王晓东,《机器人技术基础》哈尔滨工业大学出版社。
陈继荣,《智能电子创新制作-机器人制作入门》,科学出版社。
王立权,《机器人创新设计与制作》,清华大学出版社。
王志良.竞赛机器人制作技术. 北京:机械工业出版社。