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1、基于工程对象教学法的 工程训练方法探索与案例分析,2020/8/30,1,目录,对新型工程训练教学目标及实施的理解 创新的教学平台 创新的教材 创新的课程 创新的训练模式 创新的工程能力与综合素质培养体系 创新型工程训练体系的实施策略 基于机器人对象的创新应用案例分析 公司简介,2020/8/30,2,新型教学目标： 学习工艺知识 增强工程实践能力 提高综合素质 培养创新精神和创新能力,原来的教学目标： 学习工艺知识 增强动手能力 转变思想作风,对新型工程训练教学目标及实施的理解,2003年，在四川大学举行的全国工程训练工作会议上，教育部公布了工程训练教学中心的建设规范和验收标准,2020/8
2、/30,3,我们的理解： 新型教学目标突出了：,对新型工程训练教学目标及实施的理解,2020/8/30,4,“工程”的核心内涵体现在何处？ 系统观 综合素质的核心内涵是什么？ 系统的工程认识论与方法论 如何在工程训练中提供“工程平台”？ 引入典型工程对象 如何提升实践能力、综合素质和创新精神及创新能力？ 既要从实践环节入手，也要从理论教学环节入手,我们的思考与解决方案：,对新型工程训练教学目标及实施的理解,2020/8/30,5,工程训练体系创新教育中存在的主要问题是什么？ 仅面向少数精英，与“大众化”的大学教育理念相背 如何基于工程平台引入创新的教学理念与方法？ 提出工程对象教学法及丰富的解
3、决方案 如何定位工程训练创新教育在工程教育改革中的地位？ 作为专业建设改革的试验田，推动全面和深入的改革,我们的思考与解决方案：,对新型工程训练教学目标及实施的理解,2020/8/30,6,简单地说，就是，在工程训练中心建设中全面引入： 基于工作过程的创新型工程教学方法 工程对象教学法,我们的思考与解决方案：,对新型工程训练教学目标及实施的理解,2020/8/30,7,什么是工程对象教学法？ 是一种创新型的工程教学方法，就是，在工程教学（理论教学和实践教学）中引入各种典型的工程对象，以典型工程对象为创新的教学平台，开发创新的教材、创新的课程，探索创新的教学模式、教学方法和专业建设体系。 是在深
4、入领会教育部关于工程教学改革的文件精神基础上的成果 是充分吸收国外先进工程教育理念和方法的成果 也是与高校在深度合作基础上的成果,对新型工程训练教学目标及实施的理解,我们的思考与解决方案：,2020/8/30,8,工程对象教学法的体系架构,工程对象教学法,对象和教材是两大基础,合作伙伴和实践基地是保障,应用方案 分阶段、多层次,建设目标,工程对象教学法是核心,对新型工程训练教学目标及实施的理解,我们的思考与解决方案：,2020/8/30,9,以系统的工程观培养为核心， 以教学平台和教材为突破口， 以创新型课程开设为切入点， 以创新训练模式普及为重点， 以工程训练体系改革为目标， 以专业建设体系
5、改革为宗旨。,对新型工程训练教学目标及实施的理解,我们的实施策略：,2020/8/30,10,目录,对新型工程训练教学目标及实施的理解 创新的教学平台 创新的教材 创新的课程 创新的训练模式 创新的工程能力与综合素质培养体系 创新型工程训练体系的实施策略 基于机器人对象的创新应用案例分析 公司简介,2020/8/30,11,传感器与检测专用对象,创新的教学平台,2020/8/30,12,数字光栅尺 模拟量直线位移传感器 模拟量光电式传感器 模拟量电感式传感器 模拟量超声波式传感器 电感式接近开关,传感器与检测专用对象,创新的教学平台,2020/8/30,13,传感器与检测专用对象,创新的教学平
6、台,2020/8/30,14,控制工程基础专用对象,创新的教学平台,2020/8/30,15,部分综合通用型工程对象简介,宝贝车机器人系列,宝贝车轮式,宝贝车六脚,宝贝车履带,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,16,相扑机器人,直立步行机器人,部分综合通用型工程对象简介,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,17,部分综合通用型工程对象简介,铁甲虫机器人系列,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,18,部分综合通用型工程对象简介,机器人对象,六自由度机械手,人形机器人,创新的教学平台,2020/8/30,19,部分综合通用型工程对象简介,机器人对象,直立步行机
7、器人,六脚柱状铁甲虫,履带宝贝车机器人,创新的教学平台,2020/8/30,20,部分综合通用型工程对象简介,机器人对象,相扑机器人,人形机器人,创新的教学平台,2020/8/30,21,Memic加速度计,Sensirion温湿度传感器,SSIR红外传感器组,PWM计数器 波形发生器模块,热电偶套件,宝贝机器人 数字编码器套件,部分综合通用型工程对象简介,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,22,QTI 线跟踪套件(红外传感器组),温度探测器,指南针,线跟踪模块,HM55B 指南针模块,发声模块,部分综合通用型工程对象简介,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,23,B
8、oe-Bot CMUcam 摄像头,TCS230 颜色传感器教学套件,柔性力传感器,嵌入式蓝牙通信模块,HexCrawler TiltPan S3 (传感器安装套件),各种显示模块,部分综合通用型工程对象简介,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,24,两轮自主移动机器人,部分综合专业型工程对象简介,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,25,两轮自主移动机器人,部分综合专业型工程对象简介,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,26,两轮自平衡移动机器人研究平台,四轮万向自主移动智能机器人比赛和研究平台,部分综合专业型工程对象简介,机器人对象,创新的教学平台,20
9、20/8/30,27,重载智能移动机器人平台,工业机器人,部分综合专业型工程对象简介,机器人对象,创新的教学平台,2020/8/30,28,部分综合专业型工程对象简介,可拆装的数控雕铣床,创新的教学平台,技术参数： 行程：X 150mm；Y 200mm；Z 50mm； 底座尺寸（长宽）（mmmm）：450450； 工作台面（mmmm）：150150；（125250） XY负载重量：150N；Z 100N 重复定位精度：0.008mm,2020/8/30,29,综合专业型工程对象,创新的教学平台,模块化生产系统,2020/8/30,30,以MPS为平台的实训室,创新的教学平台,2020/8/30
10、,31,目录,对新型工程训练教学目标及实施的理解 创新的教学平台 创新的教材 创新的课程 创新的训练模式 创新的工程能力与综合素质培养体系 创新型工程训练体系的实施策略 基于机器人对象的创新应用案例分析 公司简介,2020/8/30,32,创新的教材,教材开发的基本流程 梳理相关知识点 按照由浅入深的学习顺序，结合对象设计系列工作任务，分配该任务涉及的知识点 拟定初步的教学大纲和教材目录，反复研讨 设计该任务软硬件操作流程、编写相关操作步骤和软件等 教材开发的模式 一般由公司与学校合作开发，互动进行,2020/8/30,33,创新的教材,2020/8/30,34,创新的教材,C51单片机应用与
11、C语言程序设计,2020/8/30,35,单片机概述 MCS51单片机内部结构 MCS51单片机指令系统 汇编语言程序设计 MCS51单片机内部资源 产品开发流程及相关知识 单片机应用系统设计举例 单片机高级程序设计 PIC单片机简介,C51单片机编程环境与机器人智能 单片机输出接口与伺服电机控制 C语言函数与机器人巡航控制 单片机输入接口与机器人触觉导航 C51输入输出接口与红外线导航 机器人的距离检测 机器人中UART的应用 LCD应用编程及机器人的集成技术 多传感器智能机器人 附录A C语言概要归纳 附录B 微控制器原理归纳,某精品课程特色教材目录,德普施教改方案目录,创新的教材,C51
12、单片机应用与C语言程序设计课程目录对比,2020/8/30,36,C51单片机应用 与C语言程序设计 部分目录,创新的教材,2020/8/30,37,创新的教材,C51单片机应用 与C语言程序设计 部分目录,2020/8/30,38,任务：单灯闪烁 使用P1端口的第一脚（P1_0）来控制 发光二极管（LED）闪烁,while 循环函数,delay_nms 延时函数,while(1) P1_0=1; / P1_0输出高电平 delay_nms(500); /延时500ms P1_0=0; / P1_0输出低电平 delay_nms(500); /延时500ms ,第二讲 输出接口与机器人伺服电机
13、控制,知识点：输出端口使用、函数及编程 时序及软件实现、电路搭建 简单器件的识别、面包板使用,创新的教材,2020/8/30,39,机电一体化与应用技术,创新的教材,2020/8/30,40,工程对象：可拆装的数控工作台,机电一体化 与应用,创新的教材,2020/8/30,41,第一章 数控工作台与机械电子系统 概述系统构成的四大模块 动手实践一：安装运动控制器 动手实践二：安装应用软件OpenNC 动手实践三：连接运动控制器和电控箱 动手实践四：连接电控箱和机械平台 动手实践五：使用运动控制器调试环境配置和测试系统 动手实践六：数控工作台的简单位置控制 动手实践七：关闭电控箱电源和应用程序,
14、机电一体化 与应用,创新的教材,2020/8/30,42,三维交流伺服运动平台与电控箱的连线图,机电一体化 与应用,创新的教材,2020/8/30,43,第二章 机械电子系统的传感器选型与应用 概述常用传感器 动手实践一：限位开关的安装和使用 动手实践二：光电编码器当量的计算 动手实践三：光栅尺的安装和使用,机电一体化 与应用,创新的教材,2020/8/30,44,第三章 机械电子系统的驱动与执行装置 旋转电机概述 任务一：步进电机的使用和细分 细分和电流的设定 电机与驱动的接线 步进电机调速及最高启动频率测定 正反转、脉冲当量测定 任务二：交流伺服电机和驱动的使用和调整 任务三：主轴交流电机
15、的变频调速控制,机电一体化 与应用,创新的教材,2020/8/30,45,德普施科技 正在开发的教材,创新的教材,2020/8/30,46,基于德普施宝贝车机器人开发系列教材 1、基础机器人制作与编程，主编：秦志强等，已出版 2、C51单片机应用与C语言程序设计(高职版)，秦志强等，已出版 3、C51单片机原理、应用与C语言程序设计（本科版），编著：彭刚（华中科技大学）等，拟于08年6月出版 4、AVR单片机应用与C应用程序设计，彭建盛等，拟于08年5月出版 5、C51单片机应用与汇编语言程序设计（高职版），编著：王海东等，拟于08年10月出版 6、ARM原理与应用（高职版），编著：彭刚等，拟
16、于08年10月出版 7、ARM原理与应用（本科版），编著：彭刚等，拟于08年12月出版 8、机器人概论与智能机器人小车制作实训，策划中，拟08年10月出版,创新的教材,2020/8/30,47,基于德普施经济型和工业级工业机器人开发实训教材 9、工业机器人构造与编程，面向高职机电一体化和自动化专业，秦志强等编著，拟于08年6月出版 基于步行机器人开发中级机器人实训教材 10、步行机器人制作与编程，PIC/BASIC版，秦志强等编著，拟于08年5月出版 11、 步行机器人制作与编程，C51/C语言版，秦志强等编著，拟于08年6月出版 12、步行机器人制作与编程，AVR/C语言版，秦志强等编著，拟于08年7月出版 基于两轮自主移动机器人开发实训教材 13、自主移动机器人构造与编程，面向高职机电一体化、自动化和计算机等专业学生，徐志明等编著，拟于08年7月出版,创新的教材,2020/8/30,48,基于两维数控工作台开发实训教材 14、机电一
