《慧鱼创意机器人设计与实践》教学大纲
课程代码：
课程名称：慧鱼创意机器人设计与实践
学 分：2
学 时：32
先修课程：工程制图、计算机基础
适用对象：全院本科学生
一、教学目的
本项目课程以德国慧鱼公司生产的机电产品模型为对象，使学生通过装配机电设备模型，对设备进行较为细致的观察和分析，从而完成综合性的设计训练过程。其目的是：
1.通过对动手组建模型，连线，编程，运行程序控制模型等各阶段学习后，对慧鱼创意组合模型的运作方法有一个初步的熟悉；
2.了解基本的机械结构和特点，掌握电气动控制工业技术的基本概念、分类及特点；
3.了解电气动元件的工作原理、种类和实际应用方式，电气动控制系统的组成和结构掌握基本的电气动控制技术的应用，了解现代自动化控制系统的结构和特点；
4.在模仿训练的基础上利用慧鱼创意模型零件拼装创新机构实物模型。
二、教学内容及基本要求
1.课程介绍与讲解创意模型系统的主要构成部分、控制基本原理、课程要求，观摩现有机器人模型的演示。（讲授2学时，实验2学时）
1）课程介绍——本课程宗旨、任务
2）观摩现有机器人模型的演示（工业机器人、气动机器人、实验机器人、移动机器人、仿生机器人等）
3）主要构成部分——模型单元体、接口板功能、传感器、软件功能
4）控制基本原理——控制元件的种类、基本原理、功能及使用
5）课程要求——课程安排进度表公示、实验室规章制度。
2.介绍软件编写基本知识与系统软件的使用（2学时）
1）相关计算机基本知识——软件、硬件、接口、语言、流程图、语句等等
2）系统软件的使用——基本功能模块的介绍、子程序的建立
3）在线调试方法——接口调试、单机控制
3.学习制作机器人模型。每人要选做两种不同类型机器人模型组装（共有五种类型选择），完成基本动作的控制程序调试；学习编写新的控制程序；要求写出实验报告。（实验10学时）
4.介绍机械传动基础常识（2学时）
1）传动零件基本原理——齿轮传动、涡轮蜗杆传动、皮带传动、链条传动
2)机械原理基础常识——四杆机构的设计原理与应用
5.设计创意模型。利用实验室现有模型资源，设计一套新装置，要求具有一定使用功能，可执行三个以上的动作，并进行自动控制程序设计。要求写出创意论文。（上机2学时，实验10学时）
6.课堂交流。每位同学将自己的作品和论文向全体同学做介绍。（2学时）
三、教学方式与教学重点和难点
本课程主要以实验为主。要求学生有较强的自主实践的意识和能力，对实验目的和任务要十分明确；课程讲授方法主要以少量集中讲课，大量自主实验的形式进行；采用教师讲授与指导、学生预备实验方案、设计模型、调试、课堂交流演示和考核环节。
教师讲授与指导：
讲授相关的知识点——如：模型系统介绍、机器人常识、计算机编程方法、机械传动常识、自动化控制常识、机电一体化意义与应用、实验技法，进行实验指导等。
1.实验课课前准备：根据学生人数预分组，2~3人较合适，确定选择实验时间的方法，要求学生在4周内完成所有创意实验和作品设计，；
2.集中讲授：3个单元集中讲授，分别穿插在实验之中，使理论和实验内容相辅相成；
3.题目确定：第二周后指导学生确定创意方案；
4.平时指导：为了确保实验课的教学质量，教师除负责平时的答疑和指导，还要实行过程监控和目标管理，指导学生分阶段写出实验报告，以此督促检查学生的进度和改进设计中存在的问题，对学生设计工作做到心中有数，据此给出平时考核成绩（占总成绩40%）。
5.创意论文指导：讲授论文撰写的格式及要求；
6.组织课堂交流：课堂交流有3次，要求每个同学都要做产品介绍，辅导学生任何做好产品介绍，记录考核成绩。
学生预备实验方案：
学生根据课程要求对实验内容要有预先了解和准备，尤其是对自主设计的创意模型要有方案并要求论证。
1.设计模型：在4周时间内，根据设计方案设计组装模编写控制程序。
2.调试：对组装的模型进行硬件和软件调试，对实验中出现的问题能做出合理的解决，达到设计要求。
课堂交流演示：随时进行课堂内实验交流，每位同学完成一项模型的设计，都可以向大家演示实验结果，每位同学至少有2～3次机会，并做为平时的考核成绩。
四、教学环节及时间分配：
1.课程介绍与讲解创意模型系统的主要构成部分、控制基本原理、课程要求，观摩现有机器人模型的演示。（讲授2学时，实验2学时）
2.介绍软件编写基本知识与系统软件的使用（2学时）
3.学习制作机器人模型。每人要选做两种不同类型机器人模型组装（共有五种类型选择），完成基本动作的控制程序调试；学习编写新的控制程序；要求写出实验报告。（实验10学时）
4.介绍机械传动基础常识（2学时）
5.设计创意模型。利用实验室现有模型资源，设计一套新装置，要求具有一定使用功能，可执行三个以上的动作，并进行自动控制程序设计。要求写出创意论文。（上机2学时，实验10学时）
6.课堂交流。每位同学将自己的作品和论文向全体同学做介绍。（2学时）
五、成绩评定
本课程主要考察学生综合实验动手能力和创意能力。考核总成绩分为三个方面：
1.平时课堂交流成绩：反映学习实验技能的能力和表达能力。2～3次。占40％
2.实验报告与论文成绩：反映学生综合分析问题能力和撰写实验报告能力。2次，占20％。
3.创意作品成绩：反映学生创意能力和综合实践能力。1次，占40％。
