机器人工程专业专业课教学大纲汇编

教学大纲I目录《专业导论》教学大纲 4《数字电路基础》教学大纲 9《机器人智能控制》教学大纲 17《机器人智能控制系统综合设计》教学大纲 23《人工智能基础》教学大纲 27《程序设计基础C》教学大纲 32《C语言程序设计与实践》教学大纲 40《金工实习》教学大纲 45《机器人机械基础与机构学》教学大纲 51《自主导航与定位技术》教学大纲 57《工业机器人编程与实践》教学大纲 63《机器人操作系统》教学大纲 68《自主导航技术实践》教学大纲 74《电子线路设计》教学大纲 78《电路原理》教学大纲 85《STM32嵌入式系统》教学大纲 94《单片机课程设计与实践》教学大纲 100《单片机原理及应用》教学大纲 106《电子工艺综合实训》教学大纲 112《毕业设计（论文）及答辩》教学大纲 118《毕业实习》教学大纲 126《机器人驱动与控制》教学大纲 130《机器人运动控制课程设计》教学大纲 136《复合机器人控制系统综合设计》教学大纲 140《自动控制理论》教学大纲 144《DSP技术》教学大纲 151《电气控制技术》教学大纲 157《工程项目管理与经济学》教学大纲 164《机器人技术基础》教学大纲 169《机器人建模技术》教学大纲 175《机器视觉与深度学习》课程教学大纲 181《机器视觉设计与实践》教学大纲 186《工程图学》教学大纲 190《机器学习》课程教学大纲 195《Python编程基础》课程教学大纲 200《电气控制课程设计与实践》教学大纲 211《移动机器人原理及设计》教学大纲 215《随机过程》教学大纲 221《现代控制理论》教学大纲 228《专业英语与科技论文写作》教学大纲 235《机器人传感技术》教学大纲 240《模拟电路基础》教学大纲 245《复杂系统建模与仿真（Matlab）》教学大纲 254《计算机控制技术》教学大纲 260《电子技术课程设计与实践》教学大纲 267

《专业导论》教学大纲课程编号：13230401英文名称：IntroductiontoRoboticsEngineering学分：1学时：总学时16学时，其中理论16学时先修课程：无课程类别：专业基础课程授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第1学期一、课程描述和目标本课程是为机器人工程专业新生开设的一门专业基础必修课，对本专业有一个初步的了解，树立正确的专业学习目标，了解机器人专业的专业内涵和发展方向，了解目前我国机器人领域的发展现状，知道专业所要学习的内容，进一步做到：（1）树立和践行社会主义核心价值观，树立正确的世界观和人生观；（2）了解机器人工程专业的概况、课程体系，了解机器人相关领域的新技术、新产业、新业态。本课程拟达到的课程目标:课程目标1：了解机器人工程专业的专业内涵和发展方向，我国机器人行业的发展历史，理解前辈们迎难而上，艰苦奋斗的拼博精神和新一代大学生肩负的责任，了解目前我国机器人领域的发展现状，特别是我国取得的巨大进步与存在的不足，树立大国青年的自豪感与责任感。课程目标2：了解机器人工程专业的人才培养方案、课程体系和学习内容，了解控制理论、控制工程等相关领域出现的新技术、新产业、新业态，认识到自主学习和终身学习机器人技术的必要性。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标支撑强度8.职业规范8.1树立和践行社会主义核心价值观，树立正确的世界观和人生观，理解个人与社会的关系，了解中国国情，具有良好的身心素质和人文社会素养，具有较强的社会责任感。课程目标1H12.终身学习12.1了解机器人工程相关领域的新技术、新产业、新业态，认识到自主学习和终身学习的必要性。课程目标2M三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1机器人概述基本要求：了解机器人的定义和发展，机器人的分类，国内外机器人的发展现状，机器人在各个行业的应用。主要机器人供应商，研究机构，机器人领域的主要期刊和学术会议，机器人的主要研究方向。重点：了解中国国情，培养具有良好的身心素质和人文社会素养，具有较强的社会责任感。德育要求：树立远大目标4集中讲授、课堂讨论课程目标1课程目标22机器人的组成与结构基本要求：了解机器人的组成与结果，机器人的机械结构、传感器系统、驱动系统、控制系统有初步认识。重点：机器人系统整体结构德育要求：大国青年的社会责任2集中讲授、课堂讨论课程目标23机器人认知（参观学习）基本要求：对工业机器人、服务机器人、特种机器人有直观感性的认识，了解机器人不同的应用场景。重点：综合分析应用场景、经济成本等因素，对不同的机器人方案进行分析、评价，得出有效结论德育要求：诚实守信2集中讲授、课堂讨论课程目标1课程目标25机器人工程专业发展及知识体系基本要求：了解国际、国内机器人工程专业的发展现状，国内外机器人工程专业的培养方案，机器人工程专业的主要知识体系和课程体系。重点：了解机器人技术的知识体系和本专业的课程体系德育要求：工匠精神4集中讲授、课堂讨论课程目标27机器人的伦理问题与应对基本要求：了解机器人应用中存在的伦理问题，应对方法；重点：不同伦理问题的应对策略德育要求：机器人工程的伦理问题及应对2集中讲授、课堂讨论课程目标1课程目标28开放性讨论及考核根据历年的机器人创意赛获奖作品名单，大致描绘该机器人能完成的功能，基本组成，实现方法，目标市场等。2讨论课程目标2合计16四、课程教学方法1.总体设计将专业导论的教学内容贯穿于整个教学过程中，通过师生互动完成教学任务。采用多媒体等教学模式，激发学生的学习兴趣，增强对所学知识的理解。2.课堂教学课堂讲授：教师讲授为主，采用提问、讨论等多种形式。从社会主义核心价值观、世界观和人生观；塑造良好的身心素质和人文社会素养；培养较强的社会责任感；了解机器人领域新技术、新产业、新业态；认识到自主学习和终身学习的必要性等几个模块，利用PPT演示和讲解，通过问题引导学生学习和讨论，使学生了解本专业的重要性，以及学好大学专业知识的必要性，以及培养较强的社会责任感。课内讨论：围绕讲解内容、讲授知识、案例、作业、报告，引导学生初步建立起专业兴趣。4.课外学习为实现课程目标的达成，并对达成情况进行评价，本课程要求学生完成4次课后作业，重点阐述机器人工程专业的专业内涵、发展方向及发展现状；机器人工程专业人才培养方案、机器人相关学科的知识体系和课程体系；和机器人领域的新技术、新产业、新业态。观看教学视频，完成作业和课程报告。5.课程学习报告通过查阅网络，撰写学习报告：重点在：（1）个人的价值观、世界观和人生观。（2）了解机器人工程专业的特点、知识体系。（2）机器人工程专业人才培养方案、机器人相关学科的知识体系和课程体系。（3）机器人领域的发展趋势及自己的发展方向。（4）阐述机器人领域的新技术、新产业、新业态。（5）自主学习和终身学习机器人技术的必要性。（6）学习心得和自己的体会，撰写课程学习报告并完成汇报。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性评价，考核内容主要由平时作业、课堂表现和课程报告组成，均按百分制计分，其中课程学习报告占60%、平时作业成绩占30%、课堂表现占10%，最后转化为五级计分制：90-100分为优秀，80-89分为良好，70-79分为中等，60-69分为及格，0-59分为不及格。2.课程目标达成考核与评价序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）合计1平时作业1515302课堂表现55103课程学习报告303060课程目标对应分值5050100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识掌握到位。有正确的价值观、世界观和人生观，了解国情和专业情况，具有较强社会责任感。能阐述机器人工程专业的专业内涵及发展现状；完全了解人才培养方案、学科的知识体系和课程体系；了解机器人新技术、新产业、新业态，能认识到自主学习和终身学习的必要性。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。有正确的价值观、世界观和人生观，具有一定的社会责任感。能够基本阐述专业内涵及发展现状；基本了解人才培养方案、知识体系和课程体系；了解机器人领域的新技术、新产业、新业态，能基本认识到自主学习和终身学习的必要性。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。对价值观、世界观和人生观阐述不多，不能完整了解专业内涵；对人才培养方案、知识体系和课程体系了解不多；了解部分机器人领域的新技术、新产业、新业态，对自主学习和终身学习的必要性认识不深。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。对个人与社会的关系理解不深，身心素质和人文社会素养不强，对专业内涵不太了解；人才培养方案、知识体系和课程体系模糊；机器人领域的新技术、新产业、新业态了解不多，不能认识到自主学习和终身学习的必要性。2.课程表现分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程表现课堂表现很好，有正确的价值观、世界观和人生观，不缺课，不迟到早退，上课专心学习，积极回答问题，积极参与讨论，有很好的课外学习习惯，具有良好的身心素质和人文社会素养，具有较强的社会责任感。了解机器人相关领域的新技术、新产业、新业态，能认识到自主学习和终身学习的必要性。课堂表现良好，有良好的价值观、世界观和人生观，基本上能做到不缺课，不迟到早退，上课较为认真，能回答问题，适当参与讨论，有较好的课外学习习惯，具有较好的身心素质和人文社会素养，具有一定的社会责任感。了解机器人的新技术、新产业、新业态，能基本认识到自主学习和终身学习的必要性。课堂表现尚好，价值观、世界观和人生观基本正确，有时有缺课和迟到早退，上课一般，有时能回答问题参与讨论，较少课外学习，身心素质和人文社会素养一般，对机器人相关领域的新技术、新产业、新业态有所了解，对自主学习和终身学习的必要性认识不强。课堂表现较差，尚未建立良好的价值观、世界观和人生观，上课有缺课、迟到早退现象，不能专心学习，较少回答问题和参与讨论，没有课外学习的习惯，身心素质和人文社会素养一般，对解机器人新技术、新产业、新业态了解不多，对自主学习和终身学习的必要性认识不到位。3.课程报告分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程报告按时完成，内容充实，格式排版完美，基本知识点掌握到位。有正确的价值观、世界观和人生观，对专业人才培养方案、知识体系和课程体系充分了解，能认识到自主学习和终身学习的必要性，对机器人新技术有全面了解，有很深的学习心得和自己的体会，撰写的学习报告经查重后，重复率低。按时完成，报告内容占要求的70%-90%，基本知识点基本理解。有较为正确的价值观、世界观和人生观，基本清楚专业人才培养方案、知识体系和课程体系，对机器人新技术有一定了解，能基本认识到自主学习和终身学习的必要性。有一些自己的学习心得和体会，撰写的学习报告经查重后，重复率较低。延时完成，报告内容不到要求的70%以上，基本知识点不太理解，身心素质和人文社会素养一般，对专业人才培养方案、知识体系和课程体系不太清楚，对机器人新技术、有所了解，对自主学习和终身学习的必要性认识不深。没有很好的学习心得和体会，撰写的学习报告经查重后，有一定的重复率。不交和补交，报告内容不到要求的60%，缺少该有的基本知识点，身心素质和人文社会素养一般，对专业人才培养方案、知识体系和课程体系模糊，对机器人新技术了解不多，对自主学习和终身学习的必要性认识不强。没有自己的学习心得和体会，撰写的学习报告经查重后，重复率较高。六、教材与参考书（一）推荐教材1.机器人工程专业导论，孟昭军、刘班主编，清华大学出版社，2022年版。（二）参考资料1.机器人引论——魅力无穷的机器人世界，谢广明、李宗刚、夏庆锋主编，北京大学出版社，2017年版。执笔人：XXX课程组负责人：XXX系主任：XXX教学院长：XXX院长：XXX

《数字电路基础》教学大纲课程编号：13230410英文名称：FundamentalsofDigitalCircuits学分：3.0学时：总学时56学时，其中理论40学时，实践16学时先修课程：电路原理课程类别：专业基础课程授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第3学期一、课程描述和目标数字电子技术是机器人工程专业的一门重要专业基础课程，在人才培养方案中起着承上启下的作用。课程具有自身的理论体系，工程实践性非常强。本课程主要学习数字电子技术方面的基本知识、组合逻辑电路及时序逻辑电路的分析与设计方法、脉冲波形的变换与产生、A/D和D/A转换等知识内容，通过课程的学习与实践，培养学生数字电路的分析和设计能力、工程思维能力、团队协作能力和工匠精神，为后续课程的学习、机器人工程领域的项目设计与开发打下坚实的基础。本课程拟达到的课程目标:课程目标1：能够用卡诺图、逻辑函数、时序图、EDA技术等描述常用数字逻辑电路，分析其逻辑功能；能够用逻辑函数描述逻辑问题，并用数字逻辑电路实现逻辑功能，判断电路能否自启动。课程目标2：能够设计和开发数字电路项目,熟悉电子设计产开发的全流程，包括电路仿真、原理图绘制、PCB板绘制和电路的焊接和调试；培养学生工程思维、责任意识、创新意识、团队协作意识、终身学习意识和严谨认真、精益求精的“工匠精神”。课程目标3：能够以口头、实验、报告、图表等方式方法描述数字逻辑问题，准确表达自己的观点；培养学生沟通交流能力。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重2.1能运用电路、控制等相关科学原理，识别和判断复杂工程问题的关键环节；课程目标1H3.1掌握机器人工程相关领域工程设计和产品开发全周期、全流程的软硬件设计开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；课程目标2M10.1能就机器人工程相关领域专业问题，以口头、文稿、图表等方式，准确表达自己的观点，回应质疑，理解与业界同行和社会公众交流的差异性。课程目标3H（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配（一）理论序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1（一）数字逻辑概论（1）数字逻辑的基本概念：数字信号、二进制数、基本逻辑运算（掌握三种基本运算：与、或、非）、逻辑函数及表示方法；（2）数字电子技术的发展趋势；（3）EDA技术--如何用VerilogHDL实现基本逻辑关系。基本要求：（1）明确学习目标、学习任务、学习方法以及课程的教学形式、计划、考核要求；（2）能正确描述数字逻辑的基本概念。重、难点：能查阅文献了解数字电子技术的发展。德育要求：诚信意识，责任意识。2线上学习课堂讨论课堂演示课后作业文献阅读课程目标12（二）逻辑代数（1）逻辑运算规则和基本公式；（2）逻辑函数的两种化简方法：公式法和卡诺图。基本要求：（1）能比较和选择逻辑电路的不同设计方案；（2）能正确运用公式法和卡诺图法对逻辑函数进行化简。重、难点：用公式法和卡诺图法化简。德育要求：化简为繁，精益求精。4线上学习课堂讲授虚拟仿真课堂演示课后作业课程目标1课程目标33（三）逻辑门电路（1）CMOS逻辑门电路的电路组成、逻辑功能、工作特点及重要技术参数；（2）CMOS反相器、传输门、漏极开路门和三态门的逻辑功能、特点及应用；（3）MOS门电路与TTL门电路的优缺点，各逻辑门电路之间的接口问题、抗干扰问题。基本要求：（1）能描述反相器、传输门、漏极开路门和三态门的工作原理和逻辑功能；（2）能正确分析由上述基本逻辑门所组成的电路功能。重、难点：能正确分析由逻辑门组成的逻辑电路功能。德育要求：严谨认真。4线上学习文献阅读课前设计课堂讲授虚拟仿真课堂演示课堂测试课后作业课程目标1课程目标34（四）组合逻辑电路（1）组合逻辑电路分析与设计方法；（2）组合逻辑电路中的竞争冒险现象；（3）若干典型组合逻辑集成电路（编码器、译码器、数据选择器、比较器、加法器等）的逻辑功能及应用；（4）用EDA技术实现组合逻辑电路。基本要求：（1）能正确分析组合逻辑电路功能；（2）能用门电路和典型逻辑集成电路设计组合逻辑电路；（3）能判断组合逻辑电路中是否存在竞争冒险现象，并能改进电路消除竞争冒险现象；（4）能设计、仿真组合逻辑逻辑电路，并用面包板搭建调试电路。重、难点：设计组合逻辑电路。德育要求：创新意识，工匠精神。8线上学习文献阅读课前设计课堂讲授课堂讨论阶段测试课后作业课程目标1课程目标2课程目标35（五）时序逻辑电路（1）RS锁存器、D锁存器、RS触发器、D触发器、JK触发器、T触发器的工作原理及逻辑功能；（2）时序逻辑电路的分析与设计方法；（3）若干典型的时序逻辑电路（寄存器、移位寄存器、计数器）的功能及应用；（4）用EDA技术实现时序逻辑电路。基本要求：（1）能分析时序逻辑电路的功能，并能完成电路仿真验证；（2）能利用门电路和触发器设计时序电路，并能完成仿真电路调试；（3）能利用集成计数器设计任意进制计数器；（4）能够在团队协作下完成一个综合性数字电路工程项目的方案分析、原理图设计、电路仿真。重、难点：设计时序逻辑电路。德育要求：创新意识，工匠精神团队协作，终身学习,沟通交流。14线上学习文献阅读课前设计课堂讲授课堂讨论课堂测试课后作业课程目标1课程目标2课程目标36（六）脉冲波形的变换与产生（1）基于Proteus虚拟仿真，引入案例，讨论单稳态触发器、施密特触发器和多谐振荡器的工作原理、波形参数与电路参数之间的关系；（2）基于项目驱动（Proteus虚拟仿真、PCB板绘制，实验板电路板焊接调试或PCB板焊接调试），讨论555定时器的工作原理及其应用。基本要求：（1）能阐述定时器的工作原理；（2）能分析和设计由555定时器组成的三种脉冲电路：施密特触发器，单稳触发器和多谐振荡器；（3）能够在团队协作下完成一个综合性数字电路工程项目的全流程，包括方案分析、原理图设计、电路仿真、PCB板绘制、电路焊接调试等过程。重、难点：设计555定时器组成的三种脉冲电路：施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器。德育要求：创新意识，工匠精神团队协作,沟通交流。4线上学习文献阅读课前设计课堂讲授课堂演示小组讨论课后改进课程目标1课程目标2课程目标37（七）数模与模数转换器（1）A/D的工作原理及应用；（2）D/A的工作原理及应用。基本要求：（1）能描述A/D、D/A的工作原理；（2）能分析常用A/D、D/A电路。重、难点：分析常用A/D、D/A电路。德育要求：终身学习,团队协作工匠精神。2课堂讲授课堂演示课后作业文献阅读课程目标1课程目标38综合项目设计与课程总结基本要求：（1）能够总结项目设计过程，用PPT进行汇报总结；（2）能够在完成基本设计任务的基础上，拓展部分新功能。重、难点：设计综合项目。德育要求：沟通交流，团队协作，工匠精神。2线上学习文献阅读课前设计课堂讨论课后改进课程目标1课程目标2课程目标3合计40（二）实验序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1集成逻辑门电路性能测试测试“与非”门、“或”门、“异或”门电路的电压传输特性和逻辑功能；（2）能用直流电源、万用表、示波器等仪器测量逻辑门电路的参数和功能；（3）能分析整理实验数据，撰写实验报告。要求：必修2验证课程目标32用与非实现组合逻辑门电路（1）能用与非门设计全加器、三人表决电路。要求：必修2设计课程目标33中规模集成电路应用（1）能用直流电源、万用表、示波器等仪器测试数据选择器74hc138或74hc151等中规模集成电路的逻辑功能；（2）能用中规模集成电路用74hc138或74Lhc51实现全加器、三人表决电路等组合逻辑电路。要求：必修2设计课程目标34集成计数器应用（1）能用计数器芯片74Lhc161设计任意进制的计数器，并能利用数码管显示；（2）会使用示波器观察各波形之间的时序关系。2设计课程目标35（五）八路抢答器（1）能用555设计1HZ频率的多谐振荡器；（2）设计八路抢答器的抢答功能；（3）设计倒计时功能；（4）用数码管显示计时功能；（5）绘制PCB板；（6）完成电路的焊接调试。要求：必修8综合课程目标3合计16注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法根据毕业要求，教学过程以问题和进阶项目为驱动，采用线上线下融合、虚实融合、“科教”融合以及思政内容与专业知识有机融合的途径，通过课内理论教学、课内实验教学以及课外学习三个环节，促成课程目标的达成。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时线上成绩、项目设计、实验和期末考试等组成，均按百分制计分，其中期末考试成绩占50%、实验成绩占20%、平时线上成绩占20%，项目设计成绩占10%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时线上成绩10010202项目设计055103实验0020204期末考试3020050课程目标对应分值402535100（二）考核与评价标准1.平时线上成绩考核与评价标准平时线上（1）平时线上成绩包括线上作业、课堂测试、阶段性测试、和线上学习等考核内容，线上作业不少于5次，阶段性测试不少于2次；（2）成绩依据每次作业和测试完成的正确率、线上学习时长等指标综合得到；（3）诚信完成作业，抄袭者得0分。2.项目考核与评价标准分值观测点90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分项目设计能完成项目的基本功能、拓展功能和创新功能；完成PCB板焊接调试；PPT汇报时能表述清楚设计原理，回答问题正确；（4）制作过程能严谨认真，精益求精，体现创新意识和很好的团队协作意识。（1）能完成项目的基本功能和拓展功能；（2）完成PCB板或实验板焊接调试；（3）PPT汇报时能较好地表述清楚设计原理，回答问题正确；（4）制作过程能严谨认真，精益求精，体现较好的团队协作精意识。（1）能完成项目的基本功能和部分拓展功能；（2）完成虚拟仿真调试或面包板搭建电路；（3）PPT汇报时能较好地表述清楚设计原理，能正确地回答大部分问题；（4）制作过程能严谨认真，体现较好的团队协作意识。（1）能完成项目的基本功能；（2）完成虚拟仿真调试或面包板搭建电路；（3）PPT汇报时基本能表述清楚设计原理；（4）制作过程能体现一定的团队协作意识。（1）不能完成项目的基本功能；（2）不能完成虚拟仿真调试或面包板搭建电路；（3）没有PPT汇报设计原理；（4）制作过程不能体现团队协作意识；（5）不能体现诚信完成项目，抄袭者得0分。3．实验考核与评价标准分值观测点90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分实验遵守实验室纪律；能够按时完成实验要求的功能，并有较强的创新意识；（3）电路设计方案合理，实验数据分析清晰，报告符合规范。（1）遵守实验室纪律；（2）能够按时完成实验要求的功能；（3）电路设计方案较合理，实验数据分析较清晰，报告符合规范。（1）遵守实验室纪律；（2）能够按时完成实验基本要求的功能；（3）电路设计方案基本合理，实验数据分析基本清晰，报告符合规范。（1）遵守实验室纪律；（2）能够按时完成实验基本要求的功能；（3）电路设计方案基本合理，没有实验数据分析，报告基本符合规范。（1）不遵守实验室纪律；（2）不能按时完成实验要求的功能；（3）电路设计方案不够合理，没有实验数据分析，报告不符合规范。4.期末试卷考核与评价标准期末试卷根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《数字电子技术基础》（第2版），沈任元主编，哈尔滨工程大学出版社，2019年3月版；2．《电子技术基础数字部分》（第6版），康华光主编，高等教育出版社，2014年6月版。（二）参考资料1．《数字电路与逻辑设计》，李晓辉编，国防工业出版社，2017年9月版；2．《数字逻辑电路》，白中英等编著，科学出版社，2016年5月版。执笔人：XXX课程组负责人：XXX系主任：XXX教学院长：XXX院长：XXX

《机器人智能控制》教学大纲课程编号：13230426英文名称：RobotIntelligentControl学分：3学时：总学时56学时，其中理论40学时，实践16学时先修课程：高等数学、线性代数、自动控制原理课程类别：专业方向课程授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标本课程是为本专业的三年级学生开设的专业方向课程。课程结合自动控制原理，概率统计，以实际工程应用为导向，培养学生运用智能控制技术解决自动化领域实际工程问题的能力。课程目标1：通过对智能控制方法的学习，能够将最优化理论和数学模型方法用于分析机器人工程领域相关控制问题，了解工业机器人产品控制软件开发方法，了解影响机器人系统设计目标的各种因素。课程目标2：通过对智能控制算法的学习与认识，学生能够站在环境保护和可持续发展的角度考虑机器人工程领域的控制算法设计，并对其可能对人类和环境造成的损害和隐患进行评价。课程目标3：通过对智能控制新技术（模糊控制技术、神经网络控制技术和遗传算法）发展历程的了解，了解工业机器人产品全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重3.1掌握机器人工程相关领域工程设计和产品开发全周期、全流程的软硬件设计开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；课程目标1H7.2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考机器人工程相关领域的工程实践的可持续性，评价产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患；课程目标2M11.2了解机器人工程相关领域的工程及产品全周期、全流程的成本构成，理解其中涉及的工程管理与经济决策问题；课程目标3L（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配1、理论教学内容序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标概述智能控制的基本概念；智能控制系统的特征和性能；智能控制系统的类型；智能控制的发展概况。。基本要求：掌握智能控制的基本概念，理解智能控制系统的特点，熟识智能控制系统的几大分支，了解智能控制的发展概况。重点难点：机器人的基本概念和特点德育要求：学习科学家傅京孙的初心，爱国情怀4集中讲授2、3专家系统与专家控制专家系统；专家控制；专家PID控制基本要求：理解专家系统的概念、构成与建立方法，掌握专家控制与专家PID控制的原理与特点。重点难点：专家控制的关键技术与特点。德育要求：理论联系实际。4集中讲授，课堂演示2模糊控制的数学基础模糊和模糊关系的基本概念；模糊关系的合成与性质；模糊逻辑语言；模糊推理。基本要求：理解模糊集合和模糊关系的基本概念，掌握模糊关系的合成，理解模糊逻辑语言与模糊推理。重点难点：模糊关系的合成和模糊推理德育要求：精益求精。4集中讲授，课堂演示2模糊控制模糊控制系统的工作原理；模糊控制器的结构与组成；模糊控制器的设计步骤；模糊控制的应用。基本要求：掌握模糊模糊控制系统的工作原理，掌握模糊控制系统的结构与组成，理解模糊控制器的设计步骤，了解模糊控制的应用。重点难点：模糊控制系统的工作原理、模糊控制器的设计步骤。德育教育：对立统一的看待问题6集中讲授、课堂演示2神经网络的基本理论神经网络的基本概念；BP网络的结构与算法；RBF网络的结构与算法。基本要求：掌握神经网络的基本概念，理解BP网络的结构与算法，理解RBF网络的结构与算法。重点难点：RBF网络的结构与算法。德育教育：创新意识4集中讲授2神经网络控制神经网络控制的结构；RBF网络监督控制；RBF网络自适应控制。基本要求：理解神经网络控制的结构，掌握RBF网络监督控制和RBF网络自适应控制。重点难点：RBF自适应控制。思政元素：整体与部分的辩证统一6集中讲授，课堂演示2遗传算法遗传算法的基本原理；遗传算法的特点、发展及应用；遗传算法的设计；遗传算法的计算机实现。基本要求：掌握遗传算法的基本原理，了解遗传算法的特点、发展及应用；理解遗传算法的设计；掌握遗传算法的计算机实现。重点难点：遗传算法的设计思政元素：科技报国4集中讲授、课堂演示18粒子群算法粒子群算法的基本原理；粒子群算法的特点、发展及应用；粒子群算法的设计；算法的计算机实现。基本要求：掌握粒子群算法的基本原理，了解粒子群算法的特点、发展及应用；理解粒子群算法的设计；掌握粒子群算法的计算机实现。重点难点：粒子群算法的设计思政元素：科技报国49蚁群算法蚁群算法的基本原理；蚁群算法的特点、发展及应用；蚁群算法的设计；蚁群算法的计算机实现。基本要求：掌握蚁群算法的基本原理，了解蚁群算法的特点、发展及应用；理解蚁群算法的设计；掌握蚁群算法的计算机实现。重点难点：蚁群算法的设计思政元素：科技报国4合计402、实验教学内容序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1模糊推理掌握模糊语句、模糊逻辑推理的基础上，通过MATLAB仿真平台，运行实例进行模糊推理，对所得结果进行计算比较，来验证模糊推理的有效性。要求：必修2验证22模糊控制器的仿真实验结合实验1，掌握模糊控制基本原理的基础上，通过MATLAB仿真平台，运行实例进行模糊控制系统，对所得结果进行数据分析，来验证模糊控制效果的有效性，并比较模糊控制和传统PID控制的性能的差异。要求：必修4验证23神经网络实验熟悉MATLAB中有关神经网络基本命令的使用；掌握神经网络设计的基本步骤；理解RBF算法的原理，并利用RBF网络实现函数逼近的功能。要求：必修2验证24遗传算法求函数极值遗传算法求函数极值要求：必修4验证1、2、35综合实验结合实验1-4，根据实际工程问题设计基于模糊控制/神经网络控制、遗传算法的控制器并进行仿真。要求：选修4综合1、2、3合计16注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法以课程目标为导向，与章节具体理论知识点的实现相匹配，课内采用在线学习、虚拟仿真与理论知识相结合的教学方式，课后要求学生利用仿真软件和在线学习网站资源对实验和作业进行拓展或者举一反三，采取教、学、做一体化的方法。理论学习：以集中讲授为主，课堂演示为辅；实验教学：以集中指导为主，个别答疑为辅；课外学习方法：以课前预习、学习在线课程资源和课后作业为主，其他文献资源学习为辅。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、实验成绩、课程论文、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占50%、平时作业成绩占20%、实验成绩占20%、课程论文成绩占10%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业10100202实验成绩10100203课程论文0010104期末考试1040050课程目标对应分值306010100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分平时作业能够对模糊数学基础、模糊控制技术、遗传算法等基础理论知识进行理解并应用。完成90%以上的作业内，知识点理解到位。基本能够对模糊数学基础、模糊控制技术、遗传算法等基础理论知识进行理解。完成70%以上的作业，知识点理解较到位。能够对模糊数学基础、模糊控制技术、遗传算法等基础理论知识进行部分理解。完成60%以上的作业，基本知识点理解基本到位。不能理解模糊数学基础、模糊控制技术、遗传算法等基础理论知识。完成50%以下的作业，知识点理解有偏差。2.章节测试与评价标准实验成绩能够通过仿真对模糊数学基础、模糊控制技术、遗传算法等基础理论知识进行验证。实验报告内容完整，对实验结果分析有理有据。基本能够通过仿真对模糊数学基础、模糊控制技术、遗传算法等基础理论知识进行验证。实验报告内容较完整，对实验结果分析基本到位。能够通过仿真对模糊数学基础、模糊控制技术、遗传算法等基础理论知识进行验证。实验报告内容基本完整，对实验结果分析部分准确。能够通过仿真对模糊数学基础、模糊控制技术、遗传算法等基础理论知识进行部分验证。实验报告不交或内容不完整，没有实验结果分析。3.课程论文考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程论文能够对智能控制新技术（模糊控制技术、神经网络控制技术和遗传算法）的发展背景进行描述。可以运用自己的语言组织素材。格式规范。能够对智能控制新技术（模糊控制技术、神经网络控制技术和遗传算法）的发展背景进行一般描述。大部分运用自己的语言组织素材。格式基本规范。能够对智能控制新技术（模糊控制技术、神经网络控制技术和遗传算法）的发展背景进行粗略描述。有部分摘抄，格式略规范。不能对智能控制新技术（模糊控制技术、神经网络控制技术和遗传算法）的发展背景进行描述。大部分摘抄，格式不规范。4.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《智能控制》（第5版），刘金琨主编，电子工业出版社，2021年4月版。2．《智能控制技术》（第2版），韦巍主编，机械工业出版社，2015年12月版。（二）参考资料1．《智能控制导论》（第3版），蔡自兴主编，中国水利水电社出版社，2019年5月版。2．《智能控制与MATLAB实用技术》，刘杰等编，科学出版社，2018年12月版；3．《智能控制》（第2版），李士勇、李研主编，清华大学出版社，2021年10月版。执笔人：XXX课程组负责人：XXX系主任：XXX教学院长：XXX院长：XXX

《机器人智能控制系统综合设计》教学大纲课程编号：13230443英文名称：ComprehensiveDesignofRobotIntelligentControlSystem学分：3.0学时：总学时3周，其中实践3周先修课程：机器人智能控制、机器人技术基础、机器人驱动与控制课程类别：专业方向课程授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第7学期一、课程描述和目标本课程是为本专业的四年级学生开设的专业方向课程。本课程结合自动控制理论、单片机原理及应用、机器人技术基础、机器人智能控制、机器人驱动与控制等课程内容，以实际工程应用为导向，培养学生机器人智能控制系统综合设计的能力。通过本课程的学习使学生能解决机器人实际工程问题，提高团队合作水平，了解本行业发展动态和行业规范，增强社会责任感，促进全面素质的提高。本课程拟达到的课程目标如下：课程目标1：在项目设计过程中，能依据不同学科知识，在团队中进行合理分工并担任一定角色，独立或合作开展工作，完成团队分配的任务；课程目标2：能够在项目团队中承担组织、协调和指挥的作用，能及时辨别和虚心接受其他队员的建议，提升团队合作能力；课程目标3：能综合运用单片机原理与接口技术、机器人驱动与控制等多学科知识，针对具体问题中存在的多种约束，设计开发智能机器人系统的解决方案，并在设计中运用工程管理和经济决策方法。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重9.2能够在多学科背景的团队中担任一定角色，独立或合作开展工作，完成团队分配的任务；课程目标1H9.3能够辩证吸收团队其他队成员的意见和建议，组织、协调和指挥团队开展工作；课程目标2M11.3能在多学科环境下（包括模拟环境），在针对机器人工程相关领域具体问题设计开发解决方案的过程中，运用工程管理与经济决策方法。课程目标3H（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配设计与实践时间为不停课3周，15个教学工作日，具体分配如下：序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1任务分配，查阅资料基本要求：能根据机器人智能控制系统设计任务书，查阅资料，确定设计方案。重点难点：设计方案的选取德育要求：志气底气2综合课程目标12设计方案基本要求：能根据机器人智能控制系统设计指标要求，给出多个方案，经论证给出最优方案。重点难点：决策最优方案德育要求：静心细心4设计课程目标33硬件设计和编程基本要求：能根据选题的设计要求，拟定设计方案，并进行智能机器人传感器、控制器、驱动器等硬件搭建和软件编程。重点难点：正确的软硬件设计德育要求：工匠精神4设计课程目标34硬件安装和调试阶段基本要求：能进行智能机器人整体硬件调试，排除故障，修改硬件和程序，达到设计指标要求。重点难点：设计指标的达成德育要求：爱岗敬业4验证课程目标1课程目标25设计报告、汇报演示基本要求：能按规定的格式编写智能机器人项目实践报告，演示功能指标情况，讲解项目实现过程。重点难点：汇报演示清晰德育要求：专业素养1演示课程目标1合计15注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法总体设计：采用项目驱动的模式，以实际工程中的智能机器人应用为导向，制定设计任务，通过集中设计、个别答疑、集中汇报演示和实践报告来实施本课程。任务分配：布置智能机器人任务书，集中开展任务讲解和指导。集中设计：集中开展项目设计，包括查阅资料、制定设计方案、硬件搭建、软件编程、安装调试等。个别答疑：集中设计过程中对学生遇到的问题进行讲解答疑，考察学生的设计过程。汇报演示：集中开展项目设计的汇报和功能演示，分析指出项目设计中存在的问题和不足。实践报告：从设计内容和格式规范方面审阅项目实践报告。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由设计表现、中期考察、汇报演示、实践报告组成，均按百分制计分，其中设计表现成绩占20%、中期考察成绩占20%、汇报演示成绩占30%、实践报告成绩占30%。2.课程目标达成考核与评价序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1设计表现5510202中期考察1055203汇报演示101010304实践报告10101030课程目标对应分值353035100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分设计表现积极投入到智能机器人项目设计中，查阅资料与设计开发主动性高，团队讨论参与度强。较积极投入到智能机器人项目设计中，查阅资料与设计开发主动性较高，团队讨论参与度较强。能投入到智能机器人项目设计中，查阅资料与设计开发主动性一般，团队讨论参与度一般。不能投入到智能机器人项目设计中，查阅资料与设计开发主动性差，不参与团队讨论。中期考察智能机器人项目进度正常，已完成机器人60%功能，中期演示效果好。智能机器人项目进度较慢，已完成机器人40%功能，中期演示效果较好。智能机器人项目进度很慢，已完成机器人20%功能，中期演示效果一般。智能机器人项目进度停滞，无法开展机器人项目的中期演示。2.期末考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分汇报演示能够快速、准确地演示智能机器人项目要求的功能，设计方案合理规范，设计思路清晰，符合实验内容要求。能够较好地演示智能机器人项目要求的功能，设计方案较合理规范，设计思路较清晰，符合实验内容要求。能够基本演示出智能机器人项目要求的功能，设计方案基本合理，设计思路基本清晰，基本符合实验内容要求。未能演示出智能机器人项目要求的功能，设计方案不合理，设计思路混乱，不符合实验内容要求。实践报告设计报告版面整洁、智能机器人设计内容描述完整，程序流程图规范，项目问题剖析深刻。设计报告版面整洁度、智能机器人设计内容完整性一般，程序流程图规范性一般，项目问题剖析不够深刻。设计报告版面基本整洁、智能机器人设计内容基本完整，程序流程图基本规范，项目问题剖析简单。设计报告版面混乱、智能机器人设计内容不完整，程序流程图不规范，无项目问题剖析。六、教材与参考书（一）参考资料1．《机器人驱动与控制及应用实例》，黄志坚主编，化学工业出版社，2016年5月版；2．《工业机器人编程及操作》，张明文主编，哈尔滨工业大学出版社，2017年9月版；3．《工业机器人技术基础》，孙树栋主编，西北工业大学出版社，2006年12月版。（二）网络资源1．/；2．/course/NUDT-1205969803。执笔人：XXX课程组负责人：XXX系主任：XXX教学院长：XXX院长：XXX

《人工智能基础》教学大纲课程编号：13230424英文名称：BasisofArtificialIntelligence学分：2.0学时：总学时40学时，其中理论24学时，实践16学时先修课程：高等数学、线性代数、课程类别：专业拓展课授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标人工智能是信息论、神经生理学、计算机科学、控制论等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性新学科，其本质是研究如何模拟、延伸和扩展人的智能，制造出智能机器或智能系统的一门技术科学。本课程是人工智能理论和方法的导论课程，主要介绍人工智能研究中的经典理论和方法，使学生通过本课程的学习后能较全面、深入地理解和掌握人工智能的基本概念、基本方法、主要功能及其实现技术，了解人工智能方法在多媒体分析、计算机视觉、机器学习等方面的发展前沿，为学生今后从事相关领域的工作打下较坚实的基础。激发学生利用人工智能技术改善人民生活、造福人类社会。通过本课程各项教学活动的实施，达到以下课程目标：课程目标1：了解人工智能的概念和人工智能的发展，了解国际人工智能的主要流派和路线，了解国内人工智能研究的基本情况，熟悉人工智能的研究领域。课程目标2：学习各种人工智能的基本理论及其应用，拓展学术视野，重点掌握部分方法并能应用于解决简单实际问题。课程目标3：能够自主学习人工智能领域新的技术，具备对技术问题的理解能力，归纳总结的能力和提出问题的能力，能够通过不断学习提高自身能力，适应社会和专业的发展。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重4.2能够根据具体的检测、控制对象及其特征，制定研究方法和技术路线，设计实验方案；课程目标1H6.1了解机器人工程相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，能够在法律和技术规范的框架下开展工作，理解不同社会文化对工程活动的影响；课程目标2H12.2具有自主学习的能力，包括对技术问题的理解能力，归纳总结的能力和提出问题的能力等，能够通过不断学习提高自身能力，适应社会和专业的发展。课程目标3M（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配（一）理论教学序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1人工智能概念及发展历史基本要求：了解人工智能的起源与发展历史、基本研究内容、主要学派及其应用。重点难点：人工智能的主要学派德育要求：爱国情怀、热爱专业、服务社会2讲授式启发式课程目标12线性回归基本要求：了解线性回归的基本原理、模型构建与应用。重点难点：线性回归模型构建应用德育要求：科学素养、工匠精神2讲授式启发式课程目标1、课程目标33分门别类基本要求：了解常见的分类模型及其基本原理，并能够实现简单应用。重点难点：分类模型的选取与应用德育要求：科学素养、工匠精神、创新意识、社会责任2讲授式启发式课程目标1、课程目标34人工神经网络基本要求：理解人工神经网络的基本原理、算法和实现过程。重点难点：人工神经网络的基本原理德育要求：科学素养、工匠精神、创新意识、社会责任4讲授式启发式课程目标1、课程目标35感知智能基本要求：了解感知智能的基本概念，以及数字图像处理技术、模式识别、人脸识别、无人驾驶环境感知技术。重点难点：模式识别德育要求：科学素养、工匠精神、创新意识、社会责任4讲授式启发式课程目标1、课程目标26机器人基本要求：了解各种形态的机器人，理解机器人的基本结构，机器人进化与人工智能发展的关系。重点难点：机器人进化与人工智能发展的关系德育要求：科学素养、工匠精神、创新意识、社会责任4讲授式启发式课程目标1、课程目标27混合智能基本要求：理解混合智能的概念和基本形态。重点难点：混合智能的概念和基本形态德育要求：科学素养、工匠精神、创新意识、社会责任4讲授式启发式课程目标1、课程目标28人工智能伦理与法律基本要求：了解人工智能伦理的含义，强人工智能伦理和弱人工智能伦理的主要问题，人工智能的法律主体问题。重点难点：强人工智能伦理和弱人工智能伦理的主要问题德育要求：科学素养、工匠精神、创新意识、社会责任2讲授式启发式课程目标1、课程目标3合计24（二）实验教学序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1房屋价格预测实验内容：构建一个线性回归模型，实现房价的预测4设计课程目标22感知器实验内容：构建一个分类模型，对鸢尾花数据进行正确分类。实验要求：必修4设计课程目标23神经网络实验内容：构建一个神经网络实现预测任务实验要求：必修4设计课程目标24手写数字识别实验内容：构建卷积神经网络，实现对手写数字图像的正确识别。实验要求：必修4综合课程目标2合计16注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法采取集中讲授、课堂讨论、案例分析、在线教学等教学方式。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、课程实验、期末综合大作业组成，均按百分制计分，其中平时作业成绩占20%、课程实验成绩占30%、期末考核成绩占50%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业10010202课程实验0300303期末考试30101050课程目标对应分值404030100（二）考核与评价标准1.平时作业考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识掌握到位。能阐述人工智能领域新技术的内涵及发展现状；对人工智能领域的新技术、新产业、新业态有清晰的认识。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能较好地阐述人工智能领域新技术的内涵及发展现状；对人工智能领域的新技术、新产业、新业态有比较清晰的认识。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。阐述人工智能领域新技术的内涵及发展现状基本正确；基本了解人工智能领域的新技术、新产业、新业态。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。阐述人工智能领域新技术的内涵及发展现状大时大部分内容出错；基本不了解人工智能领域的新技术、新产业、新业态。2.课程实验与评价标准课程实验能根据实验要求自主设计实验方案，有自己的设计理念，实验完成度高，效果好。实验报告内容完整。能根据实验要求自主设计实验方案，有自己的设计理念，实验完成度较高，效果较好。实验报告比较完整。能根据实验要求自主设计实验方案，实验完成度一般，效果一般。实验报告基本完整。基本能根据实验要求自主设计实验方案，实验完成度较差，效果较差。实验报告不完整。3.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《人工智能基础与应用》，宋楚平、陈正东主编，人民邮电出版社，2021年9月版；2．《人工智能导论》，许佳炜等编著，清华大学出版社，2021年9月版。（二）参考资料1.《人工智能简史》，尼克著，人民邮电出版社，2017年12月版；2.《人工智能导论》，李德毅编著，中国科学技术出版社，2018年1月版。3.《人工智能导论》，莫宏伟主编，人民邮电出版社，2020年1月版；执笔人：XXX课程组负责人：XXX系主任：XXX教学院长：XXX院长：XXX

《程序设计基础C》教学大纲课程编号：13230402英文名称：CProgramming学分：3.5学时：总学时64学时，其中理论48学时，实践16学时先修课程：无课程类别：专业基础课授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第1学期一、课程描述和目标本课程为机器人工程专业学生的专业基础课，通过学习程序设计基础C中的基本知识、各种语句及程序控制结构，函数、数组、指针、结构体、文件、位运算等；训练学生解决问题的逻辑思维能力以及编程思路和技巧，使学生能够运用C语言进行结构化程序设计，具有较强的C语言编写软件的能力，为培养学生有较强软件开发能力打下良好基础。本课程拟达到的课程目标：课程目标1：通过学习C语言程序设计基础知识和开发过程，能够将结构化的软件设计开发方法应用到机器人工程领域的智能感知、智能控制等行业的工程设计和产品开发中，了解软件开发模型对设计目标和技术方案的影响。课程目标2：能够将编程技术和解决问题的逻辑思维能力应用在机器人工程多学科团队项目中，能在团队中作为技术骨干或者运营管理的负责人有效地发挥作用。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重3.1掌握机器人工程相关领域工程设计和产品开发全周期、全流程的软硬件设计开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；课程目标1H9.2能够在多学科背景的团队中担任一定角色，独立或合作开展工作，完成团队分配的任务；课程目标2M（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配1．理论教学内容序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标程序设计和语言计算机语言的概况、C语言的发展及特点、C语言程序的结构基本要求：理解计算机程序的执行过程，掌握简单C语言程序的结构重点：C语言程序基本结构难点：计算机语言及程序德育要求：社会责任2讲演练课程目标1课程目标2C语言程序开发与调试VC6软件的安装、软件使用步骤与要领，并通过实例演示程序调试的常用方法。基本要求：掌握VC6的安装方法，能在相应的C语言环境下编写和调试程序。重点：程序编写调试步骤难点：源程序形成目标程序过程的理解德育要求：规范意识2讲演练课程目标1课程目标2算法-程序的灵魂算法的初步知识，算法的表示方法基本要求：掌握传统流程图和N-S流程图表示方法重点：正确采用流程图表示程序设计思想难点：结构化程序设计思想德育要求：规范意识2讲演练课程目标1课程目标2数据类型、运算符与表达式C语言中基本数据类型及其常量的表示法，变量的定义、初始化与引用，运算符与表达式基本要求：掌握3种基本数据类型的定义、初始化与引用，清楚每种运算符的优先级与结合性重点：数据的定义与表达式运算难点：各种数据类型的存储形式和表式方法德育要求：工匠精神4讲演练课程目标1课程目标2数据的输入输出各种类型数据的格式化键盘输入与屏幕输出，顺序结构程序设计基本要求：掌握scanf输入和printf输出函数、字符输入输出函数重点：输入、输出函数的格式化要求难点：格式输入与输出表示中各种格式字符的表示含义德育要求：严谨细致4讲演练课程目标1课程目标2分支结构与循环结构分支选择语句及其使用，循环语句及其使用，循环控制语句。基本要求：掌握各种分支与循环语句语法及其结构特点重点：应用分支与循环语句编写程序难点：分支语句嵌套的层次判定德育要求：精益求精4讲演练课程目标1课程目标2函数与程序的模块化C函数的基本概念，定义函数与调用函数的基本语法，函数的参数传递，局部变量与全局变量的使用，变量的存储类别。基本要求：掌握函数定义、调用的语法，函数调用的过程，局部变量和全局变量的使用特点。重点：函数的参数传递过程难点：模块化设计的思想、理解变量的生存期德育要求：思维缜密8讲演练课程目标1课程目标2数组一维、二维数组的定义与使用，数组排序、查找等一般应用，数组作为函数参数的高级应用，字符数组。基本要求：理解数组的概念与存储格式，掌握数组应用。重点：数组排序、查找算法和数组作为函数参数的应用难点：数组型函数参数的传递过程德育要求：追求进步6讲演练课程目标1课程目标2指针指针的概念、指针变量的定义与指针变量的使用，指针变量作为函数参数的应用要求，利用指针实现动态数组的方法。基本要求：理解指针的概念与用途，掌握指针的定义与使用，通过指针引用数组元素重点：指针变量的引用难点：指针作为函数参数德育要求：不甘落后6讲演练课程目标1课程目标2结构体结构体类型变量定义、引用与初始化，结构体数组与指向结构体数据的指针基本要求：理解结构体的概念与用途，掌握结构体的定义与使用。重点：结构体变量成员访问的几种方法难点：结构体变量及结构体变量指针作函数参数德育要求：奋勇争先4讲演练课程目标1课程目标2文件文件类型指针，文件的打开与关闭，文件的读写，文件的定位基本要求：掌握文件的打开、关闭、读、写常用函数。重点：文件与结构体数组之间的读写操作难点：文件的定位操作德育要求：诚实守信4讲演练课程目标1课程目标2位运算位运算的基本概念，与、或、求反、异或、左移、右移位操作的使用，位运算的应用。基本要求：掌握6个位运算的语法特点与使用要求，重点：各种运算符的运算规则和优先级。难点：应用位运算解决问题。德育要求：认真严谨2讲演练课程目标1课程目标2合计482．实验教学内容序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标VC6上机初步、数据类型、运算符与表达式熟悉上机步骤理解数据类型、运算符和表达式，能熟练使用和求解表达式。要求：必修2验证课程目标1顺序结构、输入与输出理解程序中“序”的重要性，掌握顺序结构的基本概念，能正确使用格式化输入输出。要求：必修2验证课程目标1选择结构掌握分支语句结构特点，应用分支语句编写程序。要求：必修2设计课程目标1循环结构掌握循环语句结构特点，应用循环语句编写程序。要求：必修2设计课程目标1数组理解数组的基本概念，掌握数组的使用，能在程序中应用数组。要求：必修2设计课程目标1函数理解函数的基本概念，掌握函数的定义与调用，能有效定义和应用函数解决问题。要求：必修2设计课程目标1指针理解指针的基本概念，掌握指针的使用，能在程序中应用指针。要求：必修2设计课程目标1结构体理解结构体类型的概念，掌握结构体变量的定义与使用，能在程序中应用结构体。要求：必修1设计课程目标1位运算理解位运算的基本概念，掌握位运算的使用，能在程序中应用位运算解决问题要求：必修1验证课程目标1合计16注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法1.总体设计课程总体教学方式按照讲、演、练三步走。教学场地设置在计算机机房，便于教师在集中教学理论的同时，即时演示教学重难点，并通过任务引导，让学生进行课堂练习，通过实验教学和课后编程训练，加强编程能力训练。课堂教学方法：理论讲授、操作演示与课堂训练。实验教学方法：任务引导、自主练习、集中指导、个别答疑。课外学习方法：单元训练、综合设计训练。2.课堂教学课堂讲授：课堂教学采取问题探究教学法，教师根据教学要求和教学的重点、难点，设计问题来组织教学，使学生在教师引导下，以“问题解决者”的主角身份积极主动参与课堂研讨。教师精讲少讲，边讲边演，学生边练边学的教学模式，有助于培养学生分析问题和解决问题的思维。课内讨论：围绕教学内容，以解决问题为导向，提出问题，逐步引导，层层深入。3.实验教学根据实验内容与要求，安排实验任务，学生自主练习，教师可以指导答疑，并进行随堂考核。4.课外学习课前预习：学生在课前按预习计划自主学习教材相关章节，观看课程网站上教学视频。课后作业：课后完成基础知识作业和编程作业，学习平台提交。综合作业：本课程完成3次综合大作业。具体要求：编写程序，演示结果，撰写设计报告。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时作业、实验考核、综合作业、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占40%、平时作业成绩占15%、实验考核成绩占15%、综合作业成绩占30%。2.课程目标达成考核与评价序号考核方式课程目标1（分值）课程目标2（分值）合计1单元作业150152实验考核150153综合作业1020304期末考试40040课程目标对应分值8020100（二）考核与评价标准1.单元作业考核与评价标准分值观测点90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分单元作业按时完成相关知识点检测，正确率达90%以上；程序设计功能完善，输出格式正确、书写规范，编程思路清晰，算法简洁，程序执行界面操作性良好，作业提交操作规范，能利用已学知识进行综合分析和选择创新和优化的程序设计方法。按时完成相关知识点检测，正确率达80%以上；程序设计功能完善，书写规范，编程思路清晰，程序执行界面操作性良好，作业提交操作规范，已掌握相关程序设计知识，并能采用合理的程序设计方法。按时完成相关知识点检测，正确率达70%以上；程序设计，书写规范，结果正确，编程思路清晰，作业提交操作规范，已掌握相关程序设计知识和方法。完成相关知识点检测，正确率达60%以上；程序设计实现题目基本要求，基本掌握相关程序设计知识和方法。完成相关知识点检测，正确率达60%以下，或者作业完成率60%以下，未能掌握相关程序设计知识和方法。2.实验考核与评价标准分值观测点90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分实验考核能够按时、准确完成实验要求的任务功能，程序设计规范，编程思路清晰，算法简洁，程序执行界面操作性良好，能利用已学知识进行综合分析和选择创新和优化的程序设计方法。能够按时、准确完成实验要求的任务功能，程序设计规范，编程思路清晰，程序执行界面操作性良好，并能采用合理的程序设计方法。能够按时完成实验要求的任务功能，程序设计规范，编程思路基本清晰，已掌握相关程序设计知识和方法。能够基本完成实验要求的任务功能，基本掌握相关程序设计知识和方法。未能完成实验要求的任务功能，未能掌握相关程序设计知识和方法。3.综合作业分值观测点90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分综合作业团队分工明确，在模块化编写程序、编写报告、视频汇报工作中互取长短，圆满完成系统设计。作品功能强大，演示视频能够清楚描述和展示功能，功能强大，界面操作性好，有创意，并能评价系统的创新性和问题；报告格式规范，内容完整，算法思路描述清晰，流程图规范。团队分工完成模块化编写程序、编写报告、视频汇报工作完成系统设计。系统设计演示视频能够清楚描述和展示功能，功能完整，界面操作性好，并能判断系统存在的问题和改进的方法；报告格式规范，内容完整，算法思路描述清晰，流程图规范。团队分工不太明确，完成的演示视频能够描述和展示功能，功能满足题目要求，能考虑到系统存在的问题；报告格式规范，内容完整，算法思路描述清晰，流程图规范。团队分工不明确，演示视频能够展示功能，功能满足题目要求，能考虑系统存在的问题；报告内容完整，算法思路描述不够清晰，流程图规范。团队合作没有完成系统要求任务。演示视频不能够展示题目要求功能；设计报告中算法思路描述不够清晰，流程图不规范。4.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对C语言程序设计知识的掌握程度、编程能力及解决软件设计问题的思维能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《C程序设计（第五版）》，谭浩强编，清华大学出版社，2017年；2.《C语言程序设计（第四版）》，苏小红编，高等教育出版社，2019年。(二)参考资料1.《C语言程序设计（第四版）》，何钦铭，颜晖编，高等教育出版社，2020年。(三)网络资源1．/2．/3．/4．/执笔人：XXX课程组负责人：XXX系主任：XXX教学院长：XXX院长：XXX

《C语言程序设计与实践》教学大纲课程编号：13230405英文名称：DesignProjectsofCProgramming学分：1学时：总学时2周（不停课），其中实践2周先修课程：程序设计基础C课程类别：专业基础课程授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第2学期一、课程描述和目标C语言程序设计与实践是机器人工程专业必修的专业基础课。本课程以C语言为媒介，以应用需求为重点，着重于学生程序设计思维和创新意识的培养，提高学生解决复杂工程问题的能力，能利用C语言设计机器人工程需求的软件功能模块。本课程是一门实践能力要求较强的课程。通过本课程的学习，要求学生具备熟练使用C语言解决机器人工程领域软件设计相关的工程问题，使学生的软件设计开发能力及创新意识得到提升。课程目标1：能运用C语言基础知识，开发设计软件解决机器人控制系统领域的相关工程问题，设计方案合理并具有创新性。课程目标2：能认识到C语言软件开发过程中人员管理、开发周期、后期维护等因素，会通过研究获得更优解决方案。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重3.3能够进行机器人工程系统的设计，并在设计中体现创新意识；课程目标1H11.1掌握工程项目中涉及的管理与经济决策方法。课程目标2M（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1任务分配，资料查阅基本要求：根据设计任务，查阅相关资料，对比不同方案的优缺点。运用科学研究方法进行需求分析的能力。重点：资料查阅经。难点：分析不同方案的优缺点。德育要求：创新意识2天集中指导自主调研12方案设计基本要求：根据工程任务指标要求，确定程序设计的整体流程，研究制定合理的开发方案并具有一定的创新性。重点：方案制定过程。难点：综合考虑项目设计方案中涉及到的工程管理和经济决策等问题的合理性。德育要求：科学方法观3天自主设计分别答疑1，23程序编写与调试基本要求：按照设计方案自主并编写软件开发所需的算法、界面等程序，并进行调试。重点：按照设计编写程序。难点：程序编写的简洁性与高效性。德育要求：工匠精神3天自主编程分别答疑14验收与总结报告基本要求：根据项目任务进行功能演示，并按照书写规范撰写设计报告、重点：效果演示。难点：项目功能的创新性、经济性。德育要求：社会责任2天集中指导自主撰写1，2合计10天四、课程教学方法1.教学方法以课程目标为导向，以工程问题为研究对象，采用教师指导为辅、学生自学为主的教学方法，实现培养解决工程问题能力的目标。课堂教学方法：项目驱动、集中布置、分别辅导。课外学习方法：要求学生根据实际工程问题自主调研、自主设计、自主完成。项目验收方法：完成项目设计并提交设计报告后，集中进行现场验收，要求每个人进行系统功能演示和答辩。2.实践形式1．以开发设计面向实际工程问题的软件方式进行实践。2．学生以班为单位，每人一个题目，每个指导老师一般带5-8人。3．每个学生独立完成一个实践项目，包括编写程序、报告撰写、演示答辩等内容。五、学业评价和课程考核推行多元评价，对本课程所采用的评价和考核方式作具体说明，若采用多种考核方法请分别列出考核评价的方法、内容、考核标准、成绩占比等，考核方法、内容应突出“学生中心、产出导向”。（以下以工科某课程为例，仅供参考。各课程要按课程实际情况设计填写）（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时过程考核、设计报告、演示答辩组成，最终成绩按五级分制计分（优、良、中、及格、不及格）。其中平时过程考核成绩占20%、设计报告成绩占30%、答辩演示成绩占50%。2.课程目标达成考核与评价序