《ROS机器人开发实训》教学大纲

《ROS机器人开发实训》教学大纲课程编号：13220515英文名称：ProjectTrainingRobotDevelopmentofROS学分：3学时：独立实践环节总学时3周，其中实践3周先修课程：高级语言、Python编程技术、人工智能基础、机器学习与应用课程类别：专业方向课授课对象：计算机科学与技术专业本科学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标ROS机器人开发是运用人工智能、传感器技术等多种学科知识进行机器人系统设计与开发，是复杂机器人系统设计的核心基础。本课程使学生参与ROS机器人开发，基于机器人操作系统及相关编程方法，初步掌握基于ROS的复杂机器人应用开发的方法和技巧，初步培养学生在机器人开发中的协同工作能力。课程目标1：基于对人工智能、机器人ROS等相关技术的认识，能够通过技术分析等论证设计方案的可行性。课程目标2：针对复杂机器人问题需求，能够选择适当方法进行处理与分析，理解其优势和局限性,能够掌握机器人方向重要资料来源和获取方法。课程目标3：能够理解并综合运用机器人开发和人工智能相关技术，针对复杂机器人问题进行开发。课程目标4：能够理解项目团队合作与沟通的必要性，能够主动组织协调或参与团队活动，能以团队合作形式完成ROS机器人相关项目的设计和开发。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指标点3-4：在计算机软硬件系统、模块或算法设计中，能够考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素。课程目标1H指标点4-3：能够根据实验方案构建计算机软硬件实验系统，安全地开展实验并正确地采集、整理实验数据。课程目标2H指标点4-4：能够对实验数据进行统计、分析，合理解释实验现象，并通过信息综合得到合理有效的结论。课程目标3L指标点9-3：能够组织、协调和指挥团队开展工作，辩证吸收团队其他队成员的意见和建议，运用专业知识进行合理决策和管理。课程目标4H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课程设计任务、目的、要求及考核方式布置和讲解课程设计题目学生分组，指定组长，按组选定题目理解项目实训的规范要求，理解项目实训题目。完成分组，4至5位同学为一个小组。德育要求：家国情怀、服务社会、团队协作。1天讲授式启发式课程目标1课程目标2课程目标3课程目标42ROS机器人开发项目需求分析、功能模块设定完成项目需求分析、功能模块设定。成果体现在项目实训设计报告中。德育要求：创新意识、社会责任、科学素养、工匠精神、团队协作。2天分组讨论式课程目标1课程目标2课程目标3课程目标43ROS机器人开发项目代码编写完成ROS机器人项目中各功能模块的开发。成果体现在应用系统开发源代码中。德育要求：科学素养、工匠精神、团队协作。10天分组讨论式课程目标1课程目标2课程目标3课程目标44ROS机器人开发项目程序测试项目实训设计报告完成项目所涉及的各种功能，完成项目实训设计报告。德育要求：科学素养、工匠精神、团队协作。1天分组讨论式课程目标1课程目标2课程目标3课程目标45提交项目代码和项目实训设计报告汇报答辩以小组形式汇报答辩。德育要求：团队协作、工匠精神。1天演示答辩式课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4合计15天四、课程教学方法采用分组讨论、演示答辩等教学方式。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考勤、课程项目考核（项目作品、项目文档、演示答辩）组成，均按百分制计分，其中平时考勤成绩占5%、课程项目考核成绩占95%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）课程目标4（分值）合计1平时考勤000552项目作品1015205503项目文档55155304演示答辩255315课程目标对应分二）考核与评价标准1.项目综合大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分项目综合大作业大作业规范，符合课程论文写作要求；内容主题明确，符合课程教学内容，有明确的综合分析论点。叙述清楚，理论正确，结论严谨合理；文字规范。结果正确、完整，分析准确，有条理，截图清晰。总结不空洞，具体、有内涵，体现出深入的思考过程。大作业格式符合课程论文写作要求；主题明确，符合课程教学内容，具有较好的综合分析论点。叙述描述良好，理论正确，结论合理；文字较规范。结果正确、比较完整，分析比较准确，条理一般，截图清晰。总结不空洞，具体、有内涵，较好地体现出思考过程。大作业格式符合课程论文写作要求；主题基本明确，较符合课程教学内容，具有较好的综合分析论点。叙述清楚，理论正确，结论基本合理；文字一般。结果正确、比较完整，分析、条理一般，截图不清晰。总结不空洞，具体、有内涵，基本体现出思考过程。大作业格式不符合课程论文要求，仅能反映部分主题内容，论文结构不完整，论点分析不清晰。叙述不清楚，理论不正确，结论不合理；文字不通顺。结果不正确，分析条理不清楚，截图不清晰。总结空洞，不具体；缺乏思考过程。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《ROS机器人程序设计（原书第2版）》，[西班牙]恩里克·费尔南德斯等著刘锦涛等译，机械工业出版社，2016年1月版；2.《ROS机器人开发实践》，胡春旭著，机械工业出版社，2020年1月版；（二）参考资料1．《ROS机器人开发：实用案例分析》，[美]卡罗尔·费尔柴尔德,托马斯·L.哈曼著，吴中红等译，机械工业出版社，2020年4月版；