基于项目的机电测控综合课程设计.doc
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1、基于项目的机电测控综合训练课程基于项目的机电测控综合训练课程何岭松华中科技大学机械学院摘要:摘要:针对机械类实学创新实验班新开设的机电测控综合训练课程,介绍了该课程的设立背景、课程内容、课程实践平台构建,以及课程教学活动的开展方法。另外,介绍了首轮课程开出后的教学效果和学生反映。最后,结合课程开出情况,谈了课程向机械学院普通班推广存在的问题。关键词:关键词:机械电子,测控技术,课程设计,创新,实践一、课程设立背景一、课程设立背景为了突出对学生动手能力和实践创新能力的培养,华中科技大学机械学院设立了机械类实学创新实验班,并在其培养方案中对普通班依附于单一课程的课程设计环节进行了改革,用三个跨多们
2、课程的大型集中 Project 取代。分别是:Project形体与机构设计训练,Project机构设计与制作训练,Project机电测控综合训练。机电测控综合训练课程是三个大型集中 Project 的最后一个,放在最后一个学期。 课程训练重点放在培养学生利用大学四年所学知识“做事”和“做成事”的综合能力与素质上,其教学目的主要包括:1) 使学生了解和掌握机电测控产品设计、开发的过程和主要环节;2) 培养学生综合应用光、机、电、计算机等综合知识解决工程实际问题的能力;3) 培养学生理论联系实际的设计思想和能力;4) 培养学生团队合作、沟通、交流的能力。课程采用基于CDIO的工程教育模式,以尽可能
3、接近工程实际的机电测控领域的小项目为载体,从项目构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)几个方面,让学生全程参与一个小型机电产品从构思、研发,到运行、改良,乃至定型生产的全过程。学生将大学四年来所学的光、机、电和计算机等孤立的知识点“串”起来,并在项目实施的CDIO过程中对一名现代工程师所应具备的综合素质和能力进行全面训练。使学生在大学学习结束后,具有继续学习、自我提高的能力。二、课程实践平台建设二、课程实践平台建设按照课程教学目的与要求,Project机电测控综合训练课程定位于一门以学生独立学习为主的设计性、综合性、实践性课程。课程以
4、学生团队方式组织教学工作,每个学生小组由 3 名学生组成,要求他们自选一个机电测控方面的题目,在 3 周时间内独立完成一个小型机电测控系统的设计与制作工作,如水箱恒温控制系统、汽车倒车雷达、基于颜色识别的产品分拣系统等。课程训练内容涉及传感器元件选择、电路设计与制作,下位机板卡单片机编程,上位机 LabView 编程等知识。课程结束时每组学生需提交一份详细的设计文档和一份 PPT 回报文档,并准备一个 15 分钟的答辩,向大家展示所开发的测控系统。了便于学生小项目研究和实践工作的开展,避免学生在实验器材选择、准备方面耗费太多时间,必须构建一个基本的机电测控创新实验平台,为学生的项目研究和实践提
5、供常用实验器材支持。为此,我们与深圳德普施科技公司合作,开发了一个机电测控项目实践套件。套件主要内容包括:1、带面包版的单片机测控卡:用于实现传感器信号获取和电机驱动。该卡主芯片为 C51 单片机或 ARM 单片机,有 8 路 A/D 输入、2 路 D/A 输出、32 路数字 I/O,另外带分离的步进电机、舵机、直流电机驱动模块和液晶板显示模块,学生可以在测控卡中烧录自编的控制程序。该卡能够基本满足学生机电测控小项目的开发需要。2、传感器套件用于实现声、光、温度、力、距离等常见物理量的测量。该套件中的传感器包括元件级的应变片、光电阻、热电阻、霍尔元件等基础敏感元件,还包括应变梁、红外测距传感器
6、模组、超声波传感器模组、电子指南针模组等传感器集成件,使用比较方便。3、电机套件用于提供动力和驱动设备运行。包括步进电机驱动模块和步进电机、舵机驱动模块和舵机、直流电机驱动模块和直流电机. 4、机械传动套件用于传递电机运动到最终的执行器。主要部件包括,微型滚珠丝杆,微型蜗轮蜗杆、微型一维工作台,以及齿轮齿条等传动付。目前该部分还在设计、制作和完善中。5、通讯套件用于以有线、无线的方式将传感器、单片机测控卡、PC 机连接在一起,形成一个计算机化的测控系统。包括测控卡到 PC 机的 USB 连接线、蓝牙通讯模块、ZigBee 通讯模块等。三、首轮课程开课情况三、首轮课程开课情况机电测控综合训练课程
7、是新开课,今年初在 08 级的机械类实学创新实验班进行了首轮教学实践。由于是第一次开课,课程教学模式、教学实践平台都尚在建设和探索过程中,但课程开出效果和学生反映还不错。下面就将我们在首轮课程教学中的一些做法向大家作个简要介绍,供参考。1、学生分组和选题情况08 级机械类实学创新实验班共有 56 名同学,除了赴美国参加 HUSTWPI 工程实践教育项目的同学和参加 CCTV 机器人比赛的同学,其余学生让他们 3 人一组进行自由组合,最终形成了 16 个课程学习小组。分组完成后,每个小组结合测控实践教学平台提供的物质条件,自由选择一个机电测控领域的小应用项目;然后制订目标、任务分解、安排进度,在
8、 3 周时间内,完成选题、设计、制作和答辩等所有工作。下面是部分学生小组的选题情况:1) 马增帅、宋璐、张华组:智能测速定位系统2) 张志宁、薛云鹏、侯文洁组:数字温湿度计3) 朱逸颖 杨文恺 刘志刚组:超声波倒车雷达4) 洪家政 谭先华 段杰 组:恒温控制的淋浴系统 5) 雷敏、郭磊、朱钦淼组:电子指南车6) 李建 聂媛 谢仰组:红外距离和速度监测系统7) 秦博、黄尧、陈宇辰组:物体颜色识别和分拣系统8) 方无迪 王垒垒 王炎组:安检口人流计数器2、课程教学管理为了保证课程按计划和进度顺利开展,我们将整个 3 周的课程划分为 6 个时间结点,每周对学生项目进展情况进行 2 次查,督促学生按时
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- 关 键 词:
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