《智能儀器綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐》教學(xué)大綱課程編號(hào)：13220332英文名稱：ComprehensiveProjectofIntelligentInstruments學(xué)分：3.0學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)3周，其中實(shí)踐3周先修課程：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、傳感器技術(shù)及應(yīng)用、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)課程類別：專業(yè)必修課程授課對(duì)象：自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第7學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程作為智能儀器儀表專業(yè)方向的實(shí)踐課程，廣泛應(yīng)用于弱電儀表系統(tǒng)、強(qiáng)電生產(chǎn)線等場(chǎng)合，它是自動(dòng)化大類專業(yè)必須學(xué)習(xí)和掌握的專業(yè)應(yīng)用知識(shí)，此過程同時(shí)鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，項(xiàng)目管理能力。對(duì)于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)至關(guān)重要，對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)至關(guān)重要。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo):課程目標(biāo)1：能夠使用各種工具和方法，在不同的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，搭建設(shè)計(jì)架構(gòu)，對(duì)設(shè)計(jì)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。對(duì)信號(hào)準(zhǔn)確采樣后，進(jìn)行合理的數(shù)字濾波處理，最終整理并獲得真實(shí)數(shù)據(jù)。對(duì)輸出電路及輸出數(shù)據(jù)算法合理設(shè)計(jì)，獲得符合設(shè)計(jì)要求的輸出信息。課程目標(biāo)2：在不同的項(xiàng)目（傳感器、電源、機(jī)電等綜合領(lǐng)域）設(shè)計(jì)中，能夠進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，不同特長的同學(xué)能夠發(fā)揮自身最大作用，能夠合理分工，協(xié)調(diào)工作，設(shè)計(jì)出最佳的電源、模數(shù)電路、通訊電路、控制軟件等子單元。能從系統(tǒng)安全、設(shè)備功耗、使用壽命、系統(tǒng)性能等角度綜合考慮項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施，集體配合獲得最佳性價(jià)比的設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)3：在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，引導(dǎo)學(xué)生小組彼此充分溝通交流，互相學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，共同提高。課程目標(biāo)4：能針對(duì)復(fù)雜交叉學(xué)科項(xiàng)目應(yīng)用背景的情況下，運(yùn)用項(xiàng)目管理和成本控制等知識(shí)和方案，優(yōu)化過程實(shí)施方案。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求觀測(cè)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重4.3能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)建軟硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全地開展實(shí)驗(yàn)并正確地采集、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；課程目標(biāo)1M9.2能夠在多學(xué)科背景的團(tuán)隊(duì)中擔(dān)任一定角色，獨(dú)立或合作開展工作，完成團(tuán)隊(duì)分配的任務(wù)；課程目標(biāo)2H9.3能夠辯證吸收?qǐng)F(tuán)隊(duì)其他隊(duì)成員的意見和建議，組織、協(xié)調(diào)和指揮團(tuán)隊(duì)開展工作。課程目標(biāo)3M11.3能在多學(xué)科環(huán)境下（包括模擬環(huán)境），在針對(duì)自動(dòng)化相關(guān)領(lǐng)域具體問題設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案的過程中，運(yùn)用工程管理與經(jīng)濟(jì)決策方法。課程目標(biāo)4H三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1任務(wù)講解：項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程講解、任務(wù)講解與分配。基本要求：了解工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程，根據(jù)任務(wù)查閱資料，并進(jìn)行分析總結(jié)，能夠進(jìn)行充分的小組討論。重點(diǎn)難點(diǎn)：項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法的掌握與靈活應(yīng)用。德育要求：工匠精神。1天集中講授+文獻(xiàn)閱讀課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)32方案論證：根據(jù)指標(biāo)要求，論證最優(yōu)方案?；疽螅喉?xiàng)目組能從可靠性、穩(wěn)定性、實(shí)施難度、成本、社會(huì)影響等方面綜合考慮，確定最優(yōu)方案，初步確定原理圖及軟件框圖。重點(diǎn)難點(diǎn)：方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。德育要求：創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，職業(yè)規(guī)范。2天文獻(xiàn)閱讀+現(xiàn)場(chǎng)討論匯報(bào)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)43硬件設(shè)計(jì)調(diào)試：確定硬件系統(tǒng)，包括參數(shù)計(jì)算、元件選型與硬件連接等。軟件編程調(diào)試:完成嵌入式C及可能的上位機(jī)程序編制與調(diào)試?；疽螅涸O(shè)計(jì)小組根據(jù)各自特長，合理分工，能根據(jù)設(shè)計(jì)方案完成硬件設(shè)計(jì)，完成功能調(diào)試；完成全部軟件框圖，熟悉所用MCU編程環(huán)境及庫資源，完成主要驅(qū)動(dòng)調(diào)試。重點(diǎn)難點(diǎn)：調(diào)試順序與步驟。德育要求：工匠精神。5天自主調(diào)試+個(gè)別答疑課程目標(biāo)2課程目標(biāo)44整體焊接調(diào)試：在實(shí)驗(yàn)板或者PCB上完成最終作品。撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告：按照標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程順序，撰寫項(xiàng)目審計(jì)報(bào)告?；疽螅簣F(tuán)隊(duì)協(xié)作，能夠使用實(shí)驗(yàn)板或者PCB焊接硬件，合理布局，做到最佳電氣連接。軟硬件協(xié)調(diào)，能夠同時(shí)出最佳結(jié)果。重點(diǎn)難點(diǎn)：PCB布局，軟件測(cè)試順序。德育要求：工匠精神。5天自主調(diào)試+個(gè)別答疑課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)45匯報(bào)演示：在完善的項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告基礎(chǔ)上，文字+口頭匯報(bào)演示功能基本要求：能文字或口頭匯報(bào)項(xiàng)目工作，能夠演示作品并答辯。重點(diǎn)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)答辯。德育要求：職業(yè)規(guī)范。2天現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)課程目標(biāo)2課程目標(biāo)4合計(jì)15天四、課程教學(xué)方法實(shí)踐環(huán)節(jié)以半開放的形式組織，學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間和地點(diǎn)完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，教師組成指導(dǎo)小組，教師為學(xué)生提供答疑等技術(shù)支持。學(xué)生以小組的形式組織完成設(shè)計(jì)任務(wù)，每組2人及以上，具體人數(shù)由指導(dǎo)教師指定，組內(nèi)成員進(jìn)行具體任務(wù)分配，各有側(cè)重，共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核內(nèi)容主要由制作水平、系統(tǒng)性能測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)答辯和設(shè)計(jì)報(bào)告組成，其中制作水平占20%、系統(tǒng)性能占20%、現(xiàn)場(chǎng)答辯占30%、設(shè)計(jì)報(bào)告占30%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）課程目標(biāo)4（分值）合計(jì)1制作水平3737202系統(tǒng)性能3737203現(xiàn)場(chǎng)答辯510510304設(shè)計(jì)報(bào)告51051030課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值16341634100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核過程全部使用百分制計(jì)分，對(duì)應(yīng)五分制標(biāo)準(zhǔn)：90-100分對(duì)應(yīng)優(yōu)（A），80-89分對(duì)應(yīng)良（B），70-79分對(duì)應(yīng)中（C），60-69分對(duì)應(yīng)及（D），59分及以下對(duì)應(yīng)差（E）。分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分制作水平外觀：器件布局合理，走線精簡，端子連接及設(shè)計(jì)位置合適，整體感官視覺優(yōu)美。內(nèi)在：設(shè)計(jì)方案合理，研究方法和技術(shù)線路正確，充分實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作。外觀：器件布局合理，走線精簡，端子連接及設(shè)計(jì)位置合適，整體感官視覺優(yōu)美。內(nèi)在：設(shè)計(jì)方案合理，研究方法和技術(shù)線路正確，充分實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)分協(xié)作。外觀：器件布局基本合理，走線沒能考慮精簡問題，不使用端子或者端子位置連線設(shè)計(jì)不夠合理，整體感官視覺效果不盡人意。內(nèi)在：設(shè)計(jì)方案基本合理，有團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作。外觀：器件布局不合理，走線混亂，不使用端子并且連接線混亂，作品整體感官視覺效果差。內(nèi)在：設(shè)計(jì)方案不夠合理，沒能體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)分工協(xié)作。系統(tǒng)性能實(shí)物演示完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且能夠從安全、功耗、成本和管理等方面選型，演示過程中，小組成員均能夠熟練操作作品。實(shí)物演示有少量瑕疵，大部分指標(biāo)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且能夠從安全、功耗、成本和管理等方面選型，演示過程中，小組成員均基本能夠熟練操作作品。實(shí)物演示中，主要設(shè)計(jì)指標(biāo)的性能指標(biāo)達(dá)到任務(wù)要求，未做到選型和管理優(yōu)化。演示過程中，小組成員多數(shù)能夠熟練操作作品。不能實(shí)物演示，或者主要設(shè)計(jì)指標(biāo)的性能指標(biāo)不合格，沒有從安全、功耗、成本和管理等方面進(jìn)行選型和管理優(yōu)化。演示過程中，小組成員不能熟練操作?，F(xiàn)場(chǎng)答辯能從設(shè)計(jì)開發(fā)流程、影響因素分析及其克服辦法、系統(tǒng)環(huán)境影響、項(xiàng)目管理和成本控制方面準(zhǔn)確分析和闡述項(xiàng)目方案和實(shí)施效果。能從設(shè)計(jì)開發(fā)流程、影響因素分析及其克服辦法、系統(tǒng)環(huán)境影響、項(xiàng)目管理和成本控制方面基本準(zhǔn)確分析和闡述項(xiàng)目方案和實(shí)施效果。在項(xiàng)目方案闡述和現(xiàn)場(chǎng)提問過程中總體現(xiàn)開發(fā)流程、影響因素、項(xiàng)目管理和成本控制等方面的考慮和理解。項(xiàng)目方案闡述不清，并無法從項(xiàng)目管理、影響因素分析與克服、成本控制等方面回答現(xiàn)場(chǎng)提問。設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)合理，文字通順。對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)整體方案、硬件設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確、軟件流程清晰、作品測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、誤差分析完善、圖表設(shè)計(jì)合理美觀、附錄內(nèi)容充實(shí)。報(bào)告中充分體現(xiàn)了集體協(xié)作過程，對(duì)方案、性能效果、項(xiàng)目安排、管理和成本控制、項(xiàng)目社會(huì)影響等方面進(jìn)行了準(zhǔn)確描述和合理討論。設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)合理，文字通順。對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)整體方案、硬件設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確、軟件流程清晰、作品測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、誤差分析完善、圖表設(shè)計(jì)合理美觀、附錄內(nèi)容充實(shí)。報(bào)告中充分體現(xiàn)了集體協(xié)作過程，對(duì)方案、性能效果、項(xiàng)目安排、管理和成本控制、項(xiàng)目社會(huì)影響等方面進(jìn)行了準(zhǔn)確描述和合理討論。設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)基本合理，文字基本通順。能針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)方案進(jìn)行較為準(zhǔn)確的闡述，能對(duì)主要的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行準(zhǔn)確的參數(shù)計(jì)算、軟件流程基本清晰、作品測(cè)試數(shù)據(jù)基本準(zhǔn)確、進(jìn)行了誤差分析、圖表設(shè)計(jì)基本合理、有基本的附錄內(nèi)容。能體現(xiàn)集體協(xié)作過程，對(duì)選型方案、性能效果、項(xiàng)目安排、管理和成本控制、項(xiàng)目社會(huì)影響等方面進(jìn)行了基本的討論。設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)內(nèi)容不合理或有抄襲現(xiàn)象