淡江大学102学年度第1学期课程教学计画表 课程名称 开课系级 授课 教师 开课 资料 机器人程式模拟与开发 曾吉弘 TSENG, CHI-HUNG 选修 单学期 3学分 电机系电机三A TETCB3A 系(所)教育目标SIMULATION AND DEVELOPMENT OF ROBOT PROGRAMS 教育学生具备数学、科学及工程知识以解决电机之相关问题. 一、 教育学生具备独立完成所指定任务及团隊精神之电机工程师. 二、 教育学生具备全球化竞争技能以因应现今多元化职场生涯之挑战. 三、 系(所)核心能力A. 具有运用数学工具配合科学方法以解决电机工程问题之能力. B. 具有设计与执行电机实验及分析与解释数據之能力. C. 具有执行电机实务所需知识、技巧及使用工具之能力. D. 具有电机系统设计观念及报告撰写之能力. E. 具有计画管理、沟通技巧及团隊合作之能力. F. 具有发掘、分析及处理电机工程问题之能力. G. 具有认识国际时事议题及持续学习之认知. H. 具有工程师对社會责任、职场伦理及智慧财产权之正确认知. 使用Java程式语言进行机器人控制教学,课程内容包含致动器/感测器存取、数值 运算、蓝牙通讯结合行动装置到高阶机器人行为控制等主题.本学期期末将以专 案方式展示学生学期成果.课程中将一并介绍Android行动装置程式设计来整合 机器人系统控制. 课程简介 Teaching Robotics and related control theory using Java programming language. Content includes actuator, sensor, numeric manipulation and combination with hand-held device to advanced robot behavior control. There will be an open event for student to demonstrate their robot projects. This class will also include Android mobile platform, student will get a brief understanding of how to control their robot through Android devices. 本课程教学目标与目标层级、系(所)核心能力相关性 一、目标层级(选填): (一)「认知」(Cognitive 简称C)领域:C1 记忆、C2 瞭解、C3 应用、C4 分析、 C5 评监、C6 创造 (二)「技能」(Psychomotor 简称P)领域:P1 模仿、P2 机械反应、P3 独立操作、 P4 联结操作、P5 自动化、P6 创作 (三)「情意」(Affective 简称A)领域:A1 接受、A2 反应、A3 重视、A4 组织、 A5 内化、A6 实践 二、教学目标与「目标层级」、「系(所)核心能力」之相关性: (一)请先将课程教学目标分别对应前述之「认知」、「技能」与「情意」的各目标层级, 惟单项教学目标仅能对应C、P、A其中一项. (二)若对应「目标层级」有1~6之多项时,仅填列最高层级即可(例如:认知「目标层级」 对应为C3、C5、C6项时,只需填列C6即可,技能与情意目标层级亦同). (三)再依據所订各项教学目标分别对应其「系(所)核心能力」.单项教学目标若对应 「系(所)核心能力」有多项时,则可填列多项「系(所)核心能力」. (例如:「系(所)核心能力」可对应A、AD、BEF时,则均填列.) 教学目标(中文) 相关性 序号教学目标(英文) 目标层级 系(所)核心能力 1 理解Java程式语法 Clear understanding of Java programming language. P3 ABCD 2 理解如何设计并组装机器人 Clear understanding of how to design and assemble a robot. P4 BCF 3 理解如何以程式控制机器人行 为(包含马达、感测器等) Clear understanding of how to control robot's behavior through program, including motors and sensors. P5 ABCF 4 理解蓝牙通讯原理与应用 Clear understanding of Bluetooth communication and its application. P3 BCF 5 透过「微调」将系统最佳化 Knowing how to optimize system through fine-tuning. C4 AF 6 以系统化观点解决工程问题 Knowing how to solve an engineering problem via a systematic perspective. C4 AEF 7 将综合性问题分散成较小的问题后 逐一解决 The ability to dissemble a comprehensive problem down to smaller issues and solve them separately. A4 ABEFH 8 团隊合作以完成期末专案 Teamwork to complete final project demonstration. A6 DEFG 教学方法 教学目标 序号教学目标之教学方法与评量方法 评量方法 1 理解Java程式语法 讲述、实作 纸笔测验、实作、报告、上课表现、回家作 业2理解如何设计并组装机器人 讲述、实作 纸笔测验、实作、报告、回家作业 3 理解如何以程式控制机器人行 为(包含马达、感测器等) 讲述、实作 实作、报告、上课表 现、回家作业 4 理解蓝牙通讯原理与应用 讲述、实作 实作、报告、上课表 现、回家作业 5 透过「微调」将系统最佳化 讲述、讨论 实作、上课表现 6 以系统化观点解决工程问题 讲述、讨论 实作、报告、上课表现 7 将综合性问题分散成较小的问题后 逐一解决 讨论 实作、报告、回家作业 8 团隊合作以完成期末专案 讨论 实作、报告 全球视野 培养认识国际社會变迁的能力,以更宽广的视野了解全球化 的发展. 本课程之设计与教学已融入本校校级基本素养 淡江大学校级基本素养 内涵说明 资讯运用 洞悉未来 品德伦理 独立思考 乐活健康 团隊合作 美学涵养 熟悉资讯科技的发展与使用,并能收集、分析和妥适运用资 讯. 瞭解自我发展、社會脉动和科技发展,以期具备建构未来愿 景的能力. 了解为人处事之道,实践同理心和关怀万物,反省道德原则 的建构并解决道德争议的难题. 鼓励主动观察和发掘问题,并培养逻辑推理与批判的思考能 力. 注重身心灵和环境的和谐,建立正向健康的生活型态. 体察人我差异和增进沟通方法,培养资源整合与互相合作共 同学习解决问题的能力. 培养对美的事物之易感性,提升美学监赏、表达及创作能 力. 授课进度表周次日期起讫 内容(Subject/Topics) 备注 1 简介 系统环境设置(Java SDK, leJOS 0.9与Eclipse) 认 识乐高 NXT-G图像化程式环境 102/09/16~ 102/09/22 2 Java 基础 物件导向程式设计概述 变数宣告与建构子常 见语法错误 控制结构(while loop, for loop, do while; switch) 基础机器人行为 控制马达方向、电力 与角度 控制机器人前进、后退与转弯 102/09/23~ 102/09/29 3 感测器#1 [专题]碰碰车 – 触碰感测器 [专题]速度控 制–声音感测器 102/09/30~ 102/10/06 4 感测器#2 [专题] 循迹前进 – 光感测器 [专题] 避障 机器人 – 超音波感测器 102/10/07~ 102/10/13 5 以循迹机器人讲解比例控制方法 双光感应器过十字路 口 比例控制:根據目标值与设定值差异进行马达电力 分配 缴交专题提案书 102/10/14~ 102/10/20 6 [课堂竞赛] 循迹搬运赛:机器人需沿著不规则轨迹线 前进至定点,将指定目标物搬运回起点 学期总成绩5% 102/10/21~ 102/10/27 7 [课堂竞赛] 投篮赛:机器人一分钟之内要尽量投进愈 多颗球愈好. 学期总成绩5% 102/10/28~ 102/11/03 8 App Inventor - 图形化Android开发环境. (http://www.appinventor.tw). 手机程式开发概论. 人 机介面设计. 102/11/04~ 102/11/10 9 App Inventor - 网路资料库, 触碰议题. 蓝牙控制乐高 机器人(单点, 多点, 翻转与加速度控制). 102/11/11~ 102/11/17 10 期中考试周 102/11/18~ 102/11/24 11 进阶I/O控制 低阶马达控制指令 感测器类别/模式 感 测器原始值 102/11/25~ 102/12/01 12 多执行绪与事件管理 执行绪实作 事件(event)按钮 事件/感测器事件实作 102/12/02~ 102/12/08 13 数值运算 leJOS中的数值运算方法 乱数 二维、多维阵 列102/12/09~ 102/12/15 14 [课堂竞赛] 蓝牙遥控车. 蓝牙通讯 蓝牙相关设定 Master / slave 通讯架构 如何传值/收值 学期总成绩5% 102/12/16~ 102/12/22 15 定位与导航 leJOS中的Pilot与Navigator类别 透过马达 角度感测器进行方位校正 机器人座标系统 102/12/23~ 102/12/29 16 进阶通讯课题 低阶直接控制指令 [专题] 用一 台NXT主机遥控另一台机器人运动 102/12/30~ 103/01/05 17 读书會报告, 准备期末展示. 103/01/06~ 103/01/12 18 期末考试周 103/01/13~ 103/01/19 修课应 注意事项 1.本期课程以期末机器人专案贯串整学期课程,学生将以2至3人编为一组,共同 完成一个大型机器人专题.期末专题报告将包含共15分钟的口头报告, 机器人展 示并缴交书面报告与投影片. 2.第5周决定题目,期中考周需展示至少40%之系统功能,期末考周需展示系统完 整功能. 3.每堂课都有课程竞赛或作业,类型皆为机器人实作,作业分数由最高分开始取 前六高. 4.出席:10%(列於平时考成绩中),无故缺席每次扣学期总分2分,扣完为止.请 务必亲自请假,不接受代请. 5.组员自评与互评:各5%(列於平时考成绩中).针对自己与组员於本学期专案制 作中表现评分. 6.會举行分组读书會并不定期随堂纸笔测验. 机器人程式设计与实作:使用Java(第二版 / 适用leJOS 0.9). 作者:曾吉弘、林 祥瑞、Juan Antonio. 碁峰资讯. ISBN:9789862768228 教材课本 电脑、投影机、其它(乐高NXT机器人) 教学设备 参考书籍 [Maximum Lego Nxt: Building Robots With Java Brains], Independent Pub[Building Robots With Lego Mindstorms NXT], Morgan Kaufmann Pub. Android / NXT 机器人大战:智慧型手机控制机器人Android手机程式超简单. App Inventor 机器人卷 学期成绩 计算方式 篇 (本栏位仅适用於所授课程需批改作业之课程教师填写) 批改作业 篇数 出席率: 10.0 % 平时评量:20.0 % 期中评量:20.0 % 期末评量:35.0 % 其他〈课程竞赛、随堂测验与报告〉:15.0 % 备考「教学计画表管理系统」网址:http://info.ais.tku.edu.tw/csp 或由教务处 首页〈网址:http://www.acad.tku.edu.tw/CS/main.php〉教务资讯「教学计画 表管理系统」进入. 不法影印是违法的行为.请使用正版教科书,勿不法影印他人著作,以免触法. 2013/6/17 10:05:15 第5页/共5页TETCB3E3227 0A
下载该文档
文档格式：PDF
更新时间：2014-09-26
下载次数：0
点击次数：1
淡江大学102学年度第1学期课程教学计画表 课程名称 开课系级 授课 教师 开课 资料 机器人程式模拟与开发 曾吉弘 TSENG, CHI-HUNG 选修 单学期 3学分 电机系电机三A TETCB3A 系(所)教育目标SIMULATION AND DEVELOPMENT OF ROBOT PROGRAMS 教育学生具备数学、科学及工程知识以解决电机之相关问题. 一、 教育学生具备独立完成所指定任务及团隊精神之电机工程师. 二、 教育学生具备全球化竞争技能以因应现今多元化职场生涯之挑战. 三、 系(所)核心能力A. 具有运用数学工具配合科学方法以解决电机工程问题之能力. B. 具有设计与执行电机实验及分析与解释数據之能力. C. 具有执行电机实务所需知识、技巧及使用工具之能力. D. 具有电机系统设计观念及报告撰写之能力. E. 具有计画管理、沟通技巧及团隊合作之能力. F. 具有发掘、分析及处理电机工程问题之能力. G. 具有认识国际时事议题及持续学习之认知. H. 具有工程师对社會责任、职场伦理及智慧财产权之正确认知. 使用Java程式语言进行机器人控制教学,课程内容包含致动器/感测器存取、数值 运算、蓝牙通讯结合行动装置到高阶机器人行为控制等主题.本学期期末将以专 案方式展示学生学期成果.课程中将一并介绍Android行动装置程式设计来整合 机器人系统控制. 课程简介 Teaching Robotics and related control theory using Java programming language. Content includes actuator, sensor, numeric manipulation and combination with hand-held device to advanced robot behavior control. There will be an open event for student to demonstrate their robot projects. This class will also include Android mobile platform, student will get a brief understanding of how to control their robot through Android devices. 本课程教学目标与目标层级、系(所)核心能力相关性 一、目标层级(选填): (一)「认知」(Cognitive 简称C)领域:C1 记忆、C2 瞭解、C3 应用、C4 分析、 C5 评监、C6 创造 (二)「技能」(Psychomotor 简称P)领域:P1 模仿、P2 机械反应、P3 独立操作、 P4 联结操作、P5 自动化、P6 创作 (三)「情意」(Affective 简称A)领域:A1 接受、A2 反应、A3 重视、A4 组织、 A5 内化、A6 实践 二、教学目标与「目标层级」、「系(所)核心能力」之相关性: (一)请先将课程教学目标分别对应前述之「认知」、「技能」与「情意」的各目标层级, 惟单项教学目标仅能对应C、P、A其中一项. (二)若对应「目标层级」有1~6之多项时,仅填列最高层级即可(例如:认知「目标层级」 对应为C3、C5、C6项时,只需填列C6即可,技能与情意目标层级亦同). (三)再依據所订各项教学目标分别对应其「系(所)核心能力」.单项教学目标若对应 「系(所)核心能力」有多项时,则可填列多项「系(所)核心能力」. (例如:「系(所)核心能力」可对应A、AD、BEF时,则均填列.) 教学目标(中文) 相关性 序号教学目标(英文) 目标层级 系(所)核心能力 1 理解Java程式语法 Clear understanding of Java programming language. P3 ABCD 2 理解如何设计并组装机器人 Clear understanding of how to design and assemble a robot. P4 BCF 3 理解如何以程式控制机器人行 为(包含马达、感测器等) Clear understanding of how to control robot's behavior through program, including motors and sensors. P5 ABCF 4 理解蓝牙通讯原理与应用 Clear understanding of Bluetooth communication and its application. P3 BCF 5 透过「微调」将系统最佳化 Knowing how to optimize system through fine-tuning. C4 AF 6 以系统化观点解决工程问题 Knowing how to solve an engineering problem via a systematic perspective. C4 AEF 7 将综合性问题分散成较小的问题后 逐一解决 The ability to dissemble a comprehensive problem down to smaller issues and solve them separately. A4 ABEFH 8 团隊合作以完成期末专案 Teamwork to complete final project demonstration. A6 DEFG 教学方法 教学目标 序号教学目标之教学方法与评量方法 评量方法 1 理解Java程式语法 讲述、实作 纸笔测验、实作、报告、上课表现、回家作 业2理解如何设计并组装机器人 讲述、实作 纸笔测验、实作、报告、回家作业 3 理解如何以程式控制机器人行 为(包含马达、感测器等) 讲述、实作 实作、报告、上课表 现、回家作业 4 理解蓝牙通讯原理与应用 讲述、实作 实作、报告、上课表 现、回家作业 5 透过「微调」将系统最佳化 讲述、讨论 实作、上课表现 6 以系统化观点解决工程问题 讲述、讨论 实作、报告、上课表现 7 将综合性问题分散成较小的问题后 逐一解决 讨论 实作、报告、回家作业 8 团隊合作以完成期末专案 讨论 实作、报告 全球视野 培养认识国际社會变迁的能力,以更宽广的视野了解全球化 的发展. 本课程之设计与教学已融入本校校级基本素养 淡江大学校级基本素养 内涵说明 资讯运用 洞悉未来 品德伦理 独立思考 乐活健康 团隊合作 美学涵养 熟悉资讯科技的发展与使用,并能收集、分析和妥适运用资 讯. 瞭解自我发展、社會脉动和科技发展,以期具备建构未来愿 景的能力. 了解为人处事之道,实践同理心和关怀万物,反省道德原则 的建构并解决道德争议的难题. 鼓励主动观察和发掘问题,并培养逻辑推理与批判的思考能 力. 注重身心灵和环境的和谐,建立正向健康的生活型态. 体察人我差异和增进沟通方法,培养资源整合与互相合作共 同学习解决问题的能力. 培养对美的事物之易感性,提升美学监赏、表达及创作能 力. 授课进度表周次日期起讫 内容(Subject/Topics) 备注 1 简介 系统环境设置(Java SDK, leJOS 0.9与Eclipse) 认 识乐高 NXT-G图像化程式环境 102/09/16~ 102/09/22 2 Java 基础 物件导向程式设计概述 变数宣告与建构子常 见语法错误 控制结构(while loop, for loop, do while; switch) 基础机器人行为 控制马达方向、电力 与角度 控制机器人前进、后退与转弯 102/09/23~ 102/09/29 3 感测器#1 [专题]碰碰车 – 触碰感测器 [专题]速度控 制–声音感测器 102/09/30~ 102/10/06 4 感测器#2 [专题] 循迹前进 – 光感测器 [专题] 避障 机器人 – 超音波感测器 102/10/07~ 102/10/13 5 以循迹机器人讲解比例控制方法 双光感应器过十字路 口 比例控制:根據目标值与设定值差异进行马达电力 分配 缴交专题提案书 102/10/14~ 102/10/20 6 [课堂竞赛] 循迹搬运赛:机器人需沿著不规则轨迹线 前进至定点,将指定目标物搬运回起点 学期总成绩5% 102/10/21~ 102/10/27 7 [课堂竞赛] 投篮赛:机器人一分钟之内要尽量投进愈 多颗球愈好. 学期总成绩5% 102/10/28~ 102/11/03 8 App Inventor - 图形化Android开发环境. (http://www.appinventor.tw). 手机程式开发概论. 人 机介面设计. 102/11/04~ 102/11/10 9 App Inventor - 网路资料库, 触碰议题. 蓝牙控制乐高 机器人(单点, 多点, 翻转与加速度控制). 102/11/11~ 102/11/17 10 期中考试周 102/11/18~ 102/11/24 11 进阶I/O控制 低阶马达控制指令 感测器类别/模式 感 测器原始值 102/11/25~ 102/12/01 12 多执行绪与事件管理 执行绪实作 事件(event)按钮 事件/感测器事件实作 102/12/02~ 102/12/08 13 数值运算 leJOS中的数值运算方法 乱数 二维、多维阵 列102/12/09~ 102/12/15 14 [课堂竞赛] 蓝牙遥控车. 蓝牙通讯 蓝牙相关设定 Master / slave 通讯架构 如何传值/收值 学期总成绩5% 102/12/16~ 102/12/22 15 定位与导航 leJOS中的Pilot与Navigator类别 透过马达 角度感测器进行方位校正 机器人座标系统 102/12/23~ 102/12/29 16 进阶通讯课题 低阶直接控制指令 [专题] 用一 台NXT主机遥控另一台机器人运动 102/12/30~ 103/01/05 17 读书會报告, 准备期末展示. 103/01/06~ 103/01/12 18 期末考试周 103/01/13~ 103/01/19 修课应 注意事项 1.本期课程以期末机器人专案贯串整学期课程,学生将以2至3人编为一组,共同 完成一个大型机器人专题.期末专题报告将包含共15分钟的口头报告, 机器人展 示并缴交书面报告与投影片. 2.第5周决定题目,期中考周需展示至少40%之系统功能,期末考周需展示系统完 整功能. 3.每堂课都有课程竞赛或作业,类型皆为机器人实作,作业分数由最高分开始取 前六高. 4.出席:10%(列於平时考成绩中),无故缺席每次扣学期总分2分,扣完为止.请 务必亲自请假,不接受代请. 5.组员自评与互评:各5%(列於平时考成绩中).针对自己与组员於本学期专案制 作中表现评分. 6.會举行分组读书會并不定期随堂纸笔测验. 机器人程式设计与实作:使用Java(第二版 / 适用leJOS 0.9). 作者:曾吉弘、林 祥瑞、Juan Antonio. 碁峰资讯. ISBN:9789862768228 教材课本 电脑、投影机、其它(乐高NXT机器人) 教学设备 参考书籍 [Maximum Lego Nxt: Building Robots With Java Brains], Independent Pub[Building Robots With Lego Mindstorms NXT], Morgan Kaufmann Pub. Android / NXT 机器人大战:智慧型手机控制机器人Android手机程式超简单. App Inventor 机器人卷 学期成绩 计算方式 篇 (本栏位仅适用於所授课程需批改作业之课程教师填写) 批改作业 篇数 出席率: 10.0 % 平时评量:20.0 % 期中评量:20.0 % 期末评量:35.0 % 其他〈课程竞赛、随堂测验与报告〉:15.0 % 备考「教学计画表管理系统」网址:http://info.ais.tku.edu.tw/csp 或由教务处 首页〈网址:http://www.acad.tku.edu.tw/CS/main.php〉教务资讯「教学计画 表管理系统」进入. 不法影印是违法的行为.请使用正版教科书,勿不法影印他人著作,以免触法. 2013/6/17 10:05:15 第5页/共5页TETCB3E3227 0A