北京理工大学-基于 QUBE Servo 2 的 Mini PBL 课程+ 查看更多
北京理工大学-基于 QUBE Servo 2 的 Mini PBL 课程
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2021年6月北京理工大学地面机动装备国家级实验教学中心,正式和我们进行讨论,是否可以将这样一门PBL课程用于面向大学二年级开放的《工程实践》实验课,《工程实践》课程被定义为结合专业特色,结合前沿科技,激发学生学习和探索能力的一门独立实验课程。
在过去五年的实践课程中,团队为学生开展了机器人、无人机、无人车等实践课程,课程趣味性也很高,学生兴趣很浓,但团队一直也想探索在这门课程中增加一些内容能够更加紧密的结合到大三的专业课程,并且能将时下学生最感兴趣的“人工智能”、“自主导航”、“自动驾驶”等内容有一个系统的引导,更好的搭建在“有趣“的实践课程和”枯燥“的专业理论课中搭建桥梁,鼓励学生将“好玩”和“复杂“工程问题建立连接。
Quanser团队和北京理工大学地面机动装备国家级实验教学中心机电系统控制创新实践教学团队经过数次的教学探讨,将整门课程进行了定义。
整个课程将不会涉及到建模/用数学方法进行控制器设计等专业课程才会习得的内容,整个课程将会向通过交互实验、实物实验、半实物仿真实验,让学生了解为什么要学习电机控制?初步了解控制器的概念,控制器的适用性,控制器如何结合图像处理、物联网等多学科知识与智能车自主导航、无人机自主巡航、机器人视觉识别与运动规划的关联,通过这个实验过程,学生逐渐掌握用工程科学的语言描述问题,运用工程科学的原理尝试对复杂工程问题进行识别和判断,使用专业软件和专业设备进行复杂工程问题模拟并分析实验结果。
在整个课程中,我们做了如下探索:
1.增加考核维度:通过手机交互实验、数字孪生系统跟踪学习学习和实验数据,增加实验课程的学生考核维度,改变单一实验报告的考核方式。
2.提高实验设备的使用率:实验设备采用了专业课控制工程基础的实验设备,但实验设计上聚焦到理解控制的意义和与实际应用的结合。
3.引入学科交叉:通过实验,将视觉/物联网的应用引入课程,鼓励学生尝试现代工程中的可能涉及的关键元素,尝试用专业的知识分析复杂问题。
整个课程包括如下9个实验
实验内容的设计上, 我们引入了Quanser 的”scaffolding”概念,对实验具体内容进行了分级
黑/灰/白分别代表了不同程度的实验,参考”基于QUBE-Servo 2的项目式学习”
本次课程已于2021年8月23日至9月10日面向机械工程、车辆工程等专业方向的80余名大二学生开课,我们和教师团队收获很多,同学们也从不同角度展示给了这种转变的力量,我们看到有的同学主动打开了慕课PID环节进行学习;有的同学为了减少光线对物体的影响,给实验设备打上了伞;还有的同学在实验结束后呼叫着,我要告诉那些没有选这门课的同学,后悔去吧!
由学生设计和制作的球杆平衡器
关于本课程的详细情况,欢迎咨询北京理工大学地面机动装备国家级实验教学中心副主任李忠新教师团队 (邮箱:lzx30526@bit.edu.cn)。
当然,如果您有相关方面的问题也欢迎留言给我们,随时为您解答!
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