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“智造金工锤”联手“PI制项目”:《工程创新实践》

时间:2023-09-15来源:长空学院点击:222

一、课程介绍

《工程创新实践》课程注重理论与实践、基础训练与创新训练相结合,兼顾了机类和电类的培养需求,是面向创新拔尖人才工程实践和创新能力培养的必修实践课程,引导学生动手实践、探索书本之外的奥妙。

《工程创新实践》课程主要分为两个模块,第一个模块为“基础训练”,以基础金工为主,旨在促进学生工程能力养成和工程文化认知,第二个模块为“创新实践”,是在工程训练、电工电子、计算机及虚拟仿真的平台基础上,以学生为主体,由PI教授(首席教授)及跨学院教师、企业教师、虚拟班主任及协同教师共同组成的跨学科的PI制创新指导团队负责指导,通过项目驱动导引,团队合作,交叉融合,培养学生工程创新实践动手能力,以适应新经济、新工科对未来人才的能力需求。










二、工程基础训练

工程基础训练主要包括导论、CAD、普通车削、钳工、普通铣削、特种加工、快速成形、热加工等模块内容。通过本课程的实践学习,使得学生建立工程的基本概念,了解从原材料到产品的一般生产过程,熟悉常用的机械加工工艺、设备和工艺装备;能够综合应用机械工程中的产品设计、制造、创新等方面的知识;同时认识先进制造的理念、模式和相关技术,培养工程意识和团队意识,增强理论联系实际的能力和创新能力,培养质量、市场、安全生产和环保等方面的综合意识。


三、工程创新实践

创新实践共有四个项目可供学习,学生根据兴趣及需求选择一个项目。

(一)智能物流搬运小车

本课程面向工科专业本科生,是以智能制造为主题的综合性实践训练项目。项目以无人车间智能物流运输为实施场景,最终成果为由机械臂与AGV小车构成的作业系统,实现零件的视觉识别、定位抓取、装车与自动搬运归置,旨在培养学生项目方案设计、项目实施、项目组织管理等能力,全面培养学生现代工程师职业素养。项目定位复杂系统工程,面向智能制造,以完整项目系统、规范工程产出、准确工程实现为考量,涵盖了机械设计、机电控制、工业通讯、机器视觉等知识领域,多学科融合交叉,具有较鲜明的“新工科”特色


(二)四旋翼无人机

本课程围绕四旋翼无人机,将项目准备、设计、开发、测试全流程按照循序渐进的方式,设置为多个基础性、综合性实验。通过本课程的学习学生可以掌握无人机的开发流程和方法,锻炼团队协作能力,能够综合运用传感器与检测技术、控制、机械等学科的基本原理和方法,掌握系统软硬件设计和调试的能力,完成无人机的起飞、定高飞行、平稳降落等基础功能。课程通过上述项目式锻炼,并给出避障、炫技飞行等提高部分可选性功能,为学生自主创新式实验实践提供平台,为专业性课程提供先导。

课程主要内容包括通过虚拟仿真了解四旋翼的组成部分、装配次序等通识类部分;无人机飞行安全、调试、遥控飞行等基础部分;依靠光流自主程控飞行等功能模块部分;利用OpenMVK210等视觉传感器及测距传感器联合实现的提高部分。


(三)航空电源

本课程面向电力电子技术,围绕航空电源系统主题,将项目准备、设计、开发、测试全流程按照循序渐进的方式,设置为多个基础性、综合性实验。从电子系统基础知识、电路建模与仿真、PCB制版绘图、嵌入式开发基础入门、3D打印基础入门等内容进行铺垫,引入DC-DC变换电源系统中辅助供电电路、主电路、采样、控制电路的设计、焊接、调试、测试部分,再到最小系统整机联调、拓展功能及各类进阶电源系统等内容。本课程的学习及考核以项目小组形式进行,可以更好的锻炼团队协作能力,综合运用电路、电工、电子、微机、控制、机械等学科的基本原理和方法,学习电子系统开发流程和方法,掌握系统软硬件设计和调试方法,完成功能、指标符合要求的电子系统,提高动手能力,为自主创新式实验实践提供平台,为专业性课程提供先导。


(四)基于鸿蒙生态的5G智能场景(交通)设计

本课程讲述了HMS的生态发展环境配置到多个KIT的功能介绍集成调用方法以及代码详解,从初级到高级、理论到实践,引导学生学会HMS在应用开发中的实践操作。通过讲解HarmonyOS应用开发的初级到高级开发的核心知识点,以及设备开发的基本操作,结合实例让学生掌握HarmonyOS应用开发和设备开发并使用综合案例来展示完整项目的开发从需求分析、架构设计、项目开发到最后的项目发布全流程讲解,最后使用搭载HarmonyOS系统的智能小车设备来体验设备开发,根据指导手册编写应用程序烧进小车主板,可以直接通过程序控制小车的启动停止、前后左右移动等,带给学生非常直观的学习体验。

通过介绍5G通信技术的整体概貌、行业发展动态趋势、物联网和5G通信技术的结合以及基于5G技术的典型行业解决方案,让学生掌握5G通信技术以及相关物联网应用,使学生获得能够基于5G无线协议进行工程应用开发的能力,课程配套使用AIOT-5G小车实训套件,提供两个可选实验:1、支持端云协同,通过5G通信网络实现与物联网综合实训平台的互联互通,提供5G通信技术体验、入网配置开发、5G语音通信等5G端到端数据交互流程实践;2、结合案例场景,实现如交通信息交互、车路协同、车辆编队等场景实训;场景化实验让学生感受并学习5G技术是如何在现实生活中发挥巨大作用。