北京理工大學-基于 QUBE Servo 2 的 Mini PBL 課程

       2021年6月北京理工大學地面機動裝備國家級實驗教學中心，正式和我們進行討論，是否可以將這樣一門PBL課程用于面向大學二年級開放的《工程實踐》實驗課，《工程實踐》課程被定義為結合專業特色，結合前沿科技，激發學生學習和探索能力的一門獨立實驗課程。
       在過去五年的實踐課程中，團隊為學生開展了機器人、無人機、無人車等實踐課程，課程趣味性也很高，學生興趣很濃，但團隊一直也想探索在這門課程中增加一些內容能夠更加緊密的結合到大三的專業課程，并且能將時下學生最感興趣的“人工智能”、“自主導航”、“自動駕駛”等內容有一個系統的引導，更好的搭建在“有趣“的實踐課程和”枯燥“的專業理論課中搭建橋梁，鼓勵學生將“好玩”和“復雜“工程問題建立連接。
       Quanser團隊和北京理工大學地面機動裝備國家級實驗教學中心機電系統控制創新實踐教學團隊經過數次的教學探討，將整門課程進行了定義。
       整個課程將不會涉及到建模/用數學方法進行控制器設計等專業課程才會習得的內容，整個課程將會向通過交互實驗、實物實驗、半實物仿真實驗，讓學生了解為什么要學習電機控制？初步了解控制器的概念，控制器的適用性，控制器如何結合圖像處理、物聯網等多學科知識與智能車自主導航、無人機自主巡航、機器人視覺識別與運動規劃的關聯，通過這個實驗過程，學生逐漸掌握用工程科學的語言描述問題，運用工程科學的原理嘗試對復雜工程問題進行識別和判斷，使用專業軟件和專業設備進行復雜工程問題模擬并分析實驗結果。
       在整個課程中，我們做了如下探索：
       1.增加考核維度：通過手機交互實驗、數字孿生系統跟蹤學習學習和實驗數據，增加實驗課程的學生考核維度，改變單一實驗報告的考核方式。
       2.提高實驗設備的使用率：實驗設備采用了專業課控制工程基礎的實驗設備，但實驗設計上聚焦到理解控制的意義和與實際應用的結合。
       3.引入學科交叉：通過實驗，將視覺/物聯網的應用引入課程，鼓勵學生嘗試現代工程中的可能涉及的關鍵元素，嘗試用專業的知識分析復雜問題。
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       整個課程包括如下9個實驗
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       實驗內容的設計上, 我們引入了Quanser 的”scaffolding”概念，對實驗具體內容進行了分級
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黑/灰/白分別代表了不同程度的實驗，參考”基于QUBE-Servo 2的項目式學習”
       本次課程已于2021年8月23日至9月10日面向機械工程、車輛工程等專業方向的80余名大二學生開課，我們和教師團隊收獲很多，同學們也從不同角度展示給了這種轉變的力量，我們看到有的同學主動打開了慕課PID環節進行學習；有的同學為了減少光線對物體的影響，給實驗設備打上了傘；還有的同學在實驗結束后呼叫著，我要告訴那些沒有選這門課的同學，后悔去吧！
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由學生設計和制作的球桿平衡器
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    關于本課程的詳細情況，歡迎咨詢北京理工大學地面機動裝備國家級實驗教學中心副主任李忠新教師團隊 (郵箱：lzx30526@bit.edu.cn)。     
       當然，如果您有相關方面的問題也歡迎留言給我們，隨時為您解答！
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