《树莓派图形化编程》教学大纲
课程英文名 | Graphic Programming Based on Raspberry Pi | 课程代码 | 17E0013 |
学分 | 1 | 总学时 | 16 | 理论学时 | 5 | 实验/实践学时 | 11 |
课程类别 | 通识教育课程 | 课程性质 | 通识任选 | 先修课程 | / |
面向对象 | 全校学生 | 开课学院 | 工程训练中心 |
执笔人 | 唐建祥 | 审定人 | 张松慧 | 制定时间 | 2020 年12 月 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
一、课程地位
《树莓派图形化编程》是面向全校学生开设的选修课,课程地位及目标是通过课程的学习,让学生了解图形化编程的方法,从中了解最新的人工智能技术、锻炼逻辑思维能力和基本的工程素养,从中体会严谨的科学精神、培养一定的创新精神。课程的主要内容是:图形化编程界面的使用方法、倒车雷达的设计与实现、语音播报时钟的设计与实现、智能灯带的设计与实现、AI人机交互的设计与实现。
二、课程目标
1.培养学生了解最新科技的发展,包括硬件、软件、AI等。
2.培养学生了解科学严谨的工作态度。
3.培养学生学会图形化编程的方法。
4.培养学生创新能力、动手能力和逻辑思考能力。
5.思政目标:结合课程思政案例教学,加强德育和劳育教育。
三、课程目标达成的途径与方法
1.通过上课讲解、学生讨论的形式,让学生对最新科技的发展的有所了解。
2.通过制作四个创意作品,培养学生在制作过程中科学严谨的态度。
3.通过上课讲解、课堂示范操作和课后实践的方式,让学生学会图形化编程的使用方法。
4.通过创意作品的制作和编程,培养学生的创新能力、动手能力和逻辑思维能力。
5.通过授课和作品制作,加强学生的思政教育。
四、课程主要内容与基本要求
课程的主要内容是:熟悉图形化编程界面,制作四个创意作品,并编写程序实现作品的基本功能,并具有一定的创新性。其中,在绪论章节,对比国内外相关技术的差异,引入课程思政元素,提升学生的爱国主义情操;在实验环节,通过编写程序,通过音频接口输出“我爱祖国”的音频信息。
五、课程学时安排
章节号 | 教学内容 | 学时数 | 学生任务 | 对应课程目标 |
第1章 | 基础内容 1.1计算机软硬件的发展和爱国主义教育 1.2AI技术的发展与应用 1.3图形化编程界面介绍 1.4图形化编程界面使用方法示例 | 1 | 了解最新科技的发展,国内与国外相关技术的对比,提升学生的爱国主义情操。讲课内容包括硬件、软件、AI等 | 课程目标1、5 |
第2章 | 倒车雷达的制作与编程 2.1硬件电路的构成 2.2硬件电路的搭建 2.3软件的编写 2.4系统的调试 | 1 | 了解蜂鸣器和超声波测距模块的使用方法,编写相应的测距程序和报警程序 | 课程目标2、3、4 |
第3章 | 智能灯带的创意制作 3.1RGB智能灯带的使用方法 3.2软件的编写 | 1 | 学会智能灯带的使用方法,进行智能灯带的创意制作 | 课程目标2、3、4 |
第4章 | 语音播报时钟的制作与编程 4.1硬件电路的构成 4.2硬件电路的搭建 4.3软件的编写 4.4系统的调试 | 1 | 了解linux下系统时间的读取方法、语音播报模块的程序编写方法和系统调试方法 | 课程目标2、3、4 |
第5章 | AI人际交互的设计与实现 5.1AI的使用方法 5.2AI控制其他电气的方法 5.3AI输出语音的方法 5.4通过AI编程通过音频输出“我爱祖国”等语句 | 1 | 了解AI的使用方法,编写具有AI功能的输出控制信号,通过音频接口输出“我爱祖国”等语句 | 课程目标2、3、4、5 |
六、实践环节及基本要求
序号 | 实验项目名称 | 学时 | 基本要求 | 学生任务 | 实验性质 | 实验类别 |
1 | 认识、学习图形化编程界面,初步掌握图形化编程界面的使用方法 | 2 | 会用图形化编程工具 | 初步掌握图形化编程界面的使用方法,并编写简单程序 | 演示实验 | 必做 |
2 | 倒车雷达的制作与编程 | 2 | 制作测量距离为5厘米——2米左右的倒车雷达,并具有报警功能 | 了解蜂鸣器和超声波测距模块的使用方法,编写相应的测距程序和报警程序 | 综合实验 | 必做 |
3 | 智能灯带的创意制作 | 2 | 使用智能灯带进行创意制作 | 学会智能灯带的使用方法,进行智能灯带的创意制作 | 综合实验 | 必做 |
4 | 语音播报时钟的制作与编程 | 2 | 制作具有语音播报的时钟 | 了解linux下系统时间的读取方法、语音播报模块的程序编写和系统调试方法 | 综合实验 | 必做 |
5 | AI人际交互的设计与实现 | 2 | 学会AI的使用方法 | 了解AI的使用方法,编写具有AI功能的输出控制信号,输出“我爱祖国”的音频信息 | 综合实验 | 必做 |
6 | 综合验收 | 1 | 作品验收 | 整理完成四个课程作品并验收 | 综合实验 | 必做 |
注:1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等;2.实验类别指必做、选做等。
七、考核方式及成绩评定
考核内容 | 考核方式 | 评定标准(依据) | 占总成绩比例 |
过程考核 | 到课率、课堂讨论发言等 | 点名一次不到减10分; 发言积极适当加分。 | 20% |
期末考核 | 实物验收 | 依据学生制作四个作品的质量和验收结果综合评定 | 80% |
考核类别 | 考查 |
成绩登记方式 | 五级制 |
八、推荐教材与主要参考书
(一)推荐资源:《树莓派系列教程》,网络资源,2020版
(二)主要参考书:
1. 《南京大学人工智能本科专业教育培养体系》南京大学人工智能学院,机械工业出版社,2019版
2.《爱上电子学:创客的趣味电子实验》第二版,[美] 查尔斯·普拉特,人民邮电出版社