Творческий проект - Томский политехнический университет

УТВЕРЖДАЮ
Директор ИК
__________А. А. Захарова
«___» ____________2015 г.
БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЕКТ
Направление ООП: 15.03.06 «Мехатроника и робототехника»
Профиль подготовки: «Интеллектуальные робототехнические
и мехатронные системы»
Квалификация (степень): бакалавр
Базовый учебный план приема: 2015 г.
Курс 1, 2 семестр 2, 3, 4
Количество кредитов 3 (1/1/1)
Код дисциплины Б1.ВМ4.3
Виды учебной деятельности
Лекции, ч
Практические занятия, ч
Лабораторные занятия, ч
Аудиторные занятия, ч
Самостоятельная работа, ч
ИТОГО, ч
Временной ресурс по очной форме обучения
108
108
Вид промежуточной аттестации: зачет
Обеспечивающее подразделение: кафедра интегрированных компьютерных
систем управления (ИКСУ)
Заведующий кафедрой ИКСУ __________
А.В. Лиепиньш
(ФИО)
Руководитель ООП
___________
Т.Е. Мамонова
(ФИО)
Преподаватель
___________
Т.В. Александрова
2015 г.
1. Цели освоения дисциплины
(ФИО)
Целью дисциплины «Творческий проект» является систематизация, закрепление и
расширение теоретических и практических знаний студентов и применение этих знаний
при решении конкретных научных, технических и экономических задач. Работа над проектом способствует появлению у студентов самостоятельности, творческих способностей,
инициативы и управленческих навыков при решении научных и практических задач.
Изучение дисциплины «Информационные технологии» направлено на достижение
следующих целей ООП:
Ц1
Ц2
Ц3
Ц4
Ц5
Подготовка выпускников к проектно-конструкторской деятельности в области создания и внедрения аппаратных и программных средств мехатроники и робототехники в
соответствии с техническим заданием и с использованием средств автоматизации проектирования.
Подготовка выпускников к проектно-технологической деятельности в области создания средств и систем мехатроники и робототехники с использованием современных
инструментальных средств и информационных технологий.
Подготовка выпускников к комплексным инженерным исследованиям для решения
задач, связанных с разработкой аппаратных и программных средств объектов мехатроники и робототехники.
Подготовка специалистов к монтажно-наладочной и сервисно-эксплуатационной деятельности для ввода разработанных объектов мехатроники и робототехники в опытную и промышленную эксплуатацию с выполнением требований защиты окружающей
среды и правил безопасности производства.
Подготовка выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Образовательный модуль «Творческий проект» является модулем вариативной части профессионального цикла дисциплин.
ПРЕРЕКВЕЗИТЫ – дисциплина «Введение в инженерную деятельность».
КОРЕКВЕЗИТЫ – дисциплины «Программные средства математических расчетов»,
«Начертательная геометрия и инженерная графика», «Информатика», «Основы мехатроники и робототехники», «Дискретная математка».
Дисциплина «Творческий проект» обеспечивает развитие профессионально значимых умений, опыта работы в команде, а также представление об интегрированном содержании образовательной программы, что необходимо при изучении дисциплин профессионального цикла и выполнения УИРС, НИРС, ВКР.
3. Результаты освоения дисциплины
В результате обучения у студента должны выработаться следующие компетенции,
соответствующие ООП 15.03.06 «Мехатроника и робототехника»:
общекультурные компетенции (ОК):
способностью анализировать основные этапы и закономерности исторического развития общества для формирования гражданской позиции (ОК-2);
способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);
общепрофессиональные компетенции (ОПК):
готовностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научнотехническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии в своей профессиональной деятельности (ОПК-4);
профессиональные компетенции (ПК):
способностью проводить эксперименты на действующих макетах, образцах мехатронных и робототехнических систем по заданным методикам и обрабатывать результаты с применением современных информационных технологий и технических средств (ПК5);
Результат
обучения
готовностью участвовать в составлении аналитических обзоров и научнотехнических отчетов по результатам выполненной работы, в подготовке публикаций по
результатам исследований и разработок (ПК-7);
способностью внедрять результаты исследований и разработок и организовывать защиту прав на объекты интеллектуальной собственности (ПК-8);
способностью проводить обоснованную оценку экономической эффективности
внедрения проектируемых мехатронных и робототехнических систем, их отдельных модулей и подсистем (ПК-14);
готовностью к организации работы малых групп исполнителей из числа инженерно-технических работников (ПК-17);
Соответствие результатов освоения дисциплины формируемым компетенциям ООП
представлено в таблице 1.
Таблица 1
Р2
Код
Знания
Код
Умения
З.2.2
- перспектив технического развития и
особенности деятельности организаций, компетентных на законодательно-правовой
основе в области
технического регулирования и метрологии;
- моделей превосходного бизнеса для
организации; производства отрасли; структурных схемы
построения, режимы работы, математические модели
производств как
объектов управления;
- техникоэкономических критериев качества
обработки, анализа
и обобщения научно-технической информацию
о мехатронной
и робототехнической продукции
У.2.2
применять передовой
отечественный и зарубежный опыт в области теории производства и его эксплуатации
У.7.1
ставить цели и выбирать пути её достижения
работать в коллективе
З.2.5
Р7
З.7.2
области знаний
PMBOK (Project
Management Body of
Knowledge)
У.7.2
У.7.4
эффективно работать
в качестве члена ко-
Код
В.7.2
В.7.4
Владение
опытом
культурного
мышления,
– кооперации с
коллегами
способностью
брать на себя от-
манды по разработке
программных и технических средств мехатроники и робототехники
Р8
У.8.4
ветственность за
результаты работы по разработке
средств мехатроники и робототехники
понимать высказывания и реплики профессионального характера;
Составлять общий
план письменного
сообщения профессионального характера
Планируемые результаты освоения дисциплины «Творческий проект» показаны в
таблице 2.
Таблица 2
Планируемые результаты освоения дисциплины
№ п.п.
Результаты
Знать порядок принятия участия в фундаментальных и прикладных исследоРД1
ваниях по созданию новых методов и алгоритмов синтеза мехатронных и робототехнических средств;
Знать методы качественного и количественного анализа надежности, сопроРД2
вождающих эксплуатацию разрабатываемых узлов и агрегатов и обосновывать меры по ее увеличению.
Уметь формировать планы измерений и испытаний для различных измериРД3
тельных и экспериментальных задач мехатроники и робототехники и обрабатывать полученные результаты с использованием алгоритмов, адекватных
сформированным планам;
Уметь разрабатывать макеты информационных, электромеханических, элекРД4
трогидравлических, электронных и микропроцессорных модулей мехатронных и робототехнических систем; самостоятельно решать технические задачи
в рамках учебно-исследовательской работы;
Владеть опытом формирования планов измерений и испытаний для различных
РД5
измерительных и экспериментальных задач мехатроники и робототехники и
обрабатывать полученные результаты с использованием алгоритмов, адекватных сформированным планам;
Владеть опытом самостоятельной работы по выполнению исследовательских
РД6
проектов.
4. Структура и содержание дисциплины
В рамках практической части модуля предполагается выполнение трех творческих
проектов, которые могут быть связаны одной тематикой в области исследований и решения инженерных задач и отличаться степенью сложности в зависимости от семестра выполнения, либо быть абсолютно независимыми друг от друга.
Выбор темы творческого проекта должен осуществляться на заключительном этапе
освоения теоретической части образовательного модуля. Согласно выбранным тематикам
должны быть сформированы подгруппы численностью не более 5 студентов, совместно
выполняющих проект. Допустимо также индивидуальное выполнение проекта. Ответственным за формирование состава подгрупп является руководитель образовательной
программы, который может прибегнуть к помощи куратора или академического консультанта, закрепленного за каждой учебной группой.
Для выполнения творческого проекта от профильной кафедры студенту, либо подгруппе студентов назначается руководитель, обязанностью которого является сопровождение выполнения проекта на всех его стадиях. Руководителем проекта может быть
назначен любой преподаватель кафедры, ведущий научно-исследовательскую деятельность в области заявленной тематики творческого проекта. Руководителем творческого
проекта может быть назначен также внешний приглашенный специалист, выполняющий
соответствующие обязанности на условиях почасовой оплаты труда или на общественных
началах.
Процесс выполнения работ должен быть обеспечен всеми необходимыми учебнометодическими материалами, справочной и иной литературой, техническими и другими
учебно-вспомогательными средствами.
Студент изучает:
- методы исследования и проведения экспериментальных работ, положения, инструкции, правила эксплуатации используемого в исследованиях оборудования;
- методы анализа и обработки экспериментальных данных, физические и математические модели изучаемого объекта, средства компьютерного моделирования, относящиеся
к профессиональной сфере;
- отечественные и зарубежные данные по исследованию объектов-аналогов с целью
оценки научной и практической значимости;
- технико-экономическую эффективность проводимой разработки;
- вопросы организации и планирования научных работ, требования к оформлению
научно-технической документации.
Студенту следует:
- обосновать целесообразность разработки темы;
- подобрать необходимые источники (литературу, патентные материалы, научные
отчеты, техническую документацию и др.), провести их анализ, систематизацию и обобщение;
- освоить оборудование на рабочем месте и научиться самостоятельно его использовать;
- выполнить предусмотренный планом объем исследований;
- обработать имеющиеся данные и проанализировать результаты.
6. Организация и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
В общем случае самостоятельная работа состоит из текущей СРС и творческой проблемно-ориентированной СРС. Текущая СРС направлена на углубление и закрепление
знаний студентов, развитие практических умений и может представлять собой:
чным
темам в области профессиональной деятельности ООП в формате докладов к общенаучным мини-конференциям;
профессиональной деятельности ООП.
Творческая СРС может быть ориентирована на развитие интеллектуальных умений,
комплекса общекультурных и профессиональных компетенций, повышение творческого
потенциала студентов и представлять собой:
ции по основным областям и задачам в рамках профессиональной деятельности ООП (составление эссе, выполнение заданий к проектным мини-конференциям, подготовка к дебатам, и др.).
6.2. Содержание самостоятельной работы студентов
по дисциплине
Контроль СРС может проводиться путем проверки работ, предложенных для выполнения в качестве домашних заданий согласно рейтинг-плану освоения теоретической части образовательного модуля. Наряду с контролем СРС со стороны преподавателя может
быть предложен личный самоконтроль по выполнению СР со стороны студентов. Организация контроля и учета СРС может проводиться с помощью ведения семестровых рефлексивных дневников и прочих учебно-методических материалов.
Освоение «Творческого проекта» предусмотрено полностью в рамках самостоятельной работы студентов. Руководитель творческого проекта должен проводить все организационные мероприятия, необходимые для достижения планируемых результатов обучения. Для этого необходимо ведение дневника выполнения проекта, в котором будут четко
определены роли каждого исполнителя проекта, сферы его деятельности, возлагаемые на
него задачи, а также отражаться рефлексивные заметки4 каждого исполнителя по этапам
выполнения творческого проекта.
Формат дневника выбирается на усмотрение руководителя проекта.
6.3. Контроль самостоятельной работы
Формой промежуточного контроля по итогам освоения практической части образовательного модуля «Введение в инженерную деятельность» во 2-4 семестрах обучения является зачет. Зачет выставляется по итогам успешного выполнения творческого проекта,
результаты которого должны быть продемонстрированы и защищены перед творческой
комиссией кафедры. В состав комиссии должны входить руководители творческих проектов учебной группы на текущий семестр и заведующий кафедрой. Форма представления
результатов, демонстрации и защиты выбирается на усмотрение руководителя проекта.
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
(фонд оценочных средств)
Оценка качества освоения дисциплины производится по результатам контролирующих мероприятий, представленных в таблице 3.
Таблица 3
Контролирующие мероприятия дисциплины
Контролирующие мероприятия
Результаты обучения по дисциплине
выполнение пояснительной записки РД1, РД2, РД3, РД4, РД5, РД6
зачет
РД1, РД2, РД3, РД4, РД5, РД6
По итогам выполнения творческого проекта должна быть сформирована краткая общая пояснительная записка, отражающая основные цели и результаты выполнения проекта. Пояснительная записка должна быть выполнена в соответствии с требованиями стандартов ТПУ о выполнении курсовых работ и проектов. Объем пояснительный записки выбирается на усмотрение руководителя проекта и зависит от степени сложности выполняемого проекта.
Защита творческих проектов производится публично. В качестве слушателей могут
быть приглашены заинтересованные студенты и преподаватели, которые также имеют
право принять участие в обсуждении результатов выполнения проектов. На проведение
мероприятий по защите творческих проектов выпускающей кафедре планируется общий
объем учебных поручений согласно нормам времени, установленным в ТПУ на принятие
зачета.
Для оценки качества освоения дисциплины при проведении контролирующих мероприятий предусмотрены следующие средства (фонд оценочных средств).
Примеры творческих проектов
1. Проектирование элементов робототехнической системы средствами MicroStation
v8i
2. Контроллер 32sm для робототехнической системы
3. Моделирование мехатронной системы с использованием MatLab
4. 3D-моделирование в робототехнике
5. Моделирование ДПТ в Matlab
6. Применение технического зрения в робототехнике
7. Проектирование робота-уборщика
8. Применение нейросетевого регулирования в робототехнической системе
9. Альтернативное устройство ввода «Touchspace»
10. Недостатки и преимущества использования одноплатных компьютеров в мобильной робототехнике
11. Реализация системы управления для антропоморфного манипулятора
12. Применение искусственного интеллекта
13. Исследование системы управления робототехническим сборочным комплексом
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
Оценка качества освоения дисциплины «Творческий проект» в ходе текущей и промежуточной аттестации обучающихся осуществляется в соответствии с «Руководящими
материалами по текущему контролю успеваемости, промежуточной и итоговой аттестации студентов Томского политехнического университета», утвержденными приказом ректора № 77/од от 29.11.2011 г.
В соответствии с «Календарным планом изучения дисциплины»:
 текущая аттестация производится в течение семестра (оценивается в баллах (максимально 60 баллов), к моменту завершения семестра студент должен набрать не
менее 33 баллов);
 промежуточная аттестация (зачет) производится в конце семестра (оценивается в
баллах (максимально 40 баллов), на зачете студент должен набрать не менее 22
баллов).
Итоговый рейтинг по дисциплине определяется суммированием баллов, полученных
в ходе текущей и промежуточной аттестаций. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
9. Учебно - методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
1. ФГОС ВПО по направлению подготовки 221000 «Мехатроника и робототехника»
(квалификация (степень) «бакалавр»), утвержденный Приказом Министерства образования и науки РФ от 09.11.2009 г. № 545.
2. Стандарты и руководства по обеспечению качества основных образовательных
программ подготовки бакалавров, магистров и специалистов по приоритетным направлениям развития Национального исследовательского Томского политического университета
(Стандарт ООП ТПУ): сборник инструктивно-методических материалов / под ред. А.И.
Чучалина, Е.Г. Язикова. – 2-е изд., расширен. и перераб. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010.– 153
с.
3. Основная образовательная программа по направлению подготовки бакалавров
221000 «Мехатроника и робототехника».
4. Дульзон А.А. Управление проектами: учебное пособие/ А.А. Дульзон; Томский
политехнический университет. – 3-е изд., перераб. и доп. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 335 с.
Дополнительная литература
1.Подураев Ю.В. Мехатроника: основы, методы, применение: учеб. Пособие для студентов вузов. – 2-е изд., стер. – М.: Машиностроение, 2007. -256 с.
2. Самсонова М. В. Междисциплинарный курсовой проект: методические указания
по содержанию, оформлению и защите междисциплинарного курсового проекта / М. В.
Самсонова, Е. Ф. Лимасова. – Ульяновск: УлГТУ, 2010. – 55 с.
3. Курмаз Л.В. Конструирование узлов и деталей машин: Справочное учебнометодическое пособие/ Л.В. Курмаз, О.Л. Курмаз. – М: Высш. шк., 2007 – 455 с.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лабораторная база и учебно-методические материалы кафедры ИКСУ, библиотечные фонды НИ ТПУ.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС ВО по направлению 15.03.06 «Мехатроника и робототехника» и профилю подготовки «Интеллектуальные робототехнические и
мехатронные системы».
Программа одобрена на заседании кафедры ИКСУ
(протокол № 40 от «21» мая 2015 г.).
Автор:
ст. преподаватель Т.В. Александрова
Рецензент:
к.т.н., доцент Т.Е. Мамонова
Дисциплина
Институт
Творческий проект
Институт кибернетики
Интегрированных компьютерных
систем управления
Кафедра
Семестр
Группы
Преподаватель
Число недель
Кол-во кредитов
16/16/16
3 (1/1/1)
Лекции, час
Практич. занятия,
час
Лаб.работы, час.
Всего аудит.работы, час
Самост.работа, час
108
2, 3, 4
8Е51, 8Е52
Т.В. Александрова
ВСЕГО, час
108
Рейтинг-план освоения модуля (дисциплины) в течение семестра
Текущий контроль
Недели
Теоретический материал
1
Название модуля
Темы лекций
Контролир.
матер.*
Практическая деятельность
Баллы*
Название лабораторных работ*
Баллы*
Темы практических занятий
(решаемые задачи)*
Баллы*
Индивидуальные
задания (рубежные контрольные работы,
рефераты и т.п.)*
Итого
Баллы*
Проблемноориентированные
задания (НИРС в
рамках дисциплины
и др.)*
Выбор (актуализация ) темы
УИР
2
3
Встречи с научным руководителем, составление плана
Баллы*
УИР
4
Утверждение
тематик НИРС
5
Сбор информации по заданной тематике
6
Анализ собранной информации
7
Постановка задачи исследования
8
Выбор метода и
средства для
решения поставленной задачи
9
Промежуточная
аттестация
Всего по контрольной точке (аттестации) № 1
25
25
25
10
Выполнение
УИР
11
Выполнение
УИР
12
Выполнение
НИР
13
консультации с
научным
руководителем
14
Выполнение
УИР
15
консультации с
научным
руководителем
16
Выполнение
УИР
17
Составление
итогового отчета
18
Сдача отчета по
УИР
"21"мая 2015 г.
Зав. кафедрой ИКСУ
Преподаватель
35
35
Итоговая текущая аттестация
60
Экзамен (зачет)
40
Итого баллов по дисциплине
100
А.В. Лиепиньш
Т.В. Александрова