上海交通大学：《工程实践与科技创新》课程教学资源_历年优秀作业.pdf_大学文库

2012科技创新与实践期末小组报告第八组三、路线设计与行进过程分解刚开始我们的设想是让小车从直道进入，在U型弯处通过左右轮的速度差来实现转弯，直接转过180度，再直行·走完一圈后进入圈中。但是经过反复试验，发现无论在程序中如何改变小车左右轮的速度，小车的速度始终没有改变，两轮只能以全速旋转。为了实现转弯，只能使左轮停转，经过测速，计算，我们发现小车在左轮停转的状态下做圆周运动的半径小于1米，无法转过U型弯，走过的路线只能如下图4所示。 0.5米图4 图5 为了能够完成任务，我们经过反复讨论和思考，最后决定把U型弯再次细分，分成3 个部分，先使小车左轮停转，转弯，车头转过90度后，两轮一起全速转动，直行一段距离，左轮再次停转，转弯，转过90度后进入直道，经过反复的实验与测量最终测算出了中间直行以及转弯的时间，确定了绕跑道跑的路线，也成功地把误差控制在了0.5米以内，如上右图5所示。最后为了让小车能够停在跑道的中心，并使车头平行于直道，我们起初想让小车在最后一次转弯后，延长转弯时间进入跑道内部，然后再使小车改变转弯方向，右转走到跑道中心位置，同时车头方向也能平行于跑道。然而经过实验我们发现，突然改变转弯方向会使小车打滑·经过思考，我们决定在左转和右转之间加一段直行来进行缓冲，最终达到相同的目的。经过多次实验，我们最终确定了路线，从直道外0.5米处进入直道，走完直道后小车左转，转过90度后，直行，再左转90度进入第二条直道，直行，走完直道后按第一个U型弯的过程重复一遍，延长最后一段转弯时间，是小车进入直道，然后直行，接近中心时，右转，使车头与跑道平行，停车。最终路线如图6所示。直行图6

三、路线设计与⾏进过程分解刚开始我们的设想是让⼩⻋从直道进⼊，在U型弯处通过左右轮的速度差来实现转弯，直接转过180度，再直⾏，⾛完⼀圈后进⼊圈中。但是经过反复试验，发现⽆论在程序中如何改变⼩⻋左右轮的速度，⼩⻋的速度始终没有改变，两轮只能以全速旋转。为了实现转弯，只能使左轮停转，经过测速，计算，我们发现⼩⻋在左轮停转的状态下做圆周运动的半径⼩于1⽶，⽆法转过U型弯，⾛过的路线只能如下图4所⽰。 ! ! ! ! 为了能够完成任务，我们经过反复讨论和思考，最后决定把U型弯再次细分，分成3 个部分，先使⼩⻋左轮停转，转弯，⻋头转过90度后，两轮⼀起全速转动，直⾏⼀段距离，左轮再次停转，转弯，转过90度后进⼊直道，经过反复的实验与测量最终测算出了中间直⾏以及转弯的时间，确定了绕跑道跑的路线，也成功地把误差控制在了0.5⽶以内，如上右图5所⽰。最后为了让⼩⻋能够停在跑道的中⼼，并使⻋头平⾏于直道，我们起初想让⼩⻋在最后⼀次转弯后，延⻓转弯时间进⼊跑道内部，然后再使⼩⻋改变转弯⽅向，右转⾛到跑道中⼼位置，同时⻋头⽅向也能平⾏于跑道。然⽽经过实验我们发现，突然改变转弯⽅向会使⼩⻋打滑，经过思考，我们决定在左转和右转之间加⼀段直⾏来进⾏缓冲，最终达到相同的⺫的。经过多次实验，我们最终确定了路线，从直道外0.5⽶处进⼊直道，⾛完直道后⼩⻋左转，转过90度后，直⾏，再左转90度进⼊第⼆条直道，直⾏，⾛完直道后按第⼀个U型弯的过程重复⼀遍，延⻓最后⼀段转弯时间，是⼩⻋进⼊直道，然后直⾏，接近中⼼时，右转，使⻋头与跑道平⾏，停⻋。最终路线如图6所⽰。 2012科技创新与实践期末⼩组报告第⼋组 3 图4 图5 图6

2012科技创新与实践期末小组报告第几组四丶程序设计小车行进路程为两条直线加两个半圆加一条弧线（到达轨迹中心点）。在直线设计上，只要简单地使用$=V*t就能解决问题。通过在地面上5秒试跑通过的瓷砖数乘以每块瓷砖的宽度我们得到了小车全速行进时的大致速度。再结合两段直线的长度我们就得到了各自所需时间。在半圆路线设计上，我们起初的想法是通过改变两只前轮的速度来实现。不过可能因为小车某些功能故障，仅仅改变程序中的速度参数对实际速度影响微乎其微。之后我们改变想法，直接将转弯时内侧轮速设为0（由于地面运行时外轮转动带动小车从而带动内轮，所以当内轮速度为0时小车并不会原地打转)。可此设定太过极端 (形成的半圆半径太小)，不能完成半径为1米的半圆轨迹。经过思考，我们将半圆拆分成两个四分之一圆加上一小段直线，从而实现小半径半圆向大半径半圆的转换。经过多次改变时间参数，两个半圆路线均成功。在弧线设计上，我们也遇到了一个困难。因为最后停止时小车方向要与轨道直线平行，而纵向距离只有一米，所以调整位置时不能有过大的弧线半径。一开始，我们将小车左转到差不多位置时把右轮设为逆向旋转，结果竟然因为抓地力不够外加电量不足导致小车原地不动，于是只能把右轮设为0速度，而小车始终不能到达理想方向。然后我们想到了通过改变上半圆轨迹的方法来达到理想位置。我们在第一个半圆当中添加多一小段弧线使得第二条直线与第一条直线不平行从而略微缩小第二的半圆的半径。到了第二个半圆我们取消了原本设定的一小段直线并增长转向时间从而到达起点后继续想圈内左转。通过这个方法我们增大了最后调整方向时的缓冲，使得右转的时间变大，于是恰当地到达终点。如下图所示

四、程序设计⼩⻋⾏进路程为两条直线加两个半圆加⼀条弧线（到达轨迹中⼼点）。在直线设计上，只要简单地使⽤s=v*t就能解决问题。通过在地⾯上5秒试跑通过的瓷砖数乘以每块瓷砖的宽度我们得到了⼩⻋全速⾏进时的⼤致速度。再结合两段直线的⻓度我们就得到了各⾃所需时间。在半圆路线设计上，我们起初的想法是通过改变两只前轮的速度来实现。不过可能因为⼩⻋某些功能故障，仅仅改变程序中的速度参数对实际速度影响微乎其微。之后我们改变想法，直接将转弯时内侧轮速设为0（由于地⾯运⾏时外轮转动带动⼩⻋从⽽带动内轮，所以当内轮速度为0时⼩⻋并不会原地打转）。可此设定太过极端（形成的半圆半径太⼩），不能完成半径为1⽶的半圆轨迹。经过思考，我们将半圆拆分成两个四分之⼀圆加上⼀⼩段直线，从⽽实现⼩半径半圆向⼤半径半圆的转换。经过多次改变时间参数，两个半圆路线均成功。在弧线设计上，我们也遇到了⼀个困难。因为最后停⽌时⼩⻋⽅向要与轨道直线平⾏，⽽纵向距离只有⼀⽶，所以调整位置时不能有过⼤的弧线半径。⼀开始，我们将⼩⻋左转到差不多位置时把右轮设为逆向旋转，结果竟然因为抓地⼒不够外加电量不⾜导致⼩⻋原地不动，于是只能把右轮设为0速度，⽽⼩⻋始终不能到达理想⽅向。然后我们想到了通过改变上半圆轨迹的⽅法来达到理想位置。我们在第⼀个半圆当中添加多⼀⼩段弧线使得第⼆条直线与第⼀条直线不平⾏从⽽略微缩⼩第⼆的半圆的半径。到了第⼆个半圆我们取消了原本设定的⼀⼩段直线并增⻓转向时间从⽽到达起点后继续想圈内左转。通过这个⽅法我们增⼤了最后调整⽅向时的缓冲，使得右转的时间变⼤，于是恰当地到达终点。如下图所⽰。 2012科技创新与实践期末⼩组报告第⼋组 4

2012科技创新与实践期末小组报告第几组七、心得体会许诗祎5120109029 大学生涯的第一个通识课，我感觉我在课堂上学到了很多。知识讲授与实践结合的教学方式让我在丰富自己的知识的同时，提高了自己思考和动手的能力，而小组合作的实践方式，也锻炼了我们团队合作，共同解决问题的能力。第一节课，怀着好奇与憧憬，了解了工程实践与科技创新这门课的大致情况和我们将要接触的小车。而后的几次，又认识了很多电子元件，了解了它们的功能和分类，也学会了怎么用软件设计电路等等。这些我闻所未闻的知识在让我认识到这门课的艰深的同时，也让我欣喜能有这个机会来学习这些东西。进入到了实验室，到了自己动手动脑的时间，第一次接触单片机控制的小车，第一次学习怎么用程序来操控小车的行动，从开始的一无所知，到渐渐地了解了程序的含义，学习到全新的知识又是意见让人愉悦的事，虽然完成课堂任务时遇到了很多问题，但是当问题一一被解决时的兴奋是一帆风顺的过程所不能带来的。而焊接充电板时，细小的元件让我们不得不小心翼翼，丝毫不敢怠慢，在遇到问题时，经过老师的指导和示范，让我们了解到了这项工作对精准度的要求之高，而当表示充电的红灯亮起时，我们真心欢呼了。最后的一项任务，从最初的设计到最后的成功，我们的参数修改了很多次，一次次的失败，一次次的重头再来，当小车停在正中央的一刹那，我有了一种发自内心的成就感。总的来说，为数不多的课时，学到了知识，锻炼了能力，交到了朋友，充实而快乐。林易5120109028 首先，这是我第一次亲自动手动脑，完成一项需要将编程与焊接实践融合起来的工作，并经检测是比较成功的。除开第二次拿起电烙铁的激动，在繁多的微小的电元件之间选取正确的将之正确地焊接在电路板上，这种重复性的单调性的活动能看出一个人的专心程度和集中精神的能力，我想通过这一次的活动我得到了提升。虽然并没有直接参与参数的修改，但是通过观察小车的运动路线以及运动状态，我能基本地了解小车直行转弯的原理，经过测算，本台小车的前后轮转速无法改变，为了完成任务要求的路线，只能在转弯过程中添加直行路线，以期能尽量接近要求，通过一次次的实践，我们经过改动，得出了小车在转弯和直行之间的大致时间间距，最终圆满完成了任务·通过这次实践我了解到了实践之于任务本身的重要性，很多情况下，我们必须通过在实践中检验才能了解通过现有知识无法完成检验的错误。同时，在面对现有客观条件的限制时，我们需要尽可能的动用现有的资源和条件设施进行创新，来完成所要完成的任务。在这门课中，我有幸遇到了很多靠谱的队友，在完成课堂任务时，我

七、⼼得体会许诗祎 5120109029 ⼤学⽣涯的第⼀个通识课，我感觉我在课堂上学到了很多。知识讲授与实践结合的教学⽅式让我在丰富⾃⼰的知识的同时，提⾼了⾃⼰思考和动⼿的能⼒，⽽⼩组合作的实践⽅式，也锻炼了我们团队合作，共同解决问题的能⼒。第⼀节课，怀着好奇与憧憬，了解了⼯程实践与科技创新这⻔课的⼤致情况和我们将要接触的⼩⻋。⽽后的⼏次，⼜认识了很多电⼦元件，了解了它们的功能和分类，也学会了怎么⽤软件设计电路等等。这些我闻所未闻的知识在让我认识到这⻔课的艰深的同时，也让我欣喜能有这个机会来学习这些东⻄。进⼊到了实验室，到了⾃⼰动⼿动脑的时间，第⼀次接触单⽚机控制的⼩⻋，第⼀次学习怎么⽤程序来操控⼩⻋的⾏动，从开始的⼀⽆所知，到渐渐地了解了程序的含义，学习到全新的知识⼜是意⻅让⼈愉悦的事，虽然完成课堂任务时遇到了很多问题，但是当问题⼀⼀被解决时的兴奋是⼀帆⻛顺的过程所不能带来的。⽽焊接充电板时，细⼩的元件让我们不得不⼩⼼翼翼，丝毫不敢怠慢，在遇到问题时，经过⽼师的指导和⽰范，让我们了解到了这项⼯作对精准度的要求之⾼，⽽当表⽰充电的红灯亮起时，我们真⼼欢呼了。最后的⼀项任务，从最初的设计到最后的成功，我们的参数修改了很多次，⼀次次的失败，⼀次次的重头再来，当⼩⻋停在正中央的⼀刹那，我有了⼀种发⾃内⼼的成就感。总的来说，为数不多的课时，学到了知识，锻炼了能⼒，交到了朋友，充实⽽快乐。林易 5120109028 ⾸先，这是我第⼀次亲⾃动⼿动脑，完成⼀项需要将编程与焊接实践融合起来的⼯作，并经检测是⽐较成功的。除开第⼆次拿起电烙铁的激动，在繁多的微⼩的电元件之间选取正确的将之正确地焊接在电路板上，这种重复性的单调性的活动能看出⼀个⼈的专⼼程度和集中精神的能⼒，我想通过这⼀次的活动我得到了提升。虽然并没有直接参与参数的修改，但是通过观察⼩⻋的运动路线以及运动状态，我能基本地了解⼩⻋直⾏转弯的原理，经过测算，本台⼩⻋的前后轮转速⽆法改变，为了完成任务要求的路线，只能在转弯过程中添加直⾏路线，以期能尽量接近要求，通过⼀次次的实践，我们经过改动，得出了⼩⻋在转弯和直⾏之间的⼤致时间间距，最终圆满完成了任务。通过这次实践我了解到了实践之于任务本⾝的重要性，很多情况下，我们必须通过在实践中检验才能了解通过现有知识⽆法完成检验的错误。同时，在⾯对现有客观条件的限制时，我们需要尽可能的动⽤现有的资源和条件设施进⾏创新，来完成所要完成的任务。在这⻔课中，我有幸遇到了很多靠谱的队友，在完成课堂任务时，我 2012科技创新与实践期末⼩组报告第⼋组 7

2012科技创新与实践期末小组报告第几组们分工明确，一起解决所面临的问题，这使我了解到了团队合作的重要性，个体很难达到十全十美，但是通过组员的互相协调，互相帮助，每个零件各司其职，往往使成功的概率大幅度提高，就如某句话所说：“一个人走可能走得更快，但是一群人走可能会走得更远。”团队协助，尤其是在我们自身所选工科专业中，是一个不可分割的特点与要求。最终的调试过程是一个重复性的需要不断修改的过程，小车的运行过程是通过一次次的观察和调试一步步逼近完美的，每次对于时间段的修改都需要考量前后的运动状态，使之符合任务本身的要求，但是，往往经验与耐力也是通过这个磨练出来的，只有不断尝试，才能逼近成功。我想，以上这些就是我在这门课上所获得的大体收获。武治宸5120309702 在工科创这门课程中，我学到最多的是分析问题的能力。由于小车调整速度的不便，即使是一个简单的轨道，也很难去按照标准跑到终点·最初设想里，整个过程只不过是直线轨道程序、半圆轨道程序、弧线轨道程序的拼凑。可在结合实际情况下，我们发现这样到达不了最后要求的状态。经过不同的想法加上多次试验后，我们才想出通过将半圆拆分，将直线变为斜线，缩小半圆半径等一系列办法，最终率先完成任务。作为电院的学生，成天与程序打交道，我也的确发现很多看似简单地任务在程序中却不那么轻松。这时逻辑分析能力便至关重要。怎样去克服现实条件对理想结果的阻碍，怎样更加精确的得到结果·怎样在相同结果下优化时间以及空间复杂性，这些都需要优秀的分析能力。而工科创中将编程融入到小车跑动中去便是充分反映上述要求，通过一次次小车走位，我一次次推翻以前的分析并思考更加合适的方法，最后得到了令人满意的结果。同时我还学到了严谨的思维。在小车运行的程序里，一个小小的失误都不被允许。比如半圆结束时的出弯角度略有偏转就会在两米直线后变成很大的误差，从而影响后面的所有进程。因此只有通过不断尝试不断微调才能慢慢消掉误差。对于这门课我认为非常适合学习编程的同学，其他同学也能体会下不同的领域并从中学点知识。总的来说，我经过一学期的课程后，对未来的学习有了新的认识· 陈昱仲5121209021 看到网路上的课程介绍，本课程会学习改写简单的程式语言与小车制作，看到电路板焊接我非常兴奋，因此就选修这门课了，科技创新与实践，菜实验之前的课老师在课前准备工作做著墨很多，创新部分启发较少这是比较可惜的，另外课程介绍说

们分⼯明确，⼀起解决所⾯临的问题，这使我了解到了团队合作的重要性，个体很难达到⼗全⼗美，但是通过组员的互相协调，互相帮助，每个零件各司其职，往往使成功的概率⼤幅度提⾼，就如某句话所说：“⼀个⼈⾛可能⾛得更快，但是⼀群⼈⾛可能会⾛得更远。”团队协助，尤其是在我们⾃⾝所选⼯科专业中，是⼀个不可分割的特点与要求。最终的调试过程是⼀个重复性的需要不断修改的过程，⼩⻋的运⾏过程是通过⼀次次的观察和调试⼀步步逼近完美的，每次对于时间段的修改都需要考量前后的运动状态，使之符合任务本⾝的要求，但是，往往经验与耐⼒也是通过这个磨练出来的，只有不断尝试，才能逼近成功。我想，以上这些就是我在这⻔课上所获得的⼤体收获。武治宸 5120309702 在⼯科创这⻔课程中，我学到最多的是分析问题的能⼒。由于⼩⻋调整速度的不便，即使是⼀个简单的轨道，也很难去按照标准跑到终点。最初设想⾥，整个过程只不过是直线轨道程序、半圆轨道程序、弧线轨道程序的拼凑。可在结合实际情况下，我们发现这样到达不了最后要求的状态。经过不同的想法加上多次试验后，我们才想出通过将半圆拆分，将直线变为斜线，缩⼩半圆半径等⼀系列办法，最终率先完成任务。作为电院的学⽣，成天与程序打交道，我也的确发现很多看似简单地任务在程序中却不那么轻松。这时逻辑分析能⼒便⾄关重要。怎样去克服现实条件对理想结果的阻碍，怎样更加精确的得到结果，怎样在相同结果下优化时间以及空间复杂性，这些都需要优秀的分析能⼒。⽽⼯科创中将编程融⼊到⼩⻋跑动中去便是充分反映上述要求，通过⼀次次⼩⻋⾛位，我⼀次次推翻以前的分析并思考更加合适的⽅法，最后得到了令⼈满意的结果。同时我还学到了严谨的思维。在⼩⻋运⾏的程序⾥，⼀个⼩⼩的失误都不被允许。⽐如半圆结束时的出弯⾓度略有偏转就会在两⽶直线后变成很⼤的误差，从⽽影响后⾯的所有进程。因此只有通过不断尝试不断微调才能慢慢消掉误差。对于这⻔课我认为⾮常适合学习编程的同学，其他同学也能体会下不同的领域并从中学点知识。总的来说，我经过⼀学期的课程后，对未来的学习有了新的认识。陈昱仲5121209021 看到⺴路上的课程介绍，本课程会学习改写简单的程式语⾔与⼩⻋制作，看到电路板焊接我⾮常兴奋，因此就选修这⻔课了，科技创新与实践，菜实验之前的课⽼师在课前准备⼯作做著墨很多，创新部分启发较少这是⽐较可惜的，另外课程介绍说 2012科技创新与实践期末⼩组报告第⼋组 8

2012科技创新与实践期末小组报告第几组到需要上台的演讲技巧，但课程未安排和分享有关的环节，也是美中不足的，学期后半段的实验课是最令我期待的，没有进过工科实验室的我，一进电院大楼就东摸摸西看看，走过其他实验室偷偷往里面看了看，看到很多大型电子实验设备，颇是大开眼界。实践也是本课程另一大环节，这部份课程很是扎实丰富，我喜欢老师上课的步调，先是让我们自喜慢慢补进度，再是讲解任务内容，定量的任务内容让我们可以按照自己的步调完成任务，很有享受在实验与体验实践的感觉，并不是汲汲营营的赶进度，打破我对工科埋头苦干的印象。受限电力与设备质量问题不问，姑且不管小车的实际表现，课程中的程式语言真的挺简单，只要知道在哪一个应文字后面改数值记可以改速度，里轮子速度不同，稍动脑筋就可以让小车转弯，真的符合老师第一堂课的预告，零基础都可以学习并完成任务，让我非常满意。焊接小车最让我期待了，从第一次焊接练习到完成电路板的八角集成电路焊接，在焊接的技巧上我进步的连我自己都刮目相看，记得好不容易焊接完，结果竟然不通电，结果经过老师的老到经验确定是最难焊接的八角体失灵，我体会到老练经验的检测技术把问题解决的觉醒感，好是佩服！最后就是小车实验的最终章，无限次的调整无限次的把车放到地上，无限次的改数值，一下把数值加100，一下简短直线时间，改进小地方，每一环节慢慢改进，终究离”预期路进”相差不远矣。一连串课程从，实验室前的细心讲解，每一环节的一步步练习，一个个单片机焊接，到一步步的调整，从纸上计算到修改程式烧进小车，到实际实践，我体验出实践的乐趣与实验的趣味。第八组感谢所有老师及助教的用心教学与安排，至上最高敬意。（本文完）

到需要上台的演讲技巧，但课程未安排和分享有关的环节，也是美中不⾜的，学期后半段的实验课是最令我期待的，没有进过⼯科实验室的我，⼀进电院⼤楼就东摸摸⻄看看，⾛过其他实验室偷偷往⾥⾯看了看，看到很多⼤型电⼦实验设备，颇是⼤开眼界。实践也是本课程另⼀⼤环节，这部份课程很是扎实丰富，我喜欢⽼师上课的步调，先是让我们⾃喜慢慢补进度，再是讲解任务内容，定量的任务内容让我们可以按照⾃⼰的步调完成任务，很有享受在实验与体验实践的感觉，并不是汲汲营营的赶进度，打破我对⼯科埋头苦干的印象。受限电⼒与设备质量问题不问，姑且不管⼩⻋的实际表现，课程中的程式语⾔真的挺简单，只要知道在哪⼀个应⽂字后⾯改数值记可以改速度，⾥轮⼦速度不同，稍动脑筋就可以让⼩⻋转弯，真的符合⽼师第⼀堂课的预告，零基础都可以学习并完成任务，让我⾮常满意。焊接⼩⻋最让我期待了，从第⼀次焊接练习到完成电路板的⼋⾓集成电路焊接，在焊接的技巧上我进步的连我⾃⼰都刮⺫相看，记得好不容易焊接完，结果竟然不通电，结果经过⽼师的⽼到经验确定是最难焊接的⼋⾓体失灵，我体会到⽼练经验的检测技术把问题解决的觉醒感，好是佩服！最后就是⼩⻋实验的最终章，⽆限次的调整⽆限次的把⻋放到地上，⽆限次的改数值，⼀下把数值加100，⼀下简短直线时间，改进⼩地⽅，每⼀环节慢慢改进，终究离”预期路进”相差不远矣。⼀连串课程从，实验室前的细⼼讲解，每⼀环节的⼀步步练习，⼀个个单⽚机焊接，到⼀步步的调整，从纸上计算到修改程式烧进⼩⻋，到实际实践，我体验出实践的乐趣与实验的趣味。第⼋组感谢所有⽼师及助教的⽤⼼教学与安排，⾄上最⾼敬意。(本⽂完) 2012科技创新与实践期末⼩组报告第⼋组 9