机械创新设计实验课程改革

第一篇：机械创新设计实验课程改革

机械创新设计实验课程改革

摘 要：基于机械类专业培养需求以及“机械创新设计”课程的特点，针对目前机械创新设计实验教学现状以及存在的问题，对《机械创新设计》实验内容及模式进行改革与创新，建设能满足机械创新设计实验教学要求的开放式实验室及管理模式，并通过开展各种创新设计竞赛，充分调动学生的学习积极性，激发学生的创造力和创新意识。实践证明可改善课程的教学质量，且大大激发了学生的学习兴趣、提高了学生的综合能力。

关键词：机械创新设计 改革 实验课程

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0188-01

当今世界，随着全球化经济竞争愈演愈烈，创新能力已成为决定一个国家综合国力的核心因素。因此如何培养适应社会需求的机械创新技术人才，成为各高校机械类专业急需解决的问题。在当今激烈的就业竞争中，如何缩短与企业的距离，培养创新型人才，提高学生的一次性就业率，也成为高校的主要职责。因此对机械创新实验进行改革，注重理论与实践的结合，培养学生面向工程实际的思维理念，加强学生的创新意识以及动手能力，具有十分重要的意义。机械创新设计实验现状分析

机械创新设计是机械原理和机械设计的后续课程，其目的在于培养和提高学生的创新精神和实践能力，而机械创新设计实验是以提高学生工程实践能力、综合设计与分析能力、科学研究能力以及创新能力为基本要求，培养能适应现代社会需求的创新人才为目标的实践教学课程。但目前我校的机械创新设计实验所存在的问题与国内的大多数高校的问题基本一样，即学生多、课时少、设备少，而且实验方法和教学手段过于单一，同时实验开设与工程实践应用结合不紧密，不利于发挥学生的创新能力，因此，如何充分利用现有的资源，对机械创新设计实验进行改革，调动学生的积极性，成为了当务之急。机械创新设计实验的改革

基于目前机械创新设计实验教学现状，提出其教学改革的方案，以期通过实验开拓一条培养学生创新精神、动手能力和综合运用所学知识设计与分析能力、解决工程实际问题能力的新途径。

2.1 加强机械创新设计实验平台的建设

慧鱼模型（Fischertechnik）1964年诞生于德国，是由德国发明家ArthurFischer博士在其专利“六面拼接体”的基础上发明的，是技术含量较高的工程技术类拼装模型。它一共有300多种零件，可以说是一个结构件的家族，它除了有机械构件外还提供有电气元件、传感器、气动构件、控制器甚至软件等系统，涵盖了机械、电子、控制、气动、汽车技术、能源技术和机器人技术等学科领域，可拼搭成多种机构，只要学生能想到的结构，都可以用它搭建出来，通过实物拼装和实物运转，不仅可以直观验证设计构思，还可以给学生带来极大的成就感，激发学生的学习兴趣，为课堂及实验室教学提供了良好的教具。该校机电工程学院机械创新设计实验室针对专业需要，于2004年引进了“慧鱼”模型组合包，其教学和实验效果非常好，但是由于时间久远，零件存在丢失和损坏的情况，不能满足目前的实验需要，有时4、5个学生共用一套模型，加上实验时间限制，给学生偷懒提供了借口，这在一定程度上影响学生的动手能力。所以购买了一批新的组合包基本上满足了实验需求。

同时还建立了虚拟实验室，学生运用计算机辅助设计技术实现虚拟装配和运动仿真分析，可在现场实验开始前验证创新设计方案的正确性与可行性，同时还可以通过修改、调整来完善设计。这样不仅使学生的创新思维和创新技能得到了培养，还提高了学生在实验中的动手能力、工程实践能力、软件应用能力、分析计算能力和创新设计能力等综合能力。

2.2 实验模式和内容改革

改变由老师设计实验方案，安排实验步骤和程序的传统被动实验模式，采用由学生自主的主动实验模式，由老师提出实验设计题目，学生自己思考、自己设计实验方案并在老师的指导帮助下完成实验，给学生充分的自由和空间来发挥他们的创新精神。或更进一步，让学生可以根据自己的兴趣和爱好去查阅相关资料进行选题，然后由老师对学生的选题进行可行性分析，对于难度及工作量不适当的选题，老师应提出修改意见，并在选题的同时注重创新性和应用性以及与工程实践的结合。对于比较好的设计和作品，我们可以拿去参加各种比赛，比如：三维设计大赛、机械创新设计大赛、机械工程训练大赛等活动。通过自主创新课题的开展，让学生成为实验的主体，老师只做必要的指导，这样既激发了学生的兴趣又培养了他们的综合创新能力。

2.3 加强实验室开放力度与管理

实验室在一段时间内对学生全天候开放，学生可以利用课余时间进入实验室进行实验，给学生创造宽松、自由的时间和环境，这样可以打破实验教学安排在时间和空间的限制，实验不再是在固定的时间和地点完成。充分发挥学生的主观能动性和创造性，实践证明学生参与实验的热情得到了提高，而且，由于提高了实验内容的开放性与综合性，使得学生的独立思考能力及分析解决问题能力得到了锻炼，还培养了他们的协作创新精神。

加强开放实验室管理，应用海军航空工程学院采取的变被动管理为主动管理的开放式实验室管理模式，以学生为主体，自主学习、自主管理，并配以必要的辅导答疑和安全监督。结语

教学实践证明，通过对机械创新设计实验进行改革，利用“机械创新设计”课程的实验以及教学平台，能够更有效地培养创新型人才，很多学生在各类竞赛中获得了很好的成绩，并通过创新设计申请了一些专利，取得了很好的效果，并为后续的课程改革提供很多有意义的参考方向。

参考文献

[1] 汪超.机械创新设计实验教学改革的探讨[J].装备制造技术，2008（8）：179-180.[2] 陈涛.机械创新设计实验教学方法研究与探索[J].中国科教创新导刊，2013（10）：40-42.[3] 张翠英，温卫中，郑秀红，等.基于立体化教学模式的微机原理课程教学改革[J].教育教学论坛，2012（36）：34-35.[4] 黄朝阳.“工程对象教学法”在机电创新实践教学中的应用研究――以慧鱼模型为载体[J].大学教育，2014（2）：71-75.

第二篇：机械创新设计实验课程考核报告

《机械创新设计》实验报告

《机械创新设计》实验报告

班 级： 机械 1303 姓 名： 明 可 富 学 号： 20132029、20132662

组内成员： 明可富、白成玉

考核时间： 2016 年 04 月 21 日

报告内容需包含上以下各内容点，务删减；本报告每位同学打印一份，以组为单位装订，于课程结束一周内交回

机械创新设计实验课程考核报告

一、实验上课内容

实验项目一 机器人本体实验 实验课程内容：

① 了解机器人本体的结构及工作原理； ② 解并掌握编程软件的使用与编程方法；

③ 熟悉模块化拼装组件的各个模块并能熟练的拼接与使用，知道各传感器的功能与使用方法。2 机器人功能：

机器人本体是面向教育的新一代能移动机器人，它有一个强大的微处理器系统和传感器系统，而且它还能扩展听觉、视觉和触觉，成为真正意义上的机器人。编程方法：

利用软件提供的模块化编程软件进行编程，方便理解与快速使用。实验图片：

本节课练习编程，无图片。5 遇到的问题及解决方法：

实验过程中遇到的问题是红绿灯在程序下运行一次就停止了，解决的办法是添加一个循环，让红绿灯能一直工作下去。2

《机械创新设计》实验报告

实验项目二 自动导向车实验 模型描述：

该模型是一个自动门控制模型，通过开关来控制门的启闭，同时在启闭过程中保持黄灯亮，当开启或关闭动作完成后绿灯或红灯亮。

设计上，使用电机和齿条齿轮作为自动门的传动原件电机转动带动门的横向左右移动，同时利用磁敏原件来检测自动门是否到达启闭位置，并控制信号灯的动作。模型主要组成零件及数量：

导轨*1；齿条*3；磁敏检测原件*2；变速器*1 信号灯：红黄绿各一个；电机*1；控制器*1；连接件及导线若干 3 实验图片： 小组成员分工：（1）本人承担的工作

机械创新设计实验课程考核报告

编程及调试；（2）其他成员：

装置的组装与调试。模型创新性描述：

使用磁敏元件模拟行人，当感应到有人接近时，门自动开启，较实验要求更加智能化。本人遇到的问题及解决方法：

在试验过程中发现，程序初始化并开始运行时会出现错误，经分析后增加初始化复位功能，问题消除。

机械创新设计实验课程考核报告

实验项目三 电梯实验 模型描述：

该模型模拟电梯运行，通过电机正反转控制电梯上下行，根据按键确定欲停止楼层，并通过磁敏检测元件检测电梯当前所到楼层。2 模型主要组成零件及数量：

电机*1；信号灯*2；细线*1；磁敏传感器若干；连接件及导线若干；电源控制器*1。实验图片： 小组成员分工：

（1）本人承担的工作：编程及调试

机械创新设计实验课程考核报告

（2）其他成员 ：部件总装及调试 模型创新性描述：

改善提升装置结构，使电梯运行速度更稳定，更人性化。本人遇到的问题及解决方法：

在组装模型过程中，由于不清楚实例内部结构，我们经过多种拼接方法的尝试，最终使模型很好地实现功能。

《机械创新设计》实验报告

实验项目四 自动车床实验 模型描述：

该模型是一个自动车床的控制模型，由主轴、床身、导轨、刀架组成，模拟了自动车床的控制效果，由主轴输出的功率传递到下方导轨，带动导轨往复运动。模型主要组成零件及数量：

电机*1；磁敏传感器*2；变速齿轮*1；直角齿轮*4；连接件及导线若干；电源控制器*1。

实验图片 小组成员分工：(1)本人承担的工作：

机械创新设计实验课程考核报告

编程调试及部分模型组装(2)其他成员：

车床部件的总装 模型创新性描述：

增加部件时车床主轴旋转更加稳定。6 本人遇到的问题及解决方法：

问题主要在于对程序的编程上并不是太了解，经过检查与学习后得以解决。8

《机械创新设计》实验报告

实验项目五工业抓放机器人 模型描述（构思、设计、组装、调试）：

该模型是一个工业抓放机器人模型，由升降台、床身、导轨、旋转手臂组成，有三个自由度，模拟了工业装房手臂的操作过程。模型主要组成零件及数量：

电机*1；磁敏传感器*2；变速齿轮*5；直角齿轮*4；连接件及导线若干；电源控制器*1；导轨*2。实验图片：

机械创新设计实验课程考核报告 小组成员分工：

(1)本人承担的工作：编程调试及部分模型组装(2)其他成员(如果有)：模型的组装与调试 5 模型创新性描述：

三个自由度共六个动作，采用多子程序编程的方法，程序简单明了。6 本人遇到的问题及解决方法：

面对抓放手臂多自由度运动，采用多子程序编程，避免了因程序过多而使编程困难，更易实现控制。10

《机械创新设计》实验报告

二 课程考核 模型名称：自动搅拌机 2 模型功能：

模拟工地上的水泥搅拌机，当按下启动按钮时，搅拌机开始工作，同时绿灯亮；当搅拌机停止按钮按下或者搅拌机抬起时停止工作。模型照片：

机械创新设计实验课程考核报告 模型的创新点：

① 利用齿轮机构将动力从电机传递到搅拌轴，同时实现转速，实现精确且稳定的传动，克服了电机直接控制造成的不稳定；

② 使用磁敏检测原件，实现搅拌机意外抬起的关停控制，以免伤人。模型的组成部件名称及数量：

电机*1；减速器*2；信号灯*2；磁敏检测原件*2；控制器*1；导线若干；连接件若干。模型未实现的功能：

搅拌机的主轴未能实现自动控制。

机械创新设计实验课程考核报告 小组成员及分工情况(1)小组成员名单：

明可富、白成玉(2)本人：

编程及调试(3)其他成员：

硬件的组装、模型功能的设计 作者承担工作情况

(1)完成的工作在模型起的作用：

各部分检测结构及其功能，实现自动控制。(2)完成的工作使用的元器件名称及数量：

电机*1；减速器*2；信号灯*2；；磁敏检测原件*2；控制器*1；导线若干；连接件若干。

(3)完成工作过程中遇到的问题及解决方法：

程序的编程问题以及点电机传动部分的设计不精简，参考程序及其他机器模型解决。

(4)本部分工作未实现的功能：

搅拌机的主轴未能实现自动控。

第三篇：机械创新设计实验课程考核报告

机械创新设计实验课程考核报告

机械创新设计实验课程考核报告

班级：

姓名：

学号：

组内成员：

考核时间：年月日

备注：

1、报告内容需包含上以下各内容点，务删减；

2、本报告每位同学打印一份，以组为单位装订，于课程结束一周内交回

机械创新设计实验课程考核报告

一、机械创新实验课程内容概述

1、机械创新实验课程学习的内容：

2、机械创新实验课程学习中遇到的问题及解决方法：

3、学习机械创新实验课程的收获：

二、完成模型描述

1、模型名称：

2、模型功能：

3、模型照片：

4、模型的创新点：(简述完成模型的创新点)

5、模型的组成部件名称及数量：

6、模型未实现的功能：（如果有的话）

三、模型创新描述

四、小组成员及分工情况

1、小组成员名单：（不超过4人）

2、成员甲：（承担的工作或角色）

3、成员已：（承担的工作或角色）

4、成员丙：（承担的工作或角色）

5、成员丁：（承担的工作或角色）

五、作者承担工作情况（仅限本人所做工作）

1、完成的工作在模型起的作用：

2、完成的工作使用的元器件名称及数量：

3、完成工作过程中遇到的问题及解决方法：

4、本部分工作未实现的功能：（如果有的话）

第四篇：机械创新设计课程论文

机械创新设计课程论文

姓名：任华 班级：工业设计142 学号：20140203022

2LED台灯产品背景及发展现状

产品背景

LED的出现给我国台灯行业注入了新的能量，它极大地丰富了台灯的功能，具有广阔的发展前景。人们对物质生活的水平不断提出更高的要求。现在市场上大批量的生产产品已经满足不了人们个性化的需求。人们希望所购买的商品能满足物质功能外还能体现购买者的兴趣爱好，个人品味等。传统的台灯产品已无人问津，台灯行业要想改变现状，就得结合个性化需求，对台灯的结构和功能进行优化。

现有台灯市场的调研分析台灯的分类。目前市场上的台灯按功能分为：阅读、装饰。按风格分为：现代、中式、欧式等。按材质的类别：分为铝合金台灯、玻璃台灯、水晶台灯、实木台灯、陶瓷台灯等。台灯的光学要求。台灯最主要的功能就是照明，因此在使用过程中对于人的眼睛的影响至关重要。台灯的光源分为三大类：白炽灯、卤钨灯和荧光灯。无论哪种光源，在光学性能上均要求：①遮光性;②照度要求;③照度均匀度要求。只有确保这三点基本的光学性能要求，才能减缓眼睛的疲劳，才能称得上台灯。调研结果。了解台灯的种类、材料、市场需求等情况，从中分析市场的变化趋势，市场上的台灯种类繁多，销售量也不尽相同，主要区别于材料和创意。台灯行业的国内外现状

国内现状我国台灯的普及率很高，但由于存在体积大，依赖固定电源而无法断电使用等缺陷，为我国的台灯行业提供了很大的发展空间。目前，国内市场上的台灯种类样式繁多，按灯泡的类别分为：白炽灯、节能灯、LED灯;LED台灯是以发光二极管为光源的台灯，具有体积小、耗电低、使用寿命长、无毒环保、安全可靠等诸多优点，使得LED灯具从室外装饰，景观照明，逐渐发展到家用照明。可是目前市面上的很多LED照明产品由于受到使用的材料、制造工业及成本等因素的制约，并没有很好地展现它的优点。虽然台灯市场发展空间大，但是目前我国台灯产业发展仍存在诸多问题。通过大量的市场分析，价格较高的台灯大多来自国外，而国内的台灯价格普遍偏低，而个别高价格的国内台灯不是因为设计的独特而是因为材料的昂贵或工艺的特点。现今，市场对于台灯的要求主要体现在：一是追求个性化;二是功能的多样性及环保性。因此台灯已不再是简单的照明工具，而是逐步向组合化、装饰化、高效节能化发展。国外现状。欧洲各国的灯具设计一直引领世界潮流，如意大利的台灯设计除着重体现产品的内在品质外，还注重人和产品之间产生情感上的共鸣。荷兰的飞利浦很早就重视“以人为本”的原则。亚洲的松下和东芝等企业在照明产品的研发上也都位居世界前列。台灯产业发展趋势我国台灯产业近几年呈现快速增长的趋势，国内生产LED照明灯具的企业就有5000余家，由于LED照明产业的核心技术主要掌握在欧美等国家，国内企业主要生产低端产品，所以产品的附加值低，企业利润上不去。在生产过程中，能源消耗大、产品出场率低、环境污染严重、管理水平落后等，使得国内很多台灯企业纷纷倒闭。在此背景下，一些企业纷纷加快科技创新步伐，改进生产技术，有效提升了其台灯生产效率和质量。调研机构数据表明，自2010 年以来，国内的LED台灯销量平均增幅达35%。而海外市场达80%的家庭普及率，如图2所示，LED照明市场呈逐年上升趋势。此外，中国台灯产业发展研究报告首次提出“新型台灯产业”和“替代品产业”的概念，并以此为基础，界定了其具体的内涵，建立评价体系和量化指标体系。另外，行业协会还站在一个全新的视角推演和预测了我国台灯也的发展进程。展望未来，我们可以看到，LED灯具正在以其灵活便捷的优势赢得市场的认可和青睐。因此，局部照明产品的开发和应用必将成为市场的未来发展趋势，企业也将生产出更多个性化照明产品，以适应用户的实际需求。设计思路：LED灯的使用现在越来越广，台灯的灯现在大多用的也是LED灯了。但大多数的台灯的灯光照射方向是固定的，这限制了台灯的使用场景。也有台灯使用了柔性材料，能调节照射方向的台灯，从打开百叶窗，阳光照射到房间中受到启发，百叶窗结构也可以使用在台灯，百叶窗的角度可以从0度调节到180度，这样可以随意控制灯光的方向，又具有艺术感，要是再加上使用木质材料，又能体现品质感和自然感。

原理方案设计：如果将灯锁死在一个四面封闭的方盒中，那灯光的照射强度应该是比较高的，但这样灯光照射不出来，也就没有任何意义，如果将方盒的一面做成百叶窗式的结构，百叶窗关闭的时候，灯光只能从缝隙中射出来一点，当百叶窗渐渐地打开，灯光也就慢慢地照射出来了，从一开始的倾斜向下到中间的水平照射，再到最后的倾斜向上照射，灯光的照射方向就这样被巧妙地控制住了，又具有形式感和艺术感。当然单单就一个方盒，那灯光的照射范围也是有限的，所以要将方盒提升一定的高度，就像台灯那样，既有能发光的头部，又有连接部分和底座。

关键技术：LED节能技术 LED防眩光技术 百叶窗调节控制

材料：LED灯部分：玻璃 金属有机化合物 氮化物 塑料 导电材料

百叶窗部分：线 薄竹片 不锈钢 台灯外壳：木材

应用前景：百叶窗式LED灯用百叶窗的形式来控制灯光的方向，相比之前的调节灯罩方向的更具有创新性，更具有艺术感。可以用作床头灯，学生护眼灯等等。假设这样一个场景，学生小A回到家先要完成作业，将台灯的百叶窗调成45度左右，让光线照到书上，在完成作业后，小A要用台灯照到书架上找书，可以将百叶窗调成接近于水平方向，让灯光能垂直照到墙上。模型效果图

虽然工业设计没有涉及很深很难的机械结构，但是对于工业设计来说，机械结构也是非常重要的，掌握了解机械结构的应用场景和方法，对于设计来说，就能扩大设计的可能性，加深设计的深度和细节，也能让我们对所设计的东西的可行性能做出一定的判断。

创新的作用体现在我们生活中的方方面面，大到人类文明进步、人类科学的发展、现代科学体系、技术和经济发展、综合国力，小到我们的日常生活，一个创新的点子往往能给我们带来太多的便利。世界各国之间在政治、经济、军事和科学技术方面的剧烈竞争。实质上是人才的竞争，而人才竞争的关键是人才创造力的竞争。然而，渗透人们生活点点滴滴的东西，总是与机械有千丝万缕的联系，因此，如何培养和提高大学生的创新能力，特别是对机械类学生来说，更应该把培养学生的创新思维和动手能力摆在重要位置。

所谓的“创新”简单地理解不就是“创造新的东西嘛”，我将其分为两类：革新和改进。革新和改进都可以创造新型东西，都能给人们带来人们想要的某些效果。我想首先从“创新的起始点”谈起，创新其实并不神圣，它来源于生活，多数的创新是建立在解决目前处理问题存在的缺陷上面的。以前处于温饱的中国人民，在解决了温饱问题之后开始考虑怎样更好地解决衣食住行问题、更舒服地生活了，这就是创新的源泉。为了更方便地洗衣服，洗衣机随之诞生，将以前的人工搓洗，直接装换为旋转式柔和的衣物间自身相互摩擦，接着又有不断的改进，于是市场上出现了各式各样的洗衣机；为了方便人们缝补衣服，缝纫机也就被发明出来了，并且不再墨守成规地用单线缝补，进而更高效更牢固的缝补衣物。还有不胜枚举的例子供我们参考，一个新的具有时代意义的机械产品被生产出来，首先肯定是突破常规的，而所谓的突破，其实质上探究新的工作原理，这样的突破才是飞跃性的突破为便于区别，我将其定义为“革新”。在我看来，很多时候人们创新的想法往往被扼杀在摇篮里，由于专业知识和阅历的局限性，我们太容易否定自己的各种想法了，其实可能只要我们去深究，即使现在不能实现东西，谁能保证以后也没法实现呢，就如同50年代的人能预想到现在人手一台电脑的现象嘛。然而，我又不得不承认，那种具有时代意义的机械产品的诞生，并不常见，我们司空见惯的还是在原有理论基础上面的改进，但是，真正的创新其实应该具有革新一样意义，其真正鼓励人们去做的其实是用不同的方法去更好地解决相同的问题，简单的换位思考有时候会得到意想不到的效果，所以，创新从思维做起、从点子做起，无论从你所掌握的知识能否实现，先要敢想。

我们的生活离不开机械，各种机械产品让我们的生活变得越来越便利，然而，实际生活中其实还存在着很多让人们不满的地方，需要我们去完善，去用非常规的方法解决，进而完成真正意义上的革新。

第五篇：机械创新设计课程教学大纲

《机械创新设计》课程教学大纲

课程名称：机械创新设计

英文名称：Machinery Innovation Design 课程代码：11113103

一、课程基本情况

1．学分： 2 学时： 32（理论学时： 28 实验学时： 4）2．课程类别：专业限定选修课

3．适用专业：机械设计制造及其自动化 4．适用对象：本科

5．先修课程： 机械原理 机械设计 机械制图 6．教材与参考书目

教 材：《机械创新设计》，高志 刘莹 编著，清华大学出版社，2009年。

二、课程介绍

机械创新设计的目的和任务是帮助学生建立创新设计的思想，从创新的理论出发,重点掌握机械创新设计中有效的创新方法，通过对机械设计中常用的表达方法进行详细介绍,以及创新设计的实例的引入,使学生对创新的方法有了更全面的了解.从而获得掌握机械创新设计问题的初步能力.此外通过创新失误的原因了解,提高从事创新设计的实践成功率.在教学中彩用多媒体辅助教学方法、实物教学等教学手段。本门课在专业教学计划中起到及其重要的作用，创新是人类文明进化，发展的动力，是科技进步、发展的动力，是人类社会发展的动国力，所以在大学中必须开设创新课程。

三、课程内容、学时分配及教学基本要求

第一章（单元）绪论（共2学时）

（一）教学内容： 第一节 创新的含义

知识要点：，创新的实用性和新颖性 第二节 创新的意义

知识要点：创新是一个民族发展的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力 第三节 创新与设计

知识要点：创新是设计的本质属性 第四节 创新学与创新教育

知识要点：创造学作为一门新兴学科是益受到人们的重视，创新实践不再是少数人的行为。

第五节 设计理论与教育

知识要点：设计是一种创造性的实践活动，设计水平的更是成为国家核心竞争的标志，于是，人们发现了多种设计理论和方法，并创立了各类学科体系。

第六节 本课和的教学内容和方法

知识要点：本门课程的教学内容是介绍创新机械设计的典型方法和生动的实例。教学重点：创造学作为一门新兴学科是益受到人们的重视，创新实践不再是少数人的行为的理解。

教学难点：设计是一种创造性的实践活动，设计水平的更是成为国家核心竞争的标志，于是，人们发现了多种设计理论和方法，并创立了各类学科体系的理解。

（二）教学基本要求：

1．基本知识、基本理论方面 “了解创新的含义”，“理解创新的意义”，“懂得创新与设计的关系”，“掌握创造学的基本理论”。

2．能力、技能培养方面 “了解创新活动是人类最复杂，最高级的实践活动”，“初步掌握创新与设计的关系”，“掌握创新性对设计理论及教育的基本要求”。

第二章（单元）机械创新设计的表达方法（共4学时）

（一）教学内容：

第一节 表达在设计中的作用、知识要点：机械设计表达的三大类型 第二节

黑箱表示法

知识要点：黑箱表示法只表达功能是什么，而不表达怎么办的问题。第三节 功能草图表示法

知识要点：这种表示法只需要表达针对关键问题的所采用的技术手段 第四节 机械设计表达实例(1)、知识要点：缝纫机的主要功能和辅助功能

第五节 机械设计表达实例(2)、知识要点：针式打印机主要功能和辅助功能 第六节 机械设计表达实例(3)知识要点：硬币计数包卷机的主要功能和辅助功能 教学重点：各实例的结构组成 教学难点：各设备的功能原理

（二）教学基本要求：

1．基本知识、基本理论方面要分层次写明“了解表达在设计在的作用”，“理解人大脑对信息存储和处理过程”，“懂得黑箱表达法指的是功能是什么，而不是怎么做”，“掌握黑箱表达法的物质守恒、能量守恒以及对环境的需求与影响”，“熟练掌握功能草图表达法”。

2．能力、技能培养方面要分层次写明“了解功能草图表达真正目地”，“初步掌握功能草图法的具体应用”，“掌握缝纫机、针式打印机、硬币计数包卷机设备的结构”，“熟练掌

握掌握缝纫机、针式打印机、硬币计数包卷机的原理及构思过程”。

第三章（单元）机械创新设计的选题（共2学时）

（一）教学内容：

第一节 提出问题比解决问题更重要 知识要点：提出问题在创新实践中的作用 第二节 社会需求是创新的动力

知识要点：正确的和捕捉社会需求是机械设计选题的基本的途径 第三节

科技进步对创新设计的作用

知识要点：科学技术的发展为机械创新提供了新的手段 第四节 生产发展对创新设计的作用

知识要点：生产的各环节只有相互配合,才能达到生产能力的平衡 第五节 根据遇到的“不方便”确定选份

知识要点：在生活中发现不方便,解决这种不方便 第六节 根据遇到的“意外”便确定选题

知识要点：根据遇到的“意外”便确定选题是一种成功率效高的创新方法 第七节 根据事物的关键弱点确定选题

知识要点：发现弱点,发挥自已优势,才能有趁对性的创新

教学重点：在生活,生产和各类实践活动中,善于观察问题,去解决问题是创新的关健 教学难点：怎样在生活中发现问题,发现不方便,发现需求

（二）教学基本要求：

基本知识、基本理论及能力培养方面“了解机械创新选题中提出问题比解决问题更重要”，“理解机械设计应用的社会需求性”，“懂得科学技术对创新设计的作用”，“掌握通过不同的意外所带来的选题技巧”。

第四章（单元）功能原理创新设计（共4学时）

（一）教学内容：

第一节 功能设计的意义 知识要点：功能设计的原理与方法 第二节 工艺功能设计方法

知识要点：工艺功能设计的原理与方法 第三节 综合技术功能设计方法

知识要点：综合技术功能设计的原理与方法 第四节 功能组合设计方法

知识要点：功能组合设计的原理与方法 第五节 设计目录方法

知识要点：对设计目录方法的理解 第六节 功能元素方法

知识要点：功能元素物理解法目录的掌握 第七节 发明问题解决理论

知识要点：发明问题解决技术系统中的冲突 第八节 公理化设计方法

知识要点：公理化设计方法科学化思维过程 教学重点：各种创新方法的理解 教学难点：各种创新方法的具体应用

（二）教学基本要求：

基本知识、基本理论及能力、技能培养方面使学生了解各种创新设计方法的基本理论,懂得利用这些创新设计方法解决生活中的各类问题。

第五章（单元）机构创新设计（共4学时）

（一）教学内容： 第一节 简单动作功能机构设计

知识要点：简单动作功能机构的特点和应用 第二节 机构组合创新设计方法

知识要点：把机构进行组合是机械设计的重要方法 第三节 机构变异设计

知识要点：机构变异原理及应 第四节 机构再生运动链方法

知识要点：机构再生运动链法的创新设计流程 教学重点：机构的特点及应用 教学难点：机构的特点及应用

（二）教学基本要求：

通过本章的学习使学生能了解熟悉常用的一些创造性机构组成及原理，并有效地尝试应用这些创造性机构，去进行创新实践。

第六章（单元）结构创新设计（共4学时）

（一）教学内容： 第一节 结构设计意义及结构变异设计方法

知识要点：对创新思维在机械设计中的重要应用 第二节 结构组合创新设计方法

知识要点：结构组合已有的技术要素及特点 第三节 引入新的结构因素

知识要点：被引入的结构及性能 第四节 引入新的逻辑方法及引入新的设计理念

知识要点：应用新的逻辑方法及引入新的设计理念去巧妙解决技术难题

教学重点：对各种结构及组合基本原理及技要点的掌握 第五节 教学难点：引入的新的结构因素,新的逻辑方法新的设计理念在现实生活中的应用

（二）教学基本要求：

充分发挥学生创新结构的设计能力，进行一些新的机构,组合的原理与方案构思与设计,从而达到开阔学生思维、培养学生的创新设计能力、掌握机械创新设计的一般规律和法则、提高学生的创新设计素质，特别是创新设计理念与创新能力的培养目的，以适应我国市场经济、全球科学技术发展特别是机械工程技术发展的需要。

第七章（单元）一般创新设计技法（共4学时）

（一）教学内容：

第一节 头脑风暴法

知识要点：头脑风暴法的应用及注意事项。

第二节 变异创新方法

知识要点：变异创新方法的特点及应用。第三节 组合创新方法

知识要点：组合创新方法的特点及应用。

第四节 机遇利用法

知识要点：机遇利用法的特点及应用。

第五节 技术移植法及逆向构思法

知识要点：技术移植法及逆向构思法的特点及应用。教学重点：各种创新技法的特点 教学难点：各种创新技法的应用

（二）教学基本要求：

熟悉掌握一般创新设计技法的程序、应用及注意事项。

通过本章的学习，使学生能熟悉常用的一些创新技法，并有效地尝试应用这些创新技法，去进行创新实践。

第八章（单元）创造力开发（共2学时）

（一）教学内容： 第一节 创造力的含义与特征

知识要点：创造力的含义与特征的理解 第二节 创造力的基本属性

知识要点：创造力的基本属性的理解 第三节 创造力开发的内容,途径,一般方法

知识要点：创造力开发的内容,途径,一般方法的掌握 第四节 影响创造开发的基本要素

知识要点：影响创造开发的基本要素的掌握

教学重点：创造力开发的内容,途径,一般方法 教学难点：影响创造开发的基本要素的理解

（二）教学基本要求：

通过本章的学习，使学生对机械创新设计建立感性的认识，激发创造的激情，探索创新设计之路，以期有所创造、有所发明。

第九章（单元）创新失误分析（共2学时）

（一）教学内容：

第一节 失误的经验是宝贵的财富 知识要点：失误产生与预防

第二节 脱离社会需求导致创新失误 知识要点：脱离社会需求所造成失误的分析 第三节 违背科学原理导致创新失误 知识要点：要充分认识科学原理的重要性 第四节 过期发明导致创新失误 知识要点：创新前展性的重要意义 第五节 不合时宜导致创新失误 知识要点：对不合时宜的创新的分析 第六节 思维方式与创新失误的关系

知识要点： 思维方式与创新失误的关系理论的掌握 教学重点：各种创新失误的分析及理解 教学难点：对各种创新失误的的预防

（二）教学基本要求：

通过对前人各种创新失误的总结和分析,使学生对创新失误的各种原因有一个全新的认识,同时,更深的了解可能造成失误的各种原因,有利于在今后的生活中减少失误,提高创新的成功率.四、课内实验环节及要求

慧鱼模型创新设计实验 , 空间机构创新设计实验（共4学时）

(1)认识了解机器的一般构成原理。

(2)了解所组装的机器模型的工作原理，以及在工业中的实际用途。(3)加深对机械传动、计算机控制和机电一体化装置的感性认识。(4)锻炼动手和协作能力，培养逻辑思维和开拓创新的意识。

五、考核办法

1.考核方式：（考查）2.考核形式：（开卷）

3.成绩核定：课程成绩＝平时出勤（30％）+期末开卷考试（70％）

大纲制订人：王宇清

教学院长： 王世刚

院长（主任）：曲波