PAGEPAGE8《創(chuàng)新技法與創(chuàng)新設計》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱創(chuàng)新技法與創(chuàng)新設計課程編號課程性質選修課課程類別專業(yè)課開課單位機電工程學院授課學期第6學期學分/學時2/32課內學時32理論授課32上機學時課內實踐0實驗學時0課外學時32適用專業(yè)機械電子工程是否雙語否先修課程大學生創(chuàng)業(yè)基礎機械設計后續(xù)課程畢業(yè)設計環(huán)節(jié)二、課程簡介本課程是機械電子本科專業(yè)機械設計方向的一門專業(yè)選修課，是對機械電子專業(yè)學生進行素質教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一門主要課程。本課程通過闡釋執(zhí)行機械運動裝置的設計問題，包括機械機構系統(tǒng)設計和機械結構設計，并結合工程中的創(chuàng)新實例，揭示機械創(chuàng)新設計的理論與方法，啟迪學生的創(chuàng)新思維，開拓創(chuàng)新視野，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，提高其機械創(chuàng)新設計能力。通過本課程的學習，使學生掌握機械創(chuàng)新設計的思維基礎和技術基礎，掌握創(chuàng)新原理與創(chuàng)新技法，具備活躍的思維能力和較強的動手能力，能夠按照一定的功能要求，自己動手設計出新型的機構或裝置，并加以試驗驗證。為學生進一步學習有關專業(yè)課和日后從事機械工程技術工作及創(chuàng)新設計打下基礎。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標課程目標1.能力目標掌握機械創(chuàng)新設計的基礎知識，包括思維基礎和技術基礎，了解機械創(chuàng)新設計的特點及其對社會發(fā)展的影響。使學生理解創(chuàng)造思維和創(chuàng)造原理，熟悉機器、機械、機構的組成、運動及控制，初步具備自主分析具體機械案例中不同設計方法帶來的不同結果的能力，培養(yǎng)學生的自主學習素質。課程目標2.知識目標掌握機械創(chuàng)新設計技法，包括機構的演化、變異原理與創(chuàng)新設計，機構組合與創(chuàng)新設計，機械結構與創(chuàng)新設計，仿生原理與創(chuàng)新設計，反求工程與創(chuàng)新設計，機械系統(tǒng)運動方案與創(chuàng)新設計，TRIZ理論與創(chuàng)新設計等知識，使學生具備獨自改進現有機構、運用不同設計理論進行創(chuàng)新機構設計、機構組合設計、結構設計等方面的創(chuàng)新設計能力，培養(yǎng)學生的工匠精神與自律意識素質。課程目標3.素養(yǎng)目標有意識引導、培養(yǎng)學生的工匠精神（機構的組合與機械結構的創(chuàng)新設計）、工作學習自律（機械的運動與控制）、團隊意識（結合創(chuàng)新案例），樹立正確的科研觀、專業(yè)觀、社會觀，實現顯性與隱性教育的有機結合，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，促進學生的自由全面發(fā)展。具備創(chuàng)新思維能力，具備將創(chuàng)新思維方法應用于簡單機構、機械結構進行創(chuàng)新設計的能力，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識、自主學習意識，促進學生創(chuàng)新素質的全面提升。三、課程基本教學內容第一單元機械創(chuàng)新設計基礎（學時數：8學時）1.課程主要內容思維基礎：創(chuàng)新與創(chuàng)新設計，常規(guī)設計、現代設計與創(chuàng)新設計，機械創(chuàng)新設計的內容，創(chuàng)新教育與人才培養(yǎng)；思維概述，思維的類型，創(chuàng)造性思維的形成與發(fā)展，思維方式與創(chuàng)新方法。技術基礎：機器的組成分析，機構及其機械運動形態(tài)分析，機械的控制系統(tǒng)，機械運動及其控制，機械系統(tǒng)及其發(fā)展。2.重點和難點思維的類型，創(chuàng)造性思維的形成與發(fā)展，思維方式與創(chuàng)新方法，各種機構及其機械運動形態(tài)分析，機械運動的轉向與控制，機械運動的調速與控制，機械運動的離合與控制，機械運動的制動與控制。3.學生學習預期成果經過本單元學習，使學生掌握機械創(chuàng)新設計的思維基礎和技術基礎知識，理解創(chuàng)造思維和創(chuàng)造原理，加深對機器、機械、機構的組成、運動及控制的認知，初步具備自主分析具體機械案例中不同設計方法帶來不同結果的能力，培養(yǎng)學生的自主學習素質。4.教學方式采用講授法和自主學習法相結合的教學方式實現本單元課程目標。結合相關機構圖片等通過講授法教學；應用自主學習法給學生留思考題，讓學生利用網絡資源自主學習的方式尋找答案，提出解決問題的措施，然后提出討論評價。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標中內容描述：課程目標2.掌握機械創(chuàng)新設計的基礎知識，包括思維基礎和技術基礎，了解機械創(chuàng)新設計的特點及其對社會發(fā)展的影響。使學生理解創(chuàng)造思維和創(chuàng)造原理，熟悉機器、機械、機構的組成、運動及控制，初步具備自主分析具體機械案例中不同設計方法帶來的不同結果的能力，培養(yǎng)學生的自主學習素質。課程目標3.由課程講授使學生明白機械創(chuàng)新設計與社會發(fā)展進步的緊密聯系，樹立正確的科研觀、專業(yè)觀、社會觀，實現顯性與隱性教育的有機結合，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，促進學生的自由全面發(fā)展。第二單元機械機構與結構創(chuàng)新設計（學時數：10學時）1.課程主要內容機構的演化、變異與創(chuàng)新設計，包括機架變換與創(chuàng)新設計，構件形狀變異與創(chuàng)新設計，運動副形狀變異與創(chuàng)新設計，運動副等效代換與創(chuàng)新設計；機構的組合與創(chuàng)新設計，包括機構組合的基本概念，機構組成原理與機構創(chuàng)新設計，機構串聯組合、機構并聯組合、疊加組合、封閉組合與創(chuàng)新設計，其他類型的機構組合與創(chuàng)新設計；機械結構與創(chuàng)新設計，包括機械結構設計的概念與基本要求，轉動副、移動副、構件、機架的結構與創(chuàng)新設計，機械零件結構的集成化與創(chuàng)新設計，機械產品的模塊化與創(chuàng)新設計。2.重點和難點低副機構、高副機構的機架變換，構件、運動副形狀變異與創(chuàng)新設計空間運動副與平面運動副、高副與低副、滑動摩擦副與滾動副的等效變換；機構組成原理與創(chuàng)新設計示例，機構串聯、并聯、疊加、封閉組合與創(chuàng)新設計；轉動副、移動副結構與創(chuàng)新設計，桿類、盤類、軸類構件、執(zhí)行構件結構與創(chuàng)新設計、機架的結構與創(chuàng)新設計。3.學生學習預期成果經過本單元學習，使學生掌握機構的演化、變異設計，串聯、并聯、疊加、封閉組合設計，轉動副、移動副結構設計，桿類、盤類、軸類構件、執(zhí)行構件結構設計的理論知識，并具備對應機構、結構設計的能力，逐步培養(yǎng)學生的工匠精神、自律意識。4.教學方式采用講授法、討論法、練習法和自主學習法相結合的教學方式實現本單元課程目標。結合相關機構圖片、視頻等通過講授法教學；學生以小組為單位，圍繞特定機械設計問題，應用自主學習法給學生留思考題，讓學生利用網絡資源自主學習的方式尋找答案，提出解決問題的措施，通過課堂討論、課堂練習，鞏固所學知識，培養(yǎng)合作精神，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習的獨立性。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標中內容描述：課程目標2.掌握機械創(chuàng)新設計的理論方法，包括機構的演化、變異原理與創(chuàng)新設計，機構組合與創(chuàng)新設計，機械結構與創(chuàng)新設計，使學生具備獨自改進現有機構、進行創(chuàng)新機構設計、機構組合設計、結構設計等方面的創(chuàng)新設計能力，培養(yǎng)學生的工匠精神與自律意識素質。課程目標3.由課程講授圍繞課程內容有意識引導、培養(yǎng)學生的工匠精神（機構的組合與機械結構的創(chuàng)新設計）、工作學習自律（機械的運動與控制），樹立正確的科研觀、專業(yè)觀、社會觀，實現顯性與隱性教育的有機結合，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，促進學生的自由全面發(fā)展。第三單元創(chuàng)新技法與機械創(chuàng)新設計（學時數：10學時）1.課程主要內容仿生原理與機械設計，包括仿生機械手、步行與仿生機構、爬行與仿生機構、飛行與仿生機構、游動與仿生機構設計；反求工程與創(chuàng)新設計，包括機械設備的反求設計、技術資料的反求設計、計算機輔助反求設計；機械系統(tǒng)運動方案與創(chuàng)新設計，包括機械系統(tǒng)運動方案設計的構思、機械系統(tǒng)的運動協(xié)調設計、機械系統(tǒng)運動方案設計的過程與評估；TRIZ理論與創(chuàng)新設計，TRIZ理論及其應用、計算機輔助創(chuàng)新設計。2.重點和難點仿生機械手、步行與仿生機構、爬行與仿生機構、飛行與仿生機構、游動與仿生機構設計；機械設備的反求設計、計算機輔助反求設計；機械系統(tǒng)運動中帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等典型傳動裝置的應用場合，機械系統(tǒng)的運動協(xié)調設計；TRIZ理論及其應用。3.學生學習預期成果經過本單元學習，使學生掌握仿生機械設計，機械設備的反求設計，機械系統(tǒng)運動方案與創(chuàng)新設計，TRIZ理論與創(chuàng)新設計等知識，使學生具備獨自運用不同設計理論進行創(chuàng)新機構設計、機構組合設計、結構設計等方面的創(chuàng)新設計能力，培養(yǎng)提升學生的工匠精神與自律意識素質。4.教學方式采用講授法、討論法、練習法和自主學習法相結合的教學方式實現本單元課程目標。結合相關機構圖片、視頻等通過講授法教學；學生以小組為單位，圍繞特定機械設計問題，應用自主學習法給學生留思考題，讓學生利用網絡資源自主學習的方式尋找答案，提出解決問題的措施，通過課堂討論、課堂練習，鞏固所學知識，培養(yǎng)合作精神，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習的獨立性。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標中內容描述：課程目標2.掌握機械創(chuàng)新設計的理論方法，包括仿生原理與創(chuàng)新設計，反求工程與創(chuàng)新設計，機械系統(tǒng)運動方案與創(chuàng)新設計，TRIZ理論與創(chuàng)新設計等知識，使學生具備獨自運用不同設計理論進行創(chuàng)新機構設計、機構組合設計、結構設計等方面的創(chuàng)新設計能力，培養(yǎng)提升學生的工匠精神與自律意識素質。課程目標3.由課程講授，圍繞課程內容有意識引導、培養(yǎng)學生的工匠精神、工作學習自律、團隊意識，樹立正確的科研觀、專業(yè)觀、社會觀，實現顯性與隱性教育的有機結合，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，促進學生的自由全面發(fā)展。第四單元機械創(chuàng)新設計綜合案例（學時數：4學時）1.課程主要內容主要包括平動齒輪傳動裝置的創(chuàng)新設計案例分析、機構應用創(chuàng)新設計案例分析、多功能平口鉗的創(chuàng)新設計案例分析、發(fā)動機主體機構的創(chuàng)新設計案例分析。2.重點和難點平動齒輪傳動裝置的創(chuàng)新設計案例分析、機構應用創(chuàng)新設計案例分析、多功能平口鉗的創(chuàng)新設計案例分析、發(fā)動機主體機構的創(chuàng)新設計案例分析。3.學生學習預期成果經過本單元學習，使學生掌握創(chuàng)新理論在機械設計實踐中的應用，初步具備創(chuàng)新思維能力，具備將創(chuàng)新思維方法應用于簡單機構、機械結構進行創(chuàng)新設計的能力，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識、自主學習意識，促進學生創(chuàng)新素質的全面提升。4.教學方式采用講授法、任務驅動法、討論法和自主學習法相結合的教學方式實現本單元課程目標。結合機械創(chuàng)新設計綜合案例，通過講授法教學引導；給學生布置課程相關的探究性學習任務，學生以小組為單位，圍繞特定機械設計案例，應用自主學習法，讓學生利用網絡資源自主學習的方式尋找答案，提出解決問題的措施，通過課堂討論，鞏固所學知識，培養(yǎng)合作精神，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習的獨立性。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標中內容描述：課程目標3.使學生明白機械創(chuàng)新設計與社會發(fā)展進步的緊密聯系，圍繞課程內容有意識引導、培養(yǎng)學生的工匠精神、工作學習自律、團隊意識，樹立正確的科研觀、專業(yè)觀、社會觀，實現顯性與隱性教育的有機結合，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，促進學生的自由全面發(fā)展。具備創(chuàng)新思維能力，具備將創(chuàng)新思維方法應用于簡單機構、機械結構進行創(chuàng)新設計的能力，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作意識、自主學習意識，促進學生創(chuàng)新素質的全面提升。五、教學內容、教學方式支撐課程目標匯總序號主要內容主要教學方式學時分配課內課外學時比例支撐課程目標1第一單元機械創(chuàng)新設計基礎講授法和自主學習法相結合41:1課程目標1、32第二單元機械機構與結構創(chuàng)新設計講授法、討論法、練習法和自主學習法相結合121:1課程目標2、33第三單元現代設計方法與機械創(chuàng)新設計講授法、討論法、練習法和自主學習法121:1課程目標2、34第四單元機械創(chuàng)新設計綜合案例講授法、任務驅動法、討論法和自主學習法相結合41:1課程目標2、3六、考核方式課程的考核以考核學生能力及培養(yǎng)目標的達成與否為主要目的，以檢查學生對各知識點的掌握程度和應用能力為重要內容，包括課堂表現、課后獨立作業(yè)、分組專題設計3個環(huán)節(jié)。課程總評成績由3個環(huán)節(jié)的成績加權而成，成績均為百分制，課堂表現權重20%，課后獨立作業(yè)權重40%，分組專題設計權重40%。各考核環(huán)節(jié)所占分值比例可根據具體情況進行調整，建議值及考核細則如下。課程成績構成及比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則支撐的課程目標課堂表現成績100分，占總評成績的20%課堂表現100考核內容：學生課堂回答問題、與老師交流互動情況。評價細則：回答問題相關度與準確度、隨堂有效交流次數不少于5次（20分/次）；少于100則為實際分值，超過5次按100分作為此環(huán)節(jié)最終成績。課程目標1、2、3課后獨立作業(yè)成績100分，占總評成績的40%課后獨立作業(yè)100考核內容：機械機構系統(tǒng)設計、機械結構設計問題相關的小知識點作業(yè)。評價細則：主要考核學生對各單元知識點的理解和掌握程度；每次作業(yè)按100分制單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)最終成績。課程目標1、2、3分組專題設計成績100分，占總評成績的40%分組專題設計100考核內容：2-3名學生一組，分組完成給定機械設計問題。評價細則：考查應用創(chuàng)新設計理念解決機械設計工程問題的能力、口頭和文字表達能力；教師根據選題、設計圖紙（2D/3D）、報告和答辯情況評分，滿分為100分，取各次設計成績的平均值計入設計成績。課程目標1/2v考核環(huán)節(jié)課堂表現、課后獨立作業(yè)、分組專題設計及非技術能力考核標準如下表?？己谁h(huán)節(jié)基本要求評價標準75-89分60-74分0-59分課堂表現學生課堂及時、正確地回答問題、與老師能夠有效交流互動。（支撐課程目標1、2、3）回答問題正確；隨堂交流內容貼合主題，不空洞；回答問題和有效交流次數大于等于5次回答問題較為正確；隨堂交流內容較為貼合主題，不空洞；回答問題和有效交流次數少于5次回答問題基本正確；隨堂交流內容基本貼合主題；回答問題和有效交流次數少于4次回答問題不正確；隨堂交流內容空洞、不貼合主題；回答問題和有效交流次數少于3次課后獨立作業(yè)機械機構系統(tǒng)設計、機械結構設計問題相關的小知識點作業(yè)。（支撐課程目標1、2、3）按時交作業(yè)；基本概念正確、論述邏輯清楚；層次分明，語言規(guī)范。按時交作業(yè)；基本概念正確