《产品创新设计》教学大纲

《产品创新设计》教学大纲课程英文名ProductCreativeDesign课程代码A0803Z79学分2总学时32理论学时28实验/实践学时4课程类别专业课课程性质限选先修课程工程图学、高等数学、理论力学等适用专业机械设计制造及其自动化开课学院机电工程学院注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业教育课程，是开展创新创业教育的重要基础课程，是对专业课程的有益补充，与专业课程共同构成一个完整的知识体系。通过此课程学习，使学生了解产品创新设计的主旨、基本知识和理论，掌握创造性思维和方法的应用；树立创新意识，改变思考问题模式，启发克服思维定势；通过学习系统分析的流程和方法，明确系统中问题存在区域；掌握矛盾问题分析和解决的流程与方法、物场分析方法等创新方法，运用这些方法解决实际工程问题，产生有效的方案构思；掌握S曲线和技术系统进化法则，判断现有产品成熟度和预测新技术的发展方向；全面地提高学生的创新素质，为企业培养解决项目问题的创新种子工程师。（二）课程目标1.理解产品创新设计的基本概念，熟悉产品创新设计理论知识体系，具有面向实际机械系统复杂工程创新问题的理解能力，更加坚定地树立制造强国、智造兴国意识。2.掌握产品创新设计的一般过程、思维方法、应用机理，具有将数学、力、工程基础和专业知识，根据实际创新设计要求，应用于实际机械产品创新分析与设计能力。3.熟练掌握通用产品创新设计方法，具有应用创新方法，针对复杂机械的实际问题，进行创新分析、方案设计与应用能力，并能够在设计环节中体现创新意识，为更好服务于我国创新驱动发展战略打下坚实的方法、能力基础。二、课程目标达成的途径与方法本课程以课堂教学为主，结合自主学习和课后研讨，利用所学的创新设计方法，针对机械产品进行创新思考与设计。培养学生运用工程基础知识、机械设计专业知识以及创新设计专业知识，创造性的分析和解决机械工程领域复杂工程问题的能力。1.课堂教学主要讲述产品创新设计的基本概念，基本原理、方法和工具。结合实际课程内容，将机械工程实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习创新设计方法的兴趣，熟悉产品创新分析与设计的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。2.针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节，训练，培养学生自主学习意识和创新能力。3.设计验证性、设计性课后实践环节，采用课后实践、课间研讨与点评、小组大作业等教学方式，训练实践技能，培养理论知识的应用能力、创新思考和设计能力和团队协助能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1毕业要求2毕业要求3课程目标1LLM课程目标2MHH课程目标3MMH注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。2.毕业要求应根据课程所在专业培养方案进行描述。3.通识选修课程可不填写上表。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求第一章概述①本课程的地位、性质、任务、发展方向和学习方法理解第二章产品创新设计过程①创新、设计、创新设计的内涵理解②最终理想解与创新等级的划分掌握③产品创新设计一般模式及类型掌握④产品创新设计的一般过程熟练掌握第三章产品功能设计原理与过程①用户需求的类型及获取、处理的方法掌握②功能的定义理解③功能模型的构建方法掌握④功能进化定律、功能映射求解的过程熟练掌握第四章创造性思维的本质及能力培养①创造性思维的内涵、形式及作用机理理解②创造性想法生成的内在机理与创造力模型理解③突破思维定势的方法熟练掌握④联想、直觉等思维训练的方法熟练掌握第五章创造性思维的应用方法①常用创造性思维方法的分类理解②头脑风暴法、检核表等方法的运用规则、适用范围掌握③这些方法实施的流程、技巧及运用要点熟练掌握第六章创造性模板法与创新设计①内部变量、外部变量、内部组件、外部组件的内涵掌握②预测矩阵、产品组态图构建方法熟练掌握③创造性模板的思维过程及操作流程熟练掌握第七章TRIZ理论与创新设计①TRIZ理论的体系构成、核心思想理解②产品成熟度预测方法熟练掌握③进化树、冲突矩阵、物场模型等创新工具的应用过程熟练掌握第八章计算机辅助产品创新设计①知识的定义、作用、类型及转化过程理解②创新知识库的知识组成、应用过程理解③国内外常见的创新网站、软件及平台理解③Pro/I软件的创新应用过程熟练掌握五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务（作业、自学、讨论等任务要求）对应课程目标第一章1.1本课程的地位、性质、任务、发展方向和学习方法11.课前自学我国创新的现状课程目标1第二章2.1创新、设计、创新设计的内涵2.2最终理想解与创新等级的划分2.3产品创新设计一般模式及类型2.4产品创新设计的一般过程31.完成创新等级判断练习2.课前自学创新的定义与内涵、创新设计的过程与类型课程目标2课程目标3第三章3.1用户需求的类型及获取、处理的方法3.2功能的定义3.3功能模型的构建方法3.4功能进化定律、功能映射求解的过程41.完成调查问卷制作、功能模型构建2.课前自学功能的确定、功能求解过程课程目标1课程目标2课程目标3实践环节创新问题分析方法综合应用21.完成问题分析训练2.课前复习所学问题分析方法课程目标3第四章4.1创造性思维的内涵、形式及作用机理4.2创造性想法生成的内在机理与创造力模型4.3突破思维定势的方法4.4联想、直觉等思维训练的方法21.完成发散、逆向等思维训练2.课前自学突破思维定势的方法课程目标1课程目标3第五章5.1常用创造性思维方法的分类5.2头脑风暴法、检核表、形态分析法等方法的基本运用规则、适用范围5.3这些方法实施的流程、技巧及运用要点41.完成检核表法应用练习、形态分析法应用练习2.课前自学头脑风暴法、检核表等方法、形态分析法课程目标2课程目标3第六章6.1内部变量、外部变量、内部组件、外部组件的内涵6.2预测矩阵、产品组态图构建方法6.3创造性模板的思维过程及操作流程21.完成创造性模板法应用练习2.课前自学创造性模板法课程目标2课程目标3第七章7.1TRIZ理论核心思想与理论体系7.2冲突解决理论7.3物场模型分析方法7.4S曲线与技术系统进化法则7.5系统裁剪分析81.完成技术与物理冲突应用练习、物场分析方法应用练习、技术系统进化法则应用练习、系统裁剪分析应用练习2.课前自学技术与物理冲突、物场分析方法、技术系统进化法则、系统裁剪分析课程目标1课程目标2课程目标3实践环节创新问题求解方法综合应用21.完成问题求解训练2.课前复习所学问题求解方法课程目标3第八章8.1创新设计过程中的知识8.2支持产品创新设计的知识库8.3设计知识的搜索8.4CAI在创新中的应用8.5Pro/Innovator软件介绍8.6计算机辅助创新平台CAIP系统介绍41.课前自学知识的表达、常用CAI软件课程目标1课程目标3六、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创新问题分析方法综合应用2能熟练应用问题分析方法选取常见产品，进行系统性的问题分析，提炼产品进一步创新的思路设计性必做2创新问题求解方法综合应用2能熟练应用创新问题求解的方法结合具体的设计问题，进行多方位的创新思考与设计生成创新设计报告设计性必做注：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含到课率、课堂讨论发言、平时作业等点名记录、课堂发言记录、作业完成质量和创新设计报告质量50%期末考核开卷卷面成绩50%考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：创新设计方法，李彦、李文强，科学出版社，2013.3（二）主要参考书：1.TRIZ及应用—技术创新过程与方法，檀润华，高等教育出版社，2010.112.技术创新实施方法论DAOV，林岳、谭培波、史晓凌、茹海燕，中国科学技术出版社，2009.113