《机械创新设计》课程教学大纲（机械设计制造及其自动化专业）

《机械创新设计》课程教学大纲一、课程简介课程中文名机械创新设计课程英文名MechanicalInnovativeDesign双语授课□是否课程代码24122007课程学分2总学时数32课程类别□通识教育课程□公共基础课程专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质¨必修☑选修□其他课程形态□线上线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式¨闭卷□开卷☑课程论文☑课程作品☑汇报展示¨报告þ课堂表现□阶段性测试¨平时作业□其他（可多选）开课学院机器人工程学院开课系(教研室)机械制造工程系面向专业工科类相关专业开课学期第6学期先修课程机械设计基础等后续课程无选用教材孙亮波主编.机械创新设计与实践（第二版）[M].西安电子科技大学出版社,2020.参考书目1.张莉彦主编.机械创新设计(第三版)[M].化学工业出版社,2022.2.李助军主编.机械创新设计及其专利申请(第1版)[M].华南理工大学出版社,2020.课程资源无课程简介

《机械创新设计》是工科类专业的一门技术拓展课程。它旨在培养学生的创新设计能力，建立创新设计思维。本课程的任务是逐步培养学生正确的设计思想和创造性思维能力，了解国家的技术经济政策，坚定自主创新设计、复兴民族工业的历史责任感，使学生熟知创新设计原理、方法，具有设计复杂工作装置的能力，初步培养学生综合应用各种知识和技术资料处理装置设计中各种问题的能力，使学生了解创新设计的最新发展及创新设计在机械工业及相关工业中的应用。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1建立创新思维，习得机械装置系统创新设计方法等相关知识，结合工科有关各类学科竞赛，设计结构完整的、功能齐全的、有创意性的工作装置，培养装置创新设计能力。具有扎实的自然科学和机械工程基础知识及创新意识，能够综合运用传统机构设计方法，标准件选用、设计、安装规范，以获得实用、简易、有价值的工作装置。具有开拓进取的科技创新精神。课程目标2具有创新意识，能积极开拓自身视野，不断从国家、社会科技创新发展中寻找灵感，培养工程设计能力。具有孜孜不倦的学习精神。表2-1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求3：设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计机械工程中的控制系统、机械部件或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素。【H】指标点3.1：能够分析复杂工程问题，设计解决方案，并体现出创新意识。课程目标1毕业要求12：终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。【M】指标点12.2：掌握正确的学习方法，具有自主学习和适应社会可持续发展的能力。课程目标2三、课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1学科竞赛与人才培养1.学科竞赛的意义；2.熟悉相关专业学科竞赛；3.学科竞赛制作内容；4.竞赛综合能力培养；5.学科竞赛项目申请。1.拓展阅读：了解创新设计及其发展；2.课后思考：深入了解学科竞赛。课程目标2重点：学科竞赛对知识储备的需求。1.案例教学法：能够通过实际案例开拓学生视野，建立竞赛思维；2.演示讲授法：能够促进学生强化对学科竞赛的认识。42创新思维1.创新思维的定义和类型；2.创新思维理论；3.创新思维技法；4.批判性思维；5.六项思考帽；6.TRIZ创新设计理论。1.课程预习：了解创新思维；2.课后思考：TRIZ理论的应用；3.课后作品：结合创新思维做创新设计方案。课程目标1、2重点：1.创新思维技法2.TRIZ创新设计理论1.案例教学法：引导学生加深对创新设计思维的认知；2.演示讲授法：引导学生掌握创新设计思维及其方法。103机械系统创新设计1.机械设计要点；2.基于功能元求解的机械系统设计；3.基于杆组的结构分解法；4.先进机构学理论；5.机构创新设计。1.课程预习：教材及相关资料；2.课后思考系统创新的注意事项及方法。课程目标1、2重点：机械系统创新设计机理1.案例教学法：能够引导学生加强对机械系统创新设计形式的认知；2.演示讲授法：促进学生掌握机械系统创新设计方法。104机械优化设计与仿真1.产品优化设计；2.产品建模与仿真；3.机电控制系统设计；4.产品数控加工与制造、装配。1.课程预习：教材及相关资料；2.课后思考机械系统优化及仿真方法。课程目标1、2重点：产品数控加工与制造、装配1.案例教学法：能够引导学生了解机械优化设计及仿真的实际情况；2.演示讲授法：促进学生掌握机械优化设计及仿真的方法。45机械创新作品案例分析机械创新作品案例分析1.课程预习：教材及相关资料；2.课程大作业：结合前述所学制作机械系统创新设计方案，以课程论文形式书写；。课程目标1、2重点：作品创新设计分析1.演示讲授法：结合案例分析，促进学生掌握创新设计能力，辅助学生获得创新设计灵感。41.演示讲授法：通过教师在课堂展示实物模型、图片、多媒体课件等直观教具或通过示范性操作指导学生获得创新设计有关基本原理知识，有效地培养学生创新设计能力。2.案例教学法：整合工程项目实践、企业生产设计实际。以实际的工程创新设计案例引导教学，让学生真正做到理论与实践相结合，提高学生应用能力。四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4-1课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核分项占比考核方式课程目标11.创新思维：创新思维相关理论；创新思维69.2%课程学习表现、课程作业、作品展示2.创新思维技法：群体集智法；系统分析法；联想类比法；仿生法；组合创新法；反求创新设计法；3.机械产品选型与创新点提炼；机构设计要点；机械系统方案创新设计4.产品建模与仿真设计；机电系统控制设计；机械优化设计与仿真课程目标2学科竞赛能力培养，学科竞赛项目申报学科竞赛与人才培养30.8%课程学习表现、课程论文机械创新作品分析机械创新作品案例分析表4-2课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比课程论文成绩比例24%课程作品成绩比例36%课程学习表现成绩比例16%课程作业成绩比例12%论文答辩成绩比例12%课程目标170%60%80%90%60%69.2%课程目标230%40%20%10%40%30.8%（二）成绩评定1.平时成绩评定（占总成绩的40%）（1）课程学习表现（40%）：通过线下课堂上的表现情况、发言与提问情况，以及讨论互动完成情况来评价学生相关的能力；（2）课程作品完成及展示情况（30%）：围绕课程的学习目标设计课程作品设计方案，根据学生作业完成情况来评价学生对所学知识的掌握情况；（3）课程论文答辩情况（30%）：围绕课程论文开展，根据学生论文撰写情况、现场答辩情况来评价学生实际掌握情况。2.期末成绩评定（占总成绩的60%）《机械创新设计》课程根据课程学习内容进行课程设计作品和课程大论文。其中，课程作品设计在2~3次，总分60分，课程论文40分。3.总成绩评定总成绩应由平时考核成绩和期末考核成绩构成，总成绩（100%）=平时成绩（40%）+期末成绩（60%）（三）评分标准机械创新设计课程非试卷考核项目以下表5为准。表5评分标准（非试卷考核项目）考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)课堂表现能够积极发言、回答问题，互动效果良好，问题回答正确。能够积极发言、回答问题，互动效果良好，问题回答较为正确。课堂发言、回答问题不够积极，互动效果较好，问题回答基本正确。课堂发言、回答问题不够积极，互动效果一般，问题回答不正确。课堂没有发言，从不参与课堂互动。论文答辩情况能正确、合理的阐述论文作品，表达与实际完全一致，论文作品完成效果很好。能较正确、合理的阐述论文作品，表达与实际较为一致，论文作品完成效果较好。能基本正确、合理的阐述论文作品，表达与实际基本一致，论文作品完成效果较好。能够阐述论文作品，表达与实际有偏差，论文作品完成效果一般。未能阐述论文作品，论文作品未按要求完成。课程作品设计（1）能够完全正确分析工程实际问题，建立设计构思；（2）能完全正确在创新思维及方法下完成创新设计方案。（1）能够较好分析工程实际问题，建立设计构思；（2）能较好在创新思维及方法下完成创新设计方案。（1）基本能够分析工程实际问题，建立设计构思；（2）基本能在创新思维及方法下完成创新设计方案。（1）能够分析工程实际问题，建立设计构思；（2）能在创新思维及方法下完成创新设计方案。但方案设计有部分不足。（1）未能按要求分析工程实际问题；（2）未能按要求在创新思维及方法下完成创新设计方案。课程论文（1）能够完全正确分析工程实际问题，建立创新设计构思；（2）能完全正确在创新思维及方法下撰写课程论文，且论文与工程实际相一致。（1）能够较好分析工程实际问题，建立创新设计构思；（2）能较好在创新思维及方法下撰写课程论文，且论文与工程实际相一致。（1）基本能够分析工程实际问题，建立创新设计构思；（2）基本能在创新思维及方法下撰写课程论文，且