2021版（第5至第8学期）-东莞城市学院智能制造学院

教学大纲

2021版（第5至第8学期）

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《机械创新设计》教学大纲

作者:智能制造学院发布日期:2023-04-07 17:17:04浏览次数:33910

《机械创新设计》教学大纲

一、课程基本信息

课程类别	专业拓展选修课程		课程性质	理论	课程属性	选修
课程名称	机械创新设计			课程英文名称	Mechanical Creation Design
课程编码	F05ZX16C			适用专业	机械设计制造及其自动化
考核方式	考查			先修课程	机械制图、机械原理
总学时	32	学分		2	理论学时		28
实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时				实验学时：4
开课单位				智能制造学院

二、课程简介

《机械创新设计》是机械设计制造及其自动化专业一门专业拓展选修课，是全面落实本专业教学计划的专业拓展教学环节之一，是培养学生创新思想与技能和的一个重要教学内容。其目的是使学生建立起合理的知识结构，培养其创新意识和能力，打好创造发明的理论和实践的基础。本课程通过阐述机械的发展与创新，综合、归纳发明创造过程的一般技术和方法，介绍功能原理的创新设计、机构和机械结构的创新设计并联系实例加以分析和引导，以启迪学生的创新思维，开拓创新视野，培养学生的创新意识，提高其创新设计的能力。

三、课程教学目标

课程教学目标		支撑人才培养规格指标点	支撑人才培养规格
知识目标	目标1：掌握群体集智法、系统分析法、联想类比法、转向创新法、组合创新法等常用创新方法。	4-3:能通过对复杂机械工程问题进行文献检索与研究，分析过程的影响因素，寻求多种解决方案，并获得有效结论。	4.分析问题
能力目标	目标2：掌握结构方案的变异设计，提高性能的设计；掌握结构的宜人化设计和新型结构设计。	5-2:掌握技术创新的基本原理和方法，在设计环节中体现创新意识，在设计文宗中综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。	5.设计开发
素质目标	目标3：培养创新思维、创造性思维与创造活动、创造力，培养创新思想与创新实践实用。	6-2:能够采用科学方法对复杂工程问题进行分析，根据问题特征选择研究路线，设计并实施实验方案。	6.应用研究能力

四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略

（一）理论教学

教学模块

学时

主要教学内容与策略

学习任务安排

支撑课程目标

创造性思维

重点：思维及类型、创造性思维、创造性思维与创造活动、创造力。创新思想培养与创新实践实用。

难点：思维是一种思想活动，通过更多案例教学，启发学生的创新思维活动。

教学方法与策略：课堂讲解、启发问答、讨论。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：案例的练习。

目标1

目标2

创造原理

重点：综合创造原理、分离创造原理、移植创造原理、物场分析原理、还原创造原理、价值优化原理。

难点：在多种原理中，物场分析原理、还原创造原理、价值优化原理是教学难点。

思政元素：领域内相关案例的基本知识，在智能制造系统里的不同场景应用，创新理论对我国发展影响。

教学方法与策略：在线下教学过程中采用电子教案、经典案例。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：案例的练习。

目标1

目标3

常用创新技法

重点：群体集智法、系统分析法、联想类比法、转向创新法、组合创新法。

难点：通过形态分析方法，从单元功能组合机器总功能的众多方案的优化是难点。

思政元素：领域内相关案例的基本知识，在我国多种行业中发挥重要作用。

教学方法与策略：结合多媒体教学、辅助以适当的传统板书。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：案例的练习。

目标2

目标3

原理方案的创新设计

重点：了解功能设计法、设计目录的编制，掌握评价系统，能用评分法和模糊评价法对产品做出正确的评价。

难点：功能组织与评价选择所需方案。

教学方法与策略：实例过程分析增强课堂教学吸引力，提升课堂教学效果。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：案例的练习。

目标1

目标2

机构创新设计

重点：机构形式设计的原则、机构的选型、机构的构型。

难点：机构的功能与功能变换。

教学方法与策略：课堂讲解、启发问答、讨论。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：案例的练习。

目标1

结构方案的创新设计

重点：掌握结构方案的变异设计，提高性能的设计。掌握结构的宜人化设计和新型结构设计。

难点：结构方案的变异设计、提高性能的设计、结构的宜人化设计、新型结构设计。

思政元素：智能制造多种行业里不同场景组合应用，国家在机械大类学科领域综合实力体现。

教学方法与策略：在线下教学过程中采用电子教案、经典案例。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：案例的练习。

目标1

目标3

反求设计

重点：掌握产品反求分析的思路和内容。了解二次设计和计算机反求设计的方法。

难点：反求设计的应用，设计案例分析。

教学方法与策略：结合多媒体教学、辅助以适当的传统板书。

课前：预习。

课堂：讲解及回答问题。

课后：案例的练习。

目标1

目标2

（二）实践教学

实践类型	项目名称	学时	主要教学内容	项目类型	项目要求	支撑课程目标
训练	结构设计	2	重点：机构运动简图，结构设计。难点：设计具有一定创新性的结构。	验证	实验2人一组，完成创新结构设计。课后完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录及分析。	目标1 目标2
训练	实物制作	2	重点：对设计的创新性机构进行简单的实物制作。难点：选择合适的材料对设计的创新性机构进行简单的实物制作。思政元素：要求学生编程设计必须有细致、严谨的科学态度。	验证	实验2人一组，完成实物制作。课后完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录及分析。	目标1 目标2 目标3
	备注：项目类型填写验证、综合、设计、训练等。

五、学生学习成效评估方式及标准

考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中，学生的最终成绩是由平时成绩、期末成绩两个部分组成。

1.平时成绩（占总成绩的40%）：采用百分制。平时成绩分作业（占20%）、考勤（占10%）实验成绩（占10%）三个部分。评分标准如下表：

等级

评分标准

1.作业；2考勤；3.实验成绩

优秀

（90～100分）

1.作业书写工整、书面整洁；90％以上的习题解答正确结果准确无误。

2.没有旷课、迟到、早退现象。

3.实验报告书写工整、书面整洁；90％以上的实验结果准确无误。

良好

（80～89分）

1.作业书写工整、书面整洁；80％以上的习题解答正确或实验习题结果准确无误。

2.旷课1次，有迟到和早退现象。

3.实验报告书写工整、书面整洁；80％以上的实验结果准确无误。

中等

（70～79分）

1.作业书写较工整、书面较整洁；70％以上的习题解答正确或实验习题结果准确无误。

2.旷课2-3次，有迟到和早退现象。

3.实验报告书写工整、书面整洁；70％以上的实验结果准确无误。

及格

（60～69分）

1.作业书写一般、书面整洁度一般；60％以上的习题解答正确或实验习题结果准确无误。

2.旷课4-5次，有迟到和早退现象。

3.实验报告书写工整、书面整洁；60％以上的实验结果准确无误。

不及格

（60以下）

1.字迹模糊、卷面书写零乱；超过40％的习题解答不正确。

2.旷课5次以上，有迟到和早退现象。

3.实验报告书写工整、书面整洁；50％以上的实验结果错误。

2.期末考查（占总成绩的60%）采用百分制。期末考查为大作业形式，考核内容和分值分配情况请见下表：

考核模块	考核内容	支撑目标	分值
创造性思维	如何根据需求，通过查阅资料了解思维的类型，创造性思维的形成和发展及特征，掌握创造性思维与创造活动和创造力的关系。	目标1 目标2	10
创造原理	各种创造原理的基本模式、概念和特征，能举例说明各原理。	目标1 目标3	10
常用创新技法	各种创新技法的概念，掌握形态分析方法、	目标2 目标3	10
原理方案的创新设计	功能设计法、设计目录的编制，掌握评价系统，能用评分法和模糊评价法对产品做出正确的评价。	目标1 目标2	20
机构创新设计	机构形式设计原则及选型，机构的构型。	目标1 目标1	20
结构方案的创新设计	结构方案的变异设计，提高性能的设计，结构的宜人化设计和新型结构设计。	目标1 目标3	20
反求设计	产品反求分析的思路和内容。了解二次设计和计算机反求设计的方法。	目标1 目标2	10

六、教学安排及要求

序号	教学安排事项	要求
1	授课教师	职称：讲师及以上学历（位）：硕士及以上其他：无
2	授课地点	þ教室 þ实验室 □室外场地 □其他：
3	学生辅导	线上方式及时间安排：可通过企业微信，教师工作时间线下地点及时间安排：办公室，教师工作时间

七、选用教材

[1] 张美麟，《机械创新设计》，北京：化学工业出版社，2018年7月。

[2] 张春林，《机械创新设计》，北京：机械工业出版社，2016年10月。

八、参考资料

[1] 中国科协企业创新服务中心.一线工程师创新方法应用案例（机械领域）.北京：化

学工业出版社,2017年11月。

[2] 张换高.创新设计：TRIZ系统化创新教程. 北京：机械工业出版社，2017年8月。

大纲执笔人：谢小鹏

讨论参与人：彭见辉、方琳

系（教研室）主任：曾月鹏

学院（部）审核人：连元宏