综合实践教学中创新能力的培养17年南昌解析会x

1、综合实践教学中 创新能力的培养 2 3 6 目 录 ONTENTS 创新课程的设置1 C 2 存在的问题及分析 4学习引导 5创新能力的培养 基于慧鱼创意组合模型的实验 实验流程的安排 一、创新课程的设置 3 p各类实验的比例各类实验的比例 一、创新课程的设置 4 p综合实践项目的设置变化综合实践项目的设置变化 验证实验 2000年之前 64学时 综合实验 2004-2010 开放创新 2010-2016 CDIO 实验项目：机构简图测绘、缝纫机的机构分析、机构搭接、齿 轮范成、运动参数测定、轴系的结构、带传动等 实验项目：基于慧鱼创意组合模型的机电一体化实验、基于 ADAMS的仿真实验、振动

2、测试实验、机器的强度试验、机器的 刚度实验等 开放创新实验项目：基于慧鱼创意组合模型的机电一体化实验、 基于ADAMS的仿真实验、基于创新理论的仿生机器人的设计 CDIO项目：3D早餐打印机，冰面垃圾清理小车的设计与制作、冰 塘挖藕机的设计与制作、欠驱动机械手的设计与制作等等 一、创新课程的设置 5 p各阶段实践项目的特点各阶段实践项目的特点 与课程内容结合，通过实验仪器操作得与课程内容结合，通过实验仪器操作得 出数据，与已有的结论相比较。出数据，与已有的结论相比较。 综合实验 CDIO 自己选题，自己设计实验方案和实验步自己选题，自己设计实验方案和实验步 骤，对感兴趣的问题找到结论。骤，对感

3、兴趣的问题找到结论。 C:构思（构思（conceive）、D:设计（设计（design） I:实施（实施（implement）、）、O:运行（运行（operate） 创意并实施创意并实施 验证实验 一、创新课程的设置 6 p综合实验及综合实验及CDIOCDIO项目的作品项目的作品 二、存在的问题及分析 7 p学生表现出来的问题学生表现出来的问题 课内实验科研训练CDIO 不重视：只是 获取数据 不思考：不理 解数据背后的 物理意义 逃避：叫不来 懈怠：推不动 敷衍：做不了 不踏实：理论学 习缺乏耐心 不好奇：缺乏探 究意识 对创新概念模糊： 为创新而创新 二、存在的问题及分析 8 p创新中存在

4、的问题创新中存在的问题 创新能力 自我驱动：无 创意：不足 执行力：缺乏 二、存在的问题及分析 9 p综合实践教学中问题分析综合实践教学中问题分析 执行力不足的原因-课堂教学和实践教学不同 传授知识体系 强调符号系 统的逻辑性 属于陈述性知识 考核重点是信息 记忆的准确度 培养学生工作能力 课堂知识运用到 实际中解决问题 属于过程性知识 考核重点是符号 物理意义的把握 课堂教学 实践教学 二、存在的问题及分析 10 p综合实践教学中的难点综合实践教学中的难点- -过程性知识是不可教不可学的过程性知识是不可教不可学的 听懂会说会说 会 知道 识谱视唱 信息整合的过程是不信息整合的过程是不 可知的

5、，需要按照可知的，需要按照基于认基于认 知规律的方法知规律的方法对学生引导。对学生引导。 三、实验流程的安排 11 p6464学时综合实验项目计划书学时综合实验项目计划书 三、实验流程的安排 12 p6464学时综合实验教学进度表学时综合实验教学进度表 提交报告要求：每组一份提交报告要求：每组一份1万字以上的实验报告，每人一份万字以上的实验报告，每人一份2千千 字以上的实验心得，实验数据，视频文件，答辩的字以上的实验心得，实验数据，视频文件，答辩的PPT，实验周记。，实验周记。 三、实验流程的安排 13 p实验流程总表实验流程总表 三、实验流程的安排 14 p综合实验的评价综合实验的评价 l基

6、于实验结果的定量评价+基于实验过程的定性评价 评分标准 平时成绩(30%) 考勤 实验日志 团队协作 实验报告(60%) 工作量饱满、创新性 答辩(10%) 叙述清楚、重点突出 需要提交的材料 实验报告 实验心得 实验日志 照片、视频 PPT 三、实验流程的安排 15 p产品设计的流程产品设计的流程 1.需求识别需求识别 2.背景调查背景调查 3.目标陈述目标陈述 4.性能技术条件性能技术条件 5.构思与发明构思与发明 6.分析分析 7.选择选择 8.详细设计详细设计 9.样机与试验样机与试验 10.生产生产 市场需求市场需求/ /项目需求项目需求/ /委托方委托方 对问题进行调查研究对问题进

7、行调查研究/避免重复设计避免重复设计 将设计问题具体化明晰化将设计问题具体化明晰化 必备的功能约束和性能约束必备的功能约束和性能约束 概念概念/挫折挫折/酝酿酝酿/想出来想出来 采用现代的分析方法采用现代的分析方法 成本成本/使用简易性使用简易性/效率效率/性能性能/可靠性等指标可靠性等指标 产品研发暂时结束产品研发暂时结束 设计设计发现缺陷发现缺陷改进（反复）改进（反复） 观察功能观察功能/测试样机参数测试样机参数 引自【美】R.L诺顿机械设计 三、实验流程的安排 16 p基于产品进化原理的研发流程基于产品进化原理的研发流程 三、实验流程的安排 17 p基于产品进化的研发流程基于产品进化的研

8、发流程 四、学习引导 18 p循序渐进的培养循序渐进的培养 学习学习学习学习自主学习方法的培养自主学习方法的培养 学习思维学习思维学习探索学习探索 学习创造学习创造 探索研究的培养探索研究的培养 创新能力的激发和培养创新能力的激发和培养 学习探索学习探索 学习引导学习引导的的四个单元四个单元学习引导的学习引导的目的目的 四、学习引导 19 p学习引导的原则学习引导的原则 3.3.使学生在经验和直觉的基础上学习使学生在经验和直觉的基础上学习 不断地和学生沟通 2.2.过程性知识是在不断犯错误中习得过程性知识是在不断犯错误中习得 允许学生犯错误 1.1.学习是一个不断尝试调节的过程学习是一个不断尝

9、试调节的过程 要给学生足够的时间自己动手尝试 四、学习引导 20 p学习引导的核心学习引导的核心- -自主学习的培养的重要性自主学习的培养的重要性 自主学习的是能力培养的基础，是重要的个人素质自主学习的是能力培养的基础，是重要的个人素质 经合组织的研究结论认为：经合组织的研究结论认为：真正影响经济及社会进步的是真正影响经济及社会进步的是学习学习 结果的质量。结果的质量。 阅读阅读“素养素养”成为成功的成为成功的核心技能。核心技能。 “素养素养”不是知识，也不是技能，而是个人获取或应用知识和不是知识，也不是技能，而是个人获取或应用知识和 技能的能力，以及兴趣、动机、技能的能力，以及兴趣、动机、学

10、习策略学习策略等。等。 自主学习对于实验是不可缺少的能力自主学习对于实验是不可缺少的能力 四、学习引导 21 p学习引导的核心学习引导的核心- -自主学习的培养要点自主学习的培养要点 为什么儿童学习语言优于成人？为什么儿童学习语言优于成人？ 儿童儿童成人成人 模仿力低模仿力低 记忆力低记忆力低 环境简单而精准环境简单而精准 模仿力高模仿力高 记忆力高记忆力高 学习速度过快学习速度过快 自主学习的原自主学习的原 则：简单、明确、则：简单、明确、 反复练习反复练习 案例教学：案例教学：有助于内隐式的学习有助于内隐式的学习 任务分解：任务分解：确保完全掌握确保完全掌握 任务驱动：任务驱动：由已知向未

11、知逐步拓展由已知向未知逐步拓展 四、学习引导 22 p学习引导的六个方面学习引导的六个方面 了解综合实 验的特点 了解探索研究 的核心 经验学习与 任务分解 学习方法 的强化. 通过与验证实 验比较的实例 设定阶段 性目标 学习引导的六个方面. 五、创新能力的培养 23 p激发激发创新的欲望创新的欲望 创新给我们的生活带来的影响创新给我们的生活带来的影响 机械的魅力、技术的魅力机械的魅力、技术的魅力 用自己的设计改善人们的生活用自己的设计改善人们的生活 冰冰塘塘挖藕的工人挖藕的工人 蜻蜓机器人蜻蜓机器人 五、创新能力的培养 24 p创新的出发点创新的出发点- -为客户创造价值为客户创造价值 阅

12、读阅读蓝海战略蓝海战略， 把握产品的应用背景把握产品的应用背景 以创业的视角看创新以创业的视角看创新 五、创新能力的培养 25 p阅读创新技法手册阅读创新技法手册- -全面了解创新全面了解创新 创新技法手册是 日本高桥诚所著， 其中包括了三类 一百种创新技法， 实验中要求学生 通读该书，课后 再做介绍，使学 生对创新技法有 全面、系统的了 解，消除了学生 对创新的神秘感， 有助于培养学生 的创新能力。 五、创新能力的培养 26 p了解创新的规律了解创新的规律-TRIZ-TRIZ 理想解指出了方向理想解指出了方向 技术发展规律展示了前景技术发展规律展示了前景 重视颠覆性技术重视颠覆性技术 五、创

13、新能力的培养 27 p通过案例提取优秀创新作品的特征通过案例提取优秀创新作品的特征 性能 可靠 合理、 巧妙的 设计 功能 独特 广阔 的应 用背 景 前沿 的技 术 五、创新能力的培养 28 p学生作品分析之一学生作品分析之一- -功能独特功能独特 作品名称：变相怪杰作品名称：变相怪杰 获奖等级：慧鱼全国一等奖获奖等级：慧鱼全国一等奖 指导教师：金指导教师：金 悦、赵卫军悦、赵卫军 作品名称：立体影像展示机作品名称：立体影像展示机 获奖等级：机创大赛全国一等奖获奖等级：机创大赛全国一等奖 指导教师：桂指导教师：桂 亮、胡改玲亮、胡改玲 五、创新能力的培养 29 p学生作品分析之二学生作品分析

14、之二- -性能可靠性能可靠 作品名称：新型缓降器作品名称：新型缓降器 获奖等级：机创大赛全国一等奖获奖等级：机创大赛全国一等奖 指导教师：奚延辉、赵卫军指导教师：奚延辉、赵卫军 五、创新能力的培养 30 p学生作品分析之三学生作品分析之三- -合理乃至巧妙的设计合理乃至巧妙的设计 作品名称：梦想飞甲作品名称：梦想飞甲 获奖等级：机创大赛全国一等奖获奖等级：机创大赛全国一等奖 指导教师：奚延辉、赵卫军指导教师：奚延辉、赵卫军 五、创新能力的培养 31 p学生作品分析之四学生作品分析之四- -前沿技术前沿技术 作品名称：多功能并联机械手作品名称：多功能并联机械手 获奖等级：机创大赛全国一等奖获奖等

15、级：机创大赛全国一等奖 指导教师：赵卫军、金指导教师：赵卫军、金 悦悦 作品名称：无驱动实用残疾人手指作品名称：无驱动实用残疾人手指 获奖等级：数字化大赛全国一等奖获奖等级：数字化大赛全国一等奖 指导教师：史晓军、金指导教师：史晓军、金 悦悦 五、创新能力的培养 32 p学生作品分析之五学生作品分析之五- -广阔的应用背景广阔的应用背景 自动装货机器人自动装货机器人 指导教师：赵卫军，金悦指导教师：赵卫军，金悦 第七届全国大学生机械创新设计大赛陕西省一等奖第七届全国大学生机械创新设计大赛陕西省一等奖 一体式纸箱自动包装机一体式纸箱自动包装机 指导教师：金悦，徐海波指导教师：金悦，徐海波 第七届

16、全国大学生机械创新设计大赛全国一等奖第七届全国大学生机械创新设计大赛全国一等奖 智能灭火小车智能灭火小车 指导指导教师：金悦教师：金悦，赵卫军，赵卫军 第四届全国大学生机械创新设计大赛全国二等奖第四届全国大学生机械创新设计大赛全国二等奖 仿人形机构展示平台仿人形机构展示平台 指导教师指导教师：金悦，奚延辉：金悦，奚延辉 第六届全国大学生机械创新设计大赛全国一等奖第六届全国大学生机械创新设计大赛全国一等奖 五、创新能力的培养 33 p学生作品分析之六学生作品分析之六- -颠覆性的技术颠覆性的技术 作品名称：学吧作品名称：学吧 获奖等级：机创大赛陕西一等奖获奖等级：机创大赛陕西一等奖 指导教师：金

17、指导教师：金 悦、赵卫军悦、赵卫军 五、创新能力的培养 34 p成果成果 届次届次参赛作品数参赛作品数 国赛一等国赛一等 国赛二等国赛二等省级一等省级一等 省级二等省级二等 省级三等省级三等 第四届第四届1010540 第五届第五届2124975 第六届第六届1941982 第七届第七届2043271 届次届次参赛作品数参赛作品数 国赛一等国赛一等国赛二等国赛二等慧鱼一等慧鱼一等慧鱼二等慧鱼二等 慧鱼三等慧鱼三等 第四届第四届501230 第五届第五届712601 第六届第六届711430 第七届第七届512500 近四届机创大赛实物组取得成绩近四届机创大赛实物组取得成绩 近四届机创大赛慧鱼物

18、组取得成绩近四届机创大赛慧鱼物组取得成绩 六、基于慧鱼创意组合模型的实验 35 p以创客为线索的能力培养以创客为线索的能力培养 方案 设计 基于慧鱼创意组合模型 的机电一体化实验. 基于创新理论的仿生机 器人的设计实验 指尖创客初级篇 基于Inventor的仿真建模实验 3D打印 指尖创客初级篇. 基于慧鱼创意组合模 型的机电一体化实验 基于创新理论的仿生 机器人实验 3D打印 指尖创客初级篇. 创 客 互联网的时代是分工更加精细、 合作更加紧密的时代，个人能 力将得到空前的绽放，创客是 未来工程技术人员的一种重要 生存方式 六、基于慧鱼创意组合模型的实验 36 p基于慧鱼创意组合模型的不同学时作品特点基于慧鱼创意组合模型的不同学时作品特点 方案 设计 0 1 64学 时 0 2 32学时 0 3 16学时 0 4 8学时 创意足. 功能完整. 性能优良。 创意简单. 功能单一. 性能较差. 有一定创意. 功能简单. 性能一般. 理解运动系统方案设