《创新课程设计》课程教学大纲

《创新课程设计》课程教学大纲课程名称：创新课程设计课程代码：MPRC2008英文名称：InnovationCourseDesign课程性质：专业选修课程学分/学时：2学分/2学时开课学期：第8学期适用专业：材料成型与控制先修课程：工程材料、机械原理、机械设计基础、液压与气压传动、创新设计后续课程：无开课单位：机电工程学院课程负责人：陈再良等大纲执笔人：赵栋大纲审核人：倪俊芳一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：创新课程设计是材料成型与控制专业的一门专业选修课程。本课程针对材料成型与控制专业的特点，从创新的理论出发，重点掌握机械创新设计中有效的创新方法，通过对机械设计中常用的表达方法进行详细介绍，以及创新设计的实例的引入，使学生对创新的方法有了更全面的了解，从而获得掌握机械创新设计问题的初步能力。教学目标：创新课程设计属于创新设计课的延续，通过创新设计实践，进一步学习掌握创新选题的原则与基本方法，使学生在信息获取、创新技法等方面的能力得到实际训练，在机械系统方案设计创新、机器机构与结构设计创新、机械技术反求设计与创新等方面的实际能力得到明显提高，为以后的毕业设计教学环节提供创新方法与基本能力方面的准备。本课程的具体教学目标如下：.掌握机械的基础知识、机械系统的组成、机械运动简图及结构设计，掌握创新设计过程中的创新思维方法。.掌握机构的运动副的演化与变异、构件的变异、机架变换与创新、机构的等效变换与创新；.加深对机械传动、计算机控制和机电一体化装置的感性认识；.锻炼动手和协作能力，培养逻辑思维和开拓创新的意识。二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：★;难点内容：△）1、机械创新设计的表达方法（2学时）（支撑教学目标1、2）表达在机械创新设计中的作用功能草图表示法机械设计表达实例典型结构创意构思的分析与组合＞目标及要求：1）掌握表达在设计中的具体作用，对于具体功能要求的机械结构，能给出合理的设计表达。2）熟练掌握功能草图表达方法；3）初步掌握功能草图方法的基本应用，并能结合具体案例实际运用；＞讨论内容：如何有效表达，在合理表达机构功能的基础上如何进行优化设计，是否有新的设计可以代替或者部分代替传统机构。＞作业内容：练习功能草图的表示方法，对具体设计给出合理的功能草图表示。2、结构创新设计分析（6学时）（支撑教学目标1、2）结构设计意义及结构变异设计方法结构组合创新设计方法引入新的结构因素2.4引入新的逻辑方法及引入新的设计理念＞目标及要求：1）充分发挥学生创新结构的设计能力，进行一些新的机构，组合的原理与方案构思与设计；2）掌握机械创新设计的一般规律和法则、提高学生的创新设计素质；3）引入的新的结构因素,新的逻辑方法新的设计理念在现实生活中的应用★A；4）掌握各种结构及组合基本原理及要点＞讨论内容：如何通过新的理念将结构各功能组件进行新的组合，以实现新的功能性。＞作业内容：练习运用机械创新设计的一般规律和法则。3、创新设计题目选定（6学时）（支撑教学目标1、2）分组集体讨论，选择确定创新设计课题综合运用各种知识和开拓性的创新思维，并应用创新设计准则进行需求识别、设计原点回归和设计起点构思。进行课题调研及信息检索，并进行资料汇总与分析＞目标及要求：1）学生相互讨论，将个人构思与集体讨论结合，分组确定设计目标，绘制功能草图表达；2）根据查阅的信息分解各功能组件，将整体功能拆分为若干个组件，查阅相关文献，以最优化方式实现组件功能＞讨论内容：如何通过信息检索系统查阅需要的信息，并通过拆分的方法将小功能组件结合为具有整体功能的机构或组件。4、方案创新设计与评价（6学时）（支撑教学目标3、4）针对设计任务的创新原点分析与起点构思功能分析与功能求解（理论分析与实验操作）功能综合与方案求解（理论分析与实验操作）＞目标及要求：1）综合运用各种知识和开拓性的创新思维，并应用创新设计准则进行需求识别、设计原点回归和设计起点构思山;2）通过理论分析与实验操作，针对新的设计起点进行子功能与总功能的分析与求解；3）通过理论分析与实验操作，完成商品化设计、功能综合与方案求解、并分析讨论＞作业内容：完成创新方案的设计。5、总体设计、主要结构设计与功能演示（16学时）（支撑教学目标1、4）将学生分组，按组完成总体设计将学生分组，按组完成主要结构设计将学生分组，按组完成结构功能仿真＞目标及要求：1）学生自由组合，分组设计复杂功能，可以依托现有的结构组件进行功能实现，要说明各个组件起到的作用2）分组实现设计功能，分工合作，选择最优方式实现目标功能3）设计调试后，完成设计功能，由老师进行系统验收，如果有不足或者不到之处再进行调整更新＞自学拓展：变化其他功能要求，寻找新的组合方式。三、教学方法在教学方式上，根据具体教学内容，综合运用课堂讲授和演示、课堂讨论、课堂练习、发现学习法和自学指导法，通过引入问题和启发式教学，使学生更加明确教学内容的知识体系，引导学生主动学习，激发内在学习动机，提高课堂的积极性。在目前的实验教学条件基础上，及时采用实验练习法，强化所学知识的理解和运用，培养学生解决实际问题的能力。在实验教学过程中，引导学生发现问题，思考解决方案，为后续教学内容作铺垫。结合具体教学内容，本课程所采用的教学方法说明如下：.根据基础部分，由老师讲解和教学演示，采用教授法和讨论法。教学内容的实践性比较强，单纯原理的讲解较难理解，所以功能模块的讲解分解到各个功能模块的拆分过程中去，用到哪里讲解到哪里，讲完了就用，就进

行实践，这样学生更容易掌握，对知识的理解也更深入，交互式教学学生不懂直接提问加强师生之间的交流。利用实物投影仪和屏幕投影等方式，让学生有一个直观的认识，之后学生重复老师的过程，加强对这一过程的理解和认识。.变被动为主动，进行讨论式教学单纯地理论教学，学生只能了解到这些创新技法，只有参与实践，将所学知识通过实际操作加以运用，才能更好地理解和掌握课堂上教授的创新技法。让学生能将学习到的创新原理能够运用到实际设计中，学以致用，更好地理解和掌握这些创新技法。随着教学的深入，逐渐接触到了一些思维方式的创新方法，如群体集智法。群体集智法是指集中群体智慧，并激励思维，进行创新。.结合实训教学，参与创新实践。刚开始按照传统教学模式教授此门课程时，直接给学生灌输各种创新思维、创新技法，学生都只是被动地听讲，没有积极主动地进行对相关案例的思考。可以采用群体集智法将创新技法融入机械创新设计课程的授课中，使学生主动地参与到创新思维中，而不再是被动地接受知识的灌输,变被动式学习为主动式学习O当学生在学习了一些创新原理后，可以给定一个合适的命题，进行这样采用群体集智法的讨论式教学，能够让学生参与到创新中，更好地理解创新原理的本质和更好地掌握这些创新原理的运用，激发学生的创新思维，提高创新能力。.根据从简单到复杂，从单一到综合的学习方法进行教学。机械结构系统是一个复杂的系统，教学中本着有简答到复杂的原则进行课程设计，老师先举简单的例子，老师引导之后学生动手制作，调试通过了，再进行功能拓展加大。学生需要在老师原有的基础上进行拓展提高，这样对原理和方法上更能容易掌握和提高。将一个问题先分解成简单问题，然后再进行综合。小组的形式根据自己的设计，设计复杂工程，这样学生更容易上手，更利于解决复杂工程能力的培养。.注重团队协作能力的培养，多进行学生间、师生间的讨论。单纯的老师教学生学不利于知识的传达和掌握。在课程设计的时候有很多学生动手实践的时间，这个时候可以充分发挥学生之间的互帮互助能力，让学生以小组进行讨论,共同解决遇到的困难，这样的方式更有利于激发学生自己思考，自己探索的能力,这样解决的问题学生印象深刻，同时可以起到培养学生团队协作能力，倾听其他人意见，与团队成员共享信息的能力，对今后踏入工作岗位也有益处。老师也可以参与学生的讨论，帮组他们分析问题，引导式的启发他们解决问题。U!在教学方法的实际执行过程中，每个教学环节都应具有明确的目的性。同时,以上教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。教学效果不好、学生对知识点理解程度不高时，应适当调整教学方法，适当增加演示法或实验训练法，或在讲授后续教学内容时，引导学生前后联系,结合前置难点内容进行讨论，强化知识掌握。在学生对知识掌握情况较好，系统性较好、实验训练效果较好的情况下，适当提高教学内容或实验内容的难度，或增加发现学习法和自学指导法，设置具体应用问题，引导学生探