《机械创新综合能力训练》教学大纲

《机械创新综合能力训练》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：01160093课程性质：综合创新课学分：2学分周数：2周先修课程：机械制造技术基础、机械工程测试技术、企业技术改造创新后续课程：精密加工与特种加工、工程经济与管理适用专业：机械设计制造及其自动化开课单位：机械工程学院一、课程说明《机械创新综合能力训练》是机械设计制造及其自动化专业开设的综合创新训练课程。此前学生经历了创新理论基础、学科基础创新、专业创新等创新课程，同时系统地学习了各科专业知识。《机械创新综合能力训练》让学生综合多门专业课程，融入工程教育理念，结合创新思维对工程问题进行技术分析、经济分析、方案设计、项目汇报和样机制作。通过实际工程项目，锻炼学生分析和解决工程问题的能力，培养学生积极进取、勇于创新的科学探索精神和服务社会意识。二、课程目标通过本课程学习，学生达到如下目标：课程目标1：了解工业自动化的现状和前沿，能够综合运用各科专业知识和创新方法，对机械结构、人机界面、控制程序、电气电路等任务进行设计，开发机电系统解决机械工程领域的实际问题，培养学生科学探索、寻求真理精神。课程目标2：掌握多学科下的新技术、新方法，能查找识别有价值的信息资源，合理利用三维建模软件、绘图软件、嵌入式软件、电气和编程软件等工具和工程软件，科学描述、分析问题，正确预估和评判结果。课程目标3：在可行性分析、技术方案论证、技术经济评价和团队内时间、人员、资源的管理过程中，能够合理处理个人和团队、个体和个体间的关系和矛盾，培养学生的协调沟通能力和团队合作精神。课程目标4：在撰写设计说明书、产品使用说明书、方案展示等环节中，锻炼学生使用工程语言和工具表达自己的分析过程、解决方案和设计成果，使学生具备技术交流和工程表达能力。课程目标5：综合考量人、机、料、法、环等因素的影响，在零件结构经济性分析、技术经济性分析、时间成本分析和人力成本分析等过程中，了解工程项目的全周期成本构成，提出更经济、合理的解决方案。培养学生大局意识，增强社会责任心和时代使命感。三、课程目标与毕业要求《机械创新综合能力训练》课程教学目标对机械设计制造及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支持强度3.设计/开发解决方案3.2能够设计开发实现特定功能的复杂机械系统以及系统中的零部件，掌握复杂机械系统及零部件的制造工艺过程，并能够体现创新意识。课程目标1：了解工业自动化的现状和前沿，能够综合运用各科专业知识和创新方法，对机械结构、人机界面、控制程序、电气电路等任务进行设计，开发机电系统解决机械工程领域的实际问题，培养学生科学探索、寻求真理精神。H5.使用现代工具5.2针对具体的机械工程中的复杂工程问题，能够开发、选择和使用合适的现代信息技术工具和工程工具对问题进行模拟分析和预测。课程目标2：掌握多学科下的新技术、新方法，能查找、识别有价值的信息资源，合理利用三维建模软件、绘图软件、嵌入式软件、电气和编程软件等工具和工程软件，科学描述、分析问题，正确预估和评判结果。M9.个人和团队9.2能够在团队中担任负责人，具有组织和协调团队开展工作的能力，并有效实现目标。课程目标3：在可行性分析、技术方案论证、技术经济评价和团队内时间、人员、资源的管理过程中，能够合理处理个人和团队、个体和个体间的关系和矛盾，培养学生的协调沟通能力和团队合作精神。M10.沟通10.1掌握技术文件写作方法，能够撰写机械工程技术方面的报告和设计文件，符合行业规范和要求。课程目标4：在撰写设计说明书、产品使用说明书、方案展示等环节中，锻炼学生使用工程语言和工具表达自己的分析过程、解决方案和设计成果，使学生具备技术交流和工程表达能力。M11.项目管理11.2能在多学科环境下，在工程项目实施过程中有效运用工程管理原理与经济决策方法。课程目标5：综合考量人、机、料、法、环等因素的影响，在零件结构经济性分析、技术经济性分析、时间成本分析和人力成本分析等过程中，了解工程项目的全周期成本构成，提出更经济、合理解决方案。培养学生大局意识，增强社会责任心和时代使命感。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、教学要求与学时分配表2教学内容、教学要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点教学方式课时安排对应的课程目标1.介绍项目任务教学要求：展示项目所需关键元件和技术，介绍项目任务。重点：明确项目任务的需求。难点：理解工业自动化常用技术。讲授实践1天32.拟定路线，设计技术方案教学要求：（1）学生将工程问题转化为技术问题，拟定技术路线；（2）按照项目需求，设定、讨论和制定技术方案。重点：技术方案的合理设计。难点：从原理方案中挑选出可行的技术方案。演示讨论1天1、33.产品结构设计教学要求：细化技术方案，完成标准件选型、零件设计和三维模型的建立。重点：合理设计机械结构。难点：零件的结构设计、零件间的连接关系等机械结构细节特征的设计。演示讨论2天3、54.设计和展示电气原理教学要求：设计和展示电气原理图、电气接线图。重点：领会设计思想，掌握设计方法，合理表达设计方案。难点：方案可行，符合规范。演示讨论2天2、3、45.设计和展示人机界面和控制程序教学要求：设计和展示人机交互界面、控制程序。重点：领会设计思想，掌握设计方法，合理表达设计方案。难点：遵循人机工程原则，界面美观可行，程序优化。演示讨论2天2、3、46.设计和展示技术文档教学要求：设计和展示产品设计说明书、产品使用手册。重点：有效传达、展示设计理念和设计过程。难点：产品设计说明书逻辑清晰、数据准确；产品使用手册图文丰富，符合规范。演示讨论1天2、3、47.汇总资料，项目展示教学要求：（1）将图纸、程序、设计报告等资料汇总打印，行成完整的技术资料。（2）汇报展示整体方案设计和预期效果。重点：汇总资料，项目展示；难点：采用合适的方式将技术方案和工作量完整展示。演示1天5合计2周五、教学方法及手段《机械创新综合能力训练》采取工程项目驱动，学生组织团队，自主挑选项目后，教师分配题目，布置设计任务。本课程注重理论知识的深入和综合交叉运用，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，同时兼顾新技术、新工艺及其发展方向的介绍，培养学生解决机械工程领域中复杂问题的能力、团队协作能力和工程管理能力。课程采用讲授、讨论、演示和实践等教学方法，依据项目中题目的要求，学生组成团队合作进行原理方案设计、技术方案可行性分析、机械机构设计、程序设计、人机界面设计、电气控制设计及技术资料的整理。在此过程中，培养学生自主学习能力、动手能力、综合运用知识的能力和创新思维能力。六、课程资源1.推荐教材（1）李绍炎.自动机与自动线[M].清华大学出版社，20202.参考书（1）柯武龙.自动化机构设计工程师速成宝典[M].机械工业出版社.2018（2）芮延年.自动化装备与生产线设计[M].科学出版社.2022（3）肖维荣.装备自动化工程设计与实践（第2版）[M].机械工业出版社.2021（4）张春林.典型机械设备自动化解决方案指南:从单机生产线到企业网络[M].机械工业出版社.20213.期刊（1）机械工程学报.中国机械工程学会（2）制造业自动化.中国机械工业联合会（3）制造技术与机床.中国机械工程学会（3）机械科学与技术.西北工业大学（5）IndustrialRobot-TheInternationalJournalofRoboticsResearchandApplication.EngLand4.网络资源（1）池海红.自动控制元件./course/HRBEU-1001995017?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg（2）宁涛.电工技术./course/NJTU-1003248001（3）张朝辉.智能仪器./course/USTB-1206411812七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由课堂表现、阶段汇报、技术方案、项目展示四部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节分值考核/评价细则课程目标12345课堂表现10课堂表现的主动性、积极性，设计过程中在团队中的参与度。√√55阶段汇报30阶段报告的技术参数的准确性、规范性，以及阶段目标达成度。√√√2055项目展示40完整表达整体解决方案和技术资料，表达形式合理规范。√√√√10101010技术资料20规范图纸、程序等原始资料，符合标准，准确表达解决方案。√√1010合计：1004015151515八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定实习采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分四部分：课堂表现、阶段汇报、项目展示和技术资料。其中：(1)课堂表现占10%；(2)阶段汇报占30%；(3)项目展示占40%；(4)技术资料占20%。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现10按时上课，积极参与团队工作，积极参与讨论和交流。按时上课，参与团队工作，积极参与讨论和交流。按时上课，参与团队工作，参与讨论和交流。按时上课，参与团队工作，不参与讨论和交流。不按时上课，或者不参与团队工作，或者不参与讨论和交流。阶段汇报30技术方案可行，汇报内容全面详实，完成阶段任务。技术方案可行，汇报内容比较全面，完成阶段任务。技术方案可行，汇报内容基本全面，完成阶段任务。技术方案可行，汇报内容基本全面，基本完成阶段任务。技术方案不可行，或者汇报内容不全面，或者没有完成阶段任务。项目展示40方案切实可行，展示全面详实、图文美观，思路清晰，有创新点和独到的见解。方案可行，展示比较全面详实、比较完整，思路比较清晰，有创新