《工程实践与创新训练》教学大纲

《工程实践与创新训练》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：23170101课程性质：竞赛类创新选修课程学分：2学分学时：32学时（理论8学时，实践24学时）先修课程：机械设计、机械原理、机械创新设计等后续课程：机电综合创新训练、毕业设计等适用专业：全校各本科专业开课单位：机械工程学院一、课程说明工程实践与创新训练课程是一门以全国大学生工程实践与创新能力竞赛为对应竞赛，培养学生的实践创新能力的竞赛类创新选修课程。本课程的任务是由学生根据自己的实际情况选择竞赛主题，制作项目计划、师生团队合作完成竞赛项目，参加校级、省级、国家级竞赛和申请发明创造等。本课程通过竞赛项目的实施训练，培养学生创新意识，分析复杂问题、解决复杂问题和利用创新技法实施发明创造，提高学生的工程实践与创新能力。本课程面向行业发展需求，培养具备较扎实的自然科学基础和宽厚的机械工程专业知识、实践能力、创新意识、国际视野、团队合作精神和良好的沟通能力的综合型人才，提高学生人文社会科学素养和创新精神，使其在毕业后可以较好地承担机电产品研发、设计、制造、项目管理等工作。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：能够根据竞赛项目需求，通过查阅文献获取相关信息，运用所学专业理论和技术手段完成项目的设计方案，并在设计中体现创新意识掌握撰写项目申请书、研究报告和技术研究方案的方法和技巧。课程目标2：项目以全国大学生工程实践与创新能力竞赛要求为牵引，综合应用所学知识和创新方法，完成新能源汽车、“智能+”等创新作品的完整设计。课程目标3：具备责任意识、团队意识和工匠精神，能够在课题组中积极参与、组织协调团队开展设计工作，通过团队的合作，保证机电系统设计的合理性与稳定性。三、课程目标与毕业要求《工程实践与创新训练》课程教学目标对相关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撑强度3.设计/开发解决方案3.1掌握机电工程设计和产品开发的基本方法和技术，能够根据需求确定设计目标，并研究确定技术方案；课程目标1：能够根据竞赛项目需求，通过查阅文献获取相关信息，运用所学专业理论和技术手段完成项目的设计方案，并在设计中体现创新意识掌握撰写项目申请书、研究报告和技术研究方案的方法和技巧。M3.设计/开发解决方案3.2能够根据要求，设计开发实现特定功能的复杂机电系统和单元（部件）。课程目标2：项目以全国大学生工程实践与创新能力竞赛要求为牵引，综合应用所学知识和创新方法，完成新能源汽车、“智能+”等创新作品的完整设计。H9.个人和团队9.1能够认识团队的作用和重要性，具有团队意识和协作意识，能处理好个人、团队及其他成员的关系，主动与他人合作。课程目标3：具备责任意识、团队意识和工匠精神，能够在课题组中积极参与、组织协调团队开展设计工作，通过团队的合作，保证机电系统设计的合理性与稳定性。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、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实践学时对应的课程目标1.机械原理及设计的关键知识的讲授教学要求：了解机械结构原理、机械系统设计方法。重点：创新设计方法及应用。难点：机械结构设计与创新。21、2、32.机电创新设计理念的讲授教学要求：熟悉各类创新技法的应用。重点:类比创新法的运用。难点:技法的应用。21、2、33.典型案例讲解与分析教学要求：往届典型案例讲解。重点：机械系统创新的方向。难点：综合应用所学知识和创新方法。21、2、34.围绕大赛的实际需求进行分析和解剖教学要求：熟悉竞赛内容及参赛全流程。重点：项目总体设计，对接相关竞赛。难点:创新方案的设计。2241、2、3合计8242.实践部分实践部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实践项目、实践内容与学时实践项目实践内容和要求实践学时对应的课程目标全国大学生工程实践与创新能力竞赛实践内容：按照当年全国大学生工程实践与创新能力竞赛的比赛主题，设计内容要求准备。实践要求：设计思路清晰；原理正确，有所创新；结构设计合理，实验效果明显；设计报告整洁，层次清楚。241、2、3合计24五、教学方法及手段课程教学以课堂讲授为主，结合实践、作业、慕课资源，配合多媒体课件等共同完成课堂授课内容和相关能力的培养。采用E-mail、钉钉、微信等交流工具，加强和学生之间的交流和沟通。在实践教学环节中，通过启发式教学、讨论式训练学生以竞赛为内容的机电产品创新设计的一般过程、基本知识和基本技能。培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.建议教材：（1）丁晓红.复杂机电系统综合设计[M].北京:化学工业出版社,2022.2.参考书：（1）王凤兰.创新思维与机构创新设计[M].北京:清华大学出版社,2018（2）王树才，吴晓.机械创新设计[M].武汉:华中科技大学出版社,2013.（3）贾瑞清、刘欢.机械创新设计案例与评论[M].北京:清华大学出版社,2016（4）J.Craig.机器人学导论（原书第4版）[M].北京:机械工业出版社,2018.3.期刊：（1）机械设计，机械工程学会.（2）机械工程学报，中国机械工程学会.（3）发明与创新(大科技)，湖南发明协会.（4）DesignStudies，ElsevierLtd.4.网络资源：（1）张祖涛等，2018.3，大学生科技创新课程之机械创新设计大赛./course/SWJTU-1001900002（2）全国大学生工程实践与创新能力竞赛官网/new/index.html（3）张策等，2015.3奇妙的机构./newview/movie/courseintro?newurl=%2Fspecial%2Fcuvocw%2Fqimiaodejigou.html七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩采用过程性考核，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核学习态度10（1）根据课堂出勤情况和课堂表现进行考核，满分10分。（2）直接计入课程总评成绩。√√√433工作量完成情况40（1）根据每个项目的完成情况和质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√102010综合训练50（1）主要考核学生对工作量完成情况、设计能力、设计说明书（报告书）、原理样机完成质量和答辩成绩综合评定成绩，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√103010合计：100分245323八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以学习态度、工作量完成情况、综合训练等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：课程考核分三部分进行，分为平时成绩的评定、项目训练成绩的评定及综合训练成绩的评定，每部分的考核成绩按百分制给出。课程考核的成绩按下式给定：课程考核的成绩=学习态度10%+工作量完成情况×40%+综合训练成绩×50%。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性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学习态度10积极参与教学活动，踊跃回答问题，线上自学率大于80%。认真参与教学活动，线上自学率大于70%。偶尔参与教学活动，线上自学率大于60%。上课不认真，偶尔参与教学活动，线上自学率低。上课不认真，不参与教学活动，线上自学率低。工作量完成情况40项目方案完整，思路清晰，富有创新性。项目方案基本完整，思路基本清晰，具有创新性。项目方案基本完整，内容创新性一般.项目方案不完整，创新性一般.没有设计思路，内容不具有创新性。综合训练50方案富有创新性，结构设计合理，仿真分析正确，作品完成质量高