机械创新设计实验教学大纲（改周已）

机械创新设计实验教学大纲（改周已）
第一篇：机械创新设计实验教学大纲(改周已)
《机械创新设计》实验教学大纲
一、实验课程基本信息
1、实验名称：机械创新设计
2、英文名称：Machinery Innovation Design
3、实验学时：1.5周
4、学分：
5、先修课程：机械制图、机械原理、机械设计
5、适用专业：机械设计制造及自动化
6、大纲执笔：机械基础教研室邓茂云周已
7、大纲审批人：侯勇俊
二、实验课程的目的
1、加深学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及运动特性，为机构创新设计奠定扎实的基础；
2、培养学生的工程实践、独立设计及动手能力，实现从理论学习到实际机构设计及综合运用能力的全面提升；
3、培养学生创新意识及创新设计能力。

三、实验设备及工具
1、JCPP-Ⅱ型平面机构创意组合及参数可视化分析实验台；
2、工具箱（各种零件、组件、六角扳手等）；
3、自备三角板、圆规和草稿纸等文具。

四、实验要求
1、认真预习本实验指导书，掌握实验原理、内容、要求等，了解机构创新设计实验台的结构、使用方法及各构件的搭接方法；
2、熟悉给定的创新设计题目各机构的组成原理及运动方案；
3、实验分组进行，每组成员要分工合作、各尽其责、共同协调配合，才能得到真正的提高；
4、实验完毕，经教师检查后，自行拆除搭接机构，并将工具整理
好后放回原处，不可随意乱放。

五、实验内容
1、任选一个给定的设计题目，设计机构运动方案，初步拟定机构运动简图；
2、根据机构运动简图进行机构运动学分析；
3、根据机构组成原理，正确拆分机构杆组；
4、使用“JCPP-Ⅱ型平面机构创意组合及参数可视化分析实验台”进行机构拼接设计实验，并动态演示机构的运动情况和传动性能；
5、通过调整机构设计方案、连接方式、结构尺寸等，优化设计，最终确定切实可行、性能较优的机构运动方案和机构参数。

六、实验参考题目
1、牛头刨床主切削运动机构
要求：⑴ 具有急回特性，Q=30度。

⑵ 运动传递由电机→齿轮减速→导杆→…→滑块往复直线运动。

2、插床机构
要求：⑴ 具有急回特性，Q=30度。

⑵ 插刀实现大行程往复运动。

⑶ 运动传递由电机→齿轮减速→原动件曲柄→…→输出件插刀等速运动。

3、自动车床送料机构
要求：⑴ 该机构由凸轮与连杆组成。

⑵ 凸轮为主动件，能够实现较复杂的运动规律。

⑶ 运动传递由电机→凸轮→推动杆往复移动→…→输出件往复直线运动。

4、齿轮-曲柄摇杆机构
要求：⑴ 该机构由曲柄摇杆机构和齿轮机构组成。

⑵ 凸轮为主动件，能够实现较复杂的运动规律。

⑶ 运动传递由电机→曲柄→连杆→摇杆→…→齿轮。

七、考核办法
1.指导教师在指导过程中，注意考察学生的动手能力、和刻苦钻
研的工作态度，作为学生评定实验成绩的重要依据之一。

2.指导教师根据学生在实验操作中的工作表现和实验报告、图纸的质量，给出学生的实验成绩。

八、实验参考书
1、机械设计基础，邓茂云等编著，石油工业出版社（2005年7月第1版）。

2、机械设计基础，杨可桢程光蕴主编，高等教育出版社（1999年6月第4版）。

第二篇：机械创新设计教学大纲
一、课程信息《机械创新设计》教学大纲（理论课程及实验课程适用）课程名称（中文）：机械创新设计课程名称（英文）：Mechanical creative design 课程类别：专业方向课课程性质：选修计划学时：32（其中课内学时：32，课外学时：0）计划学分：2 先修课程：画法几何及机械制图、机械原理、机械设计、机械制造基础、理论力学、材料力学、金属材料及热处理、机械产品设计学选用教材：《创新思维与机械创新设计》，温兆麟编著，机械工业出版社，2012 年；
非自编开课院部：机电工程学院适用专业：机械设计制造及其自动化课程负责人：
课程网站：
二、课程简介（中英文）《机械创新设计》系统地讲授了创新思维及其在机械创新中的应用，其目的是使学生建立机械创新设计的合理知识结构，培养学生的创新意识和创新能力。

本课程内容包括“克服思维定势、激发创新潜能”，“组合创新”，“类比创新”，“仿生创新”，“逆反创新”，“还原创新”，“系统思维创新”以及“专利基本知识”等8 个部分内容，其中“组合创新”和“仿生创新”是教学重点。

在讲授创新思维原理与方法的同时，本课程注重理论联系实际，对于每一种创新思维，都结合机械的实践，举例分析了它在机械设计中的应用。

本课程的亮点是引用了丰富的创新实例，举一反三，从而达到融会贯通的效果，并将德育融合在创新思维空间中，引
导学生培养高尚情操，融传授知识、培养能力、提高素质为一体。

“Mechanical creative design“ systematically presents innovative thinking and its application in mechanical innovation.The purpose is to enable students to establish a rational knowledge structure of mechanical creative design, and cultivate students＇innovative consciousness and innovation ability.This course covers eight topics such as “overcoming the mindset, stimulating innovation potential“, “combinatorial innovation“, “analogy innovation“, “bionic innovation“, “reversible innovation“, “restore innovation “, “system thinking inn ovation“ and “basic knowledge of patent “, with “combinatorial innovation“ and “bionic innovation“ as the focus.In addition to instruction of innovative thinking principles and methods, this course also focuses on linking theory with practice.For each innovative thinking, its applications in mechanical design are analyzed combined with mechanical practices and examples.The highlight of this course is that abundant innovative examples are introduced so as to achieve the effect of mastery by drawing inferences.Besides, moral education is comprised in the creative thinking space to guide students to cultivate noble sentiment, thus to integrate knowledge imparting with ability training and quality improving as a whole.三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度 1 工程知识建立机械创新设计的合理知识结构 H 2 问题分析能够应用创新思维原理与方法对机械产品的创新性进行分析 H 3 设计/开发解决方案能够在机械产品设计中有意识地对创新思维原理与方法加以运用。

M 4 研究 5 使用现代工具 6 工程与社会 7 环境和可持续发展 8 职业规范培养学生的创新意识和创新精神 M 9 个人和团队 10 沟通 11 项目管理 12 终身学习通过创新思维原理与方法、典型创新案例的学习，
激发创新意识，掌握基本创新方法，为培养创新能力奠定基础。

L 注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。

“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。

关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。

“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。

四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型 1.创新的基本特征理论讲授1.创新与社会进步2.创新人才的关键特一绪论 2.创新的特征与基本原理征 2 3.创新教育与人才培养 3.创新意识4.创造力二克服思维定势、激发创新潜能 1.创新思维的障碍：思维定势 2.培养创新习惯，激发创新潜能 1.思维定势 2.培养创新习惯 3.开发创新潜能 2 理论讲授三组合创新 1.组合创新的主要方式和一般规律 2.组合创新理论在机械创新设计中的应用3.并联机构应用的领域及其构型研究1.组合创新 2.组合要素、组合的内容、组合的手段3.组合的主要方式4.组合的一般规律5.串联式机构组合、并联式机构组合、复合式机构组合、叠加式机构组合 5 2 理论讲授课堂讨论四类比创新 1.类比创新原理与步骤2.类比创新的主要方法3.类比创新的事例4.类比创新在机械创新设计中的应用1.类比创新的主要方法2.直接类比、象征类比、因果类比、综摄类比 2 2 理论讲授课堂讨论五仿生创新 1.仿生创新原理2.仿生创新的分类3.仿生机械1.仿植物创新、仿动物创新、仿人创新2.形态仿生、结构仿生、功能仿生3.仿生机械手、仿生步行机械、仿生爬行机器、仿生游动机器、仿生飞行器 5 2 理论讲授课堂讨论六逆反创新 1.逆向思维及其分类 2.逆反创新的本质及其应用3.逆反创新在机械创新设计中的应用1.反向探求/顺序、位置颠倒/ 巧用缺点/ 补集式思维2.机构的死点、主动件与从动件的互换2 理论讲授七还原创新 1.还原创新原理 2.还原创新在机械创新设计中的应用 1.还原创新 2.反求工程 3.起重机械的还原创新 2 理论讲授八系统思维创新1.系统思维方法 2.系统思维创新在机械创新设计中的应用1.系统思维创新的原则2.广义机械系统3.设计的全面性、设计的系统性、设计的综合最优化 4 理论讲授九专利的形成与申请 1.专利的基本知识 2.申
请专利的步骤3.专利申请实例1.专利申请的原因2.专利的类型与属性3.专利信息的利用 4.申请文件 2 理论讲授五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（）备注 1 期末成绩课程报告课外完成 60 百分制，60 分为及格 2 平时成绩课堂讨论分组进行 30 根据主题制作 PPT 讲解，讲解内容整理成文档提交；
依据讲解情况和文档质量给小组打分，组长以小组得分为平均分给组员打分。

百分制，60 分为及格。

平时表现出勤情况听课情况 10 3 次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。

六、学生学习建议（一）学习方法建议1.学习创新思维原理与方法，应注重理论联系实际，结合机械的实践，分析它在机械设计中的应用，并结合丰富的创新实例，举一反三，达到融会贯通的效果。

2.创新能力可以通过学习、教育、训练、实践、激励等培养，应注意学习创新的基本知识，注重应用和实践，有意识地运用创新的技法，通过创新的活动，创造性地解决生活和社会中存在的各类问题。

（二）学生课外阅读参考资料《机械创新设计》第 2 版，张春林主编，2008 年；
机械工业出版社《创新设计：TRIZ 发明问题解决理论》，檀润华，2002；
机械工业出版社《机械创新设计》，罗邵新，2008 年；
机械工业出版社《机械创新设计》，高志等编著，2009 年；
清华大学出版社《机械创新设计》，杨家军，2008 年；
科学出版社七、课程改革与建设（选填）制订人签字：
教研室主任签字：
院部负责人签字：
修订时间：
2017 年月日
第三篇：机械创新设计课程教学大纲
《机械创新设计》课程教学大纲
课程名称：机械创新设计
英文名称：Machinery Innovation Design 课程代码：11113103
一、课程基本情况
1．学分： 2 学时： 32（理论学时： 28 实验学时： 4）2．课程类别：专业限定选修课
3．适用专业：机械设计制造及其自动化 4．适用对象：本科
5．先修课程：机械原理机械设计机械制图 6．教材与参考书目教材：《机械创新设计》，高志刘莹编著，清华大学出版社，2009年。

二、课程介绍
机械创新设计的目的和任务是帮助学生建立创新设计的思想，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.此外通过创新失误的原因了解,提高从事创新设计的实践成功率.在教学中彩用多媒体辅助教学方法、实物教学等教学手段。

本门课在专业教学计划中起到及其重要的作用，创新是人类文明进化，发展的动力，是科技进步、发展的动力，是人类社会发展的动国力，所以在大学中必须开设创新课程。

三、课程内容、学时分配及教学基本要求
第一章（单元）绪论（共2学时）
（一）教学内容：第一节创新的含义
知识要点：，创新的实用性和新颖性第二节创新的意义
知识要点：创新是一个民族发展的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力第三节创新与设计
知识要点：创新是设计的本质属性第四节创新学与创新教育
知识要点：创造学作为一门新兴学科是益受到人们的重视，创新实践不再是少数人的行为。

第五节设计理论与教育
知识要点：设计是一种创造性的实践活动，设计水平的更是成为
国家核心竞争的标志，于是，人们发现了多种设计理论和方法，并创立了各类学科体系。

第六节本课和的教学内容和方法
知识要点：本门课程的教学内容是介绍创新机械设计的典型方法和生动的实例。

教学重点：创造学作为一门新兴学科是益受到人们的重视，创新实践不再是少数人的行为的理解。

教学难点：设计是一种创造性的实践活动，设计水平的更是成为国家核心竞争的标志，于是，人们发现了多种设计理论和方法，并创立了各类学科体系的理解。

（二）教学基本要求：
1．基本知识、基本理论方面“了解创新的含义”，“理解创新的意义”，“懂得创新与设计的关系”，“掌握创造学的基本理论”。

2．能力、技能培养方面“了解创新活动是人类最复杂，最高级的实践活动”，“初步掌握创新与设计的关系”，“掌握创新性对设计理论及教育的基本要求”。

第二章（单元）机械创新设计的表达方法（共4学时）
（一）教学内容：
第一节表达在设计中的作用、知识要点：机械设计表达的三大类型第二节
黑箱表示法
知识要点：黑箱表示法只表达功能是什么，而不表达怎么办的问题。

第三节功能草图表示法
知识要点：这种表示法只需要表达针对关键问题的所采用的技术手段第四节机械设计表达实例(1)、知识要点：缝纫机的主要功能和辅助功能
第五节机械设计表达实例(2)、知识要点：针式打印机主要功能和辅助功能第六节机械设计表达实例(3)知识要点：硬币计数包卷机的主要功能和辅助功能教学重点：各实例的结构组成教学难点：各设备的功能原理
（二）教学基本要求：
1．基本知识、基本理论方面要分层次写明“了解表达在设计在的作用”，“理解人大脑对信息存储和处理过程”，“懂得黑箱表达法指的是功能是什么，而不是怎么做”，“掌握黑箱表达法的物质守恒、能量守恒以及对环境的需求与影响”，“熟练掌握功能草图表达法”。

2．能力、技能培养方面要分层次写明“了解功能草图表达真正目地”，“初步掌握功能草图法的具体应用”，“掌握缝纫机、针式打印机、硬币计数包卷机设备的结构”，“熟练掌
握掌握缝纫机、针式打印机、硬币计数包卷机的原理及构思过程”。

第三章（单元）机械创新设计的选题（共2学时）
（一）教学内容：
第一节提出问题比解决问题更重要知识要点：提出问题在创新实践中的作用第二节社会需求是创新的动力
知识要点：正确的和捕捉社会需求是机械设计选题的基本的途径第三节
科技进步对创新设计的作用
知识要点：科学技术的发展为机械创新提供了新的手段第四节生产发展对创新设计的作用
知识要点：生产的各环节只有相互配合,才能达到生产能力的平衡第五节根据遇到的“不方便”确定选份
知识要点：在生活中发现不方便,解决这种不方便第六节根据遇到的“意外”便确定选题
知识要点：根据遇到的“意外”便确定选题是一种成功率效高的创新方法第七节根据事物的关键弱点确定选题
知识要点：发现弱点,发挥自已优势,才能有趁对性的创新
教学重点：在生活,生产和各类实践活动中,善于观察问题,去解决问题是创新的关健教学难点：怎样在生活中发现问题,发现不方便,发现需求
（二）教学基本要求：
基本知识、基本理论及能力培养方面“了解机械创新选题中提出
问题比解决问题更重要”，“理解机械设计应用的社会需求性”，“懂得科学技术对创新设计的作用”，“掌握通过不同的意外所带来的选题技巧”。

第四章（单元）功能原理创新设计（共4学时）
（一）教学内容：
第一节功能设计的意义知识要点：功能设计的原理与方法第二节工艺功能设计方法
知识要点：工艺功能设计的原理与方法第三节综合技术功能设计方法
知识要点：综合技术功能设计的原理与方法第四节功能组合设计方法
知识要点：功能组合设计的原理与方法第五节设计目录方法
知识要点：对设计目录方法的理解第六节功能元素方法
知识要点：功能元素物理解法目录的掌握第七节发明问题解决理论
知识要点：发明问题解决技术系统中的冲突第八节公理化设计方法
知识要点：公理化设计方法科学化思维过程教学重点：各种创新方法的理解教学难点：各种创新方法的具体应用
（二）教学基本要求：
基本知识、基本理论及能力、技能培养方面使学生了解各种创新设计方法的基本理论,懂得利用这些创新设计方法解决生活中的各类问题。

第五章（单元）机构创新设计（共4学时）
（一）教学内容：第一节简单动作功能机构设计
知识要点：简单动作功能机构的特点和应用第二节机构组合创新设计方法
知识要点：把机构进行组合是机械设计的重要方法第三节机构变异设计
知识要点：机构变异原理及应第四节机构再生运动链方法
知识要点：机构再生运动链法的创新设计流程教学重点：机构的特点及应用教学难点：机构的特点及应用
（二）教学基本要求：
通过本章的学习使学生能了解熟悉常用的一些创造性机构组成及原理，并有效地尝试应用这些创造性机构，去进行创新实践。

第六章（单元）结构创新设计（共4学时）
（一）教学内容：第一节结构设计意义及结构变异设计方法
知识要点：对创新思维在机械设计中的重要应用第二节结构组合创新设计方法
知识要点：结构组合已有的技术要素及特点第三节引入新的结构因素
知识要点：被引入的结构及性能第四节引入新的逻辑方法及引入新的设计理念
知识要点：应用新的逻辑方法及引入新的设计理念去巧妙解决技术难题
教学重点：对各种结构及组合基本原理及技要点的掌握第五节教学难点：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
（二）教学基本要求：
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,从而达到开阔学生思维、培养学生的创新设计能力、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，特别是创新设计理念与创新能力的培养目的，以适应我国市场经济、全球科学技术发展特别是机械工程技术发展的需要。

第七章（单元）一般创新设计技法（共4学时）
（一）教学内容：
第一节头脑风暴法
知识要点：头脑风暴法的应用及注意事项。

第二节变异创新方法
知识要点：变异创新方法的特点及应用。

第三节组合创新方法
知识要点：组合创新方法的特点及应用。

第四节机遇利用法
知识要点：机遇利用法的特点及应用。

第五节技术移植法及逆向构思法
知识要点：技术移植法及逆向构思法的特点及应用。

教学重点：各种创新技法的特点教学难点：各种创新技法的应用
（二）教学基本要求：
熟悉掌握一般创新设计技法的程序、应用及注意事项。

通过本章的学习，使学生能熟悉常用的一些创新技法，并有效地尝试应用这些创新技法，去进行创新实践。

第八章（单元）创造力开发（共2学时）
（一）教学内容：第一节创造力的含义与特征
知识要点：创造力的含义与特征的理解第二节创造力的基本属性知识要点：创造力的基本属性的理解第三节创造力开发的内容,途径,一般方法
知识要点：创造力开发的内容,途径,一般方法的掌握第四节影响创造开发的基本要素
知识要点：影响创造开发的基本要素的掌握
教学重点：创造力开发的内容,途径,一般方法教学难点：影响创造开发的基本要素的理解
（二）教学基本要求：
通过本章的学习，使学生对机械创新设计建立感性的认识，激发创造的激情，探索创新设计之路，以期有所创造、有所发明。

第九章（单元）创新失误分析（共2学时）
（一）教学内容：
第一节失误的经验是宝贵的财富知识要点：失误产生与预防
第二节脱离社会需求导致创新失误知识要点：脱离社会需求所造成失误的分析第三节违背科学原理导致创新失误知识要点：要充分认识科学原理的重要性第四节过期发明导致创新失误知识要点：创新前展性的重要意义第五节不合时宜导致创新失误知识要点：对不合时宜
的创新的分析第六节思维方式与创新失误的关系
知识要点：思维方式与创新失误的关系理论的掌握教学重点：各种创新失误的分析及理解教学难点：对各种创新失误的的预防（二）教学基本要求：
通过对前人各种创新失误的总结和分析,使学生对创新失误的各种原因有一个全新的认识,同时,更深的了解可能造成失误的各种原因,有利于在今后的生活中减少失误,提高创新的成功率.四、课内实验环节及要求
慧鱼模型创新设计实验 , 空间机构创新设计实验（共4学时）
(1)认识了解机器的一般构成原理。

(2)了解所组装的机器模型的工作原理，以及在工业中的实际用途。

(3)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。

(4)锻炼动手和协作能力，培养逻辑思维和开拓创新的意识。

五、考核办法
1.考核方式：（考查）
2.考核形式：（开卷）
3.成绩核定：课程成绩＝平时出勤（30％）+期末开卷考试（70％）
大纲制订人：王宇清
教学院长：王世刚
院长（主任）：曲波
第四篇：机械创新设计实验课程改革
机械创新设计实验课程改革
摘要：基于机械类专业培养需求以及“机械创新设计”课程的特点，针对目前机械创新设计实验教学现状以及存在的问题，对《机械创新设计》实验内容及模式进行改革与创新，建设能满足机械创新设计实验教学要求的开放式实验室及管理模式，并通过开展各种创新设计竞赛，充分调动学生的学习积极性，激发学生的创造力和创新意识。

实践证明可改善课程的教学质量，且大大激发了学生的学习兴趣、提高了学生的综合能力。

关键词：机械创新设计改革实验课程
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0188-01
当今世界，随着全球化经济竞争愈演愈烈，创新能力已成为决定一个国家综合国力的核心因素。

因此如何培养适应社会需求的机械创新技术人才，成为各高校机械类专业急需解决的问题。

在当今激烈的就业竞争中，如何缩短与企业的距离，培养创新型人才，提高学生的一次性就业率，也成为高校的主要职责。

因此对机械创新实验进行改革，注重理论与实践的结合，培养学生面向工程实际的思维理念，加强学生的创新意识以及动手能力，具有十分重要的意义。

机械创新设计实验现状分析
机械创新设计是机械原理和机械设计的后续课程，其目的在于培养和提高学生的创新精神和实践能力，而机械创新设计实验是以提高学生工程实践能力、综合设计与分析能力、科学研究能力以及创新能力为基本要求，培养能适应现代社会需求的创新人才为目标的实践教学课程。

但目前我校的机械创新设计实验所存在的问题与国内的大多数高校的问题基本一样，即学生多、课时少、设备少，而且实验方法和教学手段过于单一，同时实验开设与工程实践应用结合不紧密，不利于发挥学生的创新能力，因此，如何充分利用现有的资源，对机械创新设计实验进行改革，调动学生的积极性，成为了当务之急。

机械创新设计实验的改革
基于目前机械创新设计实验教学现状，提出其教学改革的方案，以期通过实验开拓一条培养学生创新精神、动手能力和综合运用所学知识设计与分析能力、解决工程实际问题能力的新途径。

2.1 加强机械创新设计实验平台的建设
慧鱼模型（Fischertechnik）1964年诞生于德国，是由德国发明家ArthurFischer博士在其专利“六面拼接体”的基础上发明的，是技术含量较高的工程技术类拼装模型。

它一共有300多种零件，可以说是一个结构件的家族，它除了有机械构件外还提供有电气元件、传感器、气动构件、控制器甚至软件等系统，涵盖了机械、电子、控制、气动、汽车技术、能源技术和机器人技术等学科领域，可拼搭成多种。