《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

1、編 碼：ME06093 Code: ME06093課程名稱(chēng)：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) Course Title: Theory and Method of Creative Design課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)選修 Course category: Elective Courses in Specialty學(xué) 分： 2 Credit(s): 2開(kāi)課單位：機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering課程概述：該課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的選修課程，以機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程測(cè)試技術(shù)、氣液壓傳動(dòng)

2、、控制工程基礎(chǔ)等為前導(dǎo)課程，為機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)工作打下基礎(chǔ)。該課程主要包括創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法等內(nèi)容，學(xué)生需要了解創(chuàng)造學(xué)思維方法和技術(shù)創(chuàng)新方法，掌握運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的演化變異和組合創(chuàng)新方法、機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法、機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，并能靈活運(yùn)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，讓學(xué)生獲得創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，培養(yǎng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)能力。Course description:This course is a optional curriculum for students who major in Mechanical Engineering. Led by M

3、echanical Principles, Mechanical Design, Fundamentals of Interchangeability and Measurement Technology, Hydraulic and Pneumatic Transmission, and Basis of Control Engineering, this course lays the foundation for developing mechanical products in the career. The main contents include theories of mech

4、anisms and design of elements and mechanical system. Students need to know the common knowledge about innovation thinking and creative techniques. Also, they should understand innovative design method of mechanisms and parts. By mastering the design principles and innovative methods, they can design

5、 new machine and mechanical systems. Through this course, students can acquire the basic knowledge of innovative design of machine. The course can foster and improve the students' abilities in engineering design, independent learning and innovation, engineering expression and communication.課程內(nèi)容（

6、一） 課程教學(xué)目標(biāo) 設(shè)置該課程是為了讓機(jī)械工程學(xué)生了解多種創(chuàng)新思維、形成較強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)、獲得機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。本課程對(duì)學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求有如下貢獻(xiàn)：1. 具有解決機(jī)械工程問(wèn)題所需的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用能力（畢業(yè)生能力要求1.3）；2. 能夠運(yùn)用所學(xué)工程知識(shí)，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足特定需求的機(jī)械系統(tǒng)、部件或工藝流程（畢業(yè)生能力要求3.2）；3. 能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)（畢業(yè)生能力要求3.3）；4. 了解與機(jī)械工程相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)（畢業(yè)生能力要求6.1）。（二） 基本教學(xué)內(nèi)容第一章、緒論教學(xué)目的與要求：了解本課程所涉及的基本內(nèi)容；了解創(chuàng)新與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，創(chuàng)新人才的培養(yǎng)和

7、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程、類(lèi)型和特點(diǎn)。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、6.1。教學(xué)重點(diǎn)：創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與過(guò)程。教學(xué)難點(diǎn)：創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力培養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容：創(chuàng)新與設(shè)計(jì)；常規(guī)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)；機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容；創(chuàng)新教育與人才培養(yǎng)。學(xué)時(shí)分配：12第二章、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維基礎(chǔ)教學(xué)目的與要求：了解思維的類(lèi)型，創(chuàng)造性思維的形成和發(fā)展及特征。掌握創(chuàng)造性思維與創(chuàng)造活動(dòng)和創(chuàng)造力的關(guān)系。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3。教學(xué)重點(diǎn)：創(chuàng)新思維及類(lèi)型。教學(xué)難點(diǎn)：創(chuàng)造性思維活動(dòng)與創(chuàng)造力。教學(xué)內(nèi)容：創(chuàng)造性思維的類(lèi)型；創(chuàng)造性思維的形成與發(fā)展；創(chuàng)新思維方式。學(xué)時(shí)分配：12第三章、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)目的與要求：掌握技術(shù)創(chuàng)新方法；了解機(jī)器

8、的組成及其各部分作用，掌握機(jī)械的控制系統(tǒng)、機(jī)械運(yùn)動(dòng)及其控制。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3。教學(xué)重點(diǎn)：技術(shù)創(chuàng)新方法，機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)控制。教學(xué)難點(diǎn)：技術(shù)創(chuàng)新方法。教學(xué)內(nèi)容：技術(shù)創(chuàng)新方法；機(jī)器的組成；機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)形態(tài)分析；機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制。學(xué)時(shí)分配：45第四章、機(jī)構(gòu)的演化、變異與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)目的與要求：掌握基本機(jī)構(gòu)的應(yīng)用創(chuàng)新方法。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3。教學(xué)重點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計(jì)、構(gòu)件形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)副形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容：機(jī)架變換；構(gòu)件形狀變異；運(yùn)動(dòng)副形狀變異；運(yùn)動(dòng)副等效代換。學(xué)時(shí)分配：35第五章、機(jī)構(gòu)的組合與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)目的與要求：了解機(jī)構(gòu)形式設(shè)計(jì)原則及

9、選型，掌握機(jī)構(gòu)的構(gòu)型。利用組合原理構(gòu)型新機(jī)構(gòu)。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3。教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)的疊加組合與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的封閉組合與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容：機(jī)構(gòu)組合的基本概念；機(jī)構(gòu)的串連組合；機(jī)構(gòu)的并連組合；機(jī)構(gòu)的疊加組合；機(jī)構(gòu)的封閉組合；其他類(lèi)型的機(jī)構(gòu)組合。學(xué)時(shí)分配：35第六章、機(jī)械結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)目的與要求：了解機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念與基本要求、機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的集成化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。掌握轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3。教學(xué)重點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)、構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的集成化與創(chuàng)新

10、設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念與基本要求；轉(zhuǎn)動(dòng)副的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)；移動(dòng)副的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)；構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)；機(jī)架的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)；機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的集成化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)；機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的模塊化與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)分配：35第七章、仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)目的與要求：掌握仿生學(xué)的概念、仿生機(jī)械手的設(shè)計(jì)方法與創(chuàng)新、步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3。教學(xué)重點(diǎn)：仿生機(jī)械手的設(shè)計(jì)方法與創(chuàng)新、步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：各種仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容：仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)簡(jiǎn)述；仿生機(jī)械手；步行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；爬行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；飛行與仿生機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)

11、分配：35第八章、反求工程與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)目的與要求：掌握產(chǎn)品反求分析的思路和內(nèi)容。了解二次設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)反求設(shè)計(jì)的方法。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3。教學(xué)重點(diǎn)：產(chǎn)品反求設(shè)計(jì)的思路和內(nèi)容，二次設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：反求設(shè)計(jì)概念，計(jì)算機(jī)輔助反求設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容：反求設(shè)計(jì)概述；技術(shù)引進(jìn)與反求設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)備的反求設(shè)計(jì)；技術(shù)資料的反求設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助反求設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)分配：23第九章、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案與創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)目的與要求：掌握機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方法、評(píng)估方法。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3、6.1。教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的基本知識(shí)、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)方法。教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)

12、程與評(píng)估。教學(xué)內(nèi)容：機(jī)械系統(tǒng)概述；機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的基本知識(shí)；機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的構(gòu)思；機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)；機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的過(guò)程與評(píng)估。學(xué)時(shí)分配： 23第十章、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例分析教學(xué)目的與要求：結(jié)合實(shí)例鞏固并掌握機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的理論與方法。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3、6.1。教學(xué)重點(diǎn)：幾種產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程。教學(xué)難點(diǎn)：幾種產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程、創(chuàng)新方法與理論。教學(xué)內(nèi)容：典型設(shè)計(jì)案例分析。學(xué)時(shí)分配：24考核方式 總評(píng)成績(jī)=課堂成績(jī)+課后習(xí)題成績(jī)+訓(xùn)練課題成績(jī)（含創(chuàng)新實(shí)踐）。具體比例如下：課堂成績(jī)：10%，主要考察課堂出勤、課堂測(cè)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)小作業(yè)（每周至少一次）、課堂互動(dòng)

13、與學(xué)習(xí)筆記等；對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3。課后習(xí)題成績(jī)：15%，主要考察對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度；對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3。訓(xùn)練課題成績(jī)：75%，主要考察小組團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成綜合性分析與創(chuàng)新設(shè)計(jì)課題的情況，包括撰寫(xiě)報(bào)告、集體匯報(bào)答辯、小班討論等。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、3.3、6.1。持續(xù)改進(jìn)每個(gè)學(xué)期進(jìn)行課程問(wèn)卷調(diào)查、師生信息反饋和教學(xué)過(guò)程考核。根據(jù)這些信息，針對(duì)教學(xué)過(guò)程中具體的不足和教學(xué)改革的需要，對(duì)本課程教學(xué)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。教材及參考書(shū)教 材：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，張春林、李志香、趙自強(qiáng)主編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016。參考書(shū)：1. 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，黃純穎等，北京：高等教育出版社；2. 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，張美麟等，北京：化學(xué)工業(yè)出版社；3. TRIZ及應(yīng)用：技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程與方法，檀潤(rùn)華等，北京：高等教育出版社。教學(xué)手段 以課堂教學(xué)（含小組討論）為主，結(jié)合自學(xué)、課后作業(yè)和課題訓(xùn)練。 課堂教學(xué)由老師以多媒體、板書(shū)、模型演示等方式進(jìn)行講解，將基本概念、基本理論、基本分析方法、基本工程理念傳授給學(xué)生，并將日常生活周邊的工程對(duì)象和工程領(lǐng)域的科技問(wèn)題等融入課程內(nèi)容之中，使學(xué)生更好地熟悉和掌握機(jī)械裝置中的結(jié)構(gòu)原理，提高學(xué)習(xí)興