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:
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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 innovation“ 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。

3 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