《機械創(chuàng)新綜合能力訓練》教學大綱

《機械創(chuàng)新綜合能力訓練》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：01160093課程性質：綜合創(chuàng)新課學分：2學分周數(shù)：2周先修課程：機械制造技術基礎、機械工程測試技術、企業(yè)技術改造創(chuàng)新后續(xù)課程：精密加工與特種加工、工程經(jīng)濟與管理適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化開課單位：機械工程學院一、課程說明《機械創(chuàng)新綜合能力訓練》是機械設計制造及其自動化專業(yè)開設的綜合創(chuàng)新訓練課程。此前學生經(jīng)歷了創(chuàng)新理論基礎、學科基礎創(chuàng)新、專業(yè)創(chuàng)新等創(chuàng)新課程，同時系統(tǒng)地學習了各科專業(yè)知識?！稒C械創(chuàng)新綜合能力訓練》讓學生綜合多門專業(yè)課程，融入工程教育理念，結合創(chuàng)新思維對工程問題進行技術分析、經(jīng)濟分析、方案設計、項目匯報和樣機制作。通過實際工程項目，鍛煉學生分析和解決工程問題的能力，培養(yǎng)學生積極進取、勇于創(chuàng)新的科學探索精神和服務社會意識。二、課程目標通過本課程學習，學生達到如下目標：課程目標1：了解工業(yè)自動化的現(xiàn)狀和前沿，能夠綜合運用各科專業(yè)知識和創(chuàng)新方法，對機械結構、人機界面、控制程序、電氣電路等任務進行設計，開發(fā)機電系統(tǒng)解決機械工程領域的實際問題，培養(yǎng)學生科學探索、尋求真理精神。課程目標2：掌握多學科下的新技術、新方法，能查找識別有價值的信息資源，合理利用三維建模軟件、繪圖軟件、嵌入式軟件、電氣和編程軟件等工具和工程軟件，科學描述、分析問題，正確預估和評判結果。課程目標3：在可行性分析、技術方案論證、技術經(jīng)濟評價和團隊內時間、人員、資源的管理過程中，能夠合理處理個人和團隊、個體和個體間的關系和矛盾，培養(yǎng)學生的協(xié)調溝通能力和團隊合作精神。課程目標4：在撰寫設計說明書、產(chǎn)品使用說明書、方案展示等環(huán)節(jié)中，鍛煉學生使用工程語言和工具表達自己的分析過程、解決方案和設計成果，使學生具備技術交流和工程表達能力。課程目標5：綜合考量人、機、料、法、環(huán)等因素的影響，在零件結構經(jīng)濟性分析、技術經(jīng)濟性分析、時間成本分析和人力成本分析等過程中，了解工程項目的全周期成本構成，提出更經(jīng)濟、合理的解決方案。培養(yǎng)學生大局意識，增強社會責任心和時代使命感。三、課程目標與畢業(yè)要求《機械創(chuàng)新綜合能力訓練》課程教學目標對機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支持強度3.設計/開發(fā)解決方案3.2能夠設計開發(fā)實現(xiàn)特定功能的復雜機械系統(tǒng)以及系統(tǒng)中的零部件，掌握復雜機械系統(tǒng)及零部件的制造工藝過程，并能夠體現(xiàn)創(chuàng)新意識。課程目標1：了解工業(yè)自動化的現(xiàn)狀和前沿，能夠綜合運用各科專業(yè)知識和創(chuàng)新方法，對機械結構、人機界面、控制程序、電氣電路等任務進行設計，開發(fā)機電系統(tǒng)解決機械工程領域的實際問題，培養(yǎng)學生科學探索、尋求真理精神。H5.使用現(xiàn)代工具5.2針對具體的機械工程中的復雜工程問題，能夠開發(fā)、選擇和使用合適的現(xiàn)代信息技術工具和工程工具對問題進行模擬分析和預測。課程目標2：掌握多學科下的新技術、新方法，能查找、識別有價值的信息資源，合理利用三維建模軟件、繪圖軟件、嵌入式軟件、電氣和編程軟件等工具和工程軟件，科學描述、分析問題，正確預估和評判結果。M9.個人和團隊9.2能夠在團隊中擔任負責人，具有組織和協(xié)調團隊開展工作的能力，并有效實現(xiàn)目標。課程目標3：在可行性分析、技術方案論證、技術經(jīng)濟評價和團隊內時間、人員、資源的管理過程中，能夠合理處理個人和團隊、個體和個體間的關系和矛盾，培養(yǎng)學生的協(xié)調溝通能力和團隊合作精神。M10.溝通10.1掌握技術文件寫作方法，能夠撰寫機械工程技術方面的報告和設計文件，符合行業(yè)規(guī)范和要求。課程目標4：在撰寫設計說明書、產(chǎn)品使用說明書、方案展示等環(huán)節(jié)中，鍛煉學生使用工程語言和工具表達自己的分析過程、解決方案和設計成果，使學生具備技術交流和工程表達能力。M11.項目管理11.2能在多學科環(huán)境下，在工程項目實施過程中有效運用工程管理原理與經(jīng)濟決策方法。課程目標5：綜合考量人、機、料、法、環(huán)等因素的影響，在零件結構經(jīng)濟性分析、技術經(jīng)濟性分析、時間成本分析和人力成本分析等過程中，了解工程項目的全周期成本構成，提出更經(jīng)濟、合理解決方案。培養(yǎng)學生大局意識，增強社會責任心和時代使命感。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、教學要求與學時分配表2教學內容、教學要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點教學方式課時安排對應的課程目標1.介紹項目任務教學要求：展示項目所需關鍵元件和技術，介紹項目任務。重點：明確項目任務的需求。難點：理解工業(yè)自動化常用技術。講授實踐1天32.擬定路線，設計技術方案教學要求：（1）學生將工程問題轉化為技術問題，擬定技術路線；（2）按照項目需求，設定、討論和制定技術方案。重點：技術方案的合理設計。難點：從原理方案中挑選出可行的技術方案。演示討論1天1、33.產(chǎn)品結構設計教學要求：細化技術方案，完成標準件選型、零件設計和三維模型的建立。重點：合理設計機械結構。難點：零件的結構設計、零件間的連接關系等機械結構細節(jié)特征的設計。演示討論2天3、54.設計和展示電氣原理教學要求：設計和展示電氣原理圖、電氣接線圖。重點：領會設計思想，掌握設計方法，合理表達設計方案。難點：方案可行，符合規(guī)范。演示討論2天2、3、45.設計和展示人機界面和控制程序教學要求：設計和展示人機交互界面、控制程序。重點：領會設計思想，掌握設計方法，合理表達設計方案。難點：遵循人機工程原則，界面美觀可行，程序優(yōu)化。演示討論2天2、3、46.設計和展示技術文檔教學要求：設計和展示產(chǎn)品設計說明書、產(chǎn)品使用手冊。重點：有效傳達、展示設計理念和設計過程。難點：產(chǎn)品設計說明書邏輯清晰、數(shù)據(jù)準確；產(chǎn)品使用手冊圖文豐富，符合規(guī)范。演示討論1天2、3、47.匯總資料，項目展示教學要求：（1）將圖紙、程序、設計報告等資料匯總打印，行成完整的技術資料。（2）匯報展示整體方案設計和預期效果。重點：匯總資料，項目展示；難點：采用合適的方式將技術方案和工作量完整展示。演示1天5合計2周五、教學方法及手段《機械創(chuàng)新綜合能力訓練》采取工程項目驅動，學生組織團隊，自主挑選項目后，教師分配題目，布置設計任務。本課程注重理論知識的深入和綜合交叉運用，強調培養(yǎng)運用基礎理論知識解決生產(chǎn)實際中問題的能力，同時兼顧新技術、新工藝及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)學生解決機械工程領域中復雜問題的能力、團隊協(xié)作能力和工程管理能力。課程采用講授、討論、演示和實踐等教學方法，依據(jù)項目中題目的要求，學生組成團隊合作進行原理方案設計、技術方案可行性分析、機械機構設計、程序設計、人機界面設計、電氣控制設計及技術資料的整理。在此過程中，培養(yǎng)學生自主學習能力、動手能力、綜合運用知識的能力和創(chuàng)新思維能力。六、課程資源1.推薦教材（1）李紹炎.自動機與自動線[M].清華大學出版社，20202.參考書（1）柯武龍.自動化機構設計工程師速成寶典[M].機械工業(yè)出版社.2018（2）芮延年.自動化裝備與生產(chǎn)線設計[M].科學出版社.2022（3）肖維榮.裝備自動化工程設計與實踐（第2版）[M].機械工業(yè)出版社.2021（4）張春林.典型機械設備自動化解決方案指南:從單機生產(chǎn)線到企業(yè)網(wǎng)絡[M].機械工業(yè)出版社.20213.期刊（1）機械工程學報.中國機械工程學會（2）制造業(yè)自動化.中國機械工業(yè)聯(lián)合會（3）制造技術與機床.中國機械工程學會（3）機械科學與技術.西北工業(yè)大學（5）IndustrialRobot-TheInternationalJournalofRoboticsResearchandApplication.EngLand4.網(wǎng)絡資源（1）池海紅.自動控制元件./course/HRBEU-1001995017?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg（2）寧濤.電工技術./course/NJTU-1003248001（3）張朝輝.智能儀器./course/USTB-1206411812七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由課堂表現(xiàn)、階段匯報、技術方案、項目展示四部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細則課程目標12345課堂表現(xiàn)10課堂表現(xiàn)的主動性、積極性，設計過程中在團隊中的參與度?！獭?5階段匯報30階段報告的技術參數(shù)的準確性、規(guī)范性，以及階段目標達成度。√√√2055項目展示40完整表達整體解決方案和技術資料，表達形式合理規(guī)范?！獭獭獭?0101010技術資料20規(guī)范圖紙、程序等原始資料，符合標準，準確表達解決方案?！獭?010合計：1004015151515八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定實習采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級評分制。即90分以上為優(yōu)，80~89分為良，70~79分為中，60~69分為及格，60分以下為不及格?？偝煽兎炙牟糠郑赫n堂表現(xiàn)、階段匯報、項目展示和技術資料。其中：(1)課堂表現(xiàn)占10%；(2)階段匯報占30%；(3)項目展示占40%；(4)技術資料占20%。2.成績評定標準考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)10按時上課，積極參與團隊工作，積極參與討論和交流。按時上課，參與團隊工作，積極參與討論和交流。按時上課，參與團隊工作，參與討論和交流。按時上課，參與團隊工作，不參與討論和交流。不按時上課，或者不參與團隊工作，或者不參與討論和交流。階段匯報30技術方案可行，匯報內容全面詳實，完成階段任務。技術方案可行，匯報內容比較全面，完成階段任務。技術方案可行，匯報內容基本全面，完成階段任務。技術方案可行，匯報內容基本全面，基本完成階段任務。技術方案不可行，或者匯報內容不全面，或者沒有完成階段任務。項目展示40方案切實可行，展示全面詳實、圖文美觀，思路清晰，有創(chuàng)新點和獨到的見解。方案可行，展示比較全面詳實、比較完整，思路比較清晰，有創(chuàng)新