《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：
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
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， 去进
行创新实践。
第八章（单元）创造力开发
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：
共 4 学时） 并有效地尝试应用这些创新技法，
共 2 学时）
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