綜合實(shí)踐教學(xué)中創(chuàng)新能力培養(yǎng)17年南昌會(huì)

綜合實(shí)踐教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)西安交通大學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心金悅2017年4月南昌236目錄ONTENTS創(chuàng)新課程的設(shè)置1C2存在的問(wèn)題及分析4學(xué)習(xí)引導(dǎo)5創(chuàng)新能力的培養(yǎng)基于慧魚創(chuàng)意組合模型的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)流程的安排一、創(chuàng)新課程的設(shè)置3各類實(shí)驗(yàn)的比例一、創(chuàng)新課程的設(shè)置4綜合實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)置變化驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)2000年之前64學(xué)時(shí)綜合實(shí)驗(yàn)2004-2010開放創(chuàng)新2010-2016CDIO實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖測(cè)繪、縫紉機(jī)的機(jī)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)搭接、齒輪范成、運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)定、軸系的結(jié)構(gòu)、帶傳動(dòng)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：基于慧魚創(chuàng)意組合模型的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)、基于ADAMS的仿真實(shí)驗(yàn)、振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)、機(jī)器的強(qiáng)度試驗(yàn)、機(jī)器的剛度實(shí)驗(yàn)等開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：基于慧魚創(chuàng)意組合模型的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)、基于ADAMS的仿真實(shí)驗(yàn)、基于創(chuàng)新理論的仿生機(jī)器人的設(shè)計(jì)CDIO項(xiàng)目：3D早餐打印機(jī)，冰面垃圾清理小車的設(shè)計(jì)與制作、冰塘挖藕機(jī)的設(shè)計(jì)與制作、欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)與制作等等一、創(chuàng)新課程的設(shè)置5各階段實(shí)踐項(xiàng)目的特點(diǎn)與課程內(nèi)容結(jié)合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器操作得出數(shù)據(jù)，與已有的結(jié)論相比較。綜合實(shí)驗(yàn)CDIO自己選題，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)感興趣的問(wèn)題找到結(jié)論。C:構(gòu)思（conceive）、D:設(shè)計(jì)（design）I:實(shí)施（implement）、O:運(yùn)行（operate）創(chuàng)意并實(shí)施驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一、創(chuàng)新課程的設(shè)置6綜合實(shí)驗(yàn)及CDIO項(xiàng)目的作品二、存在的問(wèn)題及分析7學(xué)生表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題課內(nèi)實(shí)驗(yàn)科研訓(xùn)練CDIO不重視：只是獲取數(shù)據(jù)不思考：不理解數(shù)據(jù)背后的物理意義

逃避：叫不來(lái)懈?。和撇粍?dòng)敷衍：做不了不踏實(shí)：理論學(xué)習(xí)缺乏耐心不好奇：缺乏探究意識(shí)對(duì)創(chuàng)新概念模糊：為創(chuàng)新而創(chuàng)新二、存在的問(wèn)題及分析8創(chuàng)新中存在的問(wèn)題創(chuàng)新能力自我驅(qū)動(dòng)：無(wú)創(chuàng)意：不足執(zhí)行力：缺乏二、存在的問(wèn)題及分析9綜合實(shí)踐教學(xué)中問(wèn)題分析執(zhí)行力不足的原因-課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)不同傳授知識(shí)體系強(qiáng)調(diào)符號(hào)系統(tǒng)的邏輯性屬于陳述性知識(shí)考核重點(diǎn)是信息記憶的準(zhǔn)確度培養(yǎng)學(xué)生工作能力課堂知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中解決問(wèn)題屬于過(guò)程性知識(shí)考核重點(diǎn)是符號(hào)物理意義的把握課堂教學(xué)實(shí)踐教學(xué)二、存在的問(wèn)題及分析10綜合實(shí)踐教學(xué)中的難點(diǎn)-過(guò)程性知識(shí)是不可教不可學(xué)的聽懂英語(yǔ)會(huì)說(shuō)會(huì)說(shuō)會(huì)知道會(huì)信息的整合識(shí)譜音樂(lè)視唱

信息整合的過(guò)程是不可知的，需要按照基于認(rèn)知規(guī)律的方法對(duì)學(xué)生引導(dǎo)。三、實(shí)驗(yàn)流程的安排1164學(xué)時(shí)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃書三、實(shí)驗(yàn)流程的安排1264學(xué)時(shí)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度表提交報(bào)告要求：每組一份1萬(wàn)字以上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每人一份2千字以上的實(shí)驗(yàn)心得，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，視頻文件，答辯的PPT，實(shí)驗(yàn)周記。三、實(shí)驗(yàn)流程的安排13實(shí)驗(yàn)流程總表三、實(shí)驗(yàn)流程的安排14綜合實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的定量評(píng)價(jià)+基于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的定性評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)平時(shí)成績(jī)(30%)

考勤實(shí)驗(yàn)日志團(tuán)隊(duì)協(xié)作實(shí)驗(yàn)報(bào)告(60%)

工作量飽滿、創(chuàng)新性答辯(10%)

敘述清楚、重點(diǎn)突出

需要提交的材料實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)心得實(shí)驗(yàn)日志照片、視頻PPT

三、實(shí)驗(yàn)流程的安排15產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程1.需求識(shí)別2.背景調(diào)查3.目標(biāo)陳述4.性能技術(shù)條件5.構(gòu)思與發(fā)明6.分析7.選擇8.詳細(xì)設(shè)計(jì)9.樣機(jī)與試驗(yàn)10.生產(chǎn)市場(chǎng)需求/項(xiàng)目需求/委托方對(duì)問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查研究/避免重復(fù)設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)問(wèn)題具體化明晰化必備的功能約束和性能約束概念/挫折/醞釀/想出來(lái)采用現(xiàn)代的分析方法成本/使用簡(jiǎn)易性/效率/性能/可靠性等指標(biāo)產(chǎn)品研發(fā)暫時(shí)結(jié)束設(shè)計(jì)—發(fā)現(xiàn)缺陷—改進(jìn)（反復(fù)）觀察功能/測(cè)試樣機(jī)參數(shù)引自【美】R.L諾頓《機(jī)械設(shè)計(jì)》三、實(shí)驗(yàn)流程的安排16基于產(chǎn)品進(jìn)化原理的研發(fā)流程三、實(shí)驗(yàn)流程的安排17基于產(chǎn)品進(jìn)化的研發(fā)流程05

01STEP02STEP03STEP04STEP根據(jù)需求確定產(chǎn)品功能查閱專利及市場(chǎng)相關(guān)產(chǎn)品確定產(chǎn)品方案制作原理模型05設(shè)計(jì)零件STEPSTEP06加工制作調(diào)試四、學(xué)習(xí)引導(dǎo)18循序漸進(jìn)的培養(yǎng)學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)學(xué)習(xí)思維學(xué)習(xí)探索學(xué)習(xí)創(chuàng)造探索研究的培養(yǎng)創(chuàng)新能力的激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)習(xí)探索學(xué)習(xí)引導(dǎo)的四個(gè)單元學(xué)習(xí)引導(dǎo)的目的四、學(xué)習(xí)引導(dǎo)19學(xué)習(xí)引導(dǎo)的原則1.學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷嘗試調(diào)節(jié)的過(guò)程要給學(xué)生足夠的時(shí)間自己動(dòng)手嘗試2.過(guò)程性知識(shí)是在不斷犯錯(cuò)誤中習(xí)得允許學(xué)生犯錯(cuò)誤3.使學(xué)生在經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)不斷地和學(xué)生溝通四、學(xué)習(xí)引導(dǎo)20學(xué)習(xí)引導(dǎo)的核心-自主學(xué)習(xí)的培養(yǎng)的重要性自主學(xué)習(xí)的是能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)，是重要的個(gè)人素質(zhì)經(jīng)合組織的研究結(jié)論認(rèn)為：真正影響經(jīng)濟(jì)及社會(huì)進(jìn)步的是學(xué)習(xí)結(jié)果的質(zhì)量。閱讀“素養(yǎng)”成為成功的核心技能?！八仞B(yǎng)”不是知識(shí)，也不是技能，而是個(gè)人獲取或應(yīng)用知識(shí)和技能的能力，以及興趣、動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)策略等。自主學(xué)習(xí)對(duì)于實(shí)驗(yàn)是不可缺少的能力四、學(xué)習(xí)引導(dǎo)21學(xué)習(xí)引導(dǎo)的核心-自主學(xué)習(xí)的培養(yǎng)要點(diǎn)為什么兒童學(xué)習(xí)語(yǔ)言優(yōu)于成人？?jī)和扇四７铝Φ陀洃浟Φ铜h(huán)境簡(jiǎn)單而精準(zhǔn)模仿力高記憶力高學(xué)習(xí)速度過(guò)快自主學(xué)習(xí)的原則：簡(jiǎn)單、明確、反復(fù)練習(xí)案例教學(xué)：有助于內(nèi)隱式的學(xué)習(xí)任務(wù)分解：確保完全掌握任務(wù)驅(qū)動(dòng)：由已知向未知逐步拓展四、學(xué)習(xí)引導(dǎo)22學(xué)習(xí)引導(dǎo)的六個(gè)方面了解綜合實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)了解探索研究的核心經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)與任務(wù)分解學(xué)習(xí)方法的強(qiáng)化.通過(guò)與驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)比較的實(shí)例設(shè)定階段性目標(biāo)學(xué)習(xí)引導(dǎo)的六個(gè)方面.設(shè)定合理的學(xué)習(xí)預(yù)期體會(huì)綜合實(shí)驗(yàn)的要求循序漸進(jìn)科學(xué)的教育理念自我驅(qū)動(dòng)自主學(xué)習(xí)的要點(diǎn)五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)23激發(fā)創(chuàng)新的欲望創(chuàng)新給我們的生活帶來(lái)的影響機(jī)械的魅力、技術(shù)的魅力用自己的設(shè)計(jì)改善人們的生活冰塘挖藕的工人蜻蜓機(jī)器人五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)24創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)-為客戶創(chuàng)造價(jià)值閱讀《藍(lán)海戰(zhàn)略》，把握產(chǎn)品的應(yīng)用背景以創(chuàng)業(yè)的視角看創(chuàng)新五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)25閱讀創(chuàng)新技法手冊(cè)-全面了解創(chuàng)新創(chuàng)新技法手冊(cè)是日本高橋誠(chéng)所著，其中包括了三類一百種創(chuàng)新技法，實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生通讀該書，課后再做介紹，使學(xué)生對(duì)創(chuàng)新技法有全面、系統(tǒng)的了解，消除了學(xué)生對(duì)創(chuàng)新的神秘感，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)26了解創(chuàng)新的規(guī)律-TRIZ理想解指出了方向技術(shù)發(fā)展規(guī)律展示了前景重視顛覆性技術(shù)五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)27通過(guò)案例提取優(yōu)秀創(chuàng)新作品的特征性能可靠合理、巧妙的設(shè)計(jì)功能獨(dú)特廣闊的應(yīng)用背景前沿的技術(shù)五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)28學(xué)生作品分析之一-功能獨(dú)特作品名稱：變相怪杰獲獎(jiǎng)等級(jí)：慧魚全國(guó)一等獎(jiǎng)指導(dǎo)教師：金悅、趙衛(wèi)軍作品名稱：立體影像展示機(jī)獲獎(jiǎng)等級(jí)：機(jī)創(chuàng)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)指導(dǎo)教師：桂亮、胡改玲五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)29學(xué)生作品分析之二-性能可靠作品名稱：新型緩降器獲獎(jiǎng)等級(jí)：機(jī)創(chuàng)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)指導(dǎo)教師：奚延輝、趙衛(wèi)軍五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)30學(xué)生作品分析之三-合理乃至巧妙的設(shè)計(jì)作品名稱：夢(mèng)想飛甲獲獎(jiǎng)等級(jí)：機(jī)創(chuàng)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)指導(dǎo)教師：奚延輝、趙衛(wèi)軍五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)31學(xué)生作品分析之四-前沿技術(shù)作品名稱：多功能并聯(lián)機(jī)械手獲獎(jiǎng)等級(jí)：機(jī)創(chuàng)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)指導(dǎo)教師：趙衛(wèi)軍、金悅作品名稱：無(wú)驅(qū)動(dòng)實(shí)用殘疾人手指獲獎(jiǎng)等級(jí)：數(shù)字化大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)指導(dǎo)教師：史曉軍、金悅五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)32學(xué)生作品分析之五-廣闊的應(yīng)用背景自動(dòng)裝貨機(jī)器人指導(dǎo)教師：趙衛(wèi)軍，金悅第七屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽陜西省一等獎(jiǎng)一體式紙箱自動(dòng)包裝機(jī)指導(dǎo)教師：金悅，徐海波第七屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)智能滅火小車指導(dǎo)教師：金悅，趙衛(wèi)軍第四屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽全國(guó)二等獎(jiǎng)仿人形機(jī)構(gòu)展示平臺(tái)指導(dǎo)教師：金悅，奚延輝第六屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)33學(xué)生作品分析之六-顛覆性的技術(shù)作品名稱：學(xué)吧獲獎(jiǎng)等級(jí)：機(jī)創(chuàng)大賽陜西一等獎(jiǎng)指導(dǎo)教師：金悅、趙衛(wèi)軍五、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)34成果屆次參賽作品數(shù)國(guó)賽一等國(guó)賽二等省級(jí)一等省級(jí)二等省級(jí)三等第四屆1010540第五屆2124975第六屆1941982第七屆2043271屆次參賽作品數(shù)國(guó)賽一等國(guó)賽二等慧魚一等慧魚二等慧魚三等第四屆501230第五屆712601第六屆711430第七屆512500近四屆機(jī)創(chuàng)大賽實(shí)物組取得成績(jī)近四屆機(jī)創(chuàng)大賽慧魚物組取得成績(jī)六、基于慧魚創(chuàng)意組合模型的實(shí)驗(yàn)35以創(chuàng)客為線索的能力培養(yǎng)建模方案設(shè)計(jì)原理模型基于慧魚創(chuàng)意組合模型的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn).基于創(chuàng)新理論的仿生機(jī)器人的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指尖創(chuàng)客初級(jí)篇基于Inventor的仿真建模實(shí)驗(yàn)3D打印指尖創(chuàng)客初級(jí)篇.基于慧魚創(chuàng)意組合模型的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)基于創(chuàng)新理論的仿生機(jī)器人實(shí)驗(yàn)3D打印指尖創(chuàng)客初級(jí)篇.創(chuàng)客方案設(shè)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代是分工更加精細(xì)、合作更加緊密的時(shí)代，個(gè)人能力將得到空前的綻放，創(chuàng)客是未來(lái)工程技術(shù)人員的一種重要生