基于创新理论的“机电一体化技术”课程模式改革探索

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1、基于创新理论的“机电一体化技术”课程模式改革探索　　摘要：在大学机械类专业“机电一体化技术”课程教学中渗透创新能力体系理论，有助于培养学生的创新能力，使学生建立创新理念。对传统的教学模式进行了改革，提出基于创新作品制作的机电一体化课程设计教学模式，培养学生创新能力及设计能力，并应用TRIZ理论及软件辅助实践设计。　　关键词：创新能力体系理论；机电一体化；教学内容改革；TRIZ　　作者简介：肖楠（1980-），男，辽宁沈阳人，沈阳工程学院机械学院，副教授。（辽宁沈阳110136）　　基金项目：本文系辽宁省教育科学“十二五

2、”规划2012年度立项课题（课题编号：JG12DB326）、沈阳工程学院“教研青年基金项目”（项目编号：Q1205）的研究成果。　　中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）09-0083-02　　在机电一体化课程教学中引进创新能力体系理论，鼓励学生的创新精神，并且对传统的机电一体化课程设计进行改革。通过课程设计教学模式改革建立学生创新设计立意，并通过创新设计，树立大学生“终身创新”的理念。　　一、“机电一体化技术”课程综述　　1.“机电一体化技术”课程的定位　　机电一体化是一个交叉

3、学科，与机械技术、电子技术、计算机技术有机结合，所涉及的内容十分广泛。同时是微电子技术向传统机械设计技术渗透的过程中发展出来的一门综合性技术课程，包括机电一体化的分类、相关技术及设计方法；组成机电一体化系统的典型子系统；机电一体化系统的传统控制策略、现代控制策略和智能控制策略；机器人技术；数控技术；微系统技术；故障诊断技术和激光加工技术等。　　2.机电一体化课程设计的教学要求　　通过进行课程设计使学生了解或掌握如下技能：了解和掌握PLC在机电一体化系统设计中的应用；采用微型计算机（包括单片机）进行数据采集、处理和控制；

4、选用驱动控制电路，对执行机构进行控制；精密执行机构设计，提出装配图和零件加工图；采用传感器进行反馈控制或作为测量敏感器件。　　二、基于创新作品制作的机电一体化教学模式　　1.创新作品设计开题――渗透创新能力体系理论　　课程设计时，并不一定要对上面的内容面面俱到，但要对学生进行全面训练，则尽可能多涉及一些。为了让学生既要满足以上教学要求，又增加对该门课程的学习热情，在课程设计教学中渗透了创新能力体系理论，并且要求学生自拟设计题目，鼓励题目的创新性。当拟定题目后组织专业课教师与学生之间进行“师―师”、“师―生”、“生―生”

5、讨论，探讨方案及题目的可行性。最后进行开题答辩，对于答辩通过的设计题目进行系统设计。　　2.创新作品设计――引入创新能力体系设计软件　　设计过程中，在采用原有设计软件的基础上引入如下创新能力体系设计软件：　　（1）综合知识挖掘工具――Knowledgist。Knowledgist软件的主要功能是：采用语义处理技术可同时智能化处理多篇不同格式的文档，同时将文档中的知识点按主题含义分类，建立知识库，借助智能化的知识库索引，使用者不需阅读全文即可对文章内容一目了然。　　软件特点：可实现网站处理和专利分析；并行使用一组通用搜索

6、引擎，可同时搜索并处理所有的网站或某一工业类别中的站点，形成一个条理清晰的知识库。　　Knowledgist软件的应用能够使学生在设计过程中不断了解工业动态，多方挖掘知识，对自己的设计思维增加信心。通过软件还可以进行专利分析，使同学们知道在机电一体化的设计过程中发明是层出不穷的，多名同学通过设计新思维进行了专利申请的策划。　　（2）计算机辅助创新软件――TechOptimizer。TechOptimizer　　软件是以TRIZ创新能力理论为理论基础，结合创造性设计方法，辅助工程技术人员、科研人员以及企业经营者进行产品改

7、进、新产品开发以及获得突破性创新技术的计算机辅助创新软件。它以分析解决产品及其制造过程中遇到的矛盾为出发点，从而可以从根本上解决新产品开发过程中遇到的技术难题而实现创新，并可为工程技术领域新产品、新技术的创新提供科学的理论指导，并指明探索方向。　　主要特点：根据用户需求，快速发现现有产品或流程中存在的问题，并给出高质量的解决方案；帮助设计者解决技术矛盾，避免妥协设计；加速新产品和工艺的研发过程；在概念设计阶段进行成本分析，有效降低产品成本；智能化的向导随时给出操作提示，软件使用更容易；自动生成分析报告。　　通过对Tec

8、hOptimizer软件的使用，使学生对自己的设计思路进行分析，在概念设计阶段就可以接触到机电一体化设计的前沿部分，学生自拟题目中多涉及可编程控制器、智能传感器、太阳能产品等。通过TechOptimizer软件，可以随时了解以上产品在工业中的动态，避免重复设计，并可以通过对类似产品的了解和学习，指导学生进行创新设计。　　3.创新作