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1、机电产品创新设计课程研究1引言“机电产品创新设计”是机械专业课程的一门任选课。该门课在许多本科院校中进行了开设,同时该门课也是一门新兴的课程。该门课程讲述了创新设计的基本理论，以及如何把创新的理论应用到机电产品的创新之中，以培养学生的创造性素质为目标。该门课的课程体系共包括三个大部分:一、创新设计理论基础。这部分的主要内容是对创造性思维和创造原理的介绍。如发散思维、直觉思维、逆向思维等创造性思维方式。二、创新设计技法。该部分讲授了一些比较成熟的创新设计技法,如仿生创新法、反求设计创新法、类比创新法、功能设计创新法、移植技术创新法等,在机械设计及在工程中的实
2、例应用。三、机电产品创新设计实例。这部分内容主要介绍运用创新思维方式所开发出来的新型机构、结构和机械以及企业应用创新的典型案例,阐述了创新的过程和思路,启发学生的创新意识,激发学生的创新欲望。该门课程是关注创新能力培养的课程，假如使用常规的教学方法，可能不利于创新能力的培养。本文在该门课程中引入项目教学法，来进行课堂教学、实验教学、考试考核方法等一系列的探索。要求学生以4人左右为一个小组，每组做出一个具有创新性的机电产品。2项目教学法引入到课堂教学过程中的探索4学海无涯把项目教学法引入到课堂教学中，是通过对若干个具体的机电产品创新案例的描述，引导学生对这些
3、案例进行讨论，并在讨论的过程中获取理论知识与工作技能。教师要认真地选择和组织教学材料，要从大量的资料中选择出合适的案例，并将案例编写成适合于教学的结构形式，以方便学生学习。在项目案例的课堂教学中，要利用各种产品的实物、模型辅助教学,利用CAI课件、电视录像片等现代化多元教学手段,进行生动形象的教学,增强感性认识,激活课堂教学,促进学生的创造力的滋生和激发。为了更好地融入到创新的环境中，为了让同学们有更加直观的印象，本课程项目教学法的课堂教学地点大部分位于机械创新实验室，而不是教室。湖南人文科技学院机械创新实验室有许多创新性的实物模型。每一个创新性实物，都是
4、一个非常好的项目案例。例如，机械创新实验室里面有打火机的外观创新实例，有众多不同外观的打火机外形，有手枪形状的，钥匙形状的，拐杖形状的，火把形状的，等等。面对实物，结合创新理论，同学们就可以更好地理解创新理论。面对这些奇奇怪怪的创新物体，创新的灵感也可能不知不觉地进入到同学们的脑海中。3项目教学法引入到实验教学过程的探索4学海无涯“机电产品创新设计”课程，仅仅进行理论教学是远远不够的，只有通过机电产品创新设计实践，才能加深学生对理论教学的理解，从而学会运用所学知识。但是由于各高校都存在着学生人数多、课时有限、机械创新设备台套数少的问题。针对这些问题，本人在
5、实验教学方面进行了如下探索。1）把项目教学法引入到实验教学中，要求学生制作一个具有创新性的机电项目,很自然地打破了原有课程实验相对独立的封闭的学科界限。以机械创新为主线,将“理论力学”“机械原理”“机械设计”及“机械创新设计”等课程中的有关内容整合在一起，加强了以上各个学科的理解。同时，机电项目也需要进行电路设计与程序编写，也加强了学生对“电工技术”“电子技术”“单片机原理”等电子类课程的理解。2）对高校普遍存在的机械创新设备台套数少的现状,应用虚拟仪器技术,在机房电脑上安装机械设计、电子设计相关软件，建立机电创新虚拟实验室。使学生能在计算机上对所设计的机
6、构进行运动仿真，对所设计的电路与程序进行仿真。一方面解决了由于硬件设备少而带来的影响,另一方面,考虑到学生的盲目动作带来的时间浪费,以及误操作造成的设备损坏。使用AutoCAD、UG等软件可以完成基本的机械设计。可以规划总体布局，标定零件尺寸等等。使用机构运动仿真还可以了解各部件运动的速度，各部件的运动之间是否存在相互干涉，以及机构运动的轨迹曲线等。在电子设计方面，可以在电脑上设计电路图，规划PCB板，还可以使用Proteus软件对所设计电路进行仿真，校验设计是否合理。同样可以在电脑中编写程序，调试程序。总之，根据各个项目的需要，在机电创新虚拟实验室可以完
7、成相应的机械设计与电子设计。3）实物制作主要在机械创新实验室与实习工厂进行。由于资金的限制，只要求学生做出简单实物。鼓励利用木头、塑料等材料来制作实物。对于简单的加工制作，可以在机械创新实验室进行，对于复杂的制作，在实习工厂进行制作。目前在我国大部分二本院校中，理论课程偏多，而动手实践偏少。而根据以往的观察，部分学生对课堂的理论学习兴趣不大，但是对实践动手却很感兴趣。在本人该门课程的实验教学中，曾经遇到一些学生，学业成绩很一般，但是在实验室制作实物时，下课了依然沉浸于实物制作中，久久不愿离去。4项目教学法应用到本课程考核中的探索对于“机电产品创新设计”这门
8、课程，国内外的学者纷纷在课堂教学、实验教学上面做了很多探索。然而，
