机械创新设计大赛及工程训练综合能力竞赛培训课程 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械创新设计大赛及工程训练综合能力竞赛培训课程》 教学大纲 课程编号： B02181020 裸程类型： 选修课 ourse Code B02181020 Course Type: Elective 课程名称： 机械创新设计大赛及工程训练综合能力竞赛授课对象： 本科二年级学生 培训课程 ourse Name Training course for mechanical innovation udience: Sophomore esign contest andengineering training ntegration ability contest 学时/学分： 32 授课语言： 中文 Credit Hours32/2 Language of Chinese Mandarin /Credits Instruction 先悠课程： 机械制造基础、机械设计基础 开课院系： 机械工程系 asis of Mechanical Manufactory,Mechanical Course offered by: Department of Design Mechanical Eng. 适用专业 械设计制造及其自动化专亚 授课师： Intended for: Mechanical Design,Manufacturing and Automation 纲执笔人： 罗阳 大纲审核人 传业负责人 Edited by: uo Yang Inspected by: Course Leader 一、课程简介 本培训课程面向全国大学生工程训练综合能力竞赛和全国大学生机械创新设计大赛。两 项竞赛均为教有部、财政部开展的“本科教学质量与教有改革工程“资助的竞赛之一，是面向 全国在校大学生开展的科技创新工程实践活动。本培训课程将大学生科技创新竞赛活动有机 融入本科教学计划，实现了“赛教结合”。本培训课程为学生解读竞赛主题、协助学生进行参 赛技术准备、培训学生的综合竞赛技能，并选拔参加各级竞赛的学生和代表队。 二、学习目标
1 机械创新设计大赛及工程训练综合能力竞赛培训课程 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械创新设计大赛及工程训练综合能力竞赛培训课程》 教学大纲 课程编号： Course Code: 302181020 302181020 课程类型： Course Type: 选修课 Elective 课程名称： Course Name: 机械创新设计大赛及工程训练综合能力竞赛 培训课程 Training course for mechanical innovation design contest and engineering training integration ability contest 授课对象： Audience: 本科二年级学生 Sophomore 学时/学分： Credit Hours /Credits 32/2 32/2 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 机械制造基础、机械设计基础 Basis of Mechanical Manufactory, Mechanical Design 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业： Intended for: 机械设计制造及其自动化专业 Mechanical Design, Manufacturing and Automation 授课教师： Instructor: 大纲执笔人： Edited by: 罗阳 Luo Yang 大纲审核人： Inspected by: 专业负责人 Course Leader 一、课程简介 本培训课程面向全国大学生工程训练综合能力竞赛和全国大学生机械创新设计大赛。两 项竞赛均为教育部、财政部开展的“本科教学质量与教育改革工程”资助的竞赛之一，是面向 全国在校大学生开展的科技创新工程实践活动。本培训课程将大学生科技创新竞赛活动有机 融入本科教学计划，实现了“赛教结合”。本培训课程为学生解读竞赛主题、协助学生进行参 赛技术准备、培训学生的综合竞赛技能，并选拔参加各级竞赛的学生和代表队。 二、学习目标
本课程通过讲座、专趣讨论、课程答辩和综合实践，使学生具备下列能力： 1、理解产品创新设计的基本理论，初步具备运用创新设计方法、针对实际需求进行创 新思维、工程设计和工艺制作等实际工程能力，能够用图纸、报告等形式呈现参赛机械产品 设计方案。 2、理解大学生学科竞赛的意义与基本流程，理解本年度竞赛主题及其命题解释，能够 识别、分析和确定命题中涉及的机械产品、零部件设计制造的关键问题与参数。 3、能够综合运用机械设计制造及其自动化专业相关理论和技术手段，设计指定命题的 机械装置和产品的多种实现方案，具备对竞赛命恶进行系统表达和建模分析求解论证的能力。 4、能够对比、分析、评价机械装置和产品的多种实现方案，并获得最优设计方案。 5、在产品设计过程中遵循相关技术标准，能够综合考虑经济、环境保护、法律、安全、 健康、伦理等约束条件下对设计方案进行技术与经济性评价。 6、能够熟练操作竞赛相关的仪器设备。 7、具备表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 2.】能够应用数学、自然科学和机械工程科学 (2)能够应用数学、自然 的基本原理，识别机械工程领域设计、制造、 学习目标2 科学和机械工程科学的基 运行中的关键问题与参数： 木原理，通过信息检索、文 2.2能够对复杂工程问题及其相关因素进行多 献研究，对机械工程领域设 计、制造、运行等方面的复 中形式表达，并具备信息检索、文献研究的能 学习目标3 杂工程问题进行识别、表 23能够针对机械工程领域设计、制造、运行 达、分析、评价，并获得有 中的复杂工程问题，进行分析、评价，以获得学习目标4 效结论。 有效结论。 (3)能够设计满足特定需 北.】具有工程实习和社会实践经历，针对机械 的机械产品功能原理方案、 工程领域设计、制造、运行中的复杂工程问题， 学习目标6 部件及机械系统，或针对机 老够根据需求确定设计开发目标： 工程领域设计、制造、运行等部.2具备与机械设计制造及其自动化领域相关 方面的复杂工程问题，拟定相的社会、健康、安全、法律、文化以及环境等 应的设计、制造、运行方案 方面的基础知识，针对机械工程领域设计、制 学习目标5 并能够综合考虑社会、健康 造、运行中的复杂工程问题所提出的解决方案 安全、法律、文化以及环境 中，能够考虑上述因素： 2
2 本课程通过讲座、专题讨论、课程答辩和综合实践，使学生具备下列能力： 1、理解产品创新设计的基本理论，初步具备运用创新设计方法、针对实际需求进行创 新思维、工程设计和工艺制作等实际工程能力，能够用图纸、报告等形式呈现参赛机械产品 设计方案。 2、理解大学生学科竞赛的意义与基本流程，理解本年度竞赛主题及其命题解释，能够 识别、分析和确定命题中涉及的机械产品、零部件设计制造的关键问题与参数。 3、能够综合运用机械设计制造及其自动化专业相关理论和技术手段，设计指定命题的 机械装置和产品的多种实现方案，具备对竞赛命题进行系统表达和建模分析求解论证的能力。 4、能够对比、分析、评价机械装置和产品的多种实现方案，并获得最优设计方案。 5、在产品设计过程中遵循相关技术标准，能够综合考虑经济、环境保护、法律、安全、 健康、伦理等约束条件下对设计方案进行技术与经济性评价。 6、能够熟练操作竞赛相关的仪器设备。 7、具备表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 （2）能够应用数学、自然 科学和机械工程科学的基 本原理，通过信息检索、文 献研究，对机械工程领域设 计、制造、运行等方面的复 杂工程问题进行识别、表 达、分析、评价，并获得有 效结论。 2.1 能够应用数学、自然科学和机械工程科学 的基本原理，识别机械工程领域设计、制造、 运行中的关键问题与参数； 学习目标 2 2.2 能够对复杂工程问题及其相关因素进行多 种形式表达，并具备信息检索、文献研究的能 力； 学习目标 3 2.3 能够针对机械工程领域设计、制造、运行 中的复杂工程问题，进行分析、评价，以获得 有效结论。 学习目标 4 （3）能够设计满足特定需求 的机械产品功能原理方案、零 部件及机械系统，或针对机械 工程领域设计、制造、运行等 方面的复杂工程问题，拟定相 应的设计、制造、运行方案， 并能够综合考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境因 3.1 具有工程实习和社会实践经历，针对机械 工程领域设计、制造、运行中的复杂工程问题， 能够根据需求确定设计/开发目标； 学习目标 6 3.2 具备与机械设计制造及其自动化领域相关 的社会、健康、安全、法律、文化以及环境等 方面的基础知识，针对机械工程领域设计、制 造、运行中的复杂工程问题所提出的解决方案 中，能够考虑上述因素； 学习目标 5
索，体现创新意识。 B.3针对机械工程领域设计、制造、运行中的 复杂工程问题，能够设计满足特定需求的系 学习目标1 统、单元（部件）或机械制造工艺流程，并能 够在设计环节中体现创新意识。 (9)能够认识到机械设冠 制造工程领域的跨学科特 ).2能够在机械设计制造工程实践中承担团队 征，能够在多学科背景下的 学习目标7 战员、团队负责人的职责。 团队中承担团队成员以及 负责人的职责。 四、教学基本内容 第一章绪论 1、理解大学生科技竞赛活动对工科大学生综合能力培养的作用。 2、全国大学生机械创新设计大赛简介。 3、全国大学生工程训练综合能力竞赛简介 4、我校历届比赛活动综述。 基本要求：理解大学生科技竞赛活动对工科大学生综合能力培养的作用，全国大学生机 械创新设计大赛与全国大学生工程训练综合能力竞赛的赛制、赛程及其对参赛学生的基本要 求。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标2，支撑毕业要求指标点2.1。 第二章竞赛命题解析 1、解读年度竞赛命题，理解竞赛主题的核心内容。 2、理解命题的工程背景与社会需求背景分析。 3、命题技术要点解析，理解竞赛难点。 4、通过相似命题作品简介，理解综合运用机械设计制造及其自动化专业相关理论和技 术手段设计指定命题的机械装置和产品的基本方法。 基本要求：理解竞赛主题，能够综合运用机械设计制造及其自动化专业相关理论和技术 手段设计指定命题的机械装置和产品，具备对竞赛命题进行系统表达和建模分析、求解论证 的能力。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标2、学习目标3、学习目标4，支撑毕业要求指标点2.1、毕 业要求指标点22、毕业要求指标点2.3。 第三章创新设计方法概论 3
3 素，体现创新意识。 3.3 针对机械工程领域设计、制造、运行中的 复杂工程问题，能够设计满足特定需求的系 统、单元（部件）或机械制造工艺流程，并能 够在设计环节中体现创新意识。 学习目标 1 （9）能够认识到机械设计 制造工程领域的跨学科特 征，能够在多学科背景下的 团队中承担团队成员以及 负责人的职责。 9.2 能够在机械设计制造工程实践中承担团队 成员、团队负责人的职责。 学习目标 7 四、教学基本内容 第一章 绪论 1、理解大学生科技竞赛活动对工科大学生综合能力培养的作用。 2、全国大学生机械创新设计大赛简介。 3、全国大学生工程训练综合能力竞赛简介。 4、我校历届比赛活动综述。 基本要求：理解大学生科技竞赛活动对工科大学生综合能力培养的作用，全国大学生机 械创新设计大赛与全国大学生工程训练综合能力竞赛的赛制、赛程及其对参赛学生的基本要 求。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标 2，支撑毕业要求指标点 2.1。 第二章 竞赛命题解析 1、解读年度竞赛命题，理解竞赛主题的核心内容。 2、理解命题的工程背景与社会需求背景分析。 3、命题技术要点解析，理解竞赛难点。 4、通过相似命题作品简介，理解综合运用机械设计制造及其自动化专业相关理论和技 术手段设计指定命题的机械装置和产品的基本方法。 基本要求：理解竞赛主题，能够综合运用机械设计制造及其自动化专业相关理论和技术 手段设计指定命题的机械装置和产品，具备对竞赛命题进行系统表达和建模分析、求解论证 的能力。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标 2、学习目标 3、学习目标 4，支撑毕业要求指标点 2.1、毕 业要求指标点 2.2、毕业要求指标点 2.3。 第三章 创新设计方法概论
1、新产品设计案例。 2、企业创新的一般机制。 3、新产品开发的一般原理 4、创新思维的一般模式 5、创新设计方法TRIZ。 6、创新设计工具概述， 基本要求：理解产品创新设计的基本理论，初步具备运用创新设计方法、针对实际需求 进行创新思维、工程设计和工艺制作等实际工程能力。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标1，支撑毕业要求指标点33。 第四章竞赛相关技能综述 1、理解需求分析与概念设计。 2、理解命题问题工程模型的建立和分析的方法。 3、理解如何在产品设计过程中能够综合考虑经济、环境保护、法律、安全、健康、伦 理等制约因素。 4、文献检索、资科查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。 5、专利与产品信息查询。 6、团队协作原则与小组项目组织与管理。 基本要求：具备对竞赛命题进行系统表达和建模分析求解论证的能力。能够在产品设计 过程中遵循相关技术标准，综合考虑经济、环境保护、法律、安全、健康、伦理等约束条件 下对设计方案进行技术与经济性评价。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标5、学习目标7，支撑毕业要求指标点32、毕业要求指标点 9.2。 第五章竞赛相关仪器设备操作训练 1、机械加工设备综合实践。 2、数控机床综合实践。 3、三维建模与3D打印设备综合实践。 4、激光加工技术综合实践。 5、钳工与装配技术综合实践。 基本要求：能够综合应用机床设备和各种现代制造技术设备完成竞赛作品制作。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标6，支撑毕业要求指标点3.1。 小组设计方案讨论
4 1、新产品设计案例。 2、企业创新的一般机制。 3、新产品开发的一般原理。 4、创新思维的一般模式。 5、创新设计方法 TRIZ。 6、创新设计工具概述。 基本要求：理解产品创新设计的基本理论，初步具备运用创新设计方法、针对实际需求 进行创新思维、工程设计和工艺制作等实际工程能力。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 3.3。 第四章 竞赛相关技能综述 1、理解需求分析与概念设计。 2、理解命题问题工程模型的建立和分析的方法。 3、理解如何在产品设计过程中能够综合考虑经济、环境保护、法律、安全、健康、伦 理等制约因素。 4、文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。 5、专利与产品信息查询。 6、团队协作原则与小组项目组织与管理。 基本要求：具备对竞赛命题进行系统表达和建模分析求解论证的能力。能够在产品设计 过程中遵循相关技术标准，综合考虑经济、环境保护、法律、安全、健康、伦理等约束条件 下对设计方案进行技术与经济性评价。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标 5、学习目标 7，支撑毕业要求指标点 3.2、毕业要求指标点 9.2。 第五章 竞赛相关仪器设备操作训练 1、机械加工设备综合实践。 2、数控机床综合实践。 3、三维建模与 3D 打印设备综合实践。 4、激光加工技术综合实践。 5、钳工与装配技术综合实践。 基本要求：能够综合应用机床设备和各种现代制造技术设备完成竞赛作品制作。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标 6，支撑毕业要求指标点 3.1。 小组设计方案讨论
基本要求：提交竞赛技术方案，并针对技术方案的系统表达和建模分析进行讨论，能够 表现出表达能力、人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。 半业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标1、学习目标7，支撑毕业要求指标点3.3、毕业要求指标点 93 小组设计方案答舞 基本要求：以设计报告和设计图纸的形式提交竞赛技术方案，能够在课程答辩中解释技 术方案，以及对综合考虑经济、环境保护、法律、安全、健康、伦理等约束条件下的技术与 经济性评价，能够表现出表达能力、人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。 半业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标1、学习目标7，支撑毕业要求指标点3.3、毕业要求指标点 92。 五、建议教学进度 章节名称 学时数 第一章绪论 2 第二章竞赛命题解析 2 第三章创新设计方法概论 4 第四章竞赛相关技能综述 4 第五章竞赛相关仪器设备操作训练 12 小组设计方案讨论 4 小组设计方案答辩 4 六、敦学策略与方法 1、阐述产品创新设计方法，理论联系实际，培养学生创新设计能力： 2、采用多媒体课件、电子备课和传统教学相结合进行教学。 3、通过案例分析，强调创新设计思维方法建立和运用。 4、实训和实验操作，训练学生仪器设备操作技能。 七、考核方式 课程报告，课程答辩。 八、成绩评定方法
5 基本要求：提交竞赛技术方案，并针对技术方案的系统表达和建模分析进行讨论，能够 表现出表达能力、人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标 1、学习目标 7，支撑毕业要求指标点 3.3、毕业要求指标点 9.2。 小组设计方案答辩 基本要求：以设计报告和设计图纸的形式提交竞赛技术方案，能够在课程答辩中解释技 术方案，以及对综合考虑经济、环境保护、法律、安全、健康、伦理等约束条件下的技术与 经济性评价，能够表现出表达能力、人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标 1、学习目标 7，支撑毕业要求指标点 3.3、毕业要求指标点 9.2。 五、建议教学进度 章节名称 学时数 第一章 绪论 2 第二章 竞赛命题解析 2 第三章 创新设计方法概论 4 第四章 竞赛相关技能综述 4 第五章 竞赛相关仪器设备操作训练 12 小组设计方案讨论 4 小组设计方案答辩 4 六、教学策略与方法 1、阐述产品创新设计方法，理论联系实际，培养学生创新设计能力。 2、采用多媒体课件、电子备课和传统教学相结合进行教学。 3、通过案例分析，强调创新设计思维方法建立和运用。 4、实训和实验操作，训练学生仪器设备操作技能。 七、考核方式 课程报告，课程答辩。 八、成绩评定方法
本课程综合考察学生的视讯成绩、设计方案与答辩情况，由教师与各个学生项目小组相 互评价共同评定小组成绩。 1、教师对竞赛设计方案评价，占50%。 2、学生小组相互评价竞赛设计方案的总平均分，占50%。 3、根据评价结果由小组学生根据团队参与工作情况自行分配各个成员的成绩。 九、教学参考书与其他相关教学资源（如网上教学资源等） [山傅水根等编著.《以项目驱动的机械创新设计与实践》.清华大学出版社，2013年8 [2]罗阳、刘胜青等编著.《现代制造系统概论》北京邮电大学出版社，2004年 )李彦等.《创新设计概论》自编讲义 【4刘胜青等编著.《工程训练》.高等教有出版社，2004年： [)全国大学生工程训练综合能力竞赛官方网站： [句全国大学生机械创新设计大赛宫方网站。 6
6 本课程综合考察学生的视讯成绩、设计方案与答辩情况，由教师与各个学生项目小组相 互评价共同评定小组成绩。 1、教师对竞赛设计方案评价，占 50%。 2、学生小组相互评价竞赛设计方案的总平均分，占 50%。 3、根据评价结果由小组学生根据团队参与工作情况自行分配各个成员的成绩。 九、教学参考书与其他相关教学资源（如网上教学资源等） [1] 傅水根等编著.《以项目驱动的机械创新设计与实践》.清华大学出版社，2013 年 8 月 [2] 罗阳、刘胜青等编著.《现代制造系统概论》.北京邮电大学出版社，2004 年 [3] 李彦等.《创新设计概论》.自编讲义 [4] 刘胜青等编著.《工程训练》.高等教育出版社，2004 年； [5] 全国大学生工程训练综合能力竞赛官方网站； [6] 全国大学生机械创新设计大赛官方网站