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基于慧鱼创意组合模型模型的综合实验的开设和创新能力的培养西安交通大学机械基础国家级实验教学示范中心金悦2015年3月武汉1慧鱼模型的管理基于慧鱼创意组合模型的综合实验的流程综合实验中的学习引导综合实验中创新能力的培养2慧鱼创意组合模型在实验中的使用一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用32003年世行贷款项目，共购买基础模型、移动汽车、工业机器人、气动组合包、蒸汽机5种，每种10套，一共50套2004年小范围尝试开实验2005年开设64学时《基于慧鱼创意组合模型实验的机电一体化实验》，至今已开设8届每年10组左右，每组4~6人，每年约50人有9组参加了第4、第5届、第6届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组的比赛，获得5项一等奖，3项二等奖，1项三等奖2005年起，作为64学时的PLC控制实验的控制对象，已开设8届09年这50套模型支持了12组同学做综合实验，4组同学参加全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组比赛12年购买各种模型27套，控制板20套10年开始，32学时开放创新综合实验2门，每年50人以上一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用4实验中使用的慧鱼模型品名货号采购数量超级吊车418620超级卡车777901气动组合包2777910电子技术包910830万能组合包2932901机械与结构组合包932910飞机967761乐趣汽车967771工业机器人2967820ROBO移动组968082马路清扫车5008781消防车5008791仿生机器人5050012自行车5052782货车5052792大推土机5052801高科生态包5052841机器人综合训练包5052861超级游乐园5087750探索机器人5087784初级组合包5119301起步组合包（初级包）5119290万能组合包35119310动能组合包5119321工业机器人3？5119332运动组合包5161830气动组合包35161852合计27一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用5学生作品之一抓娃娃机2008年VS一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用6学生作品之二自动卸货流水线2008年确定方案（2周）搭建模型实现基本功能（3周）改进、完善模型（8周）编程调试从模仿中体验创新（3-4周）一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用7学生作品之四荟萃高楼清洁机-2007年摄影平台-2007年自动高层停车场-2007年自动清扫车-2007年一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用8学生作品之五荟萃自动捡球机-2009年全自动清障车-2009年护理机器人-2009年路障排除车-2009年一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用9学生作品之六荟萃倒酒器-2010年乒乓球捡球机-2010年自动跟随轮椅-2010年自动爬楼车-2009年一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用10学生作品之七-2010年创新大赛参赛作品一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用11学生作品之八-2012年创新大赛参赛作品一、慧鱼创意组合模型在实验中的使用12学生作品之九-2014年创新大赛参赛作品机械类课程的立体影像展示互动教学系统第六届机创大赛慧鱼组一等奖基于互动教学的立体影像展示机第六届机创大赛国赛一等奖二、基于慧鱼创意组合模型的综合实验的流程13实验项目计划书《机械工程实验》实验项目计划书机械工程学院教学实验中心2005．3．18一、实验简介1．实验名称：基于慧鱼创意组合模型的机电一体化实验2．实验内容1）学习慧鱼创意组合模型结构设计的方法2）学习慧鱼创意组合模型控制软件SoftwareLLWin3.0的使用3）了解创新技法4）分析慧鱼原有的模型，并运用创新技法改进原有设计5）用慧鱼创意组合模型搭建所设计的机构,并编写相应的控制程序3．实验目的通过实验了解机电一体化设备的组成和运行，学会分析设计机电系统的结构、性能，提高动手能力和创新技能，对创新和创造技法有一定的了解和应用能力二、实验项目实验项目11．实验项目名称：创意模型的机电系统的设计与分析2．实验任务对模型原有功能、结构进行分析，提出相应的改进措施，并用模型实现改进方案，鼓励自己选题进行全新的设计3．实验目标设计的机构需要具备以下特点：1）新颖性:模型的构思要新颖独特2)实用性:模型要有一定的实际意义,最好能从生活的观察中选题3)功能性:模型实现的功能要有一定的可靠性4)巧妙性:某些地方能够体现巧妙的构思4．实验设备慧鱼创意组合模型5．参考资料1高桥诚著.创造技法手册.蔡林海译.上海:上海科学普及出版社2ComputigStarter及industryrobots说明书一套3SoftwareLLWin3.0说明书4蓝海战略二、基于慧鱼创意组合模型的综合实验的流程14实验教学计划进度表周次教学环节内容课内时数课外时数备注1～2讲课布置：《基于慧鱼创意组合模型的机电一体化实验》的实验目的、要求、方法、进度、注意事项、软件的安装，布置阅读资料662～6实验理论学习：阅读创新技法、蓝海战略，了解TRIZ，机电系统的组成基础实验：根据慧鱼创意组合模型提供的方案搭建模型，学习模型的结构搭建和控制软件的使用，构思自我选题的设计方案，提交实验方案1414创新技法讲座7周后另约时间7测验检查搭建的慧鱼基础模型227~8实验搭建自己设计方案的模型669～10实验自己设计方案模型的性能分析6610～14实验自己设计方案模型的改进与完善161614~16实验提交结果，撰写研究报告101017答辩预答辩、答辩44总计6464提交报告要求：每组一份1万字以上的实验报告，每人一份2千字以上的实验心得，实验数据，视频文件，答辩的PPT，实验周记二、基于慧鱼创意组合模型的综合实验的流程15实验流程总表二、基于慧鱼创意组合模型的综合实验的流程16实验的考核基于实验结果的定量评价+基于实验过程的定性评价评分标准平时成绩(30%)考勤实验日志团队协作实验报告(60%)工作量饱满、创新性答辩(10%)叙述清楚、重点突出需要提交的材料实验报告实验心得实验日志照片、视频PPT二、基于慧鱼创意组合模型的综合实验的流程17综合实验注意的要点学生自主选题团队合作，强强联合实施阶段考核，写周记学习引导三、综合实验中创新能力的培养创新能力主要的培养内容激发创新的欲望了解创新的出发点全面了解创新，破除对创新的神秘感418深刻理解创新激发创新的欲望三、综合实验中创新能力的培养创新给我们的生活带来的影响机械的魅力、技术的魅力用自己的设计改善人们的生活冰糖挖藕的工人蜻蜓机器人19创新的出发点--为客户创造价值三、综合实验中创新能力的培养阅读《蓝海战略》，把握产品的应用背景20三、综合实验中创新能力的培养21阅读创新技法手册创新技法手册是日本高桥诚所著，其中包括了三类一百种创新技法，实验中要求学生通读该书，课后再做介绍，使学生对创新技法有全面、系统的了解，消除了学生对创新的神秘感，有助于培养学生的创新能力。创新的规律--TRIZ理论三、综合实验中创新能力的培养理想解指出了方向技术发展规律展示了前景重视颠覆性技术22学习引导的主要内容设定循序渐进的阶段目标通过实例让同学体会综合实验与验证实验的区别说明实验课程的学习特征，设定合理的学习预期自主学习的重要方法：经验学习和任务分解探索研究的保障：学会自我驱动综合实验学习方法的强化：了解科学的教育思想四、综合实验中的学习引导23四、综合实验中的学习引导设立阶段性的目标学习学习自主学习方法的培养学习思维学习探索学习创造探索研究的培养创新能力的激发和培养学习探索学习引导的四个单元学习引导的目的24听懂会说会说会知道识谱视唱信息整合的过程是不可知的，需要按照基于认知规律的方法对学生引导。难点：过程性知识是不可教不可学的四、综合实验中的学习引导25自主学习的意义和重要性自主学习的是能力培养的基础，是重要的个人素质经合组织的研究结论认为：真正影响经济及社会进步的是学习结果的质量。阅读“素养”成为成功的核心技能。“素养”不是知识，也不是技能，而是个人获取或应用知识和技能的能力，以及兴趣、动机、学习策略等。自主学习对于实验是不可缺少的能力四、实验教学的学习引导26学习方法阅读资料《提问的智慧》《中国工科教育的反思》/12名专科学生考上英国名校硕士《美国基础教育》《一个大学生对滑铁卢大学的感受》清华大学校长《请停止往学生脑子里灌屎》补发：清华大学原副校长论创新饶毅：北大学者饶毅关于培养学生研究探索能力的看法消除应试教育的习惯通过阅读了解新的教学理念指出应试教育造成能力的不足让学生明白能够达到的技术高度四、综合实验中的学习引导27实验前和实验后清点模型，保证实验的顺利进行五、慧鱼模型的管理28五、慧鱼模型的管理29为每组同学建立模型借用档案，保证实验效果谢谢！请各位老师批评指正30