一、实验方法及步骤
本实验教学方法主要让学生小团队的自由组合（2-4人），选作自己喜爱的作品，实验按照三个阶段来实施：入门阶段，提高阶段，创意阶段。第一阶段：入门阶段，该阶段主要选择的是机械与结构组合包、气动组合包、电子技术组合包、机器人起步技术组合包等入门模型。通过该阶段让学生了解慧鱼模型的搭接原理和方法，并进行调试和运行。该阶段要求学生掌握机械、电子、气动、机器人、传感器的入门知识及其控制应用，并通过搭接模型，绘制出机构简图、电路图和气路图，分析掌握所搭模型的构造与工作原理。经老师提问，学生自主改进，进一步加强对模型的理解。由于模型众多，现选部分模型结构如图2所示。第二阶段：提高阶段，该阶段主要选择的是机器人组合包，涵盖机器人综合训练包、仿生机器人、ROBO探险家机器人、工业机器人、气动机器人等组合包。通过该阶段让学生熟练掌握ROBO接口板和ROBOpro软件的应用，掌握编程方法，在线调试和下载程序控制机器人的运动。培养和提高学生的自主设计和编程设计能力，增强如何结合传感器技术、机械机构、气动装置、电子技术做成套机电一体化装置并进行装配、调试的综合能力，从而提升学生的创新意识。由于模型众多，现选部分模型结构如图3所示。第三阶段：创意阶段，该阶段主要进行创意设计，组件不定，自由选择。主要通过某些主题或结合创新设计大赛来要求学生进行自由设计，完成作品的搭建、调试和运行。该阶段需要课后查阅收集资料，建模等，教师从旁进行指导。图4为部分学生创意作品。
二、研究效果及成果
通过慧鱼创意模型的使用，能很好地体现机械《创新设计》这课程的主旨，不仅让学生将多学科多领域的综合知识融会贯通于实践过程中，更重要的是培养了他们的创新意识和创新设计能力。实验发现通过一段时间的学习实践，学生普遍有了对解决问题的信心，通过自己动手制作、编写程序、结合一部分传感器的使用成功地控制机器人运动，感觉很有成就感。通过创新实验的活动还培养了同学之间新型的“团队合作”精神。另外我们把好的创意跟机械创新设计大赛结合起来进行组队参赛，其中在2012年第五届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组比赛中，三件作品有两件获得了国家二等奖，一件三等奖。在校级比赛中也屡获特等奖和一等奖，有些作品也还申请了专利，从中发现学生的科研创新能力提升很快。机械《创新设计》实验课程--慧鱼创意模型实验打破了原有的实验模式，为学生创造了一个良好的动手环境，使之可以进行开放式的创新性实验，充分发挥了学生的机智才能，让各类知识加以串联运用，进行创意、创新、创造，可以使学生对实验学习有成就感，通过不同的设计思路和方法增长了学生的见识，通过运用如观察、实验、比较、归纳、演绎、分析、综合、假设等研究方法，分析已掌握的实验信息资料，提取创意精华，培养了学生研究性，创新性学习的能力。总之，通过实验可以使学生开阔视野，拓宽思路，培养创新思维和创新能力。
作者：孙承峰 谭洪 王明娣 刘秀波 单位：苏州大学 机电工程学院 工程训练中心
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