●第1篇數學邏輯思維創新
第1章從兔子到黃金分割——神奇的斐波那契數列3
1.1兔子問題和斐波那契數列3
1.1.1兔子問題3
1.1.2斐波那契數列3
1.1.3相關的問題3
1.2黃金分割5
1.2.1定義5
1.2.2黃金分割尺規作圖5
1.2.3黃金分割的美5
1.2.4優選法6
1.2.5數學的統一美6
習題7
第2方程求根到MATLAB編程8
2方程近似解算法介紹8
2.2MATLAB入門8
2.2.1MATLAB概述8
2.2.2MATLAB的特點與功能9
2.2.3MATLAB的窗口9
2.2.4MATLAB的幫助功能12
2.2.5MATLAB常用命令及數據操作12
2.2.6MATLAB的基本運算13
2.2.7符號運算功能15
2.2.8M文件編程16
2方程近似解的MATLAB編程19
習題20
第3章從數列極限到MATLAB繪圖21
3.1數列極限的定義21
3.2MATLAB繪圖初步21
3.2.1plot二維曲線繪圖21
3.2.2plot3三維曲線繪圖25
3.2.3其他圖形繪制26
3.3數列極限的MATLAB可視化30
習題33
第4章從身高說起——看線性回歸模型34
4.1問題引入34
4.1.1什麼是回歸分析34
4.1.2回歸模型的基本形式35
4.1.3回歸模型的用途36
4線性回歸模型36
4.2.1回歸繫數的估計36
4.2.2檢驗、預測與控制37
4.2.3回歸分析命令39
4.2.4身高問題40
4線性回歸模型42
4.3.1回歸繫數的估計42
4.3.2檢驗與預測43
4.3.3回歸分析命令44
4.3.4牙膏銷量問題44
習題47
第5章如何決策——了解數學規劃模型49
5.1數學規劃概述49
5.1.1引例1——超市大贏家49
5.1.2引例2——如何選課50
5.201規劃問題的MATLAB求解52
5.301規劃模型55
5.3.1選課策略55
5.3.2指派問題56
習題58
第6章如何預測——看傳染病模型60
6.1研究背景60錄
6.2傳染病模型61
6.2.1模型1——I模型62
6.2.2模型2——SI模型62
6.2.3模型3——SIS模型63
6.2.4模型4——SIR模型64
6.2.5模型5——參數時變的SIR模型65
習題65
第7章如何選擇——層次分析法66
7.1很好工作選擇問題66
7.2層次分析法的一般方66
7.2.1建立層次結構圖67
7.2.2構造比較矩陣68
7.2.3確定權重向量和一致性檢驗69
7.2.4確定權重組合向量和組合一致性檢驗71
習題73
第8章從路徑規劃到圖論初步74
8.1哥尼斯堡七橋問題74
8.2七橋問題的解決方案75
8.3從七橋問題看圖論的本源思想與文化內涵77
8.3.1圖論的本源思想77
8.3.2圖論的文化內涵78
習題80
第9章神奇的圓周率——蒙特卡羅模擬81
9.1圓周率的計算歷史81
9.1.1實驗時期81
9.1.2幾何算法時期82
9.1.3分析方法時期83
9.1.4電子計算機時期83
9.2圓周率的常見計算方法84
9.2.1數值積分法84
9.2.2Taylor級數法(無窮級數法)85
9.2.3蒙特卡羅法86
9.3科學計算其他無理數88
習題91
第10章競爭中的數學——博弈論92
10.1新課引入92
10.1.1遊戲1——隨機寫整數92
10.1.2遊戲2——拍賣鈔票92
10.1.3遊戲3——囚徒困境93
10.2博弈論的產生和發展94
10.3博弈論研究的假設95
10.4博弈類型95
10.5納什均衡96
10.5.1案例1——三國中的博弈:聯吳抗魏96
10.5.2案例2——智豬博弈97
習題98
第2篇電子設計創新
第1章電子創新零基礎也行101
1.1電子產品設計制作的一般過程101
1.2電子產品制作要用到的工具和儀表102
1.2.1數字式萬用表102
1.2.2電烙鐵106
1.2.3烙鐵架107
1.2.4焊錫絲107
1.2.5助焊劑(松香)108
1.2.6吸錫器108
1.2.7鑷子109
1.2.8斜口鉗和尖嘴鉗109
1.2.9螺絲刀110
1.2.10熱熔膠110
1.2.11工具包111
1.3電子設計創新制作實例111
1.3.1“俄羅斯方塊遊戲機”的設計制作111
1.3.2“音樂霹靂燈”的設計制作114
1.3.3“兩管調頻發射機”的設計制作115
1.3.4“多路搶答器”的設計制作116錄
1.3.5“脈搏測試儀”的設計制作116
習題119
第2章常器件120
2.1電阻器120
2.1.1電阻器的相關概念120
2.1.2電阻器的種類120
2.1.3電阻器的主要參數121
2.1.4電阻器的標注方法122
2.1.5常用電阻器124
2.1.6電阻器的合理選用和質量判斷128
2.2電容器129
2.2.1電容器的基本知識129
2.2.2電容器的種類129
2.2.3電容器的主要參數132
2.2.4電容器的標識方法133
2.2.5電容器的合理選用133
2.2.6電容器的檢測134
2.3晶體二極管136
2.3.1概述136
2.3.2二極管的主要參數136
2.3.3二極管的類型137
2.3.4二極管的檢測139
2.4LED數碼管140
2.4.1LED數碼管的分類140
2.4.2LED數碼管的構成和顯示原理141
2.4.3LED數碼管的性能特點142
2.4.4LED數碼管的檢測142
2.5集成電路142
2.5.1概述142
2.5.2集成電路的命名143
2.5.3集成電路的選用與檢測146
習題148
第3章電路原理圖是怎麼來的149
3.1AltiumDesigner10簡介149
3.1.1菜單欄150
3.1.2工具欄150
3.1.3面板150
3.1.4狀態欄151
3.1.5語言選擇151
3.2PCB工程的創建153
3.2.1創建PCB工程153
3.2.2添加設計文檔154
3.3原理圖的繪制156
3.3.1原理圖編輯環境介紹156
3.3.器件160
3.4繪制原理圖符號164
3.5繪制PCB封裝169
3.5.1使用封裝向導創建封裝169
3.5.2手工繪制PCB封裝172
3.5.3原理圖符號關聯PCB封裝174
3.器件176
3.6.1繪制導線176
3.6.2添加網絡標簽177
3.7電氣規則檢查178
3.8原理圖到PCB的信息轉移180
習題182
第4章熟悉而又陌生的電路板183
4.1印制電路板設計準備183
4.1.1PCB編輯環境183
4.1.2板形繪制186
4.1.3禁止布線區域設置188
4.1.4板層堆棧189
4.1.5規則設置190
4.2印制電路板布局194
4.2.1布局的基本原則194
4.件布局195
4.3印制電路板布線200
4.3.1布線的基本原則200
4.3.2自動布線202錄
4.3.3交互式布線205
4.3.4檢查輸出209
習題211
第5章我也可以DIY電路板212
5.1印制電路板的分類212
5.1.1按照基材的性質分類212
5.1.2按照布線層數分類213
5.2印制電路板的功能213
5.3印制電路板的制作213
5.3.1加成法制造印制電路板213
5.3.2減成法制造印制電路板214
習題220
第6章焊接技術221
6.1焊接的基礎知識221
6.1.1焊接與錫焊221
6.1.2焊接工具223
6.2焊接材料227
6.2.1焊料227
6.2.2助焊劑與阻焊劑228
6.3手工焊接技術230
6.3.1手工焊接的過程230
6.3.2焊接的質量檢驗234
6.3.3手工拆焊技術237
習題239
第7章會檢測和調試電路纔是高手240
7.1電子產品焊接後的檢測240
7.1.1電子產品的“目測”240
7.1.2電子產品的“表測”240
7.1.3電子產品的“電測”241
7.2電子產品的通電調試241
7.2.1可調直流穩壓電源的使用242
7.2.2電子產品調試的一般過程246
習題248
第3篇機械設計創新
第1章緒論251
1.1機械創新設計概述251
1.1.1創新251
1.1.2創新設計252
1.1.3機械創新設計252
1.1.4機械創新設計的特點253
1.2創新教育與創新能力的培養253
1.2.1創新教育253
1.2.2創新能力的培養254
1.3機械創新設計對社會發展的影響256
第2章扳擰工具258
2.1常用創新原理258
2.2案例分析259
第3章注塑件分離裝置260
3.1類比創新法260
3.2案例分析261
3.2.1背景261
3.2.2結構原理261
3.2.3創新點及應用262
3.3其他案例分析262
第4章繪圖儀內容264
4.1凸輪機構的運動規律264
4.1.1凸輪機構的組成264
4.1.2凸輪與從動杆的運動關繫264
4.1.3從動件的常用運動規律264
4.2平面四杆機構266
4.2.1基本概念266
4.2.2鉸鏈四杆機構267
4.3機構組合創新270
4.4案例分析270目錄
4.4.1背景270
4.4.2結構原理270
4.4.3創新點及應用271
4.5知識拓展272
4.5.1運動仿真介紹272
4.5.2運動仿真的意義272
4.5.3實例講解272
第5章送料機275
5.1送料原理275
5.2送料機構276
5.2.1曲柄滑塊送料機構276
5.2.2間歇轉動送料機構276
5.2.3電池底蓋送料機構277
5.2.4由凸輪連杆組成的供料機構277
5.2.5由連杆構成的步進供料機構278
5.2.6由齒輪和連杆構成的步進供料機構279
5.3案例分析279
5.3.1背景279
5.3.2功能分解與工藝動作分解279
5.3.3方案選擇280
5.3.4方案分析與評價281
5.4知識拓展282
第6章仿生機械283
6.1仿生機械學中的注意事項283
6.2案例分析283
6.2.1背景283
6.2.2結構原理284
6.2.3腿機構的設計285
第7章摘果器290
7.1聯想創新法290
7.2移植創新法290
7.3組合創新法291
7.4案例分析292
新工科創新教育與實踐
7.4.1背景292
7.4.2結構原理292
7.4.3創新點及應用293
7.5其他案例294
第8章破障鉗295
8.1全國大學生機械創新設計大賽295
8.1.1大賽的緣起與發展295
8.1.2大賽的目的及持續開展的意義295
8.2增力機構297
8.3機構的組合應用299
8.4破障鉗創新設計302
第9章無碳小車304
9.1學情分析304
9.2教學過程304
9.2.1情景導入304
9.2.2知識建構304
第10章創新實例與分析310
10.1多功能齒動平口鉗310
10.2省力變速雙向驅動車用驅動機構的設計311
10.2.1設計背景311
10.2.2設計思路312
10.2.3工作原理與方案312
10.3機器螃蟹的機械運動方案設計314
10.3.1設計要求314
10.3.2設計構思與設計過程314
10.3.3設計方案與設計點評318
10.4新型內燃機的開發319
參考文獻325

本書是河南工學院新工科教育創新改革繫列叢書之一，全書共分三篇。第1篇數學邏輯思維創新，以培養能力為核心，采用案例驅動法教學。各章節相對獨立，內容涵蓋斐波那契數列、MATLAB編程、MATLAB繪圖、線性回歸、數學規劃、傳染病模型、層次分析法、圖論初步、蒙特卡羅模擬以及博弈論，其中MATLAB是基礎，本課程問題的求解均是在MATLAB平臺完成的。第2篇電子設計創新，以電子產品創新設計的全過程為主線，講述了常器件的識別和檢測、電路原理圖和電路板圖的繪制、印制電路板的器件的焊接技術、常用工具和儀表的使用、電子產品的檢測和調試等知識。第3篇機械設計創新，引入了機械創新設計大賽、全國3D大賽和工程訓練綜合能力競賽中的優秀作品，以案例貫穿創造學、設計方法學和各種創新理論。本教材可供高校工科專業師生使用，也可以作為相關專業技術人員的參考資料。