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Ⅰ 課程性質與課程目標
Ⅱ 考核目標
Ⅲ 課程內容與考核要求
Ⅳ 關于大綱的說明與考核實施要求
附錄 題型舉例
Ⅰ 課程性質與課程目標
一、課程性質和特點
工業設計是一交叉性非常強的學科,材料與工藝和設計有著緊密相連的關系,它是高等學校設計類和機械類專業一門重要的技術基礎課。
材料加工和成型工藝旨在培養學生認識常見工業產品材料,識記常見工業產品用材的質感和加工工藝,了解工業材料成本,能應用產品設計選材原則。考生應切實掌握該課程知識,為以后進一步學習人機工程學、工業設計模型制作、產品造型設計、產品設計綜合實訓、產品設計與開發等課程奠定一定基礎。
二、課程目標
設置“材料加工和成型工藝”課程主要目的是使學生獲得常用工程材料及成形工藝方法的基礎知識,培養學生綜合運用材料及成形工藝知識進行選擇材料與改性方法、選擇毛坯生產方法以及工藝路線分析的初步能力,并為學習其他有關課程和從事工業設計生產第一線技術工作奠定必要的基礎。
通過本課程的學習,考生應達到以下目標。
1. 理解必需的材料科學及有關成形技術的理論基礎;建立對材料成分、結構組織、加工使用、性能行為之間關系及規律的認識。
2. 熟識各類常用結構工程材料的成分、結構、性能、應用特點及牌號的表示方法;識記各類結構工程材料的強化、改性及表面技術的知識。
3. 熟識常用成形工藝方法的工藝特點及應用范圍;基本掌握工業設計中對結構工藝性的要求。掌握塑料、金屬、陶瓷、玻璃、木材、復合材料等常用工業設計材料;掌握鑄造、鍛造、焊接、沖壓成形和注塑成形等常用的工業產品制造工藝;掌握車、銑、刨、磨、鉆鉸、鉗工操作等機械加工方法。
4. 掌握常用的工業設計材料表面處理技術。
5. 掌握選擇材料及成形工藝的基本原則和方法步驟,初步具備合理選擇材料、成形工藝(毛坯類型)及強化(或改性、表面技術應用等)方法并正確安排工藝路線(工序位置)的能力。
三、與相關課程的聯系與區別
材料加工和成型工藝以產品造型基礎、機械制圖基礎等課程學習為基礎,也是進一步學習人機工程學、工業設計模型制作、產品造型設計、產品設計綜合實訓、產品設計與開發等課程的基礎。
該課程與工業設計表現技法和機械制圖基礎有密切的關系。這三門課程之間具有一些交叉的內容,先學習前兩門課程有利于更好地掌握本課程的知識。
四、課程的重點和難點
本課程的重點內容是第一章,第二章、第三章、第四章、第六章、第七章,難點內容是第三章、第四章、第七章、第八章。各章具體的重點和難點在大綱后面均有明確說明。
Ⅱ 考核目標
本大綱在考核目標中,按照識記、領會、應用三個層次規定其應達到的能力層次要求。三個能力層次是遞進關系,各能力層次的含義是:
識記:識記工業設計中常用材料的性能特點、加工工藝方法、材料選用方法;熟識各種力學性能指標的含義及其測試方法;識記常用金屬材料的晶體結構類型及晶體缺陷、材料的同素異構概念;理解金屬相結構的類型及其性能特點、同分異構的概念、陶瓷及高分子材料的結構特點。
領會:能領會工業產品設計相關的材料的性能、特點、加工技術及其工藝性,解決設計中性能、結構、紋理與色彩的辯證統一問題,體現產品設計中科學與藝術的完美融合。通過本門課程學習,使學生能夠領會與產品設計相關的各種常見材料的性能、加工、成型和表面處理技術,領會產品設計的材料種類、特性、加工方法,通過設計案例講解使學生掌握產品設計材料選擇的基本方法,能夠合理應用材料知識解決設計問題,運用材料屬性體現產品所需要具備的特征。
應用:能夠運用材料及加工技術學基礎知識,包括材料種類、切削加工、成型工藝、熱處理及表面技術等,判斷零件選材科學性和結構工藝合理性。能根據產品性能特征合理選擇材料材質,能依據材料加工技術原理和查閱相關設計手冊,設計和審查造型的尺寸細節以及表面紋理與色彩。能夠建立包括材料基本特色、感覺特色、性能特色、加工工藝及其應用特色的材料設計系統,能合理選材乃至實現材料的創新應用,以提高產品欣賞與設計水平。
Ⅲ 課程內容與考核要求
第一章 概述
一、學習目的與要求
了解設計與材料相互關聯的發展史;了解材料與工藝在產品造型設計中的地位;了解材料設計的內容、方式及材料與產品的匹配關系;了解設計材料的分類方式及用途;了解材料特性的評價、材料的固有特性、材料的派生特性內容;培養學生積極的生活態度、深厚的生活體驗和洞察力、嚴謹的工程素養、健康綠色的生活理念、簡潔樸實的美學修養、勇敢的探索創新精神。
二、課程內容
1.1 產品設計與材料
1.2 設計材料的分類
1.3 設計材料的性能
三、考核知識點與考核要求
(一)產品造型設計與材料
識記:造型材料的特性;造型材料的應用;造型材料的發展。
領會:材料與造型;造型材料的種類與基本性能;造型材料應具備的特性。
(二)設計材料的分類
識記:加工程度分類;物質結構分類;形態分類。
領會:設計材料不同分類的具體指向;了解設計材料的分類方式及用途。
(三)設計材料的性能
識記:物理性能;力學性能;化學性能。
領會:設計材料受外界環境影響的變化;了解材料特性的評價、材料的固有特性、材料的派生特性內容。
四、本章重點、難點
本章的重點:掌握材料的物理、化學、力學性能基本概念。
本章的難點:產品設計與材料的關系,材料的幾種分類方法。
第二章 材料的表面處理
一、學習目的與要求
掌握材料表面處理的基本知識,掌握常用表面涂覆材料的特性、施工工藝,掌握各種表面處理的特點及使用范圍。
二、課程內容
2.1 材料表面處理的目的
2.2 材料表面處理的分類
2.3 表面預處理
2.4 鍍層被覆
2.5 有機涂裝
2.6 琺瑯被覆
2.7 金屬的表面改質處理
2.8 表面精加工
三、考核知識點與考核要求
(一)材料表面處理的目的
識記:保護產品;裝飾產品。
領會:了解表面處理在造型設計中的意義。
(二)材料表面處理的分類
識記:表面被覆;表面層改質;表面精加工。
領會:掌握表面精加工、表面改質、表面被覆的概念和方法。
(三)表面預處理
識記:表面處理目的和處理方法。
領會:掌握材料表面預處理的三個目的;掌握材料預表面處理的五個方法。
應用:堿液清晰;溶劑清洗;化學除銹;機械清理;表面精整。
(四)常見材料表面處理方法(鍍層被覆、有機涂裝、琺瑯被覆、金屬的表面改質處理、表面精加工)
識記:鍍層被覆;有機涂裝;金屬的表面改質處理。
領會:掌握五種金屬表面鍍覆;掌握五種常用涂裝方法;不同處理方法的特點和用途。
四、本章重點、難點
本章的重點:了解表面處理在造型設計中的意義。
本章的難點:掌握表面精加工、表面改質、表面被覆的概念和方法;了解材料表面處理工藝的選擇性原則依據要求。
第三章 設計材料的質感
一、學習目的與要求
掌握質感的基礎理論,掌握質感設計的原理,認識質感設計在產品設計中的地位和實際運用的原則。
二、課程內容
3.1 質感的原理
3.2 質感的分類
3.3 質感的設計
三、考核知識點與考核要求
(一)質感的原理
識記:生理屬性;物理屬性。
領會:材料質感與造型的聯系。
(二)質感的分類
識記:材料感覺特性的內容。
領會:影響材料感覺特性的相關因素。
(三)質感的設計
識記:形式美法則;運用法則。
應用:調和與對比法則、主從法則的應用;質感設計在設計中的地位和應用。
四、本章重點、難點
本章的重點:質感的基本原理,人的視覺和觸覺對材料的感覺,質感的物理、化學特性。
本章的難點:質感設計的作用和質感設計的法則,質感設計的運用法則。
第四章 金屬材料與成型工藝
一、學習目的與要求
了解金屬材料的基礎知識,掌握金屬材料各種成型工藝的特點、適用范圍,了解產品設計中常用金屬材料的基本性能,以及在產品設計中的應用。
二、課程內容
4.1 金屬材料概述
4.2 金屬材料的成型工藝
4.3 切削加工
4.4 常用金屬材料
4.5金屬材料在產品設計中的應用
三、考核知識點與考核要求
(一)金屬材料概述
識記:金屬材料的分類;材料的基本特性。
應用:設計中金屬材料的選用。
(二)金屬材料的成型工藝
識記:金屬鑄造;塑性加工;焊接加工。
應用:金屬成型工藝流程。
(三)切削加工
識記:切削運動;切削要素。
領會:掌握各種切削運動和要素的特性。
(四)常用金屬材料
識記:鋼鐵材料;常見有色金屬材料;其他合金金屬。
領會:了解鐵的分類、常見鋼材的品種和用途、鑄鐵的特性和用途;了解鋁及鋁合金、銅和銅合金的特性和用途;了解鈦及鈦合金、鎂及鎂合金、錫及錫合金的特性和用途。
(五)金屬材料在產品設計中的應用
識記:設計實例如熱水壺、洗臉臺水龍頭。
應用:金屬材料在設計中的應用。
四、本章重點、難點
本章的重點:了解金屬材料的基礎概念,金屬材料成型工藝的基礎知識。
本章的難點:產品設計中的常用金屬材料在工業設計中的應用。
第五章 塑料及加工工藝
一、學習目的與要求
掌握高分子聚合物的基礎知識,掌握常用塑料材料的性能及應用范圍。熟悉常用熟料添加劑的作用原理、常用品種及應用范圍,熟悉塑料的常用成型加工工藝,能夠根據加工方法和產品的使用性能要求,選用合適的材料設計塑料制品。
二、課程內容
5.1 高分子聚合物基礎知識
5.2 塑料的基本特性
5.3 塑料的成型加工工藝
5.4 常用塑料材料
5.5 塑料在產品設計中的應用
三、考核知識點與考核要求
(一)高分子聚合物基礎知識
識記:高分子聚合物的特點;組成和結構;分類及力學狀態特性。
領會:高分子聚合物及其在產品設計中的應用。
(二)塑料的基本特性
識記:塑料組成;塑料分類;塑料特性。
應用:塑料及其在產品設計中的應用。
(三)塑料的成型加工工藝
識記:六種塑料成型加工工藝;塑料二次加工工藝。
領會:塑料成型常出現的缺陷原因和對策。
(四)常用塑料材料
識記:通用材料;工程材料。
領會:塑料材料的種類特性和用途。
(五)塑料在產品設計中的應用
識記:設計實例如手槍電鉆、生態垃圾桶等產品。
應用:塑料材料在設計中的應用。
四、本章重點、難點
本章的重點:高分子聚合物的特點、分子結構、力學狀態。高分子聚合物的分類和命名,塑料的組成與分類,塑料的特性。
本章的難點:塑料的注塑成型、擠出成型、壓制成型、吹塑成型、發泡成型、壓延成型原理、特點與適用范圍,塑料二次加工的概念與常用方法,常用通用塑料與工程塑料的基本特征,塑料在產品設計中的實際應用。
第六章 木材及加工工藝
一、學習目的與要求
掌握木材的構造及其特性,熟知常用木材成型加工工藝,木制品的裝配工藝及表面裝飾技術,能夠充分利用好木材天然的特性進行產品設計,能夠根據木材的特性和加工工藝合理選擇木材。
二、課程內容
6.1 木材的構造與特性
6.2 木材的工藝過程
6.3 常用木材
6.4 木材在產品設計中的應用
三、考核知識點與考核要求
(一)木材的構造與特性
識記:木材構造;木材缺陷;木材特性。
領會:木材及其在產品設計中的應用;了解樹干的組成、木材的三個切面;了解木材的密度、紋理和色澤、與水相關的性質、傳導性、工藝性、力學性質。
(二)木材的工藝過程
識記:成型加工;裝配;表面裝飾技術。
領會:木材加工的工藝流程和基本方法;木制品的裝配工藝;了解木制品的表面涂飾、表面覆貼工藝。
(三)常用木材
識記:不同的木材種類和特性。
領會:掌握常用木材加工過程的選擇;了解原木、人造板材、新穎木材的種類及用途。
(四)木材在產品設計中的應用
識記:設計實例如兒童蹺蹺板、座椅等。
應用:深入了解木材在設計中的應用。
四、本章重點、難點
本章的重點:木材的構造與特性,木材的成型加工方法、木制品的裝配工藝及木制品的表面裝飾技術,
本章的難點:常用木材品種、特性及其制品的特點,木材在產品設計中的應用。
第七章 玻璃及加工工藝
一、學習目的與要求
掌握玻璃的物理及化學性質,熟知玻璃的加工工藝,能夠根據玻璃的透光、晶瑩剔透、耐腐蝕、硬而脆等特性進行產品設計。
二、課程內容
7.1 玻璃的特性
7.2 玻璃的分類
7.3 玻璃的加工工藝
7.4 常用玻璃
7.5 玻璃在產品設計中的應用
三、考核知識點與考核要求
(一)玻璃的特性
識記:玻璃物理性能;玻璃力學性質。
領會:了解玻璃的物理性質和力學性質。
(二)玻璃的分類
識記:成分分類;性能分類。
領會:了解玻璃材料的分類;常見的玻璃品種;新穎奇特的玻璃品種的特性和用途。
(三)玻璃的加工工藝
識記:五類玻璃加工工藝;二次加工工藝。
領會:玻璃加工的工藝流程和基本方法。
(四)常用玻璃
識記:普通玻璃;深加工玻璃;新型玻璃。
領會:不同的木材種類和特性。
(五)玻璃在產品設計中的應用
識記:設計實例如玻璃器皿和玻璃家具等產品。
應用:玻璃在設計中的應用;玻璃在玻璃制品、玻璃家具、玻璃建筑等領域的應用。
四、本章重點、難點
本章的重點:玻璃的光學性質,玻璃的物理性質,玻璃的化學性質,玻璃的集中分類方法,常用玻璃加工工藝的特點和適用范圍。
本章的難點:產品設計中的常用玻璃,功能各異的新型玻璃,玻璃在產品設計中的應用。
第八章 復合材料及加工工藝
一、學習目的與要求
掌握復合材料的概念、特性及分類,了解常見的復合材料,熟知復合材料的各種成型工藝,能夠根據復合材料的特性進行產品設計。
二、課程內容
8.1 復合材料的概念及特性
8.2 復合材料的分類
8.3 設計中常用的復合材料
8.4 復合材料的成型工藝
8.5 復合材料在產品設計中的應用
三、考核知識點與考核要求
(一)復合材料的概念及特性
識記:復合材料概念;復合材料特性。
領會:復合材料之間的性能比較;復合材料的概念及組合方式。
(二)復合材料的分類
識記:基體材料分類;性能高度分類;用途不同分類。
領會:了解復合材料的分類;了解復合材料相對其他材料的優越性特點。
(三)設計中常用的復合材料
識記:玻璃纖維增強塑料、碳纖維復合材料和夾層復合材料的特性。
領會:玻璃纖維增強塑料、碳纖維復合材料、夾層復合材料三種復合材料的優缺點。
(四)復合材料的成型工藝
識記:常用的復合材料成型工藝:手糊成型、棚舍成型、層壓成型、纏繞成型。
應用:復合材料成型的不同工藝手段及應用。
(五)復合材料在產品設計中的應用
識記:設計實例如玻璃鋼雕塑、碳纖維車體等。
應用:復合材料在設計中的應用。
四、本章重點、難點
本章的重點:復合材料的概念及特性,復合材料的分類,
本章的難點:設計中常用的復合材料的成型工藝,復合材料在工業設計中的應用。
Ⅳ 關于大綱的說明與考核實施要求
一、自學考試大綱的目的和作用
課程自學考試大綱是根據專業自學考試計劃的要求,結合自學考試的特點而確定。其目的是對個人自學、社會助學和課程考試命題進行指導和規定。
課程自學考試大綱明確了課程學習的內容以及深廣度,規定了課程自學考試的范圍和標準。因此,它是編寫自學考試教材和輔導書的依據,是社會助學組織進行自學輔導的依據,是自學者學習教材、掌握課程內容知識范圍和程度的依據,也是進行自學考試命題的依據。
二、課程自學考試大綱與教材的關系
課程自學考試大綱是進行學習和考核的依據,教材給出了學習掌握課程知識的基本內容與范圍,教材的內容還包括大綱所規定的課程知識的擴展與發揮。課程內容在教材中可以體現一定的深度或難度,但在大綱中對考核的要求一定要適當。
大綱與教材所體現的課程內容基本一致;大綱里面的課程內容和考核知識點,教材里一般也要有。反過來教材里有的內容,大綱里就不一定體現。
三、關于自學教材
《產品設計材料與加工工藝》,賀松林、焦玉琴、張泉編,電子工業出版社,2020年版。
四、關于自學要求和自學方法的指導
本大綱的課程基本要求是依據專業考試計劃和專業培養目標而確定的。課程基本要求還明確了課程的基本內容,以及對基本內容掌握的程度。基本要求中的知識點構成了課程內容的主體部分。因此,課程基本內容掌握程度、課程考核知識點是高等教育自學考試考核的主要內容。
為有效地指導個人自學和社會助學,本大綱已指明了課程的重點和難點,在章節的基本要求中一般也指明了章節內容的重點和難點。
由于成人學習的個性化特點,建議業余自學時間不低于64個學時。
建議學習本課程時注意以下幾點:
在學習本課程教材之前,應先仔細閱讀本大綱,了解本課程的性質和特點,熟知本課程的基本要求,在學習本課程時,能緊緊圍繞本課程的基本要求。在自學每一章的教材之前,先閱讀本大綱中對應章節的學習目的與要求、考核知識點與考核要求,以使在自學時做到心中有數。把學習基本理論、基本知識與分析、解決實際問題結合起來。首先,要弄懂基本理論、基本原理、基本知識和基本方法;其次,要學習運用這些知識聯系實際解決有關實際問題。重點是要深刻領會教材內容,將知識轉化為能力,提高運用知識分析問題和解決問題的能力。
(一)系統學習、深入重點
自學者首先應系統地學習各章內容,掌握要求識記的概念,深入理解和掌握基本理論和基本方法,在此基礎上深入知識點,掌握重點。
(二)科學學習方法,明確相關概念、方法之間的關系
考試前梳理已經學習過的內容,搞清楚一些基本概念、理論及方法之間的關系,便于記憶、加深理解。本課程使考生全面了解工業造型材料的種類、性能、質感和工藝對產品造型設計的影響,以及常用材料的選用、加工技術和工藝。應用于產品造型設計中材料和加工工藝的選用,以便實現設計的目的和要求。
(三)深入理解教材例題,注意理論與實踐相結合
自學者對教材中的各種材料特性與其成型工藝應深入理解。考生能夠熟悉造型設計與材料的關系,其加工工藝,了解新型材料,從而運用設計手段,造出功能好、技術性能高、款式新穎的工業產品。掌握產品開發設計中有關材料和加工工藝的基本知識、本原理和方法,掌握產品造型設計材料與工藝的學習方法及理論聯系實際方法,提出問題和解決問題的能力。
五、對社會助學的要求
對擔任本課程自學助學的任課教師和自學助學單位提出以下幾條基本要求。
1.熟知本課程考試大綱的各項要求,熟悉各章節的考核知識點。
2.輔導教學以大綱為依據,不要隨意刪減內容,以免偏離大綱。
3.輔導還要注意突出重點,要幫助學生對課程內容建立一個整體的概念。
4.助學者在輔導時應幫助自學者梳理重點內容和一般內容之間的關系,在他們全面掌握全部考試內容的基礎上,深入人類的需求與目的、材料的工藝結構、技術的原理組合、造型的審美形式等重要因素構成的一個完整的系統,不可分割,相關的材料與工藝知識是設計的重要因素和基礎。
5.培養自學者應用知識的能力,幫助其理解常見的材料的性質及其加工手段,合理應用材料知識解決設計問題,在產品設計中能選擇適當的材料和加工工藝,運用材料的屬性體現產品所需要具備的特征。
建議本課程考綱內容學時如下:
章次學習內容建議學時
第1章概論4
第2章材料的表面處理6
第3章設計材料的質感8
第4章金屬材料與成型工藝10
第5章塑料及加工工藝10
第6章木材及加工工藝10
第7章玻璃及加工工藝8
第8章復合材料及加工工藝8
六、對考核內容的說明
1. 本課程要求考生學習和掌握的知識點內容都作為考核的內容。課程中各章的內容均由若干知識點組成,在自學考試中成為考核知識點。因此,課程自學考試大綱中所規定的考試內容是以分解為考核知識點的方式給出的。由于各知識點在課程中的地位、作用以及知識自身的特點不同,自學考試將對各知識點分別按三個認知(或叫能力)層次確定其考核要求。
2. 在考試之日起6個月前,由全國人民代表大會和國務院頒布或修訂的法律、法規都將列入相應課程的考試范圍。凡大綱、教材內容與現行法律、法規不符的,應以現行法律法規為準。命題時也會對我國經濟建設和科技文化發展的重大方針政策的變化予以體現。
七、關于考試命題的若干規定
1、本課程的考試采用閉卷筆試形式,考試時間為150分鐘;滿分100分,60分及格。考試時只允許攜帶筆、橡皮和尺,答卷必須使用藍色或黑色鋼筆或簽字筆書寫。
2、本大綱各章所規定的基本要求、知識點及知識點下的知識細目,都屬于考核的內容。考試命題既要覆蓋到章,又要避免面面俱到。要注意突出課程的重點、章節重點,加大重點內容的覆蓋度。
3、命題不應有超出大綱中考核知識點范圍的題,考核目標不得高于大綱中所規定的相應的最高能力層次要求。命題應著重考核自學者對基本概念、基本知識和基本理論是否了解或掌握,對基本方法是否會用或熟練。不應出與基本要求不符的偏題或怪題。
4、本課程在試卷中對不同能力層次要求的分數比例大致為:識記占30%,領會占30%,應用占40%。
5.試題的難易程度分為4個等級:易、較易、較難和難四個等級。每份試卷中不同難度試題的分數比例一般為:易占20%,較易占30%,較難占30%,難占20%。
6、課程考試命題的主要題型一般有單項選擇題、名詞解釋題、簡答題、論述題等題型。
附錄 題型舉例
一、單項選擇題(在每小題后的4個備選項中只有一個是符合題目要求的,請將其選出并填寫在題后的括號內)
1、質輕而堅硬,富有彈性,色澤悅目,紋理美觀,易于加工成型的工業產品常用材料是( )。
A.工程塑料 B.玻璃 C.工業陶瓷 D.木材
二、名詞解釋題
1、工業陶瓷中可塑法成型
三、簡答題
1、簡述工程塑料的性能。
四、論述題
1、根據造型設計中金屬材料的選用原則,論述在電熱水壺造型設計中如何進行選材及成型工藝。
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