天津市自考04855工业设计工程基础考试大纲

天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：工业设计工程基础                                    课程代码：04855

第一部分   课程性质与目标

一、课程性质与特点

本课程是高等教育自学考试工业设计专业专科阶段的一门专业必修课，是一门将设计理念与科学知识相结合的专业基础课程，向学生讲授工业设计过程中对设计具有重要影响的工程技术基础知识，帮助学生建构相关工程技术的学科结构体系。

二、课程目标与基本要求

课程目标：使学生了解工业设计相关的工程力学、结构力学、产品设计中的流体力学和空气动力学知识并能应用于设计实践之中，掌握设计中的力学结构、机构和机器，具备一定的机械设计基础。使学生能熟练运用工业设计相关的先进能源、电子电路工艺与技术、自动化产品、工艺装备知识并应用于设计实践中。提升学生设计的理性思维能力，培养自学能力和创新能力。

基本要求：要求学生了解和掌握工业设计工程基础的基本术语、基本概念、基本原理、和基本研究方法。具有一定的科学研究和实际工作能力，掌握特定行业产品设计的相关原理、工具和技术方法能熟练运用工业设计相关的工程知识于设计实践中，使学生在设计过程中可以形成理性的思考。提升设计创新能力，具有能够系统完成产品效果图与结构图的绘制能力。

三、与相关课程的联系与区别：

    本课程与工业设计专业的其他基础与专业课程有密切的联系。它以《机械制图基础（专）》等课程为基础，又对《产品工艺基础》、《人机工程学基础》等课程起补充配合作用。

第二部分   考核内容与考核目标

第一章 绪论

一、学习目的与要求

本章是工业设计工程基础的基本概述，介绍了工业设计相关的工程知识。重点在于让学生明确学习工程知识的重要意义，了解工业设计工程知识的体系及其研究方法、研究范畴、研究意义。要求学生通过本章学习，深入体会工程知识对工业设计的作用和意义。

二、考核知识点与考核目标    

（一）绪论（一般）：

识记：设计话语权

      工程构建和谐

      理性的光芒

理解：工业设计工程知识体系

第二章 工程力学认知

 学习目的与要求

本章介绍工程力学的基本概念与基础知识，主要包括力学与设计、工程力学、理论力学认知与应用基础、材料力学认知与应用基础。重点在于掌握产品中不同的构件形式的受力情况。要求学生在设计中能合理运用力学知识。

二、考核知识点与考核目标    

（一）力学与设计（一般）：

      识记：工程中力学问题的研究内容
            设计对象的力学要求    

（二）工程力学（一般）：

      识记：工业设计中的工程力学

理论力学

材料力学

            结构力学

（三）理论力学认知与应用基础（次重点）               

      识记：力的分类与认知

      应用：理论力学在产品设计中的应用     

（四）材料力学认知与应用基础（次重点）  

识记：工程材料的力学性能分类

理解：材料的力学属性

      构件的受力形式

构件的截面形状和力学性能

            杆状构件的受力

            梁、柱、椼架、刚架

      应用：材料力学在产品设计中的应用

第三章   结构力学应用与实践

 学习目的与要求

本章介绍了结构力学应用的基础知识。要求学生能够认识结构力学中的各种结构，能从力学角度考察结构的强度与刚度等属性，能在设计中运用结构力学的知识进行设计创新与探索。

二、考核知识点与考核目标    

（一）结构力学应用与实践（次重点）：

识记：结构力学中的椼架结构

薄壁材料与薄壁构造

            薄壳结构

            张力结构

（二）结构力学探索与创新（重点）
      理解：理解：结构力学实验

        力学中的有限元分析

  应用：力学仿生与创新

第四章   产品中的流体力学和空气动力学

 学习目的与要求

本章介绍了流体力学的基础知识和空气动力学的发展、研究内容、研究方法。要求学生能够认识流体力学和空气动力学的基本概念，并能熟练掌握空气动力学在产品设计中的应用。

二、考核知识点与考核目标   

（一）流体力学认知（一般）
      识记：流体和流体力学
      理解：流体力学现象
（二）空气动力学发展与研究（一般）
      识记：空气动力学的发展简史

空气动力学的研究内容

            空气动力学的研究方法

（三）空气动力学和产品设计（重点）

理解：汽车设计和空气动力学

第五章   力学结构与造型设计

 学习目的与要求

本章介绍了与造型设计相关的材料力学和结构力学的几个基本概念。要求学生能够认识内力、应力、集中应力的含义，了解产品设计中常用工程语言。

二、考核知识点与考核目标   

（一）造型设计的“工程语言”（一般）：

识记：工程语言应用的几个层次

（二）来自材料力学的工程语言（重点）

理解：内力

应力

集中应力
（三）来自结构力学的工程语言（次重点）
      识记：不同结构的工程语言

第六章   机器和机构

 学习目的与要求

本章介绍了机械工程与设计、机器的解析和结构单元、机械的概念、机构的基本知识等。要求学生能够了解相关的概念，看懂并学会绘制运动机构的简图，并能分析和理解设计中的机器和机构。

二、考核知识点与考核目标

（一）机械工程与设计（一般）
识记：机械工程在设计中的作用

（二）机械与系统论（一般）
识记：系统论的概念、核心思想和基本思想方法

（三）机器（次重点）
识记：机器的共同特征

            机械

理解：机器的解析

      机器的结构单元      

（四）机构（重点）
识记：机构代表一种运动方式

机构的组成
理解：机构运动简图

机构运动简图图例

机构运动的实质
应用：绘制机构运动简图

第七章    机械设计基础

 学习目的与要求

本章介绍了几种常用的机构。要求学生能够了解平面四连杆机构、平面四连杆机构设计基础、机械传动设计基础，掌握机械设计相关的学习方法，并能合理使用机构进行机械设计与创新。

二、考核知识点与考核目标

（一）平面四连杆机构（一般）
识记：平面四连杆机构的分类

平面四连杆机构的优点和缺点
理解：平面四连杆机构的基本形式

（二）平面四连杆机构的设计基础（重点）
识记：平面四连杆机构的设计内容
理解：平面四连杆机构的“死点”避免与应用

                  平面四连杆机构的构件设计

                  连杆机构的运动和动力特性

（三）机械传动设计基础（重点）

识记：传统系统
理解：传动系统设计

      齿轮传统

      带传动

      链传动

应用：机械设计与创新

第八章    包装结构及收纳结构设计研究

 学习目的与要求

本章介绍了包装结构的设计要求和形式、产品收纳结构设计的要点。要求学生能够了解包装盒收纳结构设计，合理进行包装和收纳结构设计与创新。

二、考核知识点与考核目标

（一）包装结构设计（次重点）
识记：包装的分类

包装结构设计的要求
理解：包装的结构形式

（二）产品收纳结构设计基础（重点）
理解：套叠结构

                  折叠结构

                  易拆装结构

                  伸缩结构

                  柔性结构

第九章    先进能源概述

 学习目的与要求

本章介绍了绿色能源、太阳能、燃料电池、风能、生物质能等先进能源。要求学生了解相关的先进能源，并能尝试以先进能源为基础，展开相关产品的设计。

二、考核知识点与考核目标

（一）绿色能源（一般）
识记：绿色能源的概念

（二）太阳能（次重点）
识记：太阳能

太阳能的应用前景
理解：太阳能光热转换利用

                  太阳能光电转换利用

（三）燃料电池（次重点）

识记：燃料电池的原理

      燃料电池的特点

      燃料电池的应用与前景

（四）风能（次重点）

识记：风能的应用

      风能的特点

      风力发电的展望

（五）生物质能（一般）

            识记：生物质能的利用方式

（六）超级电容（一般）

      识记：超级电容的特点

第十章    电子电路工艺与电子产品

 学习目的与要求

本章介绍了电子技术的发展、电子电路生产工艺的发展与前瞻。要求学生了解相关的电子电路技术，能从造型的角度对电子产品进行改良设计。

二、考核知识点与考核目标

（一）电子技术的发展（一般）
识记：电气元件的发展

            半导体电子元器件的发展与前瞻

            电子元器件封装形式认知

            电子线路的认知

            电子产品整体布局的发展

（二）电子电路生产工艺的发展与前瞻（一般）
识记：电路焊接工艺

印刷电路板

印刷电路的历史

印刷电路的新技术和发展

（三）练习与实践（次重点）

            应用：从产品造型的角度对电子产品进行改良设计

第十一章    电子产品技术基础

 学习目的与要求

本章介绍了电子产品结构设计基础、电子产品的热设计、产品声学原理、产品照明原理、电子产品、电气设备安全性与电绝缘性、产品防水防尘性能、电磁兼容性等方面的内容。要求学生掌握相关电子产品技术基础，能很好地跟技术人员进行设计概念的沟通和辅助性的工作。

二、考核知识点与考核目标

（一）电子产品结构设计基础（一般）
识记：电子产品的研发

      理解：电子产品的结构设计

（二）电子产品的热设计（次重点）
识记：传热方式

            散热方式

      理解：产品的热设计过程

            散热设计要点

（三）产品声学原理（次重点）

            识记：声学的基本概念

                  音质的评价

（四）产品照明原理（重点）

     识记：照明相关的概念

     理解：照明设计

（五）电子产品、电气设备安全性与电绝缘性（一般）

      理解：电子产品、电气设备安全性

            电气设备的绝缘设计

（六）产品防水、防尘性能（一般）

      识记：防水等级与防尘等级

（七）产品电磁兼容性（一般）

      识记：电磁辐射

            电磁干扰

      理解：电磁兼容性

     第十二章    自动化产品和智能硬件

 学习目的与要求

本章介绍了“自动化”、“智能化”、机器的“感知”、“思考”和执行、人机交互和智能硬件等方面的内容。要求学生了解传感器等智能交互技术，能在设计中运用智能硬件。

二、考核知识点与考核目标

（一）“自动化”与“智能化”（一般）
识记：“自动化”与“智能化”

（二）机器的“感知”（次重点）
识记：传感器

      理解：传感器在产品中的作用

（三）机器的“思考”与执行（次重点）

            理解：机器的“思考”与执行原理

（四）机器与人的交互（次重点）

     识记：“交互”的概念

     理解：人机交互的过程

（五）智能硬件（一般）

      理解：智能硬件的作用

 第十三章    工艺装备认知

 学习目的与要求

本章介绍了工艺装备的基本知识。要求学生对工艺装备有一个基本的了解和认知。

二、考核知识点与考核目标

（一）现代工业生产解析（一般）
理解：现代工业生产的特点：复杂性

            现代工业生产的核心：效率和成本

（二）工艺装备（一般）
识记：认识工装

                  工装的分类

                  工装的发展与展望

      理解：工装在工业生产中的作用和意义

（三）从设计看工装（重点）

            识记：工装和生产成本

                  产量、工艺和工装

            理解：测量和工装

                  结构设计和工装

第十四章    标准化和成组技术

 学习目的与要求

本章介绍了标准化的概念、基本原理、产品设计和标准化，组成技术与模块化的相关知识。要求学生了解标准化和组成技术，能在设计中应用模块化设计的概念。

二、考核知识点与考核目标

（一）标准（一般）

识记：标准

（二）标准化（一般）
识记：标准化的基本原理

            标准化的作用

            标准化与产品认证

理解：产品设计和标准化

（三）成组技术和模块化设计（重点）
识记：成组技术的概念

                  成组技术的特点      

      理解：模块化设计

第三部分   有关说明与实施要求

一、考核目标的能力层次表述

    本课程的能力考核目标共分为三个能力层次：“识记”、“理解”、“应用”。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：
    识记：能够识别和记忆本课程中的有关工程力学、结构力学、空气动力学、力学结构、机构、能源、电子技术等内容主要概念，并能够根据考核的不同要求，做出正确的表述、选择和判断。

    理解：能够领悟和理解本课程中有关力学、结构、电子技术等工程基础知识的内涵，全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，并能够根据考核的不同要求，对问题进行逻辑推理和论证，做出正确的判断、解释和说明。

应用（包含简单应用和综合应用）：能在理解掌握的基础上，联系实际、运用不同类别的工程基础知识进行产品设计问题分析和论述，是既要求学生掌握理论、又要求具备分析论证能力的高层次要求；能综合运用工程技术的知识理论，进行工业产品的结构设计和综合应用，是最高层次的要求。

二、指定教材

指定教材为考生自学、社会助学和考试命题的依据。

指定教材：《产品设计工程基础》  敖进编著 西南大学出版社 2022年8月

三、自学方法指导

1、自学时必须要认真阅读教材，开始阅读每一章之前，应先认真学习大纲中有关该章的考核知识点、自学要求以及对知识点的能力层次要求和考核要求。以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、使用教材时，应注意将精读与泛读相结合，应在泛读即通读的基础和掌握较全面的知识背景条件下，对考核知识点进行重点地逐段细读，逐句推敲，以求做到对基本概念深刻理解，对历史脉络彻底弄清，对基本理论牢固掌握。切忌在没有全面学习教材的情况下孤立地抓考核知识点，以免不能真正地理解和灵活地运用。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念术语、基本理论、重点案例分析加以整理，归纳出要点，从而加深对问题的认知、理解和记忆。有利于突出重点，并涵盖全部课程内容，同时锻炼提高自己的自学能力。

4、在自学过程中，既要注重理论知识，也应重视实际运用能力的培养。如运用材料与加工工艺的相关理论对设计过程进行分析，对设计案例进行评价和解读，利用材料学理论指导工业产品设计思路。要通过完成练习思考题、设计方案表达，锻炼自己运用材料的结构设计能力和创新表达能力。

5、考生在自学过程中也可参考张凯、黄黎清编著的《 href="http://product.dangdang.com/29327671.html" title=" 工业设计工程基础 " 工业设计工程基础》（湖南大学出版社，2021年7月版）辅助学习、理解相关知识。

四、对社会助学的要求

1.社会助学者应根据本大纲规定的考试内容和考核目标，认真钻研自学考试指定教材，明确本课程与其他课程不同的特点和学习要求，对自学应考者进行切实有效的辅导，引导他们防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确导向。

2.要正确处理基础知识和应用能力的关系，努力引导自学应考者将识记、理解与应用联系起来，把基础知识和理论转化为应用能力，在全面辅导的基础上，着重培养和提高自学应考者的分析问题和解决问题的能力。

3.要正确处理重点、次重点和一般的关系。课程内容有重点、次重点和一般之分，但考试内容是全面的，而且三者之间是相互联系的，不是截然分开的。社会助学者应指导自学应考者全面系统地学习教材，掌握全部考试内容和考核知识点，在此基础上再突出重点。总之，要把重点学习同兼顾一般结合起来，切勿孤立地抓重点，把自学应考者引向猜题押题。

4．助学学时建议。本课程共4学分，助学建议不少于72学时，课程学时分配见下表，考生也可参考该表安排自学时间。

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试的内容。

2、试卷中对不同能力层次要求和试题所占的比例大致是：“识记”为40%，“理解”为40%，“应用”为20%。

3、试题难易程度要合理，可分为四档：易、较易、较难、难，这四档在每份试卷中所占比例依次为2：3：3：2左右。

4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占40%，次重点占30%，一般占30%。

5、试题题型一般分为：填空题、选择题（包括单项与多项）、解释概念、简答题等。

6、考试采用闭卷笔试。考试时间为150分钟，采用百分制评分，60分为及格。

六、 题型示例（样题）

（一） 填空题

硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，也可以理解为材料____________的能力。

（二） 单项选择题

下列不属于绿色能源的是（        ）。

A．太阳能     B.潮汐能     C. 风能     D.煤

（三）多项选择题

力学研究有三个基本要素，即（     ）、（     ），以及（     ）。

A．力     B. 研究对象      C.力作用在结构或材料上的响应    D. 力的作用点

（四） 概念解释

1.生物质能

2.流体力学

（五）简答题

1. 简述机器的共同特征。

2. 风能的局限性有哪些？