材料成型及控制工程专业教学大纲C3-1C3-2C3-3案例式：培养时代责任和使命担当，插入优秀毕业生案例，掌握目标2：培养时代责任和使命C3-4液态金属典型凝固组织形成原理的专业知识。插入铸件缺陷危害担当，能够运用液态金属形核C4-1案例，掌握液态金属凝固过程缺陷形成理论的专业知识和晶体生长的基本理论，对液C4-2讨论式教学：针对晶体形核和晶体生长、单相固溶体结晶形态、态金属凝固的典型组织形成过C5-1液态金属凝固组织及其缺陷控制问题进行讨论，能够分析材料成程进行认识和分析，能够运用C5-2形问题及其缺陷形成的关键影响因素，并提出控制措施液态金属凝固过程缺陷形成理C5-3翻转课堂教学与线上线下混合教学：根据具体课程内容，分论，并提出有效控制措施C5-4配授课时间，采用线上线下混合教学及翻转课堂教学方法C5-5C5-6目标3：培养大国工匠精神，案例式：培养大国工匠精神，插入铸件缺陷危害案例，运用理论C5-5对实验数据进行整理分析，获知识，分析实验数据，获得合理结论C5-6得合理结论五、本课程开设的实验项目实验支撑课程序号类型能力要求实验名称实验内容学时目标浇注不同结晶范围合金的加深理解影响铸造合金热裂铸造合金热热裂试棒，测定合金的热的因素、形成机理及热裂防综合性裂倾向的测裂倾向。分析不同结晶温3止措施。分析实验数据，获定度范围合金状态下，铸件得合理结论收缩力变化及表面特征使用铝硅合金浇注应力框掌握铸造残余应力产生原铸造残余应铸件，测定不同截面样品因，理解用应力框测定铸造综合性23力的测定合金的热应力。分析应力残余应力的方法。分析实验变化特征数据，获得合理结论六、考核方式（一）考核方式说明1.考核方式：采取过程考核与期末闭卷考试相结合的方式，课程总成绩满分100分，由期末考试（60%）+过程考核（40%）构成，按权重计算课程总成绩。过程考核方式包括课程作业、网上测试及课内实验，分别占到课程总成绩的10%、20%及10%。2.考试方式：闭卷。（二）考核权重分配考核方式及权重（%）课程过程考核成绩比例（%)期末目标考试课程作业网上测试课内实验252045目标1251035目标234
材料成型及控制工程专业教学大纲 34 五、本课程开设的实验项目 序号 实验名称 实验内容 实验 学时 类型 能力要求 支撑课程 目标 1 铸 造 合 金 热 裂 倾 向 的 测 定 浇注不同结晶范围合金的 热裂试棒，测定合金的热 裂倾向。分析不同结晶温 度范围合金状态下，铸件 收缩力变化及表面特征 2 综合性 加深理解影响铸造合金热裂 的因素、形成机理及热裂防 止措施。分析实验数据，获 得合理结论 3 2 铸 造 残 余 应 力的测定 使用铝硅合金浇注应力框 铸件，测定不同截面样品 合金的热应力。分析应力 变化特征 2 综合性 掌握铸造残余应力产生原 因，理解用应力框测定铸造 残余应力的方法。分析实验 数据，获得合理结论 3 六、考核方式 （一）考核方式说明 1. 考核方式：采取过程考核与期末闭卷考试相结合的方式，课程总成绩满分 100 分，由期末考 试（60%）+过程考核（40%）构成，按权重计算课程总成绩。过程考核方式包括课程作业、网上测 试及课内实验，分别占到课程总成绩的 10%、20%及 10%。 2. 考试方式：闭卷。 （二）考核权重分配 课 程 目 标 考核方式及权重（%） 期末 成绩比例（%） 考试 过程考核 课程作业 网上测试 课内实验 目标 1 25 20 45 目标 2 25 10 35 目标 2：培养时代责任和使命 担当，能够运用液态金属形核 和晶体生长的基本理论，对液 态金属凝固的典型组织形成过 程进行认识和分析，能够运用 液态金属凝固过程缺陷形成理 论，并提出有效控制措施 C3-1 C3-2 C3-3 C3-4 C4-1 C4-2 C5-1 C5-2 C5-3 C5-4 C5-5 C5-6 案例式：培养时代责任和使命担当，插入优秀毕业生案例，掌握 液态金属典型凝固组织形成原理的专业知识。插入铸件缺陷危害 案例，掌握液态金属凝固过程缺陷形成理论的专业知识 讨论式教学：针对晶体形核和晶体生长、单相固溶体结晶形态、 液态金属凝固组织及其缺陷控制问题进行讨论，能够分析材料成 形问题及其缺陷形成的关键影响因素，并提出控制措施 翻转课堂教学与线上线下混合教学：根据具体课程内容，分 配授课时间，采用线上线下混合教学及翻转课堂教学方法 目标 3：培养大国工匠精神， 对实验数据进行整理分析，获 得合理结论 C5-5 C5-6 案例式：培养大国工匠精神，插入铸件缺陷危害案例，运用理论 知识，分析实验数据，获得合理结论
材料成型及控制工程专业教学大纲101020目标3成绩比例10201010060(%)（三）评分标准（1）课程作业：评分标准依据标准答案。（2）课内实验评分标准过程控制关注点优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69）不及格（0~59）实验迟到，原按时参加实验，按时参加实验，按时参加实验，实验迟到，原始数据记录不实验态度原始数据记录完原始数据记录原始数据记录始数据记录不完整或没有实整基本完整基本完整完整验记录实验过程熟练，实验过程较熟实验操作能完成基本操需在指导下完不能完成基本操作技能操作的规范，动练，能完成基本作操作成基本操作手能力强操作主动做好分配任完成分配任务，不能完成分配合作精神能与小组成员务，并能协助同完成分配任务被动参与实验任务，不与小配合组成员组成员配合实验数据整理实验数据整理规实验数据整理实验数据整理实验数据整理数据处理存在部分错误，范，计算结果正规范，计算结果和结果均有明不完整和结果能力计算结果基本确基本正确显错误均有明显错误正确实验报告进行了实验数能综合实验数据/进行了基本数进行了基本数综合应用据/现象分析，分析错误或不现象分析规律，据/现象分析，分据/现象分析，知识能力缺乏实验数据交实验报告分析正确析基本正确但分析有错误综合分析（3）网上测试：评分标准依据标准答案。（4）期末考试：评分标准依据标准答案。七、参考书目[1]祖方道.铸件成形原理[M]北京：机械工业出版社,2013[2]刘全坤.材料成形基本原理[M].北京：机械工业出版社,2007[3]吴树森.材料成形原理[M].北京：机械工业出版社,2019八、其他说明根据持续改进的原则，各课程目标所对应的考核成绩比例可适当调整。35
材料成型及控制工程专业教学大纲 35 目标 3 10 10 20 成绩比例 （%） 60 10 20 10 100 （三）评分标准 （1）课程作业：评分标准依据标准答案。 （2）课内实验 过程控制 关注点 评分标准 优秀（90~100 分） 良好（80~89分） 中等（70~79 分） 及格（60~69） 不及格（0~59） 实验操作 实验态度 按时参加实验， 原始数据记录完 整 按时参加实验， 原始数据记录 基本完整 按时参加实验， 原始数据记录 基本完整 实验迟到，原 始数据记录不 完整 实验迟到，原 始数据记录不 完整或没有实 验记录 操作技能 实验过程熟练， 操作的规范，动 手能力强 实验过程较熟 练，能完成基本 操作 能完成基本操 作 需在指导下完 成基本操作 不能完成基本 操作 合作精神 主动做好分配任 务，并能协助同 组成员 完成分配任务， 能与小组成员 配合 完成分配任务 被动参与实验 不能完成分配 任务，不与小 组成员配合 实验报告 数据处理 能力 实验数据整理规 范，计算结果正 确 实验数据整理 规范，计算结果 基本正确 实验数据整理 存在部分错误， 计算结果基本 正确 实验数据整理 和结果均有明 显错误 实验数据整理 不完整和结果 均有明显错误 综合应用 知识能力 能综合实验数据/ 现象分析规律， 分析正确 进行了实验数 据/现象分析， 缺乏实验数据 综合分析 进行了基本数 据/现象分析，分 析基本正确 进行了基本数 据/现象分析， 但分析有错误 分析错误或不 交实验报告 （3）网上测试：评分标准依据标准答案。 （4）期末考试：评分标准依据标准答案。 七、参考书目 [1] 祖方遒. 铸件成形原理[M]. 北京: 机械工业出版社, 2013 [2] 刘全坤. 材料成形基本原理[M]. 北京:机械工业出版社, 2007 [3] 吴树森. 材料成形原理[M]. 北京: 机械工业出版社, 2019 八、其他说明 根据持续改进的原则，各课程目标所对应的考核成绩比例可适当调整
材料成型及控制工程专业教学大纲《材料成型工程检测及数学化控制》教学大纲课程中文名称：材料成型工程检测及数字化控制课程英文名称：Testing and Digital Control of Material Forming Engineering课程编号：152203总学时（实验学时）/学分：24/1.5课程类别：专业基础课程性质：必修适用专业：材料成型及控制工程先修课程：机械制造基础后续课程：铸造装备及智能化Rusti审批人：#课程负责人：审定人一、课程目标《材料成型工程检测及数字化控制》是材料成型及控制工程专业的一门专业基础课。通过向学生讲授计算机基础知识、自动控制基础理论、传感器、控制系统执行机构等方面的内容，使其了解和掌握材料成形过程的常用参数的测量方法、控制系统，尤其是计算机控制系统的组成及其应用。提高分析和解决有关参数测量和控制方面的能力，使学生在以后的学习和工作中能够正确地选择、使用、维护生产实践中的各类仪器设备，同时也为仪器设备的设计、制造奠定一定的理论基础。1.掌握材料工程检测及控制的基本知识和基本原理，应用于复杂生产过程检测与控制问题的分析、设计和评价：2.能够运用材料工程检测及控制原理，考虑相关影响因素，提出生产过程检测与控制的设计方案,并对生产过程检测与控制方案进行技术参数的设计、计算与优化；3.能够针对材料成型过程中具体的检测要求，选用满足特定的现代化检测工具。二、课程目标对毕业要求的支撑毕业课程目标毕业要求指标点要求12345-1.4能够将专业相关知识和数学方法用于金属材料液态成型及其模具设计11工程问题解决方案的比较与综合3.2能够针对金属液态成型及模具设计复杂工程问题的特定需求，完成单元32（部件）的设计5.3能够针对具体的对象，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟和预-测专业问题，并能够分析其局限性注：H、M、L分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱，36
材料成型及控制工程专业教学大纲 36 《材料成型工程检测及数字化控制》教学大纲 课程中文名称： 材料成型工程检测及数字化控制 课程英文名称： Testing and Digital Control of Material Forming Engineering 课程编号： 152203 总学时（实验学时）/学分： 24/1.5 课程类别： 专业基础 课程性质： 必修 适用专业： 材料成型及控制工程 先修课程： 机械制造基础 后续课程： 铸造装备及智能化 课程负责人： 审定人： 审批人： 一、课程目标 《材料成型工程检测及数字化控制》是材料成型及控制工程专业的一门专业基础课。通过向学 生讲授计算机基础知识、自动控制基础理论、传感器、控制系统执行机构等方面的内容，使其了解 和掌握材料成形过程的常用参数的测量方法、控制系统，尤其是计算机控制系统的组成及其应用。 提高分析和解决有关参数测量和控制方面的能力，使学生在以后的学习和工作中能够正确地选择、 使用、维护生产实践中的各类仪器设备，同时也为仪器设备的设计、制造奠定一定的理论基础。 1. 掌握材料工程检测及控制的基本知识和基本原理，应用于复杂生产过程检测与控制问题的分 析、设计和评价； 2. 能够运用材料工程检测及控制原理，考虑相关影响因素，提出生产过程检测与控制的设计方 案,并对生产过程检测与控制方案进行技术参数的设计、计算与优化； 3. 能够针对材料成型过程中具体的检测要求，选用满足特定的现代化检测工具。 二、课程目标对毕业要求的支撑 毕业 要求 毕业要求指标点 课程目标 1 2 3 4 5 1 1.4 能够将专业相关知识和数学方法用于金属材料液态成型及其模具设计 工程问题解决方案的比较与综合 H 3 3.2 能够针对金属液态成型及模具设计复杂工程问题的特定需求，完成单元 （部件）的设计 H 5 5.3 能够针对具体的对象，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟和预 测专业问题，并能够分析其局限性 L 注：H、M、L 分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱
材料成型及控制工程专业教学大纲三、教学内容和学时分配教学单元C1：自动控制基础（8学时）教学目标：了解计算机如何表示数据及其工作原理：掌握主机内部结构、微处理器、内存储器、主板、扩展板、总线等硬件构成。了解自动控制系统组成及分类：理解系统运行的基本要求：掌握控制系统的过渡过程及控制指标：掌握常规控制规律及对系统控制质量的影响。理解主机、接口、输入输出通道、常用外部设备、运行操作台、工业自动化仪器、网络通信接口等硬件组成；掌握系统软件、应用软件、数据库等软件概念及原理。理解线性最小二乘的基本公式：掌握最小二乘法曲线拟合的原理及方法。教学内容：C1-1计算机基础知识C1-2自动控制基础理论C1-3计算机控制系统的基本组成C1-4最小二乘法曲线拟合方法重点：控制系统的过渡过程及控制指标：常规控制规律及对系统控制质量的影响：最小二乘法曲线拟合的原理及方法。难点：控制系统的基础理论。教学单元C2：参数测量及传感器（6学时）教学目标：了解接触式（膨胀式、热电效应、热阻效应）和非接触式测温方法：掌握不同传感器的测温范围和主要特点。了解炉气成分分析的原理和方法：掌握不同传感器的测量气体范围和主要特点。了解压力测量的原理和方法：掌握不同传感器的测量压力范围和主要特点。了解料位测量的原理和方法：掌握不同传感器的测量料位范围和主要特点。了解力与应变测量的原理和方法：掌握不同传感器的测量力与应变范围和主要特点。了解压力测量的原理和方法；掌握不同传感器的测量压力范围和主要特点。教学内容：C2-1温度测量方法及传感器的种类、特性C2-2气氛测量方法及传感器C2-3压力测量方法及传感器C2-4料位测量方法及传感器C2-5力与应变测量方法及传感器C2-6位移测量及常用传感器重点：热电偶的基本原理及应用：温控仪表的种类及使用。难点：测试装置的动态特性。教学单元C3：控制系统执行机构（6学时）教学目标：了解执行元件的分类及相应的功能和特性：掌握继电器、固态继电器、晶闸管、电磁阀和步进电机的驱动控制方法。了解电加热系统特点及硬件配置。了解液压机构的动力来源、结构组成及分类：理解气动机构的动力来源、结构组成及分类。掌握电机的速率控制方法。37
材料成型及控制工程专业教学大纲 37 三、教学内容和学时分配 教学单元 C1：自动控制基础（8 学时） 教学目标：了解计算机如何表示数据及其工作原理；掌握主机内部结构、微处理器、内存储器、 主板、扩展板、总线等硬件构成。了解自动控制系统组成及分类；理解系统运行的基本要求；掌握 控制系统的过渡过程及控制指标；掌握常规控制规律及对系统控制质量的影响。理解主机、接口、 输入输出通道、常用外部设备、运行操作台、工业自动化仪器、网络通信接口等硬件组成；掌握系 统软件、应用软件、数据库等软件概念及原理。理解线性最小二乘的基本公式；掌握最小二乘法曲 线拟合的原理及方法。 教学内容： C1-1 计算机基础知识 C1-2 自动控制基础理论 C1-3 计算机控制系统的基本组成 C1-4 最小二乘法曲线拟合方法 重点：控制系统的过渡过程及控制指标；常规控制规律及对系统控制质量的影响；最小二乘法 曲线拟合的原理及方法。 难点：控制系统的基础理论。 教学单元 C2：参数测量及传感器（6 学时） 教学目标：了解接触式（膨胀式、热电效应、热阻效应）和非接触式测温方法；掌握不同传感 器的测温范围和主要特点。了解炉气成分分析的原理和方法；掌握不同传感器的测量气体范围和主 要特点。了解压力测量的原理和方法；掌握不同传感器的测量压力范围和主要特点。了解料位测量 的原理和方法；掌握不同传感器的测量料位范围和主要特点。了解力与应变测量的原理和方法；掌 握不同传感器的测量力与应变范围和主要特点。了解压力测量的原理和方法；掌握不同传感器的测 量压力范围和主要特点。 教学内容： C2-1 温度测量方法及传感器的种类、特性 C2-2 气氛测量方法及传感器 C2-3 压力测量方法及传感器 C2-4 料位测量方法及传感器 C2-5 力与应变测量方法及传感器 C2-6 位移测量及常用传感器 重点：热电偶的基本原理及应用；温控仪表的种类及使用。 难点：测试装置的动态特性。 教学单元 C3：控制系统执行机构（6 学时） 教学目标：了解执行元件的分类及相应的功能和特性；掌握继电器、固态继电器、晶闸管、电 磁阀和步进电机的驱动控制方法。了解电加热系统特点及硬件配置。了解液压机构的动力来源、结 构组成及分类；理解气动机构的动力来源、结构组成及分类。掌握电机的速率控制方法
材料成型及控制工程专业教学大纲教学内容：C3-1常用执行元件的功能、特性及使用方法C3-2电加热系统的组成及特点C3-3液压机构与气动机构的组成和特点C3-4电机调速方法及其特点重点：常用执行元件的功能、特性及使用方法。教学单元C4：计算机控制系统（4学时）教学目标：理解计算机温度控制系统的硬件种类、功能及特性：掌握计算机温度控制系统的软件种类、功能及特性。理解PID控制、Smith控制、解耦控制等传统控制策略：了解自适应控制、变结构控制、鲁棒控制等现代控制策略。了解可编程控制器的定义、结构、产品、特点、安装与维护以及主要用途。了解可控硅调功器的作用、应用范围与技术指标。理解计算机控制系统的特点及主要用途。教学内容：C4-1计算机温度控制系统的硬件及软件组成C4-2计算机控制策略C4-3可编程控制器C4-4可控硅调功系统C4-5计算机控制系统实例重点：计算机温度控制系统的软件种类、功能及特性。课程思政：1.了解我国材料成型工程检测领域典型科学家事迹，激发学生的奉献精神和爱国情怀。2.坚持材料成型工程检测的理论与我国实际相结合，因事而化、因时而进、因势而新。3.通过隐形渗透、寓道德教育于材料成型工程检测专业课程之中，实现显性教育与隐形教育的有机结合。注：可根据教学内容和课程目标适当选择或扩展相应课程思政内容。四、课程目标达成途径课程目标教学内容教学方法C1-1C1-3C1-4目标1：掌握材料工程检测及控案例式：引入工程上关于材料工程检测及控制的基本知识和基C2-4制的基本知识和基本原理，应用本原理等具体案例（方法与教学内容对应）C2-6于复杂生产过程检测与控制问讨论式教学：针对上述案例进行讨论，掌握复杂生产过程检测C3-1题的分析、设计和评价与控制问题的分析、设计和评价C3-3C4-1C4-438
材料成型及控制工程专业教学大纲 38 教学内容： C3-1 常用执行元件的功能、特性及使用方法 C3-2 电加热系统的组成及特点 C3-3 液压机构与气动机构的组成和特点 C3-4 电机调速方法及其特点 重点：常用执行元件的功能、特性及使用方法。 教学单元 C4：计算机控制系统（4 学时） 教学目标：理解计算机温度控制系统的硬件种类、功能及特性；掌握计算机温度控制系统的软 件种类、功能及特性。理解 PID 控制、Smith 控制、解耦控制等传统控制策略；了解自适应控制、 变结构控制、鲁棒控制等现代控制策略。了解可编程控制器的定义、结构、产品、特点、安装与维 护以及主要用途。了解可控硅调功器的作用、应用范围与技术指标。理解计算机控制系统的特点及 主要用途。 教学内容： C4-1 计算机温度控制系统的硬件及软件组成 C4-2 计算机控制策略 C4-3 可编程控制器 C4-4 可控硅调功系统 C4-5 计算机控制系统实例 重点：计算机温度控制系统的软件种类、功能及特性。 课程思政： 1. 了解我国材料成型工程检测领域典型科学家事迹，激发学生的奉献精神和爱国情怀。 2. 坚持材料成型工程检测的理论与我国实际相结合，因事而化、因时而进、因势而新。 3. 通过隐形渗透、寓道德教育于材料成型工程检测专业课程之中，实现显性教育与隐形教育的 有机结合。 注：可根据教学内容和课程目标适当选择或扩展相应课程思政内容。 四、课程目标达成途径 课程目标 教学内容 教学方法 目标 1：掌握材料工程检测及控 制的基本知识和基本原理，应用 于复杂生产过程检测与控制问 题的分析、设计和评价 C1-1 C1-3 C1-4 C2-4 C2-6 C3-1 C3-3 C4-1 C4-4 案例式：引入工程上关于材料工程检测及控制的基本知识和基 本原理等具体案例（方法与教学内容对应） 讨论式教学：针对上述案例进行讨论，掌握复杂生产过程检测 与控制问题的分析、设计和评价