计算机辅助设计教案

院系：机械工程系教研室：机械设计及理论教师：杨晓红计算机辅助设计课程教案课程名称计算机辅助设计课程学分2课程属性必修课（∨）专业选修课（）校定公共选修课（）课程总学时32学时其中：讲课：32学时课外上机：6学时先修课程高级语言程序设计、机械设计、工程图学授课专业、班级机械工程及其自动化机械10级基本教材和主要参考书教材名称出版社作者出版时间现代计算机辅助设计基础中国电力出版社杨晓红康文利杨化动王进峰2012年参考书出版社作者出版时间机械CAD技术基础清华大学出版社童秉枢2003年现代CAD技术清华大学出版社童秉枢编著2000年计算机辅助设计机械工业出版社王炽鸿编著1994年教学目的及要求本课程的教学目的是使学生通过该门课程的学习，了解计算机辅助设计发展概况，掌握机械设计过程中所需各种设计资料的处理方法，掌握数据结构基本知识及应用，掌握图形显示及图形变换方法，掌握二维几何建模的技术和方法，掌握三维产品建模的相关基础理论技术，掌握交互式图形处理软件AutoCAD的使用及利用AutoCAD进行二次开发技术等，使学生掌握必要的基本技能,为将来在工作岗位上更好地发挥自己的才能打下良好基础。通过学习本课程，要求学生了解计算机辅助设计硬件和软件的发展概况及计算机辅助设计系统的构成，掌握在计算机辅助设计过程中所需设计资料的处理方法，掌握数据结构知识及数据库在计算机辅助设计中的应用，掌握图形显示及图形变换方法，掌握二维几何建模的技术和方法，交互式绘图软件AutoCAD的使用及利用AutoCAD进行二次开发的方法，要求学生具备下列能力：１.上机编程能力。通过大量与教学内容相关的上机操作编程，提高其编程能力。２.理论联系实际，解决实际问题的能力，把课堂上所学知识能够正确有效地应用于工程实际中，解决实际中遇到的各种技术问题。注：表中（）选项请打“∨”第一章计算辅助设计概述教学目标与要求通过本章内容的学习，了解现代计算机辅助设计技术的发展历史；计算机辅助设计的基本概念和特点；现代计算机辅助设计技术的功能及其发展动向。教学内容、学时分配、重点与难点教学内容学时(2学时)重难点标识处理和解析1.1CAD的发展历程0.4重点难点了解计算机辅助设计发展的几个时期；了解计算机辅助设计的相关学科情况。1.2CAD基本概念和特点0.5重点难点了解产品设计的过程；计算机辅助设计的基本概念；计算机辅助设计的特点。1.3现代CAD系统提供的辅助功能0.5重点难点了解现代计算机辅助设计系统提供的主要辅助功能。1.4CAD的推广和应用0.4重点难点了解我国计算机辅助设计的发展情况；了解国家为推广计算机辅助设计所采取的一系列措施如“甩图板工程”等；我国企业应用计算机辅助设计的情况。1.5CAD未来的发展方向0.2重点难点了解计算机辅助设计未来的发展方向。教学内容的深化和拓宽计算机辅助设计是一门发展中的学科，新的概念、新的方法不断出现，为此应引入每年计算机辅助设计发展的最新研究动态，并尽可能引导学生进行课外相关资料的阅读，扩大知识面。教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题本章的内容较多，应尽可能使用直观的图像、视频等多媒体资源，以增强学生的学习兴趣。本章思考习题备注1.计算机辅助设计系统在历史上大致经历了那些形态？2.现代CAD系统为机械工程提供了那些辅助功能？3.计算机辅助设计的优点是什么？4.谈谈技术人员在CAD技术应用中的关键作用。5.CAD技术未来的发展方向是什么？第一次课教学内容、知识点及授课方法与手段教学内容知识点授课方法与手段1.1CAD的发展历程计算机辅助设计发展的几个时期；计算机辅助设计的相关学科情况。通过PPT幻灯片和图像演示加以说明1.2CAD基本概念和特点产品设计的过程；计算机辅助设计的基本概念；计算机辅助设计的特点。通过PPT幻灯片文字加以说明1.3现代CAD系统提供的辅助功能现代计算机辅助设计系统提供的主要辅助功能。通过PPT幻灯片和动态图像演示加以说明1.4CAD的推广和应用我国计算机辅助设计的发展情况；国家为推广计算机辅助设计所采取的一系列措施如“甩图板工程”等；我国企业应用计算机辅助设计的情况。通过PPT幻灯片和动态图像演示加以说明1.5CAD未来的发展方向计算机辅助设计未来的发展方向。通过PPT幻灯片和图像演示加以说明本次课师生活动设计通过提问的方式引导学生了解计算机辅助设计在各领域中的应用授课小结备注本次课讲述了计算机辅助设计的发展历程；CAD基本概念和特点；现代CAD系统提供的辅助功能；CAD的推广和应用及CAD未来的发展动向及当前研究动态。本次课程结合多媒体课件较为生动，学生比较容易接受。习题1.计算机辅助设计系统在历史上大致经历了那些形态？2.现代CAD系统为机械工程提供了那些辅助功能？3.计算机辅助设计的优点是什么？4.谈谈技术人员在CAD技术应用中的关键作用。5.CAD技术未来的发展方向是什么？本次授课存在的问题、解决方案及授课内容更新记录备注第二章CAD系统教学目标与要求通过本章内容的学习，了解构成现代计算机辅助设计系统的各种硬件和软件，掌握各种计算机外围设备的使用方法。教学内容、学时分配、重点与难点教学内容学时(2学时)重难点标识处理和解析2.1CAD系统组成及分类0.4重点难点了解CAD系统的组成；了解大（中）型计算机CAD系统、小型计算机CAD系统、工作站CAD系统及个人微机CAD系统的特点及其适用范围；了解检索型CAD系统、计算型CAD系统、人机交互型CAD系统的特点及其适用范围。2.2CAD系统的硬件0.7重点难点了解构成计算机辅助设计系统的主要硬件如：主机、输入设备、输出设备的主要形式和其主要功能。2.3CAD系统的软件0.7重点难点了解构成计算机辅助设计系统的主要软件如：系统软件、支撑软件和专用应用软件的构成及其主要功能。2.4CAD系统软/硬件选用原则0.2重点难点掌握实际构建CAD系统时如何合理正确地选择软/硬件。教学内容的深化和拓宽硬件和软件是构成计算机辅助设计系统的两大重要组成部分，为使学生能够理解两者之间的辩证关系，通过不同阶段中两者在一个计算机辅助设计系统投资成本中所占的份额来体现现阶段软件在计算机辅助设计系统中的重要地位。尽可能引导学生进行课外相关资料的阅读，扩大知识面。教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题本章的内容较多，应尽可能使用直观的图像、视频等多媒体资源，以增强学生的学习兴趣。本章思考习题备注1.计算机辅助设计系统的主机有那几种形式？2.计算机辅助设计系统的主要输入设备有哪些？3.计算机辅助设计系统的主要输出设备有哪些？4.大（中）型计算机CAD系统、小型计算机CAD系统、工作站CAD系统及个人微机CAD系统的特点？5.检索型CAD系统、计算型CAD系统、人机交互型CAD系统的特点？第二次课教学内容、知识点及授课方法与手段教学内容知识点授课方法与手段2.1CAD系统组成及分类CAD系统的组成；大（中）型计算机CAD系统、小型计算机CAD系统、工作站CAD系统及个人微机CAD系统的特点及其适用范围；检索型CAD系统的特点及其适用范围;计算型CAD系统的特点及其适用范围;人机交互型CAD系统的特点及其适用范围。通过PPT幻灯片和动态图像演示加以说明2.2CAD系统的硬件构成计算机辅助设计系统的主要硬件：主机、输入设备、输出设备的主要形式和其主要功能。通过PPT幻灯片和动态图像演示加以说明2.3CAD系统的软件构成计算机辅助设计系统的主要软件：系统软件、支撑软件和专用应用软件的构成及其主要功能。通过PPT幻灯片文字加以说明2.4CAD系统软/硬件选用原则硬件的选用原则；软件的选用原则通过PPT幻灯片和图像演示加以说明本次课师生活动设计通过提问的方式引导学生了解CAD系统的硬件及软件。授课小结备注本次课程讲述了现代计算机辅助设计系统的各种硬件和软件，通过该次课程的学习，同学们应掌握主要计算机外围设备的使用方法，并应能根据工程企业所提出的一些具体应用要求而合理地选择合适的CAD系统形式来解决实际问题。本次课程结合多媒体课件较为生动，学生比较容易接受。习题1.计算机辅助设计系统的主机有那几种形式？2.计算机辅助设计系统的主要输入设备有哪些？3.计算机辅助设计系统的主要输出设备有哪些？4.大（中）型计算机CAD系统、小型计算机CAD系统、工作站CAD系统及个人微机CAD系统的特点？5.检索型CAD系统、计算型CAD系统、人机交互型CAD系统的特点？第三章设计资料的程序处理教学目标与要求通过本章内容的学习，掌握机械设计过程中所需各种设计资料的处理方法。工程数据的程序化处理；工程数据的文件化处理；工程数据的数据管理。教学内容、学时分配、重点与难点教学内容学时(4学时)重难点标识处理和解析3.1工程数据的程序化处理2重点难点一元数表及二元数表的输入和查取；一元函数及二元函数的插值；线性插值；抛物线插值；最小二乘法拟合方法3.2工程数据的文件化处理1重点难点数据文件的特点；数据文件的建立；数据文件的应用；查找与排序；3.3工程数据的数据管理1重点难点工程数据的数据库管理技术；数据库技术的主要特征；数据库系统的基本组成；工程数据的数据库应用。教学内容的深化和拓宽设计资料的程序处理是计算机辅助设计的一个重要组成部分，为使学生能够更好地理解在计算机辅助设计过程中各种设计资料的构成，通过使学生回顾在机械设计课程设计这一环节中的设计过程，懂得设计资料的程序处理在计算机辅助设计中的重要性。尽可能引导学生进行课外相关资料的阅读，扩大知识面。教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题本章的内容较多，应尽可能使用直观的图像、视频等多媒体资源，以增强学生的学习兴趣。本章习题备注利用线性插值方法编制计算机程序进行设计资料数据的查询，并上机验算。第三次课教学内容、知识点及授课方法与手段教学内容知识点授课方法与手段3.1工程数据的程序化处理数值的程序化；数表的程序化；线图的程序化；线性插值；抛物线插值；最小二乘法拟合；通过PPT幻灯片和图像演示加以说明本次课师生活动设计运用启发式教学方法激起学生的求知欲望，活跃课堂气氛。授课小结备注本次课程讲述了机械设计资料的构成，设计资料可以分为数表和线图，数表和线图又可以分为有函数关系和没有函数关系两大类，处理方法也有不同。本次课程结合多媒体课件较为生动，学生比较容易接受。习题利用线性插值方法编制计算机程序进行设计资料数据的查询，并上机验算。第四次课教学内容、知识点及授课方法与手段教学内容知识点授课方法与手段3.2工程数据的文件化处理数据文件的特点；数据文件的建立；数据文件的应用；查找与排序；通过上机操作加以形象说明3.3工程数据的数据管理工程数据的数据库管理技术；数据库技术的主要特征；数据库系统的基本组成；工程数据的数据库应用。通过PPT幻灯片文字加以说明本次课师生活动设计运用启发式教学方法激起学生的求知欲望，活跃课堂气氛。授课小结备注本次课程讲述了数据文件特点、数据文件的建立和应用；工程数据的数据库管理技术。通过建立数据文件可以做到不同的计算机辅助设计系统之间共享同一个数据文件，有效消除数据冗余，提高开发效率；而按照人机交互式程序的编制技术中介绍的编制方法进行程序的编制将会提高开发的CAD系统地执行效果。本次课程结合多媒体课件较为生动，学生比较容易接受。习题第四章机械CAD中常用的数据结构教学目标与要求数据结构是计算机辅助设计的一个重要组成部分，通过本章内容的学习，要求学生掌握数据结构的基本知识及应用数据结构中的相关内容解决实际问题的应用能力。教学内容、学时分配、重点与难点教学内容学时(4学时)重难点标识处理和解析4.1数据结构概述0.5重点难点数据和数据结构数据的逻辑结构和物理结构4.2线性表1.5重点难点线性表及其特征顺序表的存贮结构（物理结构）顺序表的运算单链表存储存储形式有关运算4.3栈1重点难点栈的逻辑结构栈的物理结构栈的应用举例4.4树及二叉树1重点难点树的逻辑结构树的物理结构树的应用举例教学内容的深化和拓宽数据结构是计算机辅助设计的一个重要组成部分，通过本章内容的学