《机电工程软件及应用》教学大纲

《机电工程软件及应用》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：01150401课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论16学时，上机16学时）先修课程：机械制图、计算机绘图等后续课程：三维扫描与数字化设计、机电系统设计与创新等适用专业：机械电子工程开课单位：机械工程学院一、课程说明《机电工程软件及应用》是机械电子类专业选修的一门专业技术课。本课程主要传授机电领域产品研发涉及相关工程软件的基本介绍以及应用方法与技能，为学习其他有关课程及以后从事机电装备研发工作打下必要的基础。本课程注重基本理论知识与实践应用相结合，强调培养运用基础理论知识及实际操作计算机来解决产品研发实际中问题的能力，兼顾新技术、新方法及其发展方向的介绍，培养理论基础深厚、专业技能突出、实践能力出众、具有良好职业道德和内在素质并能很好服务一线的高等应用型人才。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：通过本课程的学习，使学生了解机电装备领域的相关设计软件平台，并能够熟练运用机电工程类软件完成机械电子产品的方案设计。课程目标2：能在机械电子产品或系统的设计开发的过程中，利用现代信息技术及工具，获取或开发所需设计资源，并能选用恰当的设计/分析方法及软件工具，建立产品对象的模拟及预测模型，进行设计方案的验证与评价，具有坚持不懈的学习精神，严谨认真的工作态度和积极向上的价值观三、课程目标与毕业要求《机电工程软件及应用》课程教学目标对机械电子工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.3能够将机电工程基础知识用于分析机械电子相关复杂工程问题并提出解决方案课程目标1：过本课程的学习，使学生了机电装备领域的相关设计软件平台，并能够掌握并熟练运用机电工程类软件完成机械电子产品的方案设计。M5.使用现代工具5.2能够选择和使用恰当的仪器、信息资源，工程工具和专业模拟软件等，用于机电工程领域复杂工程问题的分析、计算与设计；课程目标2：能在机械电子产品或系统的设计开发的过程中，利用现代信息技术及工具，获取或开发所需设计资源，并能选用恰当的设计/分析方法及软件工具，建立产品对象的模拟及预测模型，进行设计方案的验证与评价。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时上机学时对应的课程目标1.机电工程软件概述（1）机电工程软件介绍（2）设定SolidWorks的操作环境；（3）SolidWorks基准面、基准轴、坐标点的显示；教学要求：使学生了解各类机电工程软件平台功能与应用场合，熟悉三维软件的操作环境，掌握三维设计软件的基本通用功能，掌握视角转换与尺寸标注。通过合理设置公、英制绘图标准、建模单位、材料属性培养学生严谨的职业精神、务实的工匠精神重点：基准设置。难点：软件的视角变换、各种指令功能。21、2、32.草图绘制（1）草图绘制面和草图原点的选择、草图绘制环境设定、编辑方法；（2）尺寸类型及标注方法几何约束的显示与隐藏；（3）添加约束的方法失败的类型、判断和解决方法。教学要求：使学生了解草图绘制的思路，掌握草图绘制基础操作以及草图尺寸标注。了解草图约束的方法失败的判断和解决方法。培养学生认真细致、一丝不苟的工作作风。重点：草图绘制技巧，零件约束尺寸标注。难点：零件草图约束尺寸修改。21、2、33.特征建模（1）拉伸起始面、终止面的选择、拉伸方向草图复用、草图轮廓的选择截面草图与路径草图的空间关系；（2）圆角操作对象的选择、变半径圆角、控制线圆角，拔模面的一些特殊设定方法异型孔的精确定位方法；（3）异型孔类型及自定义尺寸方式局部面抽壳的方法。教学要求：使学生掌握常见的特征建模方法；掌握绘制常见零件的特征建模绘图技巧；掌握常见特征应用方法。培养学生不怕困难、勇于探索的自主创新精神重点：各类特征建模的应用。难点：特征建模的选择使用。21、2、34.零件设计（1）零件原点的选择、零件朝向、缺省视角重定义模型单位制的调整；（2）尺寸精度设定模型材料属性的设置、获取模型（包括装配件）质量属性。（3）零件工程图的生成及编辑。教学要求：使学生了解基本零件的建模要素及步骤；掌握常见零件绘制方法；掌握常见零件工程图生成及尺寸标注；精度决定质量，培养学生精益求精的工匠精神。重点：常见零件绘制基准面选择、特征应用建模。难点：零件建模特征的选择与二维工程图生成。41、2、35.装配体装配（1）生成装配件、设定零件之间装配关系；（2）生成爆炸视图、设定显示样式、采用装配特征控制。（3）装配体工程图的生成及编辑。教学要求：使学生了解装配体的装配要点及步骤；掌握装配体配合关系分析与设定；掌握爆炸视图生成方法；掌握装配体工程图生成及编辑。中国第一代核潜艇之父黄旭华手工造模型的故事培植学生的爱国情怀重点：装配体装配配合及相应二维工程图三视图生成。难点：装配体配合关系及过程分析。41、2、36.机械零件有限元仿真分析（1）solidworks有限元仿真基础、有限元建模策略；（2）产品静强度仿真分析。教学要求：使学生了解基本有限元仿真分析的理念；掌握简单零件的静力学仿真分析过程与操作方法。借助美国制裁我国工程软件，激发学生自主创新精神。重点：简单零件的有限元模型建立及分析方法。难点：约束条件与外载荷加载的分析与设定。21、2、3合计162.上机部分上机部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验(上机)项目、实验（实践）(上机)内容与学时实验(上机)项目实验(上机)内容和要求上机学时对应的课程目标1.软件基本操作实验(上机)内容：使用软件中各项基本操作方法。实验(上机)要求：了解软件的基本功能、安装环境、操作界面、工具栏使用；掌握软件的常用工具命令以及基本操作。21、2、32.二维草图绘制实验(上机)内容：用实际零件工程图进行二维草图绘制。实验(上机)要求：了解二维草图基本功能，掌握二维草图绘制技巧与操作方法。21、2、33.三维特征建模实验(上机)内容：使用三维特征建模方法完成给定零件的三维设计，并完成零件的装配及零件工程图的生成。实验(上机)要求：了解三维特征建模思路，掌握三维特征建模的基本操作，掌握零件工程图的生成。21、2、34.零件设计实验(上机)内容：使用二维草图及三维特征建模操作完成实际零件的设计与绘制。实验(上机)要求：了解实际零件建模思想，掌握真实零件三维模型的生成操作方法。41、2、35.装配体装配实验(上机)内容：完成给定装备体的组件装配操作并生成爆炸图及装备配体二维工程图。实验(上机)要求：了解装配体装配思路，掌握装配体组件装配、爆炸图及二维工程图的生成。41、2、36.有限元仿真分析实验(上机)内容：完成给定零件体的静力学有限元仿真分析。实验(上机)要求：了解有限元仿真分析思想，掌握简单零件静力学分析操作。21、2、3合计16五、教学方法及手段本课程以课堂讲授与训练结合的方式，以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练；结合讨论、案例、视频资源共享、实践练习等教学手段促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生实践动手能力，使学生比较全面地了解机电装备研发领域相关的工程软件平台，在着重掌握三维建模及仿真的基础上，具有进行机电装备方案设计的基本能力。在实验（上机）教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学、案例教学及实践操作引导等方法培养学生机电工程软件的基本理论、基本知识和基本技能。培养学生自主学习能力、实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材：（1）梁秀娟.SOLIDWORKS2018中文版机械设计基础与实例教程[M].机械工业出版社.2020．2.参考书：（1）商跃进.SolidWorks2018三维设计及应用教程[M].机械工业出版.2018．（2）郝庆波.中文版SolidWorks2018完全实战技术手册[M].清华大学出版社.2017．（3）詹迪维.SolidWorks机械设计教程（2020中文版）[M].机械工业出版.2021.（4）罗蓉.SOLIDWORKS参数化建模教[M].机械工业出版社.2021．3.期刊：（1）软件工程[J].ISSN:1000-9825.中国科学院软件研究所与中国计算机学会（2）计算机仿真[J].ISSN:1006-9348.中国航天科工集团公司第十七研究所.（3）软件学报[J].ISSN:1000-9825.中国科学院软件研究所.4.网络资源：（1）三维软件论坛;:8080/jpkc/course/checkpass.php（2）三维软件应用交流网;/sw/（3）米思米网;/七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标12过程性考核课堂表现10（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√55上机20（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√515作业20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√515期末测试50（1）上机测试100分，以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核是以实际装配体产品为例，进行草图构建、三维建模、二维工程图纸生成操作，以各部分完成度及准确度作为主要评分依据和标准。√√2030合计：100分3565八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实验、作业、期末上机测试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由上机测试成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末上机测试为100分（权重50%）；课堂表现、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重50%）；过程性考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现20笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。笔记完整，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。笔记不完整，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与教学活动。上课不认真，上课不记笔记，不参与教学活动。作业40作业完整，思路清晰，准确率大于90%。作业完整，准确率大于80%。不交作业2次以内，准确率大于70%。不交作业3次以内，准确率大于60%。不交作业4次以上，准确