《计算机辅助设计》课程教学大纲（机器人工程专业）

《计算机辅助设计》课程教学大纲一、课程简介课程中文名计算机辅助设计课程英文名ComputerAidedDesign双语授课□是eq\o\ac(□,√)否课程代码24112079课程学分3总学时数48（含实践24学时）课程类别□通识教育课程□公共基础课程eq\o\ac(□,√)专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质eq\o\ac(□,√)必修□选修□其他课程形态□线上eq\o\ac(□,√)线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式□闭卷□开卷□课程论文eq\o\ac(□,√)课程作品eq\o\ac(□,√)汇报展示□报告eq\o\ac(□,√)课堂表现□阶段性测试eq\o\ac(□,√)平时作业□其他（可多选）开课学院机器人工程学院开课系(教研室)机器人工程面向专业机器人工程开课学期第2学期先修课程计算机基础、工程制图后续课程机械设计基础、机器人建模与仿真选用教材十点课堂.SolidWorks2020从入门到精通[M].电子工业出版社,2023.参考书目黄晓雷.计算机辅助设计项目化教程[M].厦门大学出版社,2022.课程资源无课程简介本课程是高等院校机器人专业学生必修的一门专业基础课。CAD是计算机辅助设计（computeraideddesign）的简称。计算机辅助设计是用硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法和技术；是在计算机环境下完成产品的创造、分析和修改，以达到预期设计目标的过程；是综合了计算机与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。通过本课程Solidworks专业软件的建模、装配设计及工程图设计的学习，提升数字化设计能力的同时为创新创业竞赛、毕业设计，以及从事计算机辅助设计等工作打下坚实的基础。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1通过课程学习，描述计算机辅助设计在工程设计上的重要作用，掌握数字化建模的零件设计、装配设计及工程图设计等，初步具有利用计算机辅助设计技术解决实际设计能力和创新思维设计能力，并能运用于分析及解决与机器人工程相关的复杂工程问题。课程目标2能够运用包含有丰富信息的实体模型，利用设计出的三维实体模型进行静态力学分析、动态的干涉检查、模拟装配、生成工程图等后序处理。养成立体与数字化思维、精湛计算机辅助设计技术、创新设计精神的工程素养，并为其今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。表2课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：工程知识【L】：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决机器人工程及相关领域的复杂工程问题。1.2掌握解决机器人工程问题所需的工程基础知识，并能够应用。课程目标1毕业要求2：问题分析【M】：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析机器人工程及相关领域的复杂工程问题，以获得有效结论。2.2能够应用工程科学的基本原理正确识别、表达复杂机器人工程问题，以获得有效结论。课程目标2三、课程学习内容与方法（一）理论学习内容及要求表3课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1软件入门与草图绘制1.SolidWorks工作环境2.FeatureManager设计树3.草图绘制的基本知识4.草图绘制工具与编辑工具5.草图尺寸标注与几何关系练习：吊钩、角钢等草图绘制课程目标1重点：1.在草图绘制中应用几何约束2.草图绘制工具的应用难点：3.综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图绘制1.讲授法：能够引导学生掌握相关内容2.专题研讨：能够促进学生相互交流加深知识印象42特征建模拉伸特征的分类、设置及操作2.旋转特征选项、分类及操作3.扫描特征的条件设置、简单扫描、使用引导线扫描、使用实体扫描切除4.放样特征的条件、简单放样、使用引导线放样、使用中心线放样5.圆角、倒角特征的启动及应用6.筋、抽壳特征的启动及应用7.圆顶、包覆特征的启动及应用8.各种曲面的建立方法及编辑练习：机壳、活塞等零件建模作业：支撑轴、齿轮泵的零件建模课程目标1重点：1.拉伸、旋转特征的概念与建立方法2.扫描、放样特征的概念与建立方法难点：3.综合运用扫描、放样特征建立各种实体4.各种曲线的建立及综合应用1.讲授法：能够引导学生掌握相关内容2.案例教学：能够引导学生掌握特征建模的方法63装配体设计1.装配体操作2.配合关系的添加和修改3.装配中的零部件操作4.装配体的检查5.自底向上的装配练习：机械手装配体设计作业：齿轮泵装配体设计课程目标2重点：1.自底向上的装配设计方法2.生成装配体爆炸图的方法难点：3.Solidworks智能装配技术4.装配体零部件的状态和属性控制1.讲授法：能够引导学生掌握相关内容2.案例教学：能够引导学生掌握机件的表达方法44工程图设计1.工程图文件的建立及工程图图纸格式文件的建立2.标准三视图、模型视图、相对视图的建立3.各种派生工程图的建立方法4.各种剖面视图的建立方法；工程图的尺寸标注和技术要求5.工程图注解的标注练习：支撑轴工程图设计作业：齿轮泵工程图设计课程目标2重点：1.自定义工程图格式文件的建立方法2.建立各种视图的方法难点3.添加各种注释的方法1.演示讲授法：能够引导学生掌握用CAD软件各种命令绘制和标注图样的操作方法，促进学生灵活运用各种命令正确绘制和标注各种图样；2.案例教学法：能够引导学生做到理论与实践相结合，促进学生实际应用能力。65其他辅助设计1.各种常用钣金特征完成建模2.各种成形工具的使用3.运动仿真设计4.有限元分析5.模型渲染练习：曲柄有限元分析作业：齿轮泵运动仿真设计课程目标2重点：1.运动仿真设计2.模型渲染难点：3.钣金建模4.有限元分析1.演示讲授法：能够引导学生掌握用CAD软件各种命令绘制和标注图样的操作方法，促进学生灵活运用各种命令正确绘制和标注各种图样；2.案例教学法：能够引导学生做到理论与实践相结合，促进学生实际应用能力。4实验学习内容及要求表4课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号项目名称项目来源教学目标（观测点、重难点）学时数项目类型要求每组人数教学方法课程目标1实验1：Solidworks设计基础工程实践1.Solidworks启动、设计树及属性管理（重点）1演示性必做1人案例教学课程目标12.Solidworks的操作方法（难点）3.Solidworks的用户化定制2实验2：工程实践1.进入和退出草图绘制；3演示性必做1人案例教学课程目标12.用直线、圆、矩形等绘制草图工具绘制实体；（重点）3.镜向、剪裁、陈列等草图编辑绘制工具对图形进行编辑；（难点）4.草图尺寸标注及修改；3实验3：工程实践1.拉伸特征的分类、设置及操作；（重点）4演示性必做1人案例教学课程目标12.旋转特征选项、分类及操作；（重点）3.扫描特征的条件设置、简单扫描、使用引导线扫描、使用实体扫描切除；（难点）4.放样特征的条件、简单放样、引导线放样、中心线放样。（难点）4实验4：附加特征使用工程实践1.圆角、倒角特征的启动及应用（重点）2演示性必做1人案例教学课程目标12.筋、抽壳特征的启动及应用（难点）3.圆顶、包覆特征的启动及应用5实验5：特征工具使用操作工程实践1.线性陈列特征的启动及应用2演示性必做1人案例教学课程目标12.圆周陈列特征的启动及应用（难点）3.镜像特征的启动及应用（重点）4.特征状态压缩和解除压缩的方法6实验6：工程实践1.工程图文件的建立及工程图图纸格式文件的建立；2演示性必做1人案例教学课程目标22.标准三视图、模型视图、相对视图的建立；（重点）3.各种剖面视图的建立方法；（难点）4.工程图的尺寸标注和技术要求；5.工程图注解标注。（重点）7实验7：装配设计工程实践1.装配体基本操作；（重点）4演示性必做3人案例教学课程目标22.配合关系的添加和修改；3.装配中的零部件自底向上装配操作；（难点）4.动画装配与爆炸视频制作。（难点）2.AutoCAD的文件操作3.AutoCAD命令及简单的对象操作，坐标输入（难点）8实验8：二维图形绘制方法工程实践1.点、直线的绘制2演示性必做1人案例教学课程目标22.圆（弧）和椭圆（弧）的绘制（难点）3.矩形、正多边形的绘制和区域填充（重点）4.多线、样条曲线的绘制与运用5.精确绘图辅助工具的使用（重点）9实验9：图层的使用技巧与图案填充工程实践1.图层基本概念2演示性必做1人案例教学课程目标22.图层的创建与使用（难点）3.设置图层的颜色、线型与线宽等特性（重点）4.面域造型与图案填充10实验10：编辑基本图形的方法工程实践1.目标对象的选择、删除与分解2演示性必做1人案例教学课程目标22.目标对象的移动、旋转、修剪与延伸（重点）3.目标对象的复制、镜像、拉伸与缩放（重点）4.目标对象的倒角、圆角、偏移与阵列（难点）5.尺寸标注编辑四、课程考核（一）考核内容与考核方式表5课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核总占比考核方式课程目标11.Solidworks软件绘图基础150%课堂表现平时作业课程作品2.用Solidworks软件对零件进行三维建模23.装配体设计34.其他辅助设计5课程目标21.标准件的绘制150%课堂表现平时作业汇报展示2.常用件的绘制13.零件图的表达分析14.装配图的表达分析45.用AutoCAD软件绘制基础图形46.AutoCAD软件绘制完整的零件图4评分依据：评分依据：根据线型、图线以及图形绘制的正确性、规范性、完整性评分。请参见考试或考查试卷评分细则。表6课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比设计报告成绩比例70%小组讨论成绩比例5%平时作业成绩比例20%课堂参与成绩比例5%课程目标157%10%40%30%50%=70%*57%+5%*10%+20%*40%+5%*30%课程目标257%10%40%30%50%=70%*57%+5%*10%+20%*40%+5%*30%（二）成绩评定1.平时成绩评定（占总成绩的50%）（1）课堂表现（10%）：通过课堂上的表现情况、发言与提问情况，以及线上视频学习、讨论互动完成情况来评价学生相关的能力。（2）作业完成情况（40%）：围绕课程的学习目标设计作业，根据学生作业完成情况来评价学生对所学知识的掌握情况。（3）汇报展示（50%）：汇报展示以小组为单位进行项目路演的综合表现评定。2.期末成绩评定（占总成绩的50%）期末计算机绘图主要考查学生利用CAD软件绘制工程图、建模、装配体设计等计算机设计的能力，占总成绩50%。3.总成绩评定总成绩应由平时考核成绩和期末考核成绩构成，总成绩（100%）=平时成绩（50%）+期末成绩（50%）（三）评分标准根据线型、图线以及图形绘制的正确性、规范性、完整性评分。请参见考查试卷评分细则。表7评分标准（非试卷考核项目）考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)装配图（1）能够高质量完成装配图线上线下作业（2）能利用绘图工具正确表达，线型正确清晰和完整。（1）能较高质量完成装配图线上线下作业（2）能利用绘图工具较正确表达，线型较正确清晰和完整，无明显错误。（1）能够完成装配图线上线下作业（2）能利用绘图工具表达，线型较清晰，有少部分错误。（1）能够完成装配图线上线下作业（2）能利用绘图工具表达，线型不清晰，有部分错误，（1）未按要求完成装配图线上线下作业（2）未能利用绘图工具表达，线型不清晰，错误多。二维CAD绘图（1）能够利用软件高质量完成指定图形绘制作业；（2）能利用软件正确表达各个图形及零件图，且线型正确清晰和完整。（1）能够利用软件较高质量完成指定图形绘制作业；（2）能利用软件较正确表达各个图形及零件图，线型较正确清晰和完整。1）能够利用软件完成指定图形绘制作业；（2）能利用软件较正确表达各个图形及零件图，线型较正确清晰和完整，有少部分错误。（1）能够利用软件完成指定图形绘制作业；（2）能利用软件表达各个图形及零件图，线型有误，有部分错误。（1）未按要求利用软件完成指定图形绘制作业（2）能利用软件较正确表达各个图形及零件图，线型有误，错误多。三维CAD绘图（1）能够利用软件高质量完成指定图形建模和装配作业；（2）能利用软件建模并装配，建模和装配正确并完整。（1）能够利用软件较高质量完成指定图形建模和装配