《三维造型设计》（CATIA）课程教学大纲（本科）.docx

五、课程考核与评分标准（-）考核表4教学目标的考核（二）总成绩构成序 号教学目标考核内容考核1学习三维（CATIA）设计思想及方法，认识三 维设计的重要性，培养自主学习能力；三维实体建模自顶向下和自底 向上的两种使用；三维设计中利 用知识工程模块进行参数化设 计；课前学习；课后作 业；平时上机操作2掌握三维造型技术创新方法，建立数字设计思 维，培养学生追求创新的态度和意识；草图设计模块；三维实体建模方 法；曲面建模方法；知识工程模 块使用、装配模块使用等课前学习；大作业、期 试3培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握基 本的上机操作技能，获得实践应用的基本训 练，具有运用学过知识，以CATIA为平台解决 实际问题的能力；上机操作利用草图设计模块；三 维实体建模；曲面建模；知识工 程、装配模块、工程制图模块， 完成零件三维设计及二维出图 的过程。课堂练习、课后作 业、平时上机操作、 期末考试表5总成绩构成表（三）评分标准序号教学 目标教学目标在各考核（环节）中的比 例教学目标 占总成绩 比例过程考核课前准备+提问+ 考勤+平时上机 操作作业期末考试1学习三维（CATIA）设计思想及方法， 认识三维设计的重要性，培养自主学习 能力；20%15%15%17.5%2掌握三维造型技术创新方法，建立数 字设计思维，培养学生追求创新的态 度和意识；20%20%20%21.25%3培养学生的工程实践学习能力，使学 生掌握基本的上机操作技能，获得实 践应用的基本训练，具有运用学过知 识，以CATIA为平台解决实际问题的 能力；60%65%65%61.25%考核占总成绩比例35%15%50%100%本课程考核：形成性评价（平时成绩）占20%,过程性评价（实验成绩）30%,结果性评价（期末考试成绩） 占 50%。形成性评价：包括课前学习+课堂提问（5%）、作业（10%）,学习习惯（考勤、课堂表现等，5%）o1 .课前学习+课堂提问评分标旗5%）课前学习利用学习通平台监控任务点的完成情况,使同学彳方寸本次课的基本内容加以了解,利于课堂教学和讨 论环节的开展。课堂研讨提问可提高学习兴趣，调到学生课堂注意力，增强教学效果。采用现场打分、教学手册记 录和学习通平台自动打分综合评价。围绕课程教学进度设计问题，回答正确合理，发言积极，线上任务点完成好、 学习态度认真即为总分值A （90%）,回答基本正确B （80%）,回答局部正确C （70%）,回答模糊、但内容合理D （60%）,答案完全错误或不会回答E （50%）o2作业评冽示准（10%）作业包括上机作业和课后作业，上机作业要求在上机操作课上完成，完成后当堂检查记课后作业以个人或 小组分工协作完助威部件设计形式进行，要求结合教学内容，严格出鼬袭。具体的评分标准如下：考核内容A (90%)B (80%)C (70%)D (60%)E (40%)作业完成进度按时完成按时完成延时完成延时完成没有完成知识掌握情况90%以上概念 清晰准确80%以上的概 念清晰准确70%以上的概念 清晰准确60%以上的概念 清晰准确50%以上概念 模糊思路清晰，结 果正确90%以上80%以上70%以上60%以上50%以下表达分析解决 问题能力理论联系实 际，完成作业， 有分析解决问 题能力，结果 正确、合理、。基本完成作业， 有一定分析解 决问题能力有一定分析解决 问题能力，但结 果正确性与性不 足能完成作业,但 分析解决问题 能力缺乏，结果 正确性与性较 差无完成作业能 力3.学习习惯（考勤及课堂表现）5%以课堂考勤为主：出勤率95%以上为（A）； 85%及以上为（B）； 75%以上为（C）；小于75%为（D）。过程性评价（实验成绩）上机操作（30%）上机操作结合教学大纲与课程目标，做到教学章节内容90%以上的覆盖率，内容涉及草图设计实例、三维实体 设计实例、曲面设计实例以检验学生h机操作的动手能力及课下练习情况及课堂教学效果，对学生练习过程中存在 的问题进行用分析，并及时进行反应和改进。评分原那么：操作嫩浣成h机任务（A）；自糠作按时完成L机任务（B）；在老师帮助下能进行操作基本完成 上机任务（C）；上机操作需要同学和老师的协助需要课下继续完成上机任务（D）结果性评价：期末考试采用机试，包括：三维零件设计及装配、/呈图出图、曲面设计等题型。考试内踊合教学大纲与课程目标，施IJ95%以上的覆盖率,全面支撑毕业要求指标点的达成，内容涉及CAIIA 软件在进行三维设计中的使用，更强调知识的综合性和实践性，以检验教学及学习效果。七、教材及参考书L教材：侯洪生，刘广武CATIAV5案例教程版北京.人民邮电2 .参考书籍：1 .刘娜CAIIAV5基础教程第1版.北京：机械工业2015.2 .詹熙达CAI1AV5R20快速入门教程第1版.北京:机械工业2011.3 .北京辿科技编著CAFIAV5-6R2014曲面设计实例精解.第1版北京:机械口2015.3资源：Catia视频教程（51自学网）；八、执行大纲应注意的问题1、教学中应注重基本知识、基本理论和基本方法的讲授，注意精讲多练。2、应选择适当时间为学生提供讨论与答疑。3、教学内容的顺序及其安排，教师可根据情况作适当调整。4、各章节授课前有必要对所需的材料、力学及机械原理等基础知识进行回顾与复习。三维造型设计（CATIA）课程教学大纲一、课程基本情况课程编码：1021139009课程名称（中/英文）：三维造型技术（CATIA） / Modern Design Metod （CATIA） 课程性质：专业选修课 学分：2总学时：32 （理论学时：16,实验/实践学时：16）开课学期：学期开课学院：机械工程学院适用专业：车辆工程汽车服务工程先修课程：工程图学、计算机文化基础二、课程简介三维造型技术（CATIA）是车辆工程专业的一门专业选修课。以CATIA软件为基础介 绍了三维造型设计的基本方法，包括CATIA V5系统的界面组成，CATIA V5草图工具、CATIA V5 实体造型的基本方法，曲面造型的基本方法,组件装配的基本方法，工程图制作的基本方法。 课程以理论课和上机实验结合的进行，通过本课程的学习，使学生能够全面地学习三维造型 设计的方法，掌握数字化设计的基本技能，并为后续更深入的学习三维设计打下基础。三、教学任务与教学目标（一）教学任务使学生了解三维造型技术的软件的种类及基本区别，掌握CATIA软件系统的基本构成。 掌握CATIA草图工具、实体造型方法、曲面造型方法、组件装配方法、工程图制作基本方法。 通过课程学习，学生能够以CATIA为工具，利用零件设计模块、创成式曲面设计模块、装配 模块、工程图模块辅助解决汽车设计及生产中的实际工程问题，帮助学生建立三维数字设计 的思维，后续更深入的学习三维设计打下基础。（二）教学目标及对毕业要求的支撑1.教学目标1）学习三维（CATIA）设计思想及方法，认识三维设计的重要性，培养自主学习能力；（支撑毕业要求指标点12-2）2）掌握三维造型技术创新方法，建立数字设计思维，培养学生追求创新的态度和意识;（支撑毕业要求指标点3-3）3）培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握基本的上机操作技能，获得实践应用的 基本训练，具有运用学过知识，以CATIA为平台解决实际问题的能力；（支撑毕业要求指标点3-4, 5-2)o2、教学目标对毕业要求的支撑矩阵表1教学目标对毕业要求的支撑矩阵四、教学内容及要求毕业要求二级指标点课程教学目标(1)(2)(3)3.设计开发：根据车辆工程产业需求，针 对其领域工程技术要求，完成设计开发内 容，并能够在设计环节中表达创新意识， 兼顾经济、社会、健康、平安、法律、 伦理、文化以及环境等因素。3-3.对设计方案或技术路线进行优化，表达创新意识V3-4用图纸和研究报告等形式呈现设计成果。V5.使用工具：能够针对车辆工程领域复 杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技 术、资源、现代工程工具和信息技术工具， 包括对车辆工程领域复杂工程问题的计 算与仿真，并能够理解其局限性。5-2.开发、选择与使用恰当的现代工 具对车辆工程领域复杂工程问题进行 预测与模拟；V12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应开展的能力。12-2 了解本专业的新理论、新技术、新方法，自主学习，适应开展。7章节（学时）教学目标教学内容教学要求难点教学活动达成能力达成途径支撑目标章概述（2）了解 Proe、 Sol id works > UG、CATIA 等三维设计 软件；掌握 CATIA软件 安装方法； 熟悉CATIA 软件界面的 基本组成； 掌握对 CATIA操作 环境的常用 设置；掌握 CATIA的基 本操作1 .CATIA V5 功能简介2.环 境设置3.工作 界面介绍；4.CAT1A V5 基本操作（文 件、鼠标、罗 盘、特征树、 选择、查找、 显示、测量等）通过课前学习、 课堂教学及现 场教学，使同学 们掌握：1 .CATIA 软件 安装及界面的 基本组成；2.掌 握对CATIA操 作环境的常用 设置；3.掌握 CATI基本操作 （文件、鼠标、 罗盘、特征树、 选择、查找、显 示、测量等）。【本章】操作环境设 置；基本操作 方法【课前学习】常见三维软件的种类及 特点【课堂讲授】CATIA软件安装及界面 的基本组成；CATIA操作环境的常用 设置；CATIA基本操作（文件、鼠标、 罗盘、特征树、选择、查找、显示、测 量等）。【学习】讲授'现场教学'混合式教学。【习题作业】1 .完成软件安装；2 .熟悉基本操作及设置Q己快捷操作12.终身学习：了解本专业关于三维设 计的新理论、新技术、新方法，自主 学习，适应开展。，课前学 习、讲授、 作业、期 末考试教学目标3章草图设计（6）掌握草图创 建基本操 作：掌握草 图绘制工 具；掌握图 形编辑命 令；掌握草 图约束控制 命令1.草图设计工 作台简介2.草 图设计工作台 设置3.草图绘 制、草图编辑、 草图几何约束、 草图实例讲解。通过课前学习、 课堂教学以及 现场教学，使同 学们掌握：1.草 图设计工作台 的一般设置；2. 掌握草图设计 工作台常用工 具；3.熟知各绘 图工具的位置 并能熟练应用； 4.掌握草图的 编辑及几何约 束。【本章】草图 绘制、草图编 辑、草图几何 约束【本章难点】 草图约束状态 求解。【课前准备】3页零件二维工程图【课堂讲授】草图绘制命令、草图工 具使用、草图编辑命令、草图约束；【课堂练习】绘制课前提供的3页零 件图【课堂反应】在学生练习过程中收集 学生绘图过程中存在的问题进行反 馈。【学习】讲授'案例教学'混合式教学；【习题作业】完成教师提供的8个二维图；毕业要求3.设计开发：根据车辆工程 产业需求，针对其领域工程技术要求， 完成设计开发内容，并能够在设计环 节中利用Catia草图工具及草图动画进 行设计，表达创新意识，兼顾经济、 社会、健康、平安、法律、伦理、文 化以及环境等因素。毕业要求5.使用工具：能够针对车辆 工程领域兔杂工程问题，开发、选择 与使用恰当的catia三维设计技术、资 源、对车辆工程领域复杂工程问题的 计算与仿真，并能够理解其局限性。”课前学 习、讲授、 作业、课 堂练习、 期末考试教学目标1、2章零件的 三维设计 （6）了解零件三 维建模的； 掌握基于草 图建立特征 的命令；掌 握特征编辑 命令；掌握 变换特征命 令；熟悉形 体与曲面有 关操作；了1.基于草图特 征（拉伸、旋转、 打孔、旋转体 （槽）、肋、力口 强筋、放样）； 2.特征编辑；3. 特征变换（平 移、旋转、对称、 镜像、阵列）4、 形体与曲面有通过课前学习、 课堂教学以及现 场教学，使同学 们掌握：1.基于草 图特征（拉伸、 旋转、打孔、旋 转体（槽）、肋、 加强筋、放样）； 2.特征编辑；3.特 征变换（平移、【本章】基于 草图特征；特 征编辑；特征 变换；分割命 令；【本章难点】 放样、布尔运 算【课前准备】每人准备3个带尺寸零 件图【课堂讲授】基于草图特征（拉伸、 旋转、打孔、旋转体（槽）、肋、加 强筋、放样）；特征编辑；特征变换 （平移、旋转、对称、镜像、阵列） 形体与曲面有关操作（裁剪、加厚曲 面、包络体、缝合等）：形体之间的 布尔运算讲解实例：连杆的三维实体 建模，摇杆三维建模；【课堂练习】绘制准备的三维零件图毕业要求3.设计开发：根据车辆工程 产业需求，针对其领域工程技术要求， 完成设计开发内容，并能够在设计环 节中利用Catia实体设计工具进行设 计，表达创新意识，兼顾经济、社会、 健康、平安、法律、伦理、文化以及 环境等因素。毕业要求5.使用工具：能够针对车辆工 程领域复杂工程问题，开发、选择与使 用恰当的caiia三维设计技术、资源、对 车辆工程领域复杂工程问题的计算与课前学 习、讲授、 作业、课 堂量校、 期中考 试、期末 考试教学目标1、2、3解形体的逻 辑运算掌握 材质添加关操作（裁剪、 加厚曲面、包络 体、缝合等）5、 形体之间的布 尔运算6、讲解 实例：连杆的三 维实体建模，摇 杆三维建模旋转、对称、镜 像、阵列）4、形 体与曲面有关操 作（裁剪、加厚 曲面、包络体、 缝合等）5、形体 之间的布尔运算【课堂反应】在学生练习过程中收集 学生绘图过程中软件操作存在的问题 进行反应。【学习】讲授'现场教学'课堂讨论'混 合式教学；【习题作业】完成老师准备的7个三维零件图；仿真，并能够理解其局限性。”毕业要求12终身学习：了解本专业关 于三维设计的新理论、新技术、新方法， 自主学习，适应开展。章部件装配（6）掌握装配体 下部件的创 建方法；掌 握部件移动 命令；掌握 装配约束命 令；掌握装 配体分析命 令：熟悉装 配设计环境配置：1.装配体下部 件创立方法；2. 部件位置改变 命令（罗盘移 动、位置移开工 具、捕捉命令、 爆炸图）；3. 约束创立（相 合、接触、偏移、 角度约束）4. 装配体分析（物 性测量、干涉分 析）5.皮带轮部件 装配实例通过课堂教学 和现场教学，使 同学们掌握：1. 装配体下部件 创立方法；2.部 件位置改变命 令（罗盘移动、 位置移开工具、 捕捉命令、爆炸 图）：3.约束创 建（相合、接触、 偏移、角度约 束）4.装配体分 析（物性测量、 干涉分析）【本章】部件位置改变 命令（罗盘移 动、位置移动 具、捕捉命 令、爆炸图）： 约束:创立（相 合、接触、偏 移、角度约束） 装配体分析 （物性测量、干涉分析）；【课前准备】复习罗盘使用方法【课堂讲授】装配体下部件创立方法； 部件位置改变命令（罗盘移动、位置 移开工具、捕捉命令、爆炸图）；约 束创立（相合、接触、偏移、角度约 束）装配体分析（物性测量、干涉分 析）皮带轮部件装配实例【课堂讲授】完成发动机曲轴、连杆、 活塞的装配；【课堂反应】根据课堂练习情况进行 反应讲解；【学习】讲授'现场教学'混合式教学；【习题作业】大作业5人一个小组，利用catia软件完成一 个简单机械产品设计。毕业要求3.设计开发：根据车辆工程 产业需求，针对其领域工程技术要求， 完成设计开发内容，并能够在设计环 节中利用catia装配工具进行优化设 计，表达创新意识，兼顾经济、社会、 健康、平安、法律、伦理、文化以及 环境等因素。毕业要求5.使用工具：能够针对车辆工 程领域复杂工程问题，开发、选择与使 用恰当的calia装配设计技术、资源、对 车辆工程领域复杂工程问题的计算与 仿真，并能够理解其局限性。”课前学 习、讲授、 作业、课 堂练习、 期末考试教学目标1、2章绘制工程 图 （4）掌握工程图 环境的基本 设置；掌握 创立各种视 图的基本操 作；熟悉工 程图标注的 基本操作。1.工程图创立 及环境设置（投 影显示、图框、 投图视角等）2. 视图操作及投 影（剖视图、向 视图、展开视 图、局部视图、 断开视图）；3. 尺寸标注及文 字命令4.孔位 图创立5.形位 公差标注6.工 程图导出通过课前学习、 课堂教学和现 场教学，使同学 们掌握：1.1 程图创立及环 境设置（投影显 示、图框、投图 视角等）2.视图 操作及投影（剖 视图、向视图、 展开视图、局部 视图、断开视 图）；3.尺寸标 注及文字命令 4.孔位图创立5. 形位公差标注 6.工程图导出【本章】工程 图创立及环境 设置（投影显 示、图框、投 图视角等）； 视图操作及投 影（剖视图、 向视图、展开 视图、局部视 图、断开视 图）；【课前准备】前边课程完成的三维图 【课堂讲授】1.工程图创立及环境设 置（投影显示、图框、投图视角等） 2.视图操作及投影（剖视图、向视图、 展开视图、局部视图、断开视图）； 3.尺寸标注及文字命令4.孔位图创立 5.形位公差标注6.工程图导出7.标注 实例【课堂练习】将准备的三维图投影， 并进行标注；【课堂反应】根据学生练习情况，反 馈标注及视图创立过程中存在的问 题。【学习】讲授'现场教学'课堂讨论'混 合式教学；【习题作业】从前边完成三维图中选 取5个零件完成工程图。毕业要求3.设计开发：根据车辆工程 产业需求，针对其领域工程技术要求， 完成设计开发内容，并能够在设计环 节中利用catia工程图工具正确表达设 计产品，表达创新意识，兼顾经济、 社会、健康、平安、法律、伦理、文 化以及环境等因素。课前学 习、讲授、 作业、章 节小测 验、期中 考试、期 末考试教学目标1章 曲面设计 （6）了解曲面设 计的类型； 掌握线框元 素生成工 具；掌握曲 面生成工 具；掌握曲 面编辑和修 改：了解曲 线、曲面分 析功能；熟 悉曲线曲面 设计工具和 混合设计1.线框生成工 具（点、线、面）： 2.曲面生成工 具（拉伸、选择、 球体、偏移、扫 掠、放样、填充、 缝合、桥接）： 3.曲面编辑和 修改（合并、修 复、平滑曲线、 分解、剪切、 提取曲面边界、 提取元素、倒圆 角、平移、旋转、 对称、缩放、变 形、阵列）4、 曲线曲面设计 工具和混合设 计通过课堂学习、 课堂教学和现 场教学，使同学 们掌握：1.线框 生成工具（点、 线、面）；2.曲 面生成工具（拉 伸、选择、球体、 偏移、扫掠、放 样、填充、缝合、 桥接）；3.曲面 编辑和修改（合 并、修复、平 滑曲线、分解、 剪切、提取曲面 边界、提取元 素、倒圆角、平 移、旋转、对称、 缩放、变形、阵 列）4、曲线曲 面设计工具和 混合设计【本章】1线 框生成工具（点、线、面）; 曲面生成工具（拉伸、选择、 球体、偏移、 扫掠、放样、 填充、缝合、 桥接）；【本章难点】 曲面编辑和修 改（合并、修 复:、平滑曲线、 分解、剪切）【课前学习】了解曲面设计类型【课堂讲授】1.线框生成工具（点、 线、面）；2.曲面生成工具（拉伸、 选择、球体、偏移、扫掠、放样、填 充、缝合、桥接）：3.曲面编辑和修 改（合并、修复、平滑曲线、分解、 剪切、提取曲面边界、提取元素、倒 圆角、平移、旋转、对称、缩放、变 形、阵列）4、曲线曲面设计工具和混 合设计【课堂练习】饮料瓶曲面建模；听筒 曲面建模【课堂反应】根据课堂练习情况，反 馈曲面操作过程中存在的问题。【学习】讲授'现场教学'课堂讨论'混 合式教学；【习题作业】利用曲面与实体命令完成发动机连 杆、曲轴三维造型设计毕业要求3.设计开发：根据车辆工程 产业需求，针对其领域工程技术要求， 完成设计开发内容，并能够在设计环 节中利用Catia曲面设计工具进行设 计，表达创新意识，兼顾经济、社会、 健康、平安、法律、伦理、文化以及 环境等因素。毕业要求5.使用工具：能够针对车辆 工程领域复杂工程问题，开发、选择 与使用恰当的catia曲面设计技术、资 源、对车辆工程领域复杂工程问题的 计算与仿真，并能够理解其局限性。” 毕业要求12终身学习：了解本专业关 于曲面三维设计的新理论、新技术、新 方法，自主学习，适应开展。”课前学 习、讲授、 作业、课 堂练习； 期末考试教学目标1、2、3第七章 参数化与 知识顾问 (2)了解 CATIA 知识工程的 环境设置； 掌握参数化 和知识工程 工具的使 用：1.CAT1A 知识 工程的环境设 置：2 .掌握参数化 和知识工程工 具的使用；3 .参数化设计 实例通过课堂学习、 课堂教学和现 场教学，使同学 们掌握：1 .参数 定义过程；2.公 式的定义：3. 规那么定义；4.建 立设计表【本章】参数定义过程；公 式的定义；规 那么定义；【本章难点】设计表建立【课前学习】了解知识工程模块【课堂讲授】CATIA知识工程的环境 设置：掌握参数化和知识工程工具的 使用：参数化设计实例【课堂练习】螺栓参数化设计【课堂反应】根据课堂练习情况，反 馈参数化设计操作过程中存在的问 题。【学习】讲授'现场教学'课堂讨论'混 合式教学；【习题作业】利用知识工程完成一个直齿轮的创立毕业要求3.设计开发：根据车辆工程 产业需求，针对其领域工程技术要求， 完成设计开发内容，并能够在设计环 节中利用知识工程工具进行设计，体 现创新意识，兼顾经济、社会、健康、 平安、法律、伦理、文化以及环境等 因素。毕业要求5.使用工具：能够针对车辆 工程领域复杂工程问题，开发、选择 与使用恰当的catia知识工程设计技 术、资源、对车辆工程领域复杂工程 问题的计算与仿真，并能够理解其局 限性。”毕业要求12终身学习：了解本专业关 于知识工程工具的新理论、新技术、 新方法，自主学习，适应开展。”课前学 习、讲授、 作业、课 堂练习； 期末考试教学目标1、2、3