《機(jī)電工程軟件及應(yīng)用》教學(xué)大綱

《機(jī)電工程軟件及應(yīng)用》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：01150401課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論16學(xué)時(shí)，上機(jī)16學(xué)時(shí)）先修課程：機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)繪圖等后續(xù)課程：三維掃描與數(shù)字化設(shè)計(jì)、機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新等適用專業(yè)：機(jī)械電子工程開(kāi)課單位：機(jī)械工程學(xué)院一、課程說(shuō)明《機(jī)電工程軟件及應(yīng)用》是機(jī)械電子類專業(yè)選修的一門(mén)專業(yè)技術(shù)課。本課程主要傳授機(jī)電領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)涉及相關(guān)工程軟件的基本介紹以及應(yīng)用方法與技能，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事機(jī)電裝備研發(fā)工作打下必要的基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)及實(shí)際操作計(jì)算機(jī)來(lái)解決產(chǎn)品研發(fā)實(shí)際中問(wèn)題的能力，兼顧新技術(shù)、新方法及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)理論基礎(chǔ)深厚、專業(yè)技能突出、實(shí)踐能力出眾、具有良好職業(yè)道德和內(nèi)在素質(zhì)并能很好服務(wù)一線的高等應(yīng)用型人才。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解機(jī)電裝備領(lǐng)域的相關(guān)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)，并能夠熟練運(yùn)用機(jī)電工程類軟件完成機(jī)械電子產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)2：能在機(jī)械電子產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，利用現(xiàn)代信息技術(shù)及工具，獲取或開(kāi)發(fā)所需設(shè)計(jì)資源，并能選用恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)/分析方法及軟件工具，建立產(chǎn)品對(duì)象的模擬及預(yù)測(cè)模型，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)，具有堅(jiān)持不懈的學(xué)習(xí)精神，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度和積極向上的價(jià)值觀三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《機(jī)電工程軟件及應(yīng)用》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)機(jī)械電子工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.3能夠?qū)C(jī)電工程基礎(chǔ)知識(shí)用于分析機(jī)械電子相關(guān)復(fù)雜工程問(wèn)題并提出解決方案課程目標(biāo)1：過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了機(jī)電裝備領(lǐng)域的相關(guān)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)，并能夠掌握并熟練運(yùn)用機(jī)電工程類軟件完成機(jī)械電子產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。M5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠選擇和使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源，工程工具和專業(yè)模擬軟件等，用于機(jī)電工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)；課程目標(biāo)2：能在機(jī)械電子產(chǎn)品或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，利用現(xiàn)代信息技術(shù)及工具，獲取或開(kāi)發(fā)所需設(shè)計(jì)資源，并能選用恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)/分析方法及軟件工具，建立產(chǎn)品對(duì)象的模擬及預(yù)測(cè)模型，進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)上機(jī)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.機(jī)電工程軟件概述（1）機(jī)電工程軟件介紹（2）設(shè)定SolidWorks的操作環(huán)境；（3）SolidWorks基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸、坐標(biāo)點(diǎn)的顯示；教學(xué)要求：使學(xué)生了解各類機(jī)電工程軟件平臺(tái)功能與應(yīng)用場(chǎng)合，熟悉三維軟件的操作環(huán)境，掌握三維設(shè)計(jì)軟件的基本通用功能，掌握視角轉(zhuǎn)換與尺寸標(biāo)注。通過(guò)合理設(shè)置公、英制繪圖標(biāo)準(zhǔn)、建模單位、材料屬性培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)精神、務(wù)實(shí)的工匠精神重點(diǎn)：基準(zhǔn)設(shè)置。難點(diǎn)：軟件的視角變換、各種指令功能。21、2、32.草圖繪制（1）草圖繪制面和草圖原點(diǎn)的選擇、草圖繪制環(huán)境設(shè)定、編輯方法；（2）尺寸類型及標(biāo)注方法幾何約束的顯示與隱藏；（3）添加約束的方法失敗的類型、判斷和解決方法。教學(xué)要求：使學(xué)生了解草圖繪制的思路，掌握草圖繪制基礎(chǔ)操作以及草圖尺寸標(biāo)注。了解草圖約束的方法失敗的判斷和解決方法。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致、一絲不茍的工作作風(fēng)。重點(diǎn)：草圖繪制技巧，零件約束尺寸標(biāo)注。難點(diǎn)：零件草圖約束尺寸修改。21、2、33.特征建模（1）拉伸起始面、終止面的選擇、拉伸方向草圖復(fù)用、草圖輪廓的選擇截面草圖與路徑草圖的空間關(guān)系；（2）圓角操作對(duì)象的選擇、變半徑圓角、控制線圓角，拔模面的一些特殊設(shè)定方法異型孔的精確定位方法；（3）異型孔類型及自定義尺寸方式局部面抽殼的方法。教學(xué)要求：使學(xué)生掌握常見(jiàn)的特征建模方法；掌握繪制常見(jiàn)零件的特征建模繪圖技巧；掌握常見(jiàn)特征應(yīng)用方法。培養(yǎng)學(xué)生不怕困難、勇于探索的自主創(chuàng)新精神重點(diǎn)：各類特征建模的應(yīng)用。難點(diǎn)：特征建模的選擇使用。21、2、34.零件設(shè)計(jì)（1）零件原點(diǎn)的選擇、零件朝向、缺省視角重定義模型單位制的調(diào)整；（2）尺寸精度設(shè)定模型材料屬性的設(shè)置、獲取模型（包括裝配件）質(zhì)量屬性。（3）零件工程圖的生成及編輯。教學(xué)要求：使學(xué)生了解基本零件的建模要素及步驟；掌握常見(jiàn)零件繪制方法；掌握常見(jiàn)零件工程圖生成及尺寸標(biāo)注；精度決定質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。重點(diǎn)：常見(jiàn)零件繪制基準(zhǔn)面選擇、特征應(yīng)用建模。難點(diǎn)：零件建模特征的選擇與二維工程圖生成。41、2、35.裝配體裝配（1）生成裝配件、設(shè)定零件之間裝配關(guān)系；（2）生成爆炸視圖、設(shè)定顯示樣式、采用裝配特征控制。（3）裝配體工程圖的生成及編輯。教學(xué)要求：使學(xué)生了解裝配體的裝配要點(diǎn)及步驟；掌握裝配體配合關(guān)系分析與設(shè)定；掌握爆炸視圖生成方法；掌握裝配體工程圖生成及編輯。中國(guó)第一代核潛艇之父黃旭華手工造模型的故事培植學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷重點(diǎn)：裝配體裝配配合及相應(yīng)二維工程圖三視圖生成。難點(diǎn)：裝配體配合關(guān)系及過(guò)程分析。41、2、36.機(jī)械零件有限元仿真分析（1）solidworks有限元仿真基礎(chǔ)、有限元建模策略；（2）產(chǎn)品靜強(qiáng)度仿真分析。教學(xué)要求：使學(xué)生了解基本有限元仿真分析的理念；掌握簡(jiǎn)單零件的靜力學(xué)仿真分析過(guò)程與操作方法。借助美國(guó)制裁我國(guó)工程軟件，激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新精神。重點(diǎn)：簡(jiǎn)單零件的有限元模型建立及分析方法。難點(diǎn)：約束條件與外載荷加載的分析與設(shè)定。21、2、3合計(jì)162.上機(jī)部分上機(jī)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表3。表3實(shí)驗(yàn)(上機(jī))項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）(上機(jī))內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)(上機(jī))項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)(上機(jī))內(nèi)容和要求上機(jī)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.軟件基本操作實(shí)驗(yàn)(上機(jī))內(nèi)容：使用軟件中各項(xiàng)基本操作方法。實(shí)驗(yàn)(上機(jī))要求：了解軟件的基本功能、安裝環(huán)境、操作界面、工具欄使用；掌握軟件的常用工具命令以及基本操作。21、2、32.二維草圖繪制實(shí)驗(yàn)(上機(jī))內(nèi)容：用實(shí)際零件工程圖進(jìn)行二維草圖繪制。實(shí)驗(yàn)(上機(jī))要求：了解二維草圖基本功能，掌握二維草圖繪制技巧與操作方法。21、2、33.三維特征建模實(shí)驗(yàn)(上機(jī))內(nèi)容：使用三維特征建模方法完成給定零件的三維設(shè)計(jì)，并完成零件的裝配及零件工程圖的生成。實(shí)驗(yàn)(上機(jī))要求：了解三維特征建模思路，掌握三維特征建模的基本操作，掌握零件工程圖的生成。21、2、34.零件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(上機(jī))內(nèi)容：使用二維草圖及三維特征建模操作完成實(shí)際零件的設(shè)計(jì)與繪制。實(shí)驗(yàn)(上機(jī))要求：了解實(shí)際零件建模思想，掌握真實(shí)零件三維模型的生成操作方法。41、2、35.裝配體裝配實(shí)驗(yàn)(上機(jī))內(nèi)容：完成給定裝備體的組件裝配操作并生成爆炸圖及裝備配體二維工程圖。實(shí)驗(yàn)(上機(jī))要求：了解裝配體裝配思路，掌握裝配體組件裝配、爆炸圖及二維工程圖的生成。41、2、36.有限元仿真分析實(shí)驗(yàn)(上機(jī))內(nèi)容：完成給定零件體的靜力學(xué)有限元仿真分析。實(shí)驗(yàn)(上機(jī))要求：了解有限元仿真分析思想，掌握簡(jiǎn)單零件靜力學(xué)分析操作。21、2、3合計(jì)16五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授與訓(xùn)練結(jié)合的方式，以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容，精講多練；結(jié)合討論、案例、視頻資源共享、實(shí)踐練習(xí)等教學(xué)手段促進(jìn)學(xué)生積極思考，開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，使學(xué)生比較全面地了解機(jī)電裝備研發(fā)領(lǐng)域相關(guān)的工程軟件平臺(tái)，在著重掌握三維建模及仿真的基礎(chǔ)上，具有進(jìn)行機(jī)電裝備方案設(shè)計(jì)的基本能力。在實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、案例教學(xué)及實(shí)踐操作引導(dǎo)等方法培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電工程軟件的基本理論、基本知識(shí)和基本技能。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。六、課程資源1.推薦教材：（1）梁秀娟.SOLIDWORKS2018中文版機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)例教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2020．2.參考書(shū)：（1）商躍進(jìn).SolidWorks2018三維設(shè)計(jì)及應(yīng)用教程[M].機(jī)械工業(yè)出版.2018．（2）郝慶波.中文版SolidWorks2018完全實(shí)戰(zhàn)技術(shù)手冊(cè)[M].清華大學(xué)出版社.2017．（3）詹迪維.SolidWorks機(jī)械設(shè)計(jì)教程（2020中文版）[M].機(jī)械工業(yè)出版.2021.（4）羅蓉.SOLIDWORKS參數(shù)化建模教[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2021．3.期刊：（1）軟件工程[J].ISSN:1000-9825.中國(guó)科學(xué)院軟件研究所與中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（2）計(jì)算機(jī)仿真[J].ISSN:1006-9348.中國(guó)航天科工集團(tuán)公司第十七研究所.（3）軟件學(xué)報(bào)[J].ISSN:1000-9825.中國(guó)科學(xué)院軟件研究所.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）三維軟件論壇;:8080/jpkc/course/checkpass.php（2）三維軟件應(yīng)用交流網(wǎng);/sw/（3）米思米網(wǎng);/七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過(guò)程性考核成績(jī)和期末考核成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表4。表4課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)12過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問(wèn)題情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭?5上機(jī)20（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以實(shí)驗(yàn)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭?15作業(yè)20（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭?15期末測(cè)試50（1）上機(jī)測(cè)試100分，以測(cè)試成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核是以實(shí)際裝配體產(chǎn)品為例，進(jìn)行草圖構(gòu)建、三維建模、二維工程圖紙生成操作，以各部分完成度及準(zhǔn)確度作為主要評(píng)分依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)?！獭?030合計(jì)：100分3565八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、期末上機(jī)測(cè)試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由上機(jī)測(cè)試成績(jī)和過(guò)程性考核成績(jī)組成。其中：期末上機(jī)測(cè)試為100分（權(quán)重50%）；課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)等過(guò)程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重50%）；過(guò)程性考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表5。表5過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)20筆記完整，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問(wèn)題，準(zhǔn)確率大于90%。筆記完整，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于80%。筆記不完整，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。上課不認(rèn)真，上課不記筆記，不參與教學(xué)活動(dòng)。作業(yè)40作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%。不交作業(yè)3次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60%。不交作業(yè)4次以上，準(zhǔn)確