《计算机工程应用基础》课程教学大纲 一、课程概况 课程代码：01420220 课程名称：计算机工程应用基础 课程学分：2.5 课程学时：40（理论学时：40） 课程性质：学科必修课 开课部门：机械工程学院 建议修读学期：4 建议先修课程：工程制图 适用专业（方向）：机械设计制造及自动化专业 二、课程地位、作用与任务 计算机工程应用基础一课程的主要教学目的是讲授学生计算机辅助三维建模、装配、工程 图、工程分析等的相关理论和知识，培养学生使用计算机三维设计软件解决机械工程领域中的 设计、计算、分析的能力，从而达到提高设计、制造机械产品和装备的工作效率的目的。其主 要任务为使学生理解和掌握使用典型计算机三维设计软件进行机械辅助设计的基本理论、知识 和方法，从而培养学生针对机械工程实践问题的三维建模、三维装配仿真、工程图投影、工程 力学分析。 三、课程目标 (一)教学目标 1.教学目标1.具备初步的计算机辅助设计能力，以及初步的工程问题计算机设计分析和解决 能力（指标点4.2) 2.教学目标2.了解常用三维设计软件s0 lidworks的界面、菜单使用和主要工作环境设置，掌 握其基本使用方法；理解和掌握面向对象的计算机辅助设计的基本思路、方法和手段，包括三 维设计的建模、装配、工程图、分析、改错、模具型腔生成、板件生成等知识内容（指标点 9.2) 3教学目标3.学习并理解有限元分析的理论知识，掌握三维软件中使用有限元分析模块对工 程问题做出分析，并做出结构上的设计修改（指标点14.1) (二)本课程支撑的半业要求 1.本课程支撑的毕业要求：毕业要求4、9、14 2.本课程支撑的指标点：指标点4.2、9.2、14.1 8
18 《计算机工程应用基础》课程教学大纲 一、课程概况 课程代码：01420220 课程名称：计算机工程应用基础 课程学分：2.5 课程学时：40（理论学时：40） 课程性质：学科必修课 开课部门：机械工程学院 建议修读学期：4 建议先修课程：工程制图 适用专业（方向）：机械设计制造及自动化专业 二、课程地位、作用与任务 计算机工程应用基础一课程的主要教学目的是讲授学生计算机辅助三维建模、装配、工程 图、工程分析等的相关理论和知识，培养学生使用计算机三维设计软件解决机械工程领域中的 设计、计算、分析的能力，从而达到提高设计、制造机械产品和装备的工作效率的目的。其主 要任务为使学生理解和掌握使用典型计算机三维设计软件进行机械辅助设计的基本理论、知识 和方法，从而培养学生针对机械工程实践问题的三维建模、三维装配仿真、工程图投影、工程 力学分析。 三、课程目标 （一）教学目标 1.教学目标 1. 具备初步的计算机辅助设计能力，以及初步的工程问题计算机设计分析和解决 能力（指标点 4.2） 2.教学目标 2. 了解常用三维设计软件 solidworks 的界面、菜单使用和主要工作环境设置，掌 握其基本使用方法；理解和掌握面向对象的计算机辅助设计的基本思路、方法和手段，包括三 维设计的建模、装配、工程图、分析、改错、模具型腔生成、板件生成等知识内容（指标点 9.2） 3.教学目标 3. 学习并理解有限元分析的理论知识，掌握三维软件中使用有限元分析模块对工 程问题做出分析，并做出结构上的设计修改（指标点 14.1） （二）本课程支撑的毕业要求 1. 本课程支撑的毕业要求：毕业要求 4、9、14 2. 本课程支撑的指标点：指标点 4.2、9.2、14.1
(1)指标点4.2：掌握机械设计原理与方法，机械制造工程原理与技术，机械（机电）系统中 的传动与控制，计算机应用技术等机械专业基础知识；掌握机电传动技术、数控技术等知识领 域的基础知识。 (2)指标点9.2：能够选用二维或三维计算机辅助设计或分析软件表达工程问题的设计（或分 析)结果，或编程解决工程问题。 (3)指标点14.1：具备解决特定工程问题所涉及新知识的持续学习意识和能力。 (三)课程教学目标与毕业要求对应表 《计算机工程应用基础》课程教学目标与毕业要求的对应表 课程名称：计算机工程应用基础 任课教师：李珺 课程性质：学科必修课 课程学分：2.5 谋程支撑的半业要求 课程目标、达成途径、评价依据 半业要求4： 教学目标：熟悉CAD、CAM、CAE的概念和分类，掌握CAD 4.2掌握机械设计原理与方法， 的核心内容，能够对CAD、CAM和CAE对机械设计的提 机械制造工程原理与技术，机械高效率，缩短设计时间，提高设计精确性方面具有充分 (机电)系统中的传动与控制， 认识。能够对CAD、CAM、CAE的各应用领域有充分认识。 计算机应用技术等机械专业基础 掌握CAD及CAE各细分软件的优缺点，方便学习和工作 知识；掌握机电传动技术、数控 中的选用。 技术等知识领域的基础知识 达成途径：通过掌握CAD、CAE和CAM的概念性知识， 达到对计算机在机械设计领域中的应用有充分理解，并 能够在将来的学习和工作中正确选择合适的计算机设计 工具帮助设计过程的完成。 评价依据：课堂问答、课堂作业。 半业要求9： 教学目标：掌握至少一门三维软件的基本建模、部件装 9.2能够选用二维或三维计算机 配、工程图绘制、有限元分析等模块。 辅助设计或分析软件表达工程问 达成途径：通过教师讲授，学生机房上机实际操作，教 题的设计（或分析）结果，或编 师现场指导教学等方式，要求学生达到掌握三维软件的 程解决工程问题 熟练操作程度。 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试。 毕业要求14： 教学目标：能对工程计算问题进行抽象和简化，并建立 14.1具备解决特定工程问题所 相关模型进行计算机分析计算。 涉及新知识的持续学习意识和能 达成途径：通过对机械设计中力学问题的简化，计算机 力 建模模拟，有限元分析计算得出比较精确的计算结果， 并指导学生应用于课程设计和毕业设计中。 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试。 四、课程内容 教学内容 作业要求 第一章绪论 课内作业： 1.1CAD技术的概念、历史、特点及各种软件介绍 1.无 (2学时) 课外作业： 1.2CAE技术的概念、历史、特点及各种软件介绍1.完成本章小结。 19
19 （1）指标点4.2：掌握机械设计原理与方法，机械制造工程原理与技术，机械（机电）系统中 的传动与控制，计算机应用技术等机械专业基础知识；掌握机电传动技术、数控技术等知识领 域的基础知识。 （2）指标点9.2：能够选用二维或三维计算机辅助设计或分析软件表达工程问题的设计（或分 析）结果，或编程解决工程问题。 （3）指标点14.1：具备解决特定工程问题所涉及新知识的持续学习意识和能力。 （三）课程教学目标与毕业要求对应表 《计算机工程应用基础》课程教学目标与毕业要求的对应表 课程名称：计算机工程应用基础 任课教师：李珺 课程性质：学科必修课 课程学分：2.5 课程支撑的毕业要求 课程目标、达成途径、评价依据 毕业要求 4： 4.2 掌握机械设计原理与方法， 机械制造工程原理与技术，机械 （机电）系统中的传动与控制， 计算机应用技术等机械专业基础 知识；掌握机电传动技术、数控 技术等知识领域的基础知识 教学目标：熟悉 CAD、CAM、CAE 的概念和分类，掌握 CAD 的核心内容，能够对 CAD、CAM 和 CAE 对机械设计的提 高效率，缩短设计时间，提高设计精确性方面具有充分 认识。能够对 CAD、CAM、CAE 的各应用领域有充分认识。 掌握 CAD 及 CAE 各细分软件的优缺点，方便学习和工作 中的选用。 达成途径：通过掌握 CAD、CAE 和 CAM 的概念性知识， 达到对计算机在机械设计领域中的应用有充分理解，并 能够在将来的学习和工作中正确选择合适的计算机设计 工具帮助设计过程的完成。 评价依据：课堂问答、课堂作业。 毕业要求 9： 9.2 能够选用二维或三维计算机 辅助设计或分析软件表达工程问 题的设计（或分析）结果，或编 程解决工程问题 教学目标：掌握至少一门三维软件的基本建模、部件装 配、工程图绘制、有限元分析等模块。 达成途径：通过教师讲授，学生机房上机实际操作，教 师现场指导教学等方式，要求学生达到掌握三维软件的 熟练操作程度。 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试。 毕业要求 14： 14.1 具备解决特定工程问题所 涉及新知识的持续学习意识和能 力 教学目标：能对工程计算问题进行抽象和简化，并建立 相关模型进行计算机分析计算。 达成途径：通过对机械设计中力学问题的简化，计算机 建模模拟，有限元分析计算得出比较精确的计算结果， 并指导学生应用于课程设计和毕业设计中。 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试。 四、课程内容 教学内容 作业要求 第一章 绪论 1.1 CAD 技术的概念、历史、特点及各种软件介绍 （2 学时） 1.2 CAE 技术的概念、历史、特点及各种软件介绍 课内作业： 1. 无 课外作业： 1.完成本章小结
(1.5学时) 2.回答什么叫CAD、CAE、CAM。 1.3CAM技术的概念、历史、特点及各种软件介绍 (1.5学时) 知识点： 计算机辅助设计、辅助分析和辅助制造在机械 工程领域中的巨大应用前景及三个环节应用的连 续性和一贯性。甄别使用各个领域最能满足需求的 相关设计软件。 第二章solidworks软件零件与装配体建模(20学 课内作业： 时) 能对一些较为复杂的零件完成计算机 2.1 solidworks软件介绍(0.5学时) 建模工作。训练内容应涵盖拉伸、旋转、切 2.2草图(2学时) 除、圆角、扫描、抽壳、草图绘制等内容。 2.3基本零件建模(2.5学时) 能对一个不超过10个零件的机构进行 2.4铸件或锻件建模（2.5学时) 计算机模拟装配，要求能够正确配合，位置 2.5阵列特征(2.5学时) 关系要准确，自由度约束要正确。 2.6旋转特征(2.5学时)》 课外作业： 2.7抽壳和筋(2.5学时) 完成各章课后练习： 2.8编辑：修复(2学时) 2.9配置(0.5学时) 2.10自底向上的装配体建模(2.5学时) 重点：实体建模的基本原理，三维软件的各种操作 方式的熟练应用。 难点：建模中各种约束、定位、草图基础中易错的 地方，各种特征工具中高级功能的区别。 第三章solidworks软件工程图的建立（12学时) 课内作业： 3.1工程图图纸和工程视图(2.5学时) 要求对一个较为复杂的零件工程图进 3.2尺寸(2.5学时) 行练习，能够使用多种视图、多种剖视图、 3.3添加注解(2.5学时) 尺寸标注、技术要求标注、标题栏填写等内 3.4图纸格式和工程图模板(2.5学时) 容。 3.5装配体工程视图(1学时) 要求对一个部件进行装配图绘制，能够 3.6材料明细表和设计表(1学时) 以合理的剖视图表达内部结构，以多种视图 重点：正确工程图投影的建立，尺寸的准确标注， 方向表达清楚装配关系，对于装配和总体尺 各种剖视图表达内部关系的熟练完成，装配体工程 寸进行标注，学会标注各零件序号和材料明 图的正确表达 细表的编制。 课外作业： 难点：零件图和装配图中调用参数关系简化出图步 完成本章书后各练习作业： 骤的应用 第四章solidworks软件基础工程分析部分(3学 课内作业： 时) 要求对一个简单零件的简单受力做出 4.1有限元简介(1学时) 有限元分析，结果能得到该零件的应力分布 4.2简单零件的力学分析(2学时) 状况、刚度变形状况等内容。 重点：零件受力和约束的理解、载荷施加、材料赋 课外作业： 予和受力计算结果的获得 完成本章书后各练习作业： 难点：各种复杂约束和受力如何正确地施加。 五、建议学时分配表 对应教学 序号 课程内容 学时分配 目标 20
20 （1.5 学时） 1.3 CAM 技术的概念、历史、特点及各种软件介绍 （1.5 学时） 知识点： 计算机辅助设计、辅助分析和辅助制造在机械 工程领域中的巨大应用前景及三个环节应用的连 续性和一贯性。甄别使用各个领域最能满足需求的 相关设计软件。 2.回答什么叫 CAD、CAE、CAM。 第二章 solidworks 软件零件与装配体建模（20 学 时） 2.1 solidworks 软件介绍（0.5 学时） 2.2 草图（2学时） 2.3 基本零件建模（2.5学时） 2.4 铸件或锻件建模（2.5学时） 2.5 阵列特征（2.5学时） 2.6 旋转特征（2.5学时） 2.7 抽壳和筋（2.5学时） 2.8 编辑：修复（2学时） 2.9 配置（0.5学时） 2.10 自底向上的装配体建模（2.5学时） 重点：实体建模的基本原理，三维软件的各种操作 方式的熟练应用。 难点：建模中各种约束、定位、草图基础中易错的 地方，各种特征工具中高级功能的区别。 课内作业： 能对一些较为复杂的零件完成计算机 建模工作。训练内容应涵盖拉伸、旋转、切 除、圆角、扫描、抽壳、草图绘制等内容。 能对一个不超过 10 个零件的机构进行 计算机模拟装配，要求能够正确配合，位置 关系要准确，自由度约束要正确。 课外作业： 完成各章课后练习； 第三章 solidworks 软件工程图的建立（12 学时） 3.1 工程图图纸和工程视图（2.5 学时） 3.2 尺寸（2.5 学时） 3.3 添加注解（2.5 学时） 3.4 图纸格式和工程图模板（2.5 学时） 3.5 装配体工程视图（1 学时） 3.6 材料明细表和设计表（1 学时） 重点：正确工程图投影的建立，尺寸的准确标注， 各种剖视图表达内部关系的熟练完成，装配体工程 图的正确表达 难点：零件图和装配图中调用参数关系简化出图步 骤的应用 课内作业： 要求对一个较为复杂的零件工程图进 行练习，能够使用多种视图、多种剖视图、 尺寸标注、技术要求标注、标题栏填写等内 容。 要求对一个部件进行装配图绘制，能够 以合理的剖视图表达内部结构，以多种视图 方向表达清楚装配关系，对于装配和总体尺 寸进行标注，学会标注各零件序号和材料明 细表的编制。 课外作业： 完成本章书后各练习作业； 第四章 solidworks 软件基础工程分析部分（3 学 时） 4.1 有限元简介（1 学时） 4.2 简单零件的力学分析（2 学时） 重点：零件受力和约束的理解、载荷施加、材料赋 予和受力计算结果的获得 难点：各种复杂约束和受力如何正确地施加。 课内作业： 要求对一个简单零件的简单受力做出 有限元分析，结果能得到该零件的应力分布 状况、刚度变形状况等内容。 课外作业： 完成本章书后各练习作业； 五、建议学时分配表 序号 课程内容 学 时 分 配 对应教学 目标
讲授 实验 习题课 小计 第一章绪论 5 0 5 目标4 第二章solidworks软件零件与装配 20 0 20 目标9 体建模 3 第三章solidworks软件工程图的建 12 0 0 12 目标9 立 第四章solidworks软件基础工程分 4 3 0 3 目标14 析部分 合计 40 0 0 40 六、教学方法（本课程的主要教学方法） 1、本课程主要是实际操作技能的掌握，教学采用现代教学手段，以计算机教室讲授为主， 结合学生实际操作、边学边练，作业等共同实施。 2、本课程在教学过程中安排大量的实践练习，全部要求学生当堂完成，老师现成答疑解 惑指正，每个教学点的教授都伴随实际操作，使学生能迅速上手进行设计工作。 3、课堂表现及答疑 课堂教学通过随机抽查出勤情况等作为考核学生课堂表现的重要依据，每次课后任课教师 均安排答疑或质疑。课堂表现及答疑情况成绩占总成绩25% 4.期末考核注意事项 期末考核采用开卷考试，计算机实际操作完成，学生提交计算机文件。对学生的建模能力、 工程图绘制能力、装配体装配操作能力、简单零件的有限元分析能力进行测试。由于上机操作 时间有限，操作较为繁琐，考试需要覆盖的内容又较宽。任课教师在考试题目选择上要注重学 生实际操作技能的测试，规避题目上的一些繁琐细节，例如：必须规避一个建模零件有几十个 尺寸需要学生标注，这样的考核就浪费时间毫无意义，学生会标注一个尺寸，就会标注所有尺 寸了；建模零件也切记太过复杂，学生会一个拉伸实体操作就会所有的拉伸实体了，不需要 个零件上有数个拉伸实体考核等等此类问题。任课教师在选择考核题目时，甚至可以直接选择 平时教学中的典型案例以节约学生对模型零件的观察时间。需注意，本考核需要学生当场实际 操作完成，属于现场操作技能性考核，非死记硬背的知识性考核或逻辑推理性考核，不同于其 他大部分课程的考核方式，这是出卷老师需要注意的地方。该考核环节占总成绩的60%。 七、课程考核内容及方式 1.考核方式：开卷上机考试 2考核形式：总评成绩由平时考核、期末考核两部分成绩综合评定。 3.成绩评定：采用卷面每题以五分制或者十分制计分，经各题权重百分比汇总核算后最终以五 21
21 六、教学方法（本课程的主要教学方法） 1、本课程主要是实际操作技能的掌握，教学采用现代教学手段，以计算机教室讲授为主， 结合学生实际操作、边学边练，作业等共同实施。 2、本课程在教学过程中安排大量的实践练习，全部要求学生当堂完成，老师现成答疑解 惑指正，每个教学点的教授都伴随实际操作，使学生能迅速上手进行设计工作。 3、课堂表现及答疑 课堂教学通过随机抽查出勤情况等作为考核学生课堂表现的重要依据，每次课后任课教师 均安排答疑或质疑。课堂表现及答疑情况成绩占总成绩25% 4.期末考核注意事项 期末考核采用开卷考试，计算机实际操作完成，学生提交计算机文件。对学生的建模能力、 工程图绘制能力、装配体装配操作能力、简单零件的有限元分析能力进行测试。由于上机操作 时间有限，操作较为繁琐，考试需要覆盖的内容又较宽。任课教师在考试题目选择上要注重学 生实际操作技能的测试，规避题目上的一些繁琐细节，例如：必须规避一个建模零件有几十个 尺寸需要学生标注，这样的考核就浪费时间毫无意义，学生会标注一个尺寸，就会标注所有尺 寸了；建模零件也切记太过复杂，学生会一个拉伸实体操作就会所有的拉伸实体了，不需要一 个零件上有数个拉伸实体考核等等此类问题。任课教师在选择考核题目时，甚至可以直接选择 平时教学中的典型案例以节约学生对模型零件的观察时间。需注意，本考核需要学生当场实际 操作完成，属于现场操作技能性考核，非死记硬背的知识性考核或逻辑推理性考核，不同于其 他大部分课程的考核方式，这是出卷老师需要注意的地方。该考核环节占总成绩的60%。 七、课程考核内容及方式 1.考核方式：开卷上机考试 2.考核形式：总评成绩由平时考核、期末考核两部分成绩综合评定。 3.成绩评定：采用卷面每题以五分制或者十分制计分，经各题权重百分比汇总核算后最终以五 讲 授 实 验 习题课 小 计 1 第一章 绪论 5 0 5 目标 4 2 第二章 solidworks 软件零件与装配 体建模 20 0 0 20 目标 9 3 第三章 solidworks 软件工程图的建 立 12 0 0 12 目标 9 4 第四章 solidworks 软件基础工程分 析部分 3 0 3 目标 14 合 计 40 0 0 40
级计分制方式呈现，按以下2项考核指标进行总评成绩综合评定，其构成比例如下： 平时考核成绩：占课程总成绩的40%：（其中考勤占50%，课堂作业占50%） 期末考核成绩：占课程总成绩的60%； 八、推荐教材和教学参考书 教材：《Solidworks零件与装配体教程(2012版)》，陈超祥等编著，机械工业出版社，2012年。 教材：《solidworks工程图教程(2012版)》，陈超祥等编著，机械工业出版社，2012年。 参考书：《Solidworks高级装配教程(2012版)》，陈超祥等编著，机械工业出版社，2012年。 参考书：《Solidworks simulation基础教程(20l2版)》，陈超祥等编著，机械工业出版社， 2012年。 撰写人：李珺 审核人： 学院分管领导签字（盖章)： 年月日 22
22 级计分制方式呈现，按以下 2 项考核指标进行总评成绩综合评定，其构成比例如下： 平时考核成绩：占课程总成绩的 40%；（其中考勤占 50%，课堂作业占 50%） 期末考核成绩：占课程总成绩的 60%； 八、推荐教材和教学参考书 教 材：《Solidworks 零件与装配体教程（2012 版）》，陈超祥等编著，机械工业出版社，2012 年。 教 材：《solidworks 工程图教程（2012 版）》，陈超祥等编著，机械工业出版社，2012 年。 参考书：《Solidworks 高级装配教程（2012 版）》， 陈超祥等编著，机械工业出版社，2012 年。 参考书：《Solidworks simulation 基础教程（2012 版）》， 陈超祥等编著，机械工业出版社， 2012 年 。 撰写人：李珺 审核人： 学院分管领导签字（盖章）： 年 月 日