《三维造型设计》教学大纲课程编号：B04042100课程名称：三维造型设计英文名称：33DModeling课程性质：专业限选课学时/学分：32/2考核方式：：考试机械制图先修课程：后继课程：适用专业及层次：金属材料工程专业，本科生大纲执笔人：董红周大纲审核人：孙瑞雪一、课程性质与目标计算机辅助制图是金属材料工程专业一门重要的专业限选课。要求学生掌握各种二维绘图、编辑操作，熟练进行二维图形的绘制，掌握各种三维特征构建操作，熟练进行常见零部件的设计绘制及较复杂零件的绘制，掌握简单的零件装配及工程图设计，锻炼学生解决问题，分析问题的能力。通过本课程的学习，要求学生达到以下的目标：课程目标1：能针对一个金属材料工程专业的复杂工程问题建立合适的工程模型；课程目标2：能够准确理解ProE进行制图的核心设计思想，在安全、环境法律等现实约束条件下，对设计方案的可行性进行研究；课程目标3：能够利用ProE软件进行简单的草绘设计，借助工程图纸，呈现设计/开发成果：课程目标4：能够运用ProE软件进行常见零部件三维特征的设计绘制及较复杂零件的绘制，设计、绘制和分析金属材料复杂工程问题的解决方案，能理解其局限性；课程目标5：能够通过ProE软件绘制工程零件，对复杂工程技术问题进行清1
1 《三维造型设计》教学大纲 课程编号： B04042100 课程名称： 三维造型设计 英文名称： 3D Modeling 课程性质： 专业限选课 学时/学分： 32/2 考核方式： 考试 先修课程： 机械制图 后继课程： 适用专业及层次： 金属材料工程专业，本科生 大纲执笔人： 董红周 大纲审核人： 孙瑞雪 一、课程性质与目标 计算机辅助制图是金属材料工程专业一门重要的专业限选课。要求学生掌握 各种二维绘图、编辑操作，熟练进行二维图形的绘制，掌握各种三维特征构建操 作，熟练进行常见零部件的设计绘制及较复杂零件的绘制，掌握简单的零件装配 及工程图设计，锻炼学生解决问题，分析问题的能力。通过本课程的学习，要求 学生达到以下的目标： 课程目标 1：能针对一个金属材料工程专业的复杂工程问题建立合适的工程 模型； 课程目标 2：能够准确理解 Pro E 进行制图的核心设计思想，在安全、环境、 法律等现实约束条件下，对设计方案的可行性进行研究； 课程目标 3：能够利用 Pro E 软件进行简单的草绘设计，借助工程图纸，呈现 设计/开发成果； 课程目标 4：能够运用 Pro E 软件进行常见零部件三维特征的设计绘制及较 复杂零件的绘制，设计、绘制和分析金属材料复杂工程问题的解决方案，能理解 其局限性； 课程目标 5：能够通过 Pro E 软件绘制工程零件，对复杂工程技术问题进行清
晰的阐述，并能利用ProE软件与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系毕业要求指标点课程目标1-2.能针对一个金属材毕业要求1.能够将数学、自然科料工程专业的复杂工程学、工程基础和专业知识用于分析课程目标1问题建立合适的数学模和解决金属材料工程领域中的复杂型或描述模型，并利用恰工程问题。当的边界条件求解。毕业要求3.设计/开发解决方案：能3-2.能够在安全、环境、课程目标2够综合利用所学的基础理论知识和法律等现实约束条件下，专业知识，针对金属材料工程领域对设计方案的可行性进行研究。中的复杂工程问题，设计和优化材料成分、材料加工工艺、热处理工3-5.能够借助图纸、报课程目标3艺、防腐工艺等，满足特定的产品需告、论文或实物等形式，求，并能够在方案设计及优化中体呈现设计/开发成果。现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的影响。毕业要求5.使用现代工具：能够针5-1.能够运用计算机软课程目标4对金属材料工程领域中的复杂工程件和计算机辅助绘图软问题，选择、使用与开发恰当的计算件设计、绘制和分析金属机办公软件、计算机辅助设计和信材料复杂工程问题的解息技术工具、测试分析仪器及数据决方案，能理解其局限性。处理技术，进行预测、模拟与试验，并能够理解其局限性。课程目标5毕业要求10.沟通：能够就金属材10-1.能够通过文稿或图料复杂工程问题与业界同行及社会纸等技术文件对复杂工程技术问题进行清晰的公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰阐述，并能利用现代信息表达或回应指令：具备一定的外语技术与业界同行及社会交流能力和国际视野，能够在跨文公众进行有效沟通和交流。化背景下进行沟通和交流。2
2 晰的阐述，并能利用 Pro E 软件与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。 二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 毕业要求 1. 能够将数学、自然科 学、工程基础和专业知识用于分析 和解决金属材料工程领域中的复杂 工程问题。 1-2. 能针对一个金属材 料工程专业的复杂工程 问题建立合适的数学模 型或描述模型，并利用恰 当的边界条件求解。 课程目标 1 毕业要求 3. 设计/开发解决方案：能 够综合利用所学的基础理论知识和 专业知识，针对金属材料工程领域 中的复杂工程问题，设计和优化材 料成分、材料加工工艺、热处理工 艺、防腐工艺等，满足特定的产品需 求，并能够在方案设计及优化中体 现创新意识，考虑社会、健康、安全、 法律、文化以及环境等因素的影响。 3-2. 能够在安全、环境、 法律等现实约束条件下， 对设计方案的可行性进 行研究。 课程目标 2 3-5. 能够借助图纸、报 告、论文或实物等形式， 呈现设计/开发成果。 课程目标 3 毕业要求 5. 使用现代工具：能够针 对金属材料工程领域中的复杂工程 问题，选择、使用与开发恰当的计算 机办公软件、计算机辅助设计和信 息技术工具、测试分析仪器及数据 处理技术，进行预测、模拟与试验， 并能够理解其局限性。 5-1. 能够运用计算机软 件和计算机辅助绘图软 件设计、绘制和分析金属 材料复杂工程问题的解 决方案，能理解其局限 性。 课程目标 4 毕业要求 10. 沟通：能够就金属材 料复杂工程问题与业界同行及社会 公众进行有效沟通和交流，包括撰 写报告和设计文稿、陈述发言、清晰 表达或回应指令；具备一定的外语 交流能力和国际视野，能够在跨文 化背景下进行沟通和交流。 10-1. 能够通过文稿或图 纸等技术文件对复杂工 程技术问题进行清晰的 阐述，并能利用现代信息 技术与业界同行及社会 公众进行有效沟通和交 流。 课程目标 5
三、教学基本内容第一章：CAD/CAM概述（支撑课程目标1、2）S1.1CAD/CAM的基本概念、系统组成、工作过程及发展趋势要求学生：掌握CAD/CAM的基本概念教学重点：CAD/CAM的基本概念教学难点：CAD/CAM的基本概念第二章：CAD/CAM系统的数据模型（支撑课程目标1、2）82.1线框模型、表面模型、实体模型、特征模型要求学生：掌握四种数据模型教学重点：特征模型教学难点：特征模型第三章：Pro/ENGINEERWildfire简介（支撑课程自标、2）S3.1计算机辅助设计(CAD)技术及常用CAD软件$3.2Pro/ENGINEER的发展历程、主要模块、核心设计思想s3.3Pro/ENGINEERWildfire操作基础要求学生：掌握ProE软件的核心设计思想、操作基础教学重点：Pro/ENGINEER核心设计思想、操作基础教学难点：Pro/ENGINEER操作基础第四章：绘制草图（支撑课程目标3、4、5）$4.1草绘环境、草图绘制$4.2草图编辑、草图标注$4.3几何约束要求学生：掌握二位草图的绘制教学重点：草绘环境、草图绘制、草图编辑、草图标注、几何约束教学难点：草图标注、几何约束第五章：基准特征（支撑课程目标3、4、5）S5.1创建基准特征要求学生：掌握基准特征的创建教学重点：创建基准特征教学难点：创建基准特征n
3 三、教学基本内容 第一章：CAD/CAM概述 （支撑课程目标1、2） §1.1 CAD/CAM的基本概念、系统组成、工作过程及发展趋势 要求学生：掌握CAD/CAM的基本概念 教学重点：CAD/CAM的基本概念 教学难点：CAD/CAM的基本概念 第二章：CAD/CAM系统的数据模型 （支撑课程目标1、2） §2.1 线框模型、表面模型、实体模型、特征模型 要求学生：掌握四种数据模型 教学重点：特征模型 教学难点：特征模型 第三章：Pro/ENGINEER Wildfire 简介 （支撑课程目标1、2） §3.1 计算机辅助设计(CAD)技术及常用CAD软件 §3.2 Pro/ENGINEER的发展历程、主要模块、核心设计思想 §3.3 Pro/ENGINEER Wildfire 操作基础 要求学生：掌握Pro E软件的核心设计思想、操作基础 教学重点： Pro/ENGINEER核心设计思想、操作基础 教学难点： Pro/ENGINEER操作基础 第四章：绘制草图 （支撑课程目标3、4、5） §4.1 草绘环境、草图绘制 §4.2 草图编辑、草图标注 §4.3 几何约束 要求学生：掌握二位草图的绘制 教学重点：草绘环境、草图绘制、草图编辑、草图标注、几何约束 教学难点：草图标注、几何约束 第五章：基准特征 （支撑课程目标3、4、5） §5.1 创建基准特征 要求学生：掌握基准特征的创建 教学重点：创建基准特征 教学难点：创建基准特征
第六章：基础特征（支撑课程目标3、4、5）$6.1拉伸特征86.2旋转特征$6.3扫描特征86.4混合特征要求学生：掌握基础特征的绘制教学重点：拉伸特征、旋转特征、扫描特征、混合特征教学难点：扫描特征、混合特征第七章：工程特征（支撑课程目标3、4、5）$7.1孔特征$7.2抽壳特征$7.3筋特征$7.4拔模特征$7.5倒圆角特征要求学生：掌握工程特征的绘制教学重点：孔特征、抽壳特征、筋特征、拔模特征、倒圆角特征教学难点：孔特征、筋特征第八章：特征编辑（支撑课程目标3、4、5）$8.1模型树$8.2特征编辑、特征复制、特征阵列要求学生：掌握特征的编辑教学重点：模型树、特征编辑、特征阵列教学难点：特征阵列第九章：零件装配（支撑课程目标3、4、5）$9.1装配约束要求学生：掌握零件的装配教学重点：装配约束教学难点：装配约束第十章：工程图设计（支撑课程目标3、4、5）s10.1工程图的创建和编辑4
4 第六章：基础特征 （支撑课程目标3、4、5） §6.1 拉伸特征 §6.2 旋转特征 §6.3 扫描特征 §6.4 混合特征 要求学生：掌握基础特征的绘制 教学重点：拉伸特征、旋转特征、扫描特征、混合特征 教学难点：扫描特征、混合特征 第七章：工程特征 （支撑课程目标3、4、5） §7.1 孔特征 §7.2 抽壳特征 §7.3 筋特征 §7.4 拔模特征 §7.5 倒圆角特征 要求学生：掌握工程特征的绘制 教学重点：孔特征、抽壳特征、筋特征、拔模特征、倒圆角特征 教学难点：孔特征、筋特征 第八章：特征编辑 （支撑课程目标3、4、5） §8.1 模型树 §8.2 特征编辑、特征复制、特征阵列 要求学生：掌握特征的编辑 教学重点：模型树、特征编辑、特征阵列 教学难点：特征阵列 第九章：零件装配 （支撑课程目标3、4、5） §9.1 装配约束 要求学生：掌握零件的装配 教学重点：装配约束 教学难点：装配约束 第十章：工程图设计 （支撑课程目标3、4、5） §10.1 工程图的创建和编辑
$10.2尺寸的标注$10.3公差、注释和表的创建要求学生：掌握工程图的创建教学重点：尺寸的标注、公差、注释和表的创建教学难点：尺寸的标注四、教学安排（学时数32）1、教学环节安排课程目标具体知识与能力要求采用的教学环节（毕业要求指标点）课程目标1（指标点1-能针对一个金属材料工程专业的课堂授课2)工程问题建立合适的模型。课程目标2（指标点3-能够在现实约束条件下，对设计课堂授课2)方案的可行性进行研究。能够利用ProE软件进行简单的草课堂授课、上机课程目标3（指标点3-5)绘设计。课、作业能够运用ProE软件进行常见零部课程目标4（指标点5-课堂授课、上机件三维特征的设计绘制及较复杂1)课、作业零件的绘制。能够通过ProE软件绘制工程零课程目标5（指标点10-课堂授课、上机件，对复杂工程技术问题进行清1)课、作业晰的阐述。2、学时安排学时分配教学内容课堂授课上机课自学*0.50.5CAD/CAM概述0.50.5CAD/CAM系统的数据模型1Pro/ENGINEERWildfire简介2绘制草图0.515
5 §10.2 尺寸的标注 §10.3 公差、注释和表的创建 要求学生：掌握工程图的创建 教学重点：尺寸的标注、公差、注释和表的创建 教学难点：尺寸的标注 四、教学安排（学时数32） 1、教学环节安排 课程目标 （毕业要求指标点） 具体知识与能力要求 采用的教学环节 课程目标1（指标点1- 2） 能针对一个金属材料工程专业的 工程问题建立合适的模型。 课堂授课 课程目标2（指标点3- 2） 能够在现实约束条件下，对设计 方案的可行性进行研究。 课堂授课 课程目标3（指标点3- 5） 能够利用Pro E软件进行简单的草 绘设计。 课堂授课、上机 课、作业 课程目标4（指标点5- 1） 能够运用Pro E软件进行常见零部 件三维特征的设计绘制及较复杂 零件的绘制。 课堂授课、上机 课、作业 课程目标5（指标点10- 1） 能够通过Pro E软件绘制工程零 件，对复杂工程技术问题进行清 晰的阐述。 课堂授课、上机 课、作业 2、学时安排 教学内容 学时分配 课堂授课 上机课 自学* CAD/CAM概述 0.5 0.5 CAD/CAM系统的数据模型 0.5 0.5 Pro/ENGINEER Wildfire 简介 1 绘制草图 2 0.5 1