《数字化设计技术》课程教学大纲（机械设计制造及其自动化专业）

《数字化设计技术》课程教学大纲一、课程简介课程中文名数字化设计技术课程英文名DigitalDesignTechnology双语授课□是否课程代码24122092课程学分2总学时数32（含实践8）课程类别□通识教育课程□公共基础课程专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质¨必修☑选修□其他课程形态□线上线下□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☑课程作品☑汇报展示þ报告þ课堂表现□阶段性测试¨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)机械制造工程系面向专业工科类相关专业开课学期第7学期先修课程机械设计、机械设计基础等后续课程无选用教材许睦旬主编.数字化设计与制造技术应用基础（第1版）[M].高等教育出版社,2021.参考书目苏春主编.数字化设计与制造(第三版)[M].机械工业出版社,2019.殷海丽主编.机械数字化设计与制造实例教程(第1版)[M].电子工业出版社,2022.课程资源无课程简介

《数字化设计技术》是工科类专业的一门技术拓展课程。它旨在培养学生数字化设计与制造能力，建立数字化思维。本课程的任务是逐步培养学生数字化设计能力，熟悉国家的技术经济政策，坚定自主创新设计、复兴民族工业的历史责任感，使学生熟知数字化、智能化、参数化等设计和制造原理，具有运用数字化技术解决复杂机械工程问题的能力，使学生了解数字化设计的最新发展及数字化设计在机械工业及相关工业中的应用。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1深入了解数字化设计技术，习得机械装置系统数字化相关设计方法等相关知识，结合数字化建模、优化设计、仿真分析等设计手段，深入、有效的分析解决机械工程中实际问题，培养设计分析能力。具有开拓进取的科技创新精神。课程目标2在数字化设计规范下，树立数字化设计意识，能积极开拓自身视野，不断从国家、社会科技创新发展中寻找灵感，培养工程设计及实际分析能力。具有孜孜不倦的学习精神。表2-1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3：设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计机械工程中的控制系统、机械部件或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等因素。【H】指标点3.1：能够分析复杂工程问题，设计解决方案，并体现出创新意识。课程目标1毕业要求12：终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。【M】指标点12.2：掌握正确的学习方法，具有自主学习和适应社会可持续发展的能力。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数字化设计与制造概述1.制造业的发展与变革；2.数字化设计与制造概述。1.拓展阅读：了解机械工业中的数字化设计技术；2.课后思考：数字化设计与制造的应用。课程目标2重点：数字化设计与制造。1.案例教学法：能够通过实际案例开拓学生视野，掌握数字化设计制造机理；2.演示讲授法：能够促进学生强化对数字化设计与制造的认识。22数字化建模1.设计方法概述；2.零件建模；3.部件装配；4.自上而下建模。1.课程预习：了解数字化建模；2.课后思考：数字化建模的应用；3.课后作品：结合自选零件，完成建模作品。课程目标1、2重点：1.零件建模；2.自上而下建模。1.案例教学法：引导学生加深对数字化建模应用的认知；2.演示讲授法：引导学生掌握零部件数字化建模方法。43智能设计优化1.衍生设计的概念；2.衍生式设计的应用1.课程预习：教材及相关资料；2.课后思考衍生式设计的应用；3.课后作品：结合衍生式设计方法，完成自拟题目设计作品。课程目标1、2重点：衍生式设计1.案例教学法：能够引导学生加强对衍生式设计应用的认知；2.演示讲授法：促进学生掌握衍生式设计方法。44设计表达1.工程图；2.效果图；3.工作原理动画；4.拆装动画。1.课程预习：教材及相关资料；2.课后思考设计表达形式；3.课后作品：结合自选部件，完成相关设计表达作品。课程目标1、2重点：设计表达在工程实践中的重要性。1.案例教学法：能够引导学生了解工程实际表达的形式及选择依据；2.演示讲授法：促进学生掌握工程实际中的设计表达方法。25高效参数化设计工具1.零件快速设计工具；2.部件快速设计工具。1.课程预习：教材及相关资料；2.课后思考：参数化设计的意义及方法。课程目标1、2重点：快速设计工具1.演示讲授法：结合案例分析，促进学生掌握参数化设计方法。26专业模块与仿真分析1.三维布线；2.三维布管；3.运动仿真与应力分析。1.课程预习：教材及相关资料；2.课后思考运动仿真与应力分析的应用；3.课后作品：结合三维布线、布管方法，完成自拟题目布线、管的设计作品。课程目标1、2重点：三维设计。1.案例教学法：引导学生加深仿真与模块设计的认知；2.演示讲授法：引导学生掌握模块设计和仿真方法。47逆向设计技术应用1.逆向设计概述；2.三维扫描数据采集和预处理；3.基于逆向设计方法的个性化设计。1.课程预习：教材及相关资料；2.课后思考逆向设计技术的原理及应用。课程目标1、2重点：逆向设计技术。1.案例教学法：引导学生加深逆向设计技术的认知；2.演示讲授法：引导学生掌握逆向设计方法。48数字化制造技术应用1.减材制造技术应用；2.增材制造技术应用；3.增减材复合加工案例实践。1.课程预习：教材及相关资料；2.课后思考增减材制造的应用；3.课后作品：结合所学知识，完成课程大论文。课程目标1、2重点：增减材复合加工。1.案例教学法：引导学生加深增减材制造技术的认知；2.演示讲授法：引导学生熟悉增减材制造技术的应用。21.演示讲授法：通过教师在课堂展示实物模型、图片、多媒体课件等直观教具或通过示范性操作指导学生获得数字化设计技术有关基本原理知识，有效地培养学生数字化相关的设计能力。2.案例教学法：整合工程项目实践、企业生产设计实际。以实际的工程数字化设计案例引导教学，让学生真正做到理论与实践相结合，提高学生应用能力。实践学习内容及要求表3-2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实践1：零件自上而下建模实训工程实践自上而下建模方法。2验证性、设计性必做2~5人实验指导课程目标1、22实践2：衍生设计实践工程实践衍生设计方法实践。2验证性、设计性必做2~5人实验指导课程目标1、23实践3：工作动画制作工程实践工作原理，动作要求，工作动画制作。2验证性、设计性选做2~5人实验指导课程目标1、24实践4：运动仿真分析实践工程实践工作原理，动作要求，运动仿真制作。2验证性、设计性选做2~5人实验指导课程目标1、2四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4-1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/项目考核分项占比考核方式课程目标11.零件建模与部件建模，自上而下建模；数字化建模67.6%课程学习表现、课程作业、作品展示、课程实践2.衍生设计；3.工程图，动作动图；设计表达4.模块快速设计；高效参数化设计工具5.管线布线及运动仿真专业模块与仿真分析6.逆向设计逆向设计技术应用课程目标21.数字化设计与制造数字化设计与制造概述32.4%课程学习表现、课程论文、课程实践2.衍生设计概述智能设计优化3.逆向设计概念逆向设计技术应用4.增材、减材制造技术的应用数字化制造技术应用表4-2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课程论文成绩比例24%课程作品成绩比例36%课程学习表现成绩比例8%课程作品完成情况成绩比例12%课程实践成绩比例8%论课程论文答辩成绩比例12%课程目标170%60%80%90%60%60%67.6%课程目标230%40%20%10%40%40%32.4%（二）成绩评定1.平时成绩评定（占总成绩的40%）（1）课程学习表现（20%）：通过线下课堂上的表现情况、发言与提问情况，以及讨论互动完成情况来评价学生相关的能力；（2）课程作品完成及展示情况（30%）：围绕课程的学习目标设计课程作品设计方案，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）课程论文答辩情况（30%）：围绕课程论文开展，根据学生论文撰写情况、现场答辩情况来评价学生实际掌握情况；（4）课程实践（20%）：围绕学生实践上机操作，验证数字化设计有关技术的应用及设计方法，根据学生实际操作及报告完成情况评价学生的掌握情况。2.期末成绩评定（占总成绩的60%）《机械创新设计》课程根据课程学习内容进行课程设计作品和课程大论文。其中，课程作品设计在2~3次，总分60分，课程论文40分。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（40%）+期末成绩（60%）（三）评分标准机械创新设计课程非试卷考核项目以下表5为准。表5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)课堂表现能够积极发言、回答问题，互动效果良好，问题回答正确。能够积极发言、回答问题，互动效果良好，问题回答较为正确。课堂发言、回答问题不够积极，互动效果较好，问题回答基本正确。课堂发言、回答问题不够积极，互动效果一般，问题回答不正确。课堂没有发言，从不参与课堂互动。论文答辩情况能正确、合理的阐述论文作品，表达与实际完全一致，论文作品完成效果很好。能较正确、合理的阐述论文作品，表达与实际较为一致，论文作品完成效果较好。能基本正确、合理的阐述论文作品，表达与实际基本一致，论文作品完成效果较好。能够阐述论文作品，表达与实际有偏差，论文作品完成效果一般。未能阐述论文作品，论文作品未按要求完成。课程作品设计（1）能够完全正确分析工程实际问题，建立设计构思；（2）能完全正确在创新思维及方法下完成创新设计方案。（1）能够较好分析工程实际问题，建立设计构思；（2）能较好在创新思维及方法下完成创新设计方案。（1）基本能够分析工程实际问题，建立设计构思；（2）基本能在创新思维及方法下完成创新设计方案。（1）能够分析工程实际问题，建立设计构思；（2）能在创新思维及方法下完成创新设计方案。但方案设计有部分不足。（1）未能按要求分析工程实际问题；（2）未能按要求在创新思维及方法下完成创新设计方案。课程论文（1）能够完全正确分析工程实际问题，建立创新设计构思；（2）能完全正确在创新思维及方法下撰写课程论文，且论文与工程实际相一致。（1）能够较好分析工程实际问题，建立创新设计构思；（2）能较好在创新思维及方法下撰写课程论文，且论文与工程实际相一致。（1）基本能够分析工程实