資源簡介

1023620011734800任務一感知計算機輔助設計的特點及應用
一、教學內(nèi)容
1. 通過對計彈機輔助設計家例的閱讀，歸納計算機輔助設計的特點和應用范南歸
2.使用簡易繪圖軟件繪制三維設計圖和視圖。
二、學科核心素養(yǎng)要求
計算機輔助設計，是利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作的手段.
三、教學重點、難點
1. 通過對計彈機輔助設計家例的閱讀，歸納計算機輔助設計的特點和應用范南歸
2. 使用簡易繪圖軟件繪制三維設計圖和視圖。
四、教學準備
教學課件。
五、教學過程
1. 引入
同學們在繪制臺燈加工圖樣的過程中，有的小組繪制得很快，但是結(jié)構(gòu)形狀尺寸標注等都很粗糙，很不精確;有的小組繪制得很慢，但圖紙既美觀又準確;還有的小組中有“計算機達人”，利用軟件又快又準確地繪制了臺燈的加工圖樣，同學們紛紛投來美慕的目光。
2. 新課
計算機輔助設計，是利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作的手段，簡稱CAD。在工程和產(chǎn)品設計中，計算機可以幫助設計人員承擔計算、信息左儲和制圖等工作。
馬上行動
日常學習生活中你接觸過哪些計算機輔助設計軟件?它們分別具有哪些主要功能?
利用計算機進行輔助設計，能讓設計者在短時間內(nèi)準確地表達設計意圖，提高工作效率，降低勞動強度，讓設計者把主要精力集中在設計構(gòu)思上，而且設計軟件互通、設計資料共享，更有利于設計靈感的激發(fā)。
計算機輔助設計(CAD-Computer Aided Design) [1]
20世紀50年代在美國誕生第一臺計算機繪圖系統(tǒng)，開始出現(xiàn)具有簡單繪圖輸出功能的被動式的計算機輔助設計技術。60年代初期出現(xiàn)了CAD的曲面片技術，中期推出商品化的計算機繪圖設備。70年代，完整的CAD系統(tǒng)開始形成，后期出現(xiàn)了能產(chǎn)生逼真圖形的光柵掃描顯示器，推出了手動游標、圖形輸入板等多種形式的圖形輸入設備，促進了CAD技術的發(fā)展。
80 年代，隨著強有力的超大規(guī)模集成電路制成的微處理器和存儲器件的出現(xiàn)，工程工作站問世，CAD技術在中小型企業(yè)逐步普及。80 年代中期以來，CAD技術向標準化、集成化、智能化方向發(fā)展。一些標準的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為CAD 技術的推廣、軟件的移植和數(shù)據(jù)共享起了重要的促進作用；系統(tǒng)構(gòu)造由過去的單一功能變成綜合功能，出現(xiàn)了計算機輔助設計與輔助制造聯(lián)成一體的計算機集成制造系統(tǒng)；固化技術、網(wǎng)絡技術、多處理機和并行處理技術在CAD中的應用，極大地提高了CAD系統(tǒng)的性能；人工智能和專家系統(tǒng)技術引入CAD，出現(xiàn)了智能CAD技術，使CAD系統(tǒng)的問題求解能力大為增強，設計過程更趨自動化。
CAD已在建筑設計、電子和電氣、科學研究、機械設計、軟件開發(fā)、機器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠自動化、土木筑、地質(zhì)、計算機藝術等各個領域得到廣泛應用。
基本技術
基本技術 主要包括交互技術、圖形變換技術、曲面造型和實體造型技術等。
交互技術
在計算機輔助設計中，交互技術是必不可少的。交互式cad系統(tǒng)， 指用戶在使用計算機系統(tǒng)進行設計時，人和機器可以及時地交換信息。采用交互式系統(tǒng)，人們可以邊構(gòu)思 、邊打樣、邊修改，隨時可從圖形終端屏幕上看到每一步操作的顯示結(jié)果，非常直觀。
圖形變換
圖形變換的主要功能是把用戶坐標系和圖形輸出設備的坐標系聯(lián)系起來；對圖形作平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、透視變換 ；通過矩陣運算來實現(xiàn)圖形變換。
實體造型
實體造型技術(Solid Modeling)是計算機視覺、計算機動畫、計算機虛擬現(xiàn)實等領域中建立3D實體模型的關鍵技術。實體造型技術是指描述幾何模型的形狀和屬性的信息并存于計算機內(nèi)，由計算機生成具有真實感的可視的三維圖形的技術。 [2]
系統(tǒng)組成
通常以具有圖形功能的交互計算機系統(tǒng)為基礎，主要設備有：計算機主機，圖形顯示終端，圖形輸入板，繪圖儀，掃描儀，打印機，磁帶機，以及各類軟件。
工程工作站
工程工作站一般指具有超級小型機功能和三維圖形處理能力的一種單用戶交互式計算機系統(tǒng)。它有較強的計算能力，用規(guī)范的圖形軟件，有高分辨率的顯示終端，可以聯(lián)在資源共享的局域網(wǎng)上工作，已形成最流行的cad系統(tǒng)。
個人計算機
個人計算機（pc）系統(tǒng)價格低廉，操作方便，使用靈活。80年代以后，pc機性能不斷翻新，硬件和軟件發(fā)展迅猛，加之圖形卡、高分辨率圖形顯示器的應用，以及pc機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，由pc機構(gòu)成的cad 系統(tǒng)已大量涌現(xiàn)，而且呈上升趨勢。
圖形輸入輸出
作用：
除了計算機主機和一般的外圍設備外，計算機輔助設計主要使用圖形輸入輸出設備。交互圖形系統(tǒng)對cad 尤為重要。圖形輸入設備的一般作用是把平面上點的坐標送入計算機。
常見設備：
常見的輸入設備有鍵盤、光筆、觸摸屏、操縱桿、跟蹤球、鼠標器、圖形輸入板和數(shù)字化儀。案例分析：國產(chǎn)大飛機與計算機輔助設計
討論:
1.計算機輔助設計是如何輔助設計者完成設計任務的?
2.計算機能否代替設計者進行設計構(gòu)思?
計算機輔助繪圖是計算機輔助設計最基本和最重要的功能，已經(jīng)深人各個設計領域，如
建筑設計、產(chǎn)品設計、服裝設計和廣告設計等。從概念草圖、工程圖、模型的快速成型到
產(chǎn)品的最終實現(xiàn)，各個環(huán)節(jié)計算機輔助繪圖均有不可替代的作用。
計算機輔助設計系統(tǒng)有哪些特點
采用計算機dao輔助設計，系統(tǒng)du建模，可動態(tài)、靜zhi態(tài)分析。同樣可進行dao成本回分析，在質(zhì)量，效率的答基礎上提高經(jīng)濟效益。在設計的初期，同樣可根據(jù)市場需求，選擇設計產(chǎn)品功能。現(xiàn)代設計還具有周期短的特點，一般產(chǎn)品從設計到生產(chǎn)，周期不會超過3個月，甚至更短。
3. 實踐練習
根基自己的經(jīng)驗將接觸到的計算機輔助設計的應用情況填表
4. 拓展提升
六、教學總結(jié)
本節(jié)課的教學過程中，采用了大量生活中的案例，利用圖片、教學案例等資源，全面調(diào)動學生興趣，讓學生在學中做、做中學，充分培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與實踐能力。
七、教學反思
本節(jié)課的案例均源自于生活，激發(fā)學生的學習興趣。但不同案例之間的關聯(lián)性不強，如果能以一條線索整體展開分析，教學目標的達成度會更高。

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