苏教版（2019）通用技术 技术与设计1 5.3 计算机辅助设计 任务一 感知计算机辅助设计的特点及应用 教案

1023620011734800任务一感知计算机辅助设计的特点及应用
一、教学内容
1. 通过对计弹机辅助设计家例的阅读，归纳计算机辅助设计的特点和应用范南归
2.使用简易绘图软件绘制三维设计图和视图。
二、学科核心素养要求
计算机辅助设计，是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的手段.
三、教学重点、难点
1. 通过对计弹机辅助设计家例的阅读，归纳计算机辅助设计的特点和应用范南归
2. 使用简易绘图软件绘制三维设计图和视图。
四、教学准备
教学课件。
五、教学过程
1. 引入
同学们在绘制台灯加工图样的过程中，有的小组绘制得很快，但是结构形状尺寸标注等都很粗糙，很不精确;有的小组绘制得很慢，但图纸既美观又准确;还有的小组中有“计算机达人”，利用软件又快又准确地绘制了台灯的加工图样，同学们纷纷投来美慕的目光。
2. 新课
计算机辅助设计，是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的手段，简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员承担计算、信息左储和制图等工作。
马上行动
日常学习生活中你接触过哪些计算机辅助设计软件?它们分别具有哪些主要功能?
利用计算机进行辅助设计，能让设计者在短时间内准确地表达设计意图，提高工作效率，降低劳动强度，让设计者把主要精力集中在设计构思上，而且设计软件互通、设计资料共享，更有利于设计灵感的激发。
计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) [1]
20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，CAD技术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来，CAD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了CAD系统的性能；人工智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。
CAD已在建筑设计、电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。
基本技术
基本技术 主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。
交互技术
在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad系统， 指用户在使用计算机系统进行设计时，人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统，人们可以边构思 、边打样、边修改，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果，非常直观。
图形变换
图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换 ；通过矩阵运算来实现图形变换。
实体造型
实体造型技术(Solid Modeling)是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体模型的关键技术。实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内，由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。 [2]
系统组成
通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础，主要设备有：计算机主机，图形显示终端，图形输入板，绘图仪，扫描仪，打印机，磁带机，以及各类软件。
工程工作站
工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。它有较强的计算能力，用规范的图形软件，有高分辨率的显示终端，可以联在资源共享的局域网上工作，已形成最流行的cad系统。
个人计算机
个人计算机（pc）系统价格低廉，操作方便，使用灵活。80年代以后，pc机性能不断翻新，硬件和软件发展迅猛，加之图形卡、高分辨率图形显示器的应用，以及pc机网络技术的发展，由pc机构成的cad 系统已大量涌现，而且呈上升趋势。
图形输入输出
作用：
除了计算机主机和一般的外围设备外，计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad 尤为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。
常见设备：
常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输入板和数字化仪。案例分析：国产大飞机与计算机辅助设计
讨论:
1.计算机辅助设计是如何辅助设计者完成设计任务的?
2.计算机能否代替设计者进行设计构思?
计算机辅助绘图是计算机辅助设计最基本和最重要的功能，已经深人各个设计领域，如
建筑设计、产品设计、服装设计和广告设计等。从概念草图、工程图、模型的快速成型到
产品的最终实现，各个环节计算机辅助绘图均有不可替代的作用。
计算机辅助设计系统有哪些特点
采用计算机dao辅助设计，系统du建模，可动态、静zhi态分析。同样可进行dao成本回分析，在质量，效率的答基础上提高经济效益。在设计的初期，同样可根据市场需求，选择设计产品功能。现代设计还具有周期短的特点，一般产品从设计到生产，周期不会超过3个月，甚至更短。
3. 实践练习
根基自己的经验将接触到的计算机辅助设计的应用情况填表
4. 拓展提升
六、教学总结
本节课的教学过程中，采用了大量生活中的案例，利用图片、教学案例等资源，全面调动学生兴趣，让学生在学中做、做中学，充分培养学生的创新精神与实践能力。
七、教学反思
本节课的案例均源自于生活，激发学生的学习兴趣。但不同案例之间的关联性不强，如果能以一条线索整体展开分析，教学目标的达成度会更高。