信息化教學(xué)設(shè)計教案

1、信息化教學(xué)設(shè)計設(shè)計摘要教學(xué)題目鼠標(biāo)的實體曲面混合建模造型設(shè)計課 程CAD/CAM學(xué)時安排2課時（90分鐘）（一個學(xué)習(xí)情境中一個任務(wù)）班級2011級數(shù)控1班參考教材大連理工大學(xué)出版社 CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)（第二版）設(shè)計依據(jù)本門課的課程的性質(zhì)與任務(wù)：CAD/CAM是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門必修課程。是研究機(jī)械零件的造型與加工的一門應(yīng)用學(xué)科。其主要任務(wù)是使學(xué)生掌握造型軟件的操作方法，能夠獨立完成零件的造型及加工參數(shù)設(shè)置、仿真模擬加工、并生成后處理程序。該課程在數(shù)控技術(shù)專業(yè)中的作用是承上啟下，相關(guān)前導(dǎo)課有機(jī)械制圖和計算機(jī)繪圖，公差配合和技術(shù)測量，機(jī)械制造基礎(chǔ)，數(shù)控機(jī)床編程與操作，后續(xù)課為工學(xué)綜合實習(xí)，畢業(yè)

2、設(shè)計。通過該課程學(xué)習(xí)學(xué)生畢業(yè)后就業(yè)和本課程相關(guān)的崗位可以有制圖員，工藝員，加工程序員；可以取得數(shù)控工藝員職業(yè)資格證書，機(jī)械產(chǎn)品造型設(shè)計師。CAD/CAM選用的參考教材為大連理工大學(xué)出版的CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐對教材內(nèi)容進(jìn)行了整合為兩部分：CAD造型和CAM數(shù)控加工。把課程內(nèi)容設(shè)計為六個教學(xué)情境，每個教學(xué)情境分設(shè)若干個教學(xué)任務(wù)，選擇有代表性的零件來講解軟件的是個功能模塊。本次教學(xué)任務(wù)選自學(xué)習(xí)情境五的曲面實體混合造型：用曲面裁剪除料完成鼠標(biāo)的實體曲面的混合建模，通過抽殼、縮放、型腔、分模生成凸凹模。依據(jù)CAD/CAM課程標(biāo)準(zhǔn)、以日常生活中常用的鼠標(biāo)的造型設(shè)計來學(xué)習(xí)曲面實體混合造

3、型、學(xué)習(xí)抽殼、分模及凸、凹模設(shè)計。學(xué)生在此前已經(jīng)學(xué)習(xí)了基本曲面造型和各種實體造型。通過鼠標(biāo)的造型及其凸凹模設(shè)計，綜合應(yīng)用各種造型方法，并能通過改變個別參數(shù)自己設(shè)計一個鼠標(biāo)，是學(xué)生有學(xué)習(xí)的成就感。課程教學(xué)在CAD/CAM講練一體化教室進(jìn)行，采用一個融多種信息化手段和教法學(xué)法于一體的情境性、社會性課堂環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生從感受自己使用的鼠標(biāo)入手，從直觀可感的簡單鼠標(biāo)零件設(shè)計入手，再通過拓展遷移環(huán)節(jié)，使學(xué)生產(chǎn)生設(shè)計興趣，從人體工程學(xué)的角度自己試著完成一個類似鼠標(biāo)的設(shè)計。完成對知識的學(xué)習(xí)和審美情趣的提升。一、教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容分析1學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）知識與技能：涉及的知識點，空間曲線的構(gòu)造導(dǎo)動線及截面曲線構(gòu)造；導(dǎo)動

4、面生成；實體拉伸參數(shù)設(shè)計；按照塑料收縮率生成鼠標(biāo)零件；抽殼；分模生成凸凹模。掌握類似零件的設(shè)計。（2）過程與手段：采用講解示范、啟發(fā)、校園精品課學(xué)習(xí)平臺等信息化手段，將枯燥的零件設(shè)計加工轉(zhuǎn)化成視覺享受、有自己設(shè)計后的成就感，實現(xiàn)助學(xué)助教功能。2.能力目標(biāo)（1)通過鼠標(biāo)的造型設(shè)計的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識的能力。 （2)運用任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教師的提示，分層次分階段完成不同的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。（3 )組織學(xué)生進(jìn)行討論，自己完成鼠標(biāo)的個性設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實際，發(fā)散思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。3、情感目標(biāo)（1)培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)控專業(yè)課CAD/CAM即自動編程技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣。（2)

5、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方面的協(xié)作能力。（3)通過教學(xué)活動，讓學(xué)生對復(fù)雜零件造型及加工以及相關(guān)知識有進(jìn)一步的了解。培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計意識。引導(dǎo)學(xué)生從感受生活升華為思考生活，實現(xiàn)對審美情趣和心靈的塑造。4學(xué)習(xí)內(nèi)容（1）教學(xué)內(nèi)容分析：本教學(xué)情境為曲面實體混合造型，為該課程的綜合學(xué)習(xí)內(nèi)容，實用性很強。（2）學(xué)習(xí)形式：老師講授演示分析，小組討論確定方案設(shè)計方式。以小組為單位，設(shè)計后進(jìn)行評比，按照評價標(biāo)準(zhǔn)采用多元評價方式。（3）學(xué)習(xí)結(jié)果：使學(xué)生從日常生活常用件升華為思考自行設(shè)計產(chǎn)品，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，完成對生活的審美情趣和心靈的塑造。5學(xué)習(xí)重點及難點教學(xué)重點：1.掌握曲面裁剪實體。 2.抽殼。3.凸凹模的生成。教學(xué)難點

6、：設(shè)計思路、曲面構(gòu)造、分模面的構(gòu)造。6教學(xué)過程設(shè)計告知、示范、演示、操練、深化、答疑、總結(jié)（1）引入新課環(huán)節(jié)-以市場銷售及日常使用的各種鼠標(biāo)引入本教學(xué)情境，實物引入，增強學(xué)習(xí)興趣。引導(dǎo)學(xué)生思考實物-二維圖-立體圖-分模-加工-程序的關(guān)系。（2）講授新課環(huán)節(jié)-教師造型演示：做出一個鼠標(biāo)造型的完整過程（3）課堂作業(yè)環(huán)節(jié)-“做中學(xué)”：改變拔模斜度，過渡半徑及鼠標(biāo)高度完成鼠標(biāo)自行設(shè)計。（4）學(xué)生設(shè)計過程中輔導(dǎo)答疑環(huán)節(jié)：難點是導(dǎo)動面生成基于空間曲線的構(gòu)造，空間曲線繪圖面的選擇。學(xué)生自己設(shè)計練習(xí)，老師輔導(dǎo)中發(fā)現(xiàn)問題及時總結(jié)解決使知識鞏固加深。（5）設(shè)計評比環(huán)節(jié)：學(xué)生和老師共同評比出符合人體工程學(xué)適用和外觀

7、漂亮的鼠標(biāo)。（6）總結(jié)思考環(huán)節(jié)：我們工作以后自己還會設(shè)計更復(fù)雜的產(chǎn)品二、學(xué)習(xí)者特征分析 教學(xué)對象是數(shù)控加工專業(yè)2011級的學(xué)生，是三年制高職的二年級學(xué)生，具備一定的數(shù)控機(jī)床操作能力，零件識圖、工藝路線簡單零件手工編程能力。CAD/CAM是計算機(jī)輔助設(shè)計與計算機(jī)輔助制造技術(shù)的簡稱，融合信息化的技術(shù)，學(xué)生樂于接受感性的、直觀的學(xué)習(xí)方式。三、學(xué)習(xí)環(huán)境選擇與學(xué)習(xí)資源設(shè)計1學(xué)習(xí)環(huán)境選擇（1）講練一體化教室（2）局域網(wǎng)（機(jī)房）（3）校園網(wǎng)精品課平臺（4）因特網(wǎng)2學(xué)習(xí)資源類型（打）（1）課 件 （2）工 具（3）專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站（4）多媒體資源庫（5）案例庫（6）題 庫（7）網(wǎng)絡(luò)課程（8）仿真軟件其 他3學(xué)習(xí)資

8、源內(nèi)容簡要說明（說明名稱、網(wǎng)址、主要內(nèi)容）CAD/CAM為校級精品課，精品課平臺供學(xué)生課前課后學(xué)習(xí)用；既包括了課堂教學(xué)所用資源，也包括了供學(xué)生課后擴(kuò)展性學(xué)習(xí)的資源。 四、學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)1學(xué)習(xí)情境類型（1）真實情境 （2）問題性情境（3）虛擬情境（4）互動性情境2學(xué)習(xí)情境設(shè)計虛擬情境：（1）采用多媒體課件、計算機(jī)、音響設(shè)備、投影儀及幕布等教學(xué)用具，創(chuàng)設(shè)詩中意境。問題性情境：（2）在教學(xué)的五個環(huán)節(jié)中，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的問題情境，有序地啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生探究、思考、提升?；有郧榫常海?）課堂練習(xí)時和學(xué)生交流，及時解決學(xué)生各種問題。五、教法學(xué)法設(shè)計教法創(chuàng)設(shè)情境設(shè)疑：運用信息技術(shù)營造教學(xué)情境，設(shè)疑導(dǎo)入，激發(fā)興趣。示范

9、法：鼠標(biāo)的造型教學(xué)講授用軟件示范。強化重點法：生成鼠標(biāo)凸凹模的設(shè)置重點講解分模功能。任務(wù)驅(qū)動法：帶著自己設(shè)計一個個性化鼠標(biāo)的任務(wù)學(xué)習(xí)。小組討論法：促進(jìn)學(xué)生積極參與。讓學(xué)生充分地表達(dá)，鍛煉口頭表達(dá)能力，活躍課堂氣氛。自主探究法：學(xué)習(xí)的最好途徑是自己去發(fā)現(xiàn)，給定條件，讓學(xué)生去合作探索，完成作品。學(xué)法課堂學(xué)習(xí)：講練一體學(xué)生帶著問題去聽課學(xué)習(xí)，去討論，分析問題，在完成任務(wù)解決問題的同時實現(xiàn)知識的傳遞、遷移和融合。課下自學(xué)：參考校園網(wǎng)精品課平臺中電子教案、練習(xí)圖庫、仿真模型庫、視頻動畫、PPT自己完成課上沒完成的作業(yè)。六、學(xué)習(xí)活動組織 1自主學(xué)習(xí)設(shè)計（打，并填寫相關(guān)內(nèi)容）類型相應(yīng)內(nèi)容使用資源學(xué)生活動教師

10、活動（1）拋錨式思考并自己設(shè)計符合美學(xué)實用的鼠標(biāo)零件校園網(wǎng)“CAD/CAM精品課資源庫”完成設(shè)計在局域網(wǎng)上提交作業(yè)布置任務(wù)組織評價（2）支架式（3）隨機(jī)進(jìn)入式（4）其他2協(xié)作學(xué)習(xí)設(shè)計（打，并填寫相關(guān)內(nèi)容）類型相應(yīng)內(nèi)容使用資源學(xué)生活動教師活動（1）競爭鼠標(biāo)造型比賽局域網(wǎng)自己設(shè)計布置任務(wù)及考核標(biāo)準(zhǔn)，過程指導(dǎo)，多元評價。（2）伙伴（3）協(xié)同 “最佳設(shè)計”評比大屏幕投影、課件組員合作創(chuàng)意啟發(fā)、點撥，多元評價。（4）辯論（5）角色扮演（6）其他教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容課件展示師生互動教法學(xué)法設(shè)計意圖媒體資源導(dǎo)入新課3分鐘一、“鼠標(biāo)造型及其凸凹模設(shè)計” 學(xué)生：（自主探究法）完成上次課布置的任務(wù)，查找鼠標(biāo)模型，提交

11、到教師校園郵箱。教師：（啟發(fā)教學(xué)法）其中一個鼠標(biāo)為例和學(xué)生共同分析如何完成鼠標(biāo)的設(shè)計及加工，以激發(fā)學(xué)生興趣，將學(xué)生引入情境性學(xué)習(xí)當(dāng)中。請同學(xué)們思考如何設(shè)計出鼠標(biāo)外殼零件?！驹O(shè)計意圖】根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點和興趣，讓利用互聯(lián)網(wǎng)查找鼠標(biāo)外形資料，展示人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫氖髽?biāo)圖形，由此導(dǎo)入新課。教師通過“如何完成鼠標(biāo)的設(shè)計呢”的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，我們今天來學(xué)習(xí)鼠標(biāo)的設(shè)計，展示已經(jīng)設(shè)計好的鼠標(biāo)零件及凸凹模、加工視頻資料，將學(xué)生帶入情境之中。講授新課20分鐘1圖紙分析教師：三視圖分析，俯視圖為四段圓弧加兩條直線，主視圖為五個特性點構(gòu)造樣條線，三條線兩個圓弧，側(cè)視圖為三條直線、三段圓弧。用軟件演示打開一個

12、設(shè)計好的鼠標(biāo)的造型。請同學(xué)們思考怎樣利用三視圖來設(shè)計出鼠標(biāo)？【設(shè)計意圖】曲面的造型后對曲面進(jìn)行修剪過度等編輯時產(chǎn)生綴面，需要補面，增加設(shè)計難度?，F(xiàn)在可以用曲面和實體混合造型解決單純曲面造型產(chǎn)生的綴面及洞的問題。2.設(shè)計思路.和同學(xué)討論確定設(shè)計思路（1）鼠標(biāo)曲面切割實體線架-曲面 草圖-實體 鼠標(biāo)保存為鼠標(biāo)零件（2）鼠標(biāo)凹模鼠標(biāo)-縮放型腔功能構(gòu)建分模曲面-分模凹模（3）鼠標(biāo)凸模鼠標(biāo)-縮放-抽殼型腔分模-凸?！驹煨驮O(shè)計思路】曲面切割實體，對實體進(jìn)行編輯，完成零件的造型?？s放、抽殼、型腔、分模分別生成凸凹模。需要保存三個文件：鼠標(biāo)零件，鼠標(biāo)凸模。鼠標(biāo)凹模。【媒體資源】PPT課件。3生成實體（1）繪制

13、草圖。圖1（2）拉伸增料。圖2造型過程描述：1.底部造型選擇xoy平面構(gòu)造草圖如圖1，2.拉伸實體設(shè)置拉伸深度為30，-拔模角度為5如圖2。教師用教師機(jī)在電腦上CAD/CAM軟件演示造型過程。學(xué)生通過電腦看作圖步驟。【設(shè)計意圖】鼠標(biāo)造型為實體和曲面的混合造型，實體用拉伸增料方法得到，草圖的設(shè)置原點為R35的圓心，為了方便確定設(shè)計曲面時樣條點坐標(biāo)。設(shè)置拔模角度為了使鼠標(biāo)實際使用時操作盡量符合人體工程學(xué)的原則。拉伸高度按照主視圖中樣條線上點位置確定為最少30mm，大于30就可以。4. 生成頂部曲面（1）線架構(gòu)造圖3圖4圖5（2）導(dǎo)動面生成頂部曲面圖6造型過程描述：1.導(dǎo)動面的導(dǎo)動線選擇xoz平面構(gòu)

14、造，輸入坐標(biāo)點（35,0,15）（0,0,26）（-30,0,30）（-60,0,25）（-95,0,20）得到樣條線。如圖3.2.截面線擇yoz平面構(gòu)造，做R120的圓弧，用距離為70的兩條鉛垂線裁剪圓弧。如圖4.空間顯示兩曲線如圖5.5.導(dǎo)動面：固接導(dǎo)動的方式單截面線的方式生成導(dǎo)動面。選擇樣條線為導(dǎo)動線，圓弧為截面曲線生成導(dǎo)動面如圖6.教師用教師機(jī)在電腦上CAD/CAM軟件演示造型過程。學(xué)生通過電腦看作圖步驟。【設(shè)計意圖】構(gòu)造曲面采用導(dǎo)動面，導(dǎo)動線為樣條線，即用主視圖的樣條線，截面線為側(cè)視圖圓弧線。首先空間構(gòu)造樣條線線架，不需要按照三視圖來繪制線架，只需要繪制出構(gòu)造曲面必須的部分線條。5.

15、 鼠標(biāo)零件外形（1）曲面裁剪除料圖7（2）隱藏曲面所在層圖8圖9造型過程描述：1. 在實體造型里選擇曲面裁剪除料，選擇生成的導(dǎo)動面，除料方向為向上如圖7，確定后隱藏曲面得到圖8結(jié)果。2. 實體過度為R10.設(shè)置如圖9.教師用教師機(jī)在電腦上CAD/CAM軟件演示造型過程。學(xué)生通過電腦看作圖步驟。【設(shè)計意圖】用曲面切割實體去掉多余的實體材料。箭頭方向為除料方向。出料后，曲面隱藏起來。鼠標(biāo)上部要光滑，用實體圓角過渡為R10.6.生成鼠標(biāo)殼體1抽殼。圖10造型過程描述：1.在實體造型里選擇抽殼，選擇底面為移除面，壁厚為2mm得到圖10結(jié)果。教師用教師機(jī)在電腦上CAD/CAM軟件演示造型過程。學(xué)生通過電

16、腦看作圖步驟?！驹O(shè)計意圖】鼠標(biāo)為薄壁件，有一定厚度，采用抽殼來實現(xiàn)。7. 生成凹模。圖11造型過程描述：1生成型腔，收縮率為-4，毛坯放大尺寸Z軸負(fù)向為10，其余為15 。 2分模，生成鼠標(biāo)外殼凹模如圖11。教師用教師機(jī)在電腦上CAD/CAM軟件演示造型過程。學(xué)生通過電腦看作圖步驟?！驹O(shè)計意圖】鼠標(biāo)通常是注塑方法加工，為塑料件，注塑件得到需要有凸模和凹模。生成鼠標(biāo)零件后進(jìn)行保存。然后考慮塑料的收縮率生成型腔，分模得到凹模，分模位置通常為下底面。8. 生成凸模。圖12造型過程描述：1生成型腔，收縮率為-4，毛坯放大尺寸Z軸負(fù)向為10，其余為15 。 2分模，生成鼠標(biāo)外殼凸模如圖12。教師用教師機(jī)

17、在電腦上CAD/CAM軟件演示造型過程。學(xué)生通過電腦看作圖步驟?！驹O(shè)計意圖】利用上一步的殼體鼠標(biāo)，特征數(shù)下刪除分模或者在特征數(shù)下點選分模修改特征，分模時一個為凹模，另一個為凸模，底面創(chuàng)建草圖拉伸得到凸模底板，保存就完成鼠標(biāo)凸模造型。課堂討論5分鐘教師用局域網(wǎng)網(wǎng)上分發(fā)作業(yè)，提出個性化設(shè)計鼠標(biāo)的任務(wù)，參照老師的造型演示過程來完成本次課任務(wù)。學(xué)生通過通過討論確定拉伸拔模角度在510間選擇一個合適值，鼠標(biāo)頂部過渡半徑在R10R20間選擇一個值自己完成設(shè)計?！驹O(shè)計意圖】由小組討論通過改變拔模角度，鼠標(biāo)頂部的過渡半徑。完成鼠標(biāo)的個性化設(shè)計任務(wù)，教師點撥。小組討論法促進(jìn)學(xué)生積極參與，讓學(xué)生充分地表達(dá)，鍛煉口頭表達(dá)能力，活躍課堂氣氛。【媒體資源】圖片、音頻等直觀可感的多媒體手段，調(diào)動學(xué)生視覺、聽覺等多種感官。做中學(xué)45分鐘學(xué)生自己設(shè)計改變拔模斜度，過渡半徑及鼠標(biāo)高度完成鼠標(biāo)自行設(shè)計。教師在學(xué)生設(shè)計過程中輔導(dǎo)答疑?！驹O(shè)計意圖】難點是導(dǎo)動面生成基于空間曲線的構(gòu)造，空間曲線會圖面的選擇；加工方式的選擇。學(xué)生自己