深圳大学 计算机辅助几何设计课程教学大纲

《计算机辅助教学》课程教学大纲一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务《计算机辅助教学》是为数学学院数学与应用数学（教师教育）专业本科生开设的一门专业选修课程。

是使具有一定的计算机基础和数学教学理论知识的学生通过学习，掌握中学数学课堂教学所必须的先进数学教育技术，以更好地适应信息时代的中学数学教育要求。

本课程的任务，是使学生对于各种数学课件制作软件的基本操作有比较全面和系统的认识和理解，并掌握课件制作的基本方法和技巧。

在本课程的各教学环节中注重知识传授的同时，更注重知识之间的横向联系，注重培养学生的知识的迁移能力、分析问题和解决问题的能力，努力实现知识、能力、素质的协调发展。

（二）教学目的和要求通过本课程的学习，使学生能理解中学数学先进教育技术的理论和理念，熟练地掌握几种中学数学教学常用的计算机多媒体开发平台的操作，并能根据中学数学课程的特点和数学课堂教学的需要，制作数学多媒体课件，利用计算机网络获取数学教学信息，辅助中学数学教学。

（三）课程教学方法与手段采用理论与案例讨论相结合的教学方法，手段采用多媒体教学，教师口授结合电脑演示（四）课程与其它课程的联系本课程先修课程：《数学教学论》、《计算机基础》、《教育学》、《心理学》；后续课程：教育实习（五）教材与教学参考书教材：张森主编，《计算机辅助数学教学实用教程》，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版二、课程的教学内容、重点和难点第一章计算机辅助数学教学的原理与设计内容：本章主要是概述计算机辅助数学教学的基本概念、发展、以及对数学教育的影响；计算机辅助数学教学的理论基础，多媒体数学课件的设计和制作流程。

重点：计算机辅助中学数学的理念、地位和要求；多媒体数学课件的设计和制作流程。

第二章 PowerPoint演示型数学课件的制作内容：本章主要学习PowerPoint数学课件的制作基本方法和制作技巧。

重点：PowerPoint演示型数学课件的制作技巧。

《计算机辅助设计》课程教学大纲课程类别：专业基础课适用专业：机电一体化技术适用层次：高起专适用教育形式：网络教育/成人教育考核形式：考试所属学院：制造科学与工程学院先修课程：高等数学、电工学、理论力学等一、课程简介AutoCAD是目前使用最广泛的计算机辅助设计（CAD）软件，可广泛应用机械、电子、建筑等各行业的设计工作。

它是一个非常适用的工程设计和绘图工具软件。

AutoCAD是机械专业的必修课，是绘制机械图样方法的一门工具软件，是机械工程专业的一门实践性较强的技术基础课。

它的主要任务是培养学生具有基本的图示能力、读图能力、空间想象力和思维能力以及绘图的技能。

二、课程学习目标通过学习本课程，使学生理解和掌握AutoCAD的制图方法。

通过该课程的学习，熟练掌握AutoCAD绘图环境的设置方法，熟练掌握各种常用命令的基本操作和应用，具有较强的数字化绘图应用能力和实验技能，能够运用Auto CAD软件绘制出符合国家标准的工程图样。

进而明确计算机制图在机械设计中的重要作用与地位；理解和掌握AutoCAD制图的原理和方法，从而为机械模具设计打下坚实的基础。

三、与其他课程的关系本课程的先修课程为《机械制图》，后续专业课《机械零件设计》、《模具设计》等。

四、课程主要内容和基本要求第一章认识AutoCAD及其基本操作『知识点』（1）AutoCAD简介、应用（2）AutoCAD的安装、启动、界面、基本操作（3）AutoCAD绘图环境设置『基本要求』（1）掌握AutoCAD基本操作（2）掌握AutoCAD绘图环境的设置『重点』『难点』（1）AutoCAD绘图环境的设置第二章认识基本绘图『知识点』（1）线命令：直线、射线、构造线、多行平行线、弧；（2）几何图形命令：矩形、正多边形圆、椭圆、椭圆弧；（3）点对象：单点、多点、等分点；『基本要求』（1）掌握基本绘图命令的使用『重点』『难点』（1）各基本命令的快速使用（2）各基本命令的多选项使用第三章精确高效绘图『知识点』（1）坐标、数据输入；（2）直角坐标、极坐标的输入方法；（3）相对坐标与绝对坐标的使用（4）对象捕捉、对象追踪『基本要求』（1）掌握相对、绝对坐标的使用；（2）掌握直角坐标、极坐标的使用（3）掌握对象追踪、捕捉的使用方法与技巧『重点』『难点』（1）相对、绝对坐标的区别与使用方法（2）对象追踪与捕捉的使用方法与技巧第四章高级绘图『知识点』（1）多段线、样条曲线、面域、图案填充等命令的使用『基本要求』（1）掌握面域的意义与创建方法（2）掌握图案填充的方法与修改『重点』『难点』（1）图案填充的方法（2）面域第五章图形的编辑『知识点』（1）选择对象、删除、移动、旋转、复制、镜像、偏移、阵列、修剪、延伸、缩放、拉伸、拉长、分解、对象；（2）倒角、倒圆角、打断对象（3）夹点编辑（4）修改对象的特性『基本要求』（1）掌握各编辑命令的具体使用（2）掌握特性工具栏的使用『重点』『难点』（1）各编辑命令的具体运用及技巧第六章图块及其属性『知识点』（1）块的分类、块的使用（2）创建块、插入块、写块、定义块的属性（3）块的编辑『基本要求』（1）掌握创建块、插入块、写块、定义块的属性的方法；（2）掌握编辑块的方法『重点』『难点』（1）块的属性的运用（2）带属性块的创建方法（3）块的编辑方法第七章创建文字与表格『知识点』（1）设置文字样式（2）编辑文字（3）表格的使用『基本要求』（1）掌握文字样式的设置方法（2）运用各种方法编辑文字（3）掌握表格样式的设置方法『重点』『难点』（1）文字样式的设置（2）表格样式的设置第八章标注图形尺寸『知识点』（1）尺寸标注的组成（2）设置标注样式（3）标注各种不同尺寸的方法（4）标注形位公差（5）编辑尺寸标注『基本要求』（1）掌握计算机绘图中尺寸标注的方法，并与手工绘图相比较。

《计算机辅助几何设计》教学大纲课程名称：计算机辅助几何设计英文名称：Computer Aided Geometric Design课程编号：00907751课程学时：32课程学分：2课程性质：专业选修课适用专业：应用数学预修课程：数学分析、高等代数、解析几何、计算机文化基础、一种计算机高级语言大纲执笔人：郑成德一、课程目的与要求目的：计算机辅助几何设计是近三十年兴起的一门学科，可以巩固学生学过的基础知识，也为以后的工作奠定一定的基础。

希望通过这门课的教学，使学生掌握一些先进的曲线曲面的构造方法，为以后的学习工作打下良好的基础。

要求曲线论：（1）正确理解向量的概念，熟练掌握向量代数的运算。

（2）正确理解向量函数、向量函数的极限、向量函数的连续性、向量函数的微商、向量函数的泰勒公式、向量函数的积分的概念，熟练掌握向量函数的运算。

（3）正确理解曲线、光滑曲线、曲线的正常点、曲线的切线和法面、曲线的弧长、自然参数的概念，熟练掌握曲线的切线和法面、曲线的弧长、自然参数的运算。

（4）熟练掌握曲线的构造方法：三次样条、B样条曲线、NURBS曲线等。

曲面论：（1）正确理解简单曲面及其参数表示、光滑曲面、曲面的切平面和法线、曲面上曲面族和曲线网的概念，熟练掌握曲面的切平面和法线的运算。

（2）熟练掌握曲面构造方法：B网方法、超限插值法、光滑余因子法、NURBS曲面等。

二、教学内容及学时安排教学内容：曲线论：1、向量代数复习、向量函数、曲线的概念2、曲线构造方法：三次样条、B样条曲线、NURBS曲线等。

曲面论：1、曲面的概念、曲面的切平面和法线、曲面上曲面族和曲线网的概念2、曲面构造方法：B网方法、超限插值法、光滑余因子法、NURBS曲面。

学时分配：曲线论：12学时，曲面论：16学时。

学生自主完成上机实践至少12学时。

三、教材及主要参考书1、关履泰等，计算机辅助几何图形设计，高等教育出版社&施普林格出版社，19992、王国瑾、汪国昭、郑建民, 计算机辅助几何设计,高等教育--施普林格出版社，20013、周蕴时、苏志勋、奚涌江等，CAGD中的曲线与曲面，吉林大学出版社，19934、苏步青、刘鼎元，计算几何，上海科技出版社，19905、朱心雄，自由曲线曲面造型技术，科学出版社，20036、 Gerald Farin. Curves and surfaces for computer aided geometric design: apractical guide, 1988。

CAGD的定义
• 1971, Forrest
– 对几何外形信息的计算机表示、分析、综合
• 1974, Barnhill and Riesenfeld
– 第一届CAD会议 – 在计算机环境下的曲线曲面的表示与逼近 – CAD中的几何问题与数学描述
CAGD的特点
• 几何模型的表示、构造与处理 • 适合于计算机存储、计算、显示 • 适合于人的理解、交互
支撑技术
产业应用
数字媒体
Sound
Video
Dynamic Geometry
75 80 85 90 95 00 05 10
Digital Geometry
Image
Geometry
可视计算
• Visual media
– Computer graphics to visual information
本课程的内容
课程主页
/~lgliu/Courses/CAGD_2017_autumn-winter/default.htm
课程目标
• 几何表达的基本方法 • 几何建模与处理 • 计算机图形学及几何设计的新发展
• 授之以鱼，不如授之以渔
预备知识：数学
CAD (Computer Aided De员进行设计工作பைடு நூலகம்几何造型）
• 数学：曲线曲面、样条、光滑、光顺… • CAD软件：AutoCAD, SolidWorks, 3DMax, …
几何造型与建模(CAGD)
样条曲面(NURBS)
计算机图形学内涵的演变
混合现实 = 虚拟现实 + 增强现实
建模
设计、构造、模拟 数据驱动 几何与物理属性 多元抽象属性
绘制 动画 交互