《公路CAD》电子教案主讲教师：张郃生、苏建林、王辉、杨彦军授课学时：48学时（周学时4学时，12周）使用专业：道路与桥梁技术专业使用班级：路桥06-1、2、3授课时间：授课章节名称：第一章绪论第二章AutoCAD 2004安装教学目的：1.通过本次课学习，了解公路CAD基本概念及其发展概况、发展趋势，了解公路CAD对计算机软硬件的需求，掌握本课程的学习内容和方法。
2.通过本次课学习，通过AutoCAD 2004的安装和绘图前的一些基本设置与操作，掌握AutoCAD 2004安装。
教学重点：1.公路CAD的发展趋势，AutoCAD的功能与基本特点。
2.AutoCAD 2004安装与界面基本操作。
教学难点：1.公路CAD的发展趋势，AutoCAD软件的学习方法。
2. AutoCAD 2004安装。
教学方法：第一章讲解、第二章部分内容操作演示。
教学手段：多媒体教学。
教案实施效果追记：第一章绪论第二章AutoCAD 2004安装课题引入（时间：5分钟）：※※以提问的形式了解同学对CAD的了解。
授课内容※※※※一、公路CAD的发展概况（时间：15分钟）：1、计算机辅助设计的发展（5）目前，CAD技术已在公路工程设计领域的各个阶段得到广泛地应用，它显著提高了公路设计的质量，加快了设计进度，使公路建设项目达到方案优、投资省、工期短、效益好的要求。
根据国内外有关统计资料，在工程设计中采用CAD技术，一般可使设计效率提高1～25倍，绘图效率提高20倍、设计周期缩短3～6倍，工程投资节省5%～10%。
国外已经把是否具备CAD系统作为工程咨询公司投标资格必备条件之一。
2、国内公路CAD的发展（5）当前国内有代表性的路线软件：路线大师、互动式道路及立交ＣＡＤ系统、纬地、海德、道路集成CAD系统、海地、路线与互通立交集成CAD系统等，其中路线大师的数字地形模型功能较好，纬地以易于使用见长，互动式道路及立交ＣＡＤ系统进行互通立交设计见长；以上路线软件多数能为桥梁涵洞的布置图提供必要的数据。
当前国内有代表性的桥涵设计软件：桥梁大师、海地、桥梁通、桥梁集成CAD系统、桥梁博士（力学计算专用）、海特PCV（涵洞设计专用）。
所列各桥涵设计各有所长，都能帮助设计者完成大部分设计工作，在自动化程度方面还有待进一步发展。
当前国内有代表性的路基稳定性及挡土墙设计软件：理正系列软件、同济大学的“启明星”软件等。
当前国内有代表性的路面软件：APDS（沥青路面设计验算软件）、ＨＰＤＳ（东南大学开发的公路路面设计程序系统）等。
3、公路CAD的发展趋势（5）当前计算机技术及相应支撑软件系统的发展日新月异、更新迅速，大大促进了CAD技术的发展。
其发展的热点首推CAD系统的可视化、集成化、智能化与网络化技术。
※※※※二、公路CAD的特点及对软硬件的需求（时间：15分钟）：1、公路CAD的特点（5）①提高设计工作效率，缩短设计周期；②提高设计质量，在数据库、程序库、图形系统支撑下，有利于继承原有的设计经验、设计成果，计算机的高速、准确与人工交互设计相结合，可以方便地进行设计方案的比选，得到优化的设计结果，从而节省工程投资，提高工程设计质量；③使设计人员从繁琐重复性的设计工作中解放出来，以便将其聪明才智投入到创造性的设计工作，集中精力于决策；④有利于设计工作的规范化及设计成果的标准化。
2、支撑公路CAD的计算机软件选择（5）适用于微机的交互型绘图软件有AutoCAD、CADKEY、CADPLAN、PD、3D-Product、Micro-CADAM等。
最近几年我国许多单位相继推出了各种二维交互型绘图系统，如CAXA、PCAD、GH-InteCAD、CCAD、PICAD等。
在众多的微机图形软件中，美国Autodesk公司开发的AutoCAD绘图软件，有很强的二维和三维图形的设计能力，是目前微机用户最广泛的通用图形平台，绝大多数公路CAD软件都是以此作为开发平台的，这也是本课程选择该软件的原因。
3、公路CAD对计算机硬件的需求（5）目前的主流微型计算机均能满足运行AutoCAD2004的基本要求。
考虑到公路CAD软件处理DTM（数字地形模型）对计算机内存、CPU、显示系统的要求建议采用较高配置。
※※※※三、本课程的目标、任务及学习方法（时间：15分钟）：1、本课程的目标（5）在学习《道路工程制图》等专业基础课的基础上，培养学生具备基本的图形绘制、修改、打印的技能，能利用通用图形软件AutoCAD完成公路路线、路基路面、桥涵结构物等设计图纸的绘制，具备二次开发的入门知识和简单三维图形的绘制，具备在设计、施工、研究等部门基本的专业图形绘制能力。
2、本课程的任务（2）①AutoCAD的基本操作，掌握常用绘图命令、图形编辑命令、图层的应用、特征点捕捉等；②掌握公路专业图形绘制、编辑和标注等及图形打印设置；③初步掌握三维图形的基本建模方法；④了解二次开发AutoCAD提高设计效率的方法，为使用专业设计软件打下良好基础；⑤掌握AutoCAD常见使用技巧，解决使用中的疑难问题。
3、本课程的学习方法（8）本课程是一门应用型的综合课程，要求具备计算机的基本知识和较好的公路专业知识素养，同时该课程要求较强动手能力。
所以，学习该课程首先具备计算机软硬件的基本操作技能，从基本绘图命令入手，掌握常见绘图和编辑的技能，在入门阶段不要贪多，要注意培养交互式参数绘图的基本思维方式和图形坐标系的概念，在此基础上结合专业知识完成简单专业图形的绘制；在系统学习图形标注和图形格式的基础上，完成较复杂专业图形的绘制和打印；在熟练掌握交互绘制二维图形的基础上，了解提高绘图工作效率的二次开发技术和简单三维图形的绘制方法，达到系统学习本课程的目的。
※※※※四、AutoCAD 2004安装（时间：30分钟）：1、AutoCAD 2004对系统的要求 (10)2、安装AutoCAD 2004 (20)※※※※五、AutoCAD 2004基本操作（时间：10分钟）：1、AutoCAD的启动 (1)2、AutoCAD2004界面的介绍 (3)3、文件操作 (1)4、退出AutoCAD 2004 (1)5、AutoCAD 2004命令输入方法 (1)6、图形查看 (3）※※※※小结：（时间：5分钟）1.第一章内容涉及的基本概念和基本内容见下表。
※※※※作业布置：（时间：5分钟）思考题：1．CAD、公路CAD的概念及其作用？2．我国公路CAD的发展状况与趋势？3．公路CAD对软硬件有何要求？使用班级：路桥06-1、2、3授课时间：授课章节名称：第二章AutoCAD 绘图设置教学目的：通过本次课学习，通过对AutoCAD 2004绘图前的一些基本设置与操作，掌握AutoCAD 2004直角坐标和极坐标概念和基本应用技巧，了解AutoCAD 2004绘图设置方法。
教学重点：1.绝对坐标与相对坐标区别。
2.直角坐标和极坐标区别。
教学难点：1.图层的设置。
2.相对直角坐标和相对极坐标的应用。
教学方法：讲解与操作演示。
教学手段：多媒体教学。
教案实施效果追记：第二章AutoCAD 绘图设置课题引入（时间：5分钟）：※※阐述AutoCAD绘图设置的必要性。
授课内容※※※※一、AutoCAD 2004坐标系使用（时间：45分钟）：与其他图形设计软件相比，AutoCAD最大的特点在于它提供了精确绘制图形的功能，用户可以按照非常高的精度标准，准确地设计并绘制图形。
其独特的坐标系统是准确绘图的重要基础。
1、世界坐标系世界坐标系（World Coordinate System）,又叫通用坐标系，简称WCS。
WCS是一种笛卡尔坐标系，其原点位于绘图窗口的左下角，X轴正方向为水平向右，Y轴正方向为垂直向上，Z轴正方向为垂直屏幕向外。
2、用户坐标系有时为了绘图的方便，我们要修改坐标系的原点位置和X、Y轴的方向，这种适合于用户需要的坐标系叫用户坐标系（User Coordinate System）, 简称UCS。
要设置UCS，可选择【工具】菜单下的【命名UCS】、【正交UCS】、【移动UCS】和【新建UCS】命令选项，或者在命令行执行UCS命令。
3、坐标在AutoCAD 2004中，坐标的表示方法有两种：直角坐标（即笛卡尔坐标）和极坐标。
直角坐标有X、Y、Z三个坐标值（一般平面制图只用到X、Y的值），分别表示与坐标原点或前一点的相对距离和方向。
极坐标用距离和角度表示，表示一点相对于原点或其前一点的距离和角度。
其中，相对于原点的坐标值称为绝对坐标值，相对于前一个输入点的坐标值称为相对坐标值。
4、点的输入方法在AutoCAD 2004中，点的输入方式有两种：通过键盘输入点的坐标和在绘图窗口中用光标定点。
下面以平面绘图为例进行说明。
1）直接键入点的坐标综上所述，在AutoCAD 2004中，点的坐标形式有四种：（1）绝对直角坐标指定点的X、Y坐标确定点的位置，输入格式为“X,Y”。
例如图2-9中的A点，在执行命令过程中需要输入该点坐标时，直接从键盘键入：60,55↙（符号“↙”在本书中代表按回车键）注意：坐标输入时的逗号必须用西文逗号。
图2-9 绝对直角坐标图2-10 绝对极坐标（2）绝对极坐标指定相对于坐标原点的距离和角度，输入格式为“距离<角度”。
其中，角度是从指定点到坐标原点的连线与X轴正向间的夹角。
例如图2-10中的A点，在执行命令过程中需要输入该点坐标时，直接从键盘键入：80<40↙（3）相对直角坐标指定相对于上一输入点的X和Y方向的距离（有正负之分）确定点的位置，输入格式为“@X,Y”。
例：如图2-11所示，假设画线段AB时，A点作为第一点，当需要输入B点时，直接键入：@30,-80↙提示：此时，用户可假设将坐标系原点移至A点来定义B点的坐标。
图2-11 相对直角坐标（4）相对极坐标指定相对于前一输入点的距离和角度，输入格式为“@距离<角度”，其中，角度是从指定点到前一输入点的连线与X轴正向间的夹角。
例如图2-11中，假设画线段BC时，以B点作为第一输入点，C点相对于B点的相对极坐标输入形式为：@100<45↙2）用光标定点通过移动鼠标控制光标，当光标到达指定的位置后，单击鼠标左键即可。
但是仅仅使用光标定位往往不够精确，如果借助绘图辅助工具使用，可帮助定位，从而保证绘图精度。
关于绘图辅助工具的使用将在后续章节再作介绍。
※※※※二、AutoCAD绘图设置（时间：40分钟）：通常，启动新图后首先要设置适合所画图形的绘图环境，例如图形单位、图形界限、图层、颜色、线型、绘图辅助工具等。
完整的绘图环境设置是获得精确绘图结果的基础。
1、设置图形单位选择下拉菜单【格式】\【单位】选项，即可打开【图形单位】对话框。
