王秀玲 卜瑋晶 劉永勝 于曉慧 何秀媛 趙悅

摘 要：在機械專業(yè)課程的教學中，要夯實基礎知識，重視理論與實踐的相結合，更要重視專業(yè)教學與信息技術，與專業(yè)軟件的融合。本文著重介紹教學中幾門比較重要的專業(yè)課程與軟件的融合情況。

關鍵詞：機械專業(yè)課程;信息技術;軟件;融合

進入新世紀以來，互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)這些信息技術日新月異、飛速發(fā)展。現(xiàn)在基本上所有的辦公都離不開電腦，都是應用電腦與軟件的結合，作為培養(yǎng)現(xiàn)代化建設者的專業(yè)教育，更要適應新時代的呼喚，緊跟新時代的步伐，以信息化為引領，以數(shù)字化為手段，踐行教育信息化，勇?lián)ㄔO社會主義現(xiàn)代化的責任感和使命感。

在機械專業(yè)課程的教學中，要夯實基礎知識，重視理論與實踐的相結合，更要重視專業(yè)教學與信息技術，與專業(yè)軟件的融合，適應當今智能制造的需要。在一些基礎的專業(yè)課教學中，講清重點的基礎理論，同時凸現(xiàn)以數(shù)字化技術體系為主，產(chǎn)品表達數(shù)字化、制造裝備數(shù)字化、制造工藝數(shù)字化、制造系統(tǒng)數(shù)字化。這樣在教學中采用數(shù)字化手段，采用數(shù)字化計算、仿真等手段，把數(shù)字化設計、制造的知識和教學內容緊密地結合起來。

下面簡單介紹，教學中幾門比較重要的專業(yè)課程與軟件的結合情況：

1.在理論力學和材料力學教學中采用與Matlab相融合。

傳統(tǒng)的力學教學最難解決的問題就是包括數(shù)值計算、符號計算、微積分等方面的數(shù)學計算，數(shù)學計算問題不但浪費很多教師和學生的精力，尤其對于數(shù)學基礎比較差的學生來說，聽著枯燥，算著困難。

教學中通過與Matlab結合，把手工計算變成了Matlab編程，既能保證學生專業(yè)知識的掌握，又讓學生擺脫了枯燥的計算，提高編程能力，加深了計算機應用的理解。同時，與Matlab結合，把許多的力學演示做成動畫，比如橢圓規(guī)的運行原理、做圓周運動的點的速度方向、曲柄連桿機構的工作演示、構件的基本變形演示、參數(shù)的變化對各種數(shù)學曲線的影響等等，形象地把復雜問題簡單化、形象化、直觀化。

2.電工電子技術在教學中采用與Multisim軟件結合。

通過應用仿真軟件驗證課堂教學內容。在直流電路中應用Multisim軟件對基爾霍夫定律、支路電流法、結點電壓法等定理進行仿真驗證，使學生加深理解。也可以通過Multisim軟件的仿真，學習正弦交流電的三要素，觀察電容、電感的充放電過程，觀測運算電路輸入輸出波形，驗證組合邏輯電路設計結果，幫助學生直觀的看到課本上的理論內容，使學習內容生動形象，增強學生學習興趣。

3.機械原理教學中采用與SolidWorks、MATLAB相結合。

在機構的運動分析、連桿機構的設計、凸輪機構設計中進行應用，利用MATLAB可以求出速度加速度等，設計出連桿機構和凸輪機構。在連桿機構、凸輪機構、齒輪機構中應用，可以直接展示出機構的形式，同時利用SolidWorks也可以設計出凸輪結構。學生可以直觀的看到機構的樣式，提高學生學習興趣，同時使學生學會用現(xiàn)代化手段進行設計。

4.在機械設計教學中采用與SolidWorks、MATLAB相結合。

在設計齒輪傳動、帶傳動時，利用MATLAB進行編程設計，方便快捷。用SolidWorks可以展示齒輪傳動、帶傳動等。軸的結構設計中可以根據(jù)零件位置形象設計軸的結構。學生可以直觀的看到機械傳動的樣式，提高學生學習興趣，同時使學生學會用現(xiàn)代化手段進行設計。

5.液壓與氣壓傳動教學中采用與Amesim仿真軟件相結合。

在已有的液壓傳動理論基礎的前提下，在Amesim中創(chuàng)建草圖模型，正確選擇液壓元件，并將元件連接成一個完整可工作的模型。對選擇的每一個液壓元件進行型號的選擇。即在仿真系統(tǒng)中設置子模型。對選好型號的液壓元件的工作參數(shù)進行設置，使仿真對象的參數(shù)設置能保證正確的工作，得出相對準確的仿真結果，用軟件進行后臺求解計算。使得學生能在學習理論的基礎上，掌握仿真的基本方法和過程，加深對理論知識的理解、記憶和運用，增強實踐能力。對今后在實際工程中的應用積累經(jīng)驗和技巧。

6.可編程控制器課程教學中，與STEP7-Micro/WIN相結合。

運用STEP7-Micro/WIN編程和修改控制程序，用梯形圖編程，簡單容易上手，在學習PLC基本指令時可以應用到，除了梯形圖編程還可以用指令表編程，STEP7-Micro/WIN軟件可以將梯形圖與指令表進行轉換，使學生靈活掌握西門子S7—200中簡單的基本指令的使用，編寫后的程序用S7-200仿真軟件進行仿真驗證，使學生對設計的PLC程序進驗證，避免因為強電實驗帶來的危險性，又能達到實驗效果。

7.單片機原理及應用課程教學中運用編程軟件仿真軟件Proteus相結合。

應用Proteus軟件，在單片機原理及應用課程教學中，只要完成好元件屬性，導入程序，連接好電路圖，就能進行單片機的仿真虛擬測試，在"流水燈"等單片機實驗中有效應用，使枯燥的理論知識更加影響具體。

8.機械工程控制基礎教學中，與Matlab相結合。

應用Matlab軟件，進行拉氏變換和反變換的計算;求解復雜方框圖系統(tǒng)的傳遞函數(shù);搭建Simulink的仿真模型進行時域分析;繪制奈奎斯特圖和伯德圖，進行頻域分析;求解特征方程的根，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行判定。通過Matlab的結合，從而使得復雜的計算簡單化，繪圖容易化，仿真形象化，判定數(shù)字化，易于對知識的學生的學習、掌握。

9.機電傳動控制教學中，結合Matlab/SIMULINK軟件。

通過應用仿真軟件驗證課堂教學內容。使用Matlab/SIMULINK對直流電動機與交流電動機的啟動、調速和制動進行仿真，掌握直流與交流電機的控制過程。使學生對晦澀難懂的理論知識，有了簡單直觀的理解與認識，幫助機械類學生了解電機的相關知識.

通過專業(yè)課程教學中采用與信息化技術相融合的教學手段，使得計算程序化、公式函數(shù)化、演示仿真化、復習查詢化、復雜問題簡單化，促進了學生對專業(yè)基礎知識的學習與掌握，夯實專業(yè)基礎。

參考文獻：

[1] 《獨立學院應用技術型人才培養(yǎng)的探討》 王秀玲 張國福 -《中國培訓》 -2017

[2] 《Multisim 10在數(shù)字電子技術教學中的應用》 魯世斌 范程華 蔣先偉 -《合肥師范學院學報》 -2010

[3]《Multisim仿真軟件在電工電子實驗教學中的應用》 劉景艷 李玉東 -《中國現(xiàn)代教育裝備》 -2018

[4]《Matlab軟件在機械原理課程OBE教學改革中的應用》 李永湘 何曉芬 張衛(wèi)華 -《內燃機與配件》 -2019

[5]《基于MATLAB/simulink的《機械工程控制基礎》仿真》 張斌 -《深圳職業(yè)技術學院學報》 -2015

作者簡介：

王秀玲（1976—），女，漢族，吉林省梨樹縣人，長春工業(yè)大學人文信息學院，教授，碩士，研究方向為機械設計與制造，（E-mail）04317769772@163.com。

基金項目：JLW8837120190724115757，民辦高校機械類專業(yè)應用技術型人才培養(yǎng)體系的研究與實踐