王秀玲 卜瑋晶 劉永勝 于曉慧 何秀媛 趙悅

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

關(guān)鍵詞：機(jī)械專業(yè)課程;信息技術(shù);軟件;融合

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

在機(jī)械專業(yè)課程的教學(xué)中，要夯實基礎(chǔ)知識，重視理論與實踐的相結(jié)合，更要重視專業(yè)教學(xué)與信息技術(shù)，與專業(yè)軟件的融合，適應(yīng)當(dāng)今智能制造的需要。在一些基礎(chǔ)的專業(yè)課教學(xué)中，講清重點的基礎(chǔ)理論，同時凸現(xiàn)以數(shù)字化技術(shù)體系為主，產(chǎn)品表達(dá)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(xué)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(shè)計、制造的知識和教學(xué)內(nèi)容緊密地結(jié)合起來。

下面簡單介紹，教學(xué)中幾門比較重要的專業(yè)課程與軟件的結(jié)合情況：

1.在理論力學(xué)和材料力學(xué)教學(xué)中采用與Matlab相融合。

傳統(tǒng)的力學(xué)教學(xué)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(xué)計算，數(shù)學(xué)計算問題不但浪費(fèi)很多教師和學(xué)生的精力，尤其對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較差的學(xué)生來說，聽著枯燥，算著困難。

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

2.電工電子技術(shù)在教學(xué)中采用與Multisim軟件結(jié)合。

通過應(yīng)用仿真軟件驗證課堂教學(xué)內(nèi)容。在直流電路中應(yīng)用Multisim軟件對基爾霍夫定律、支路電流法、結(jié)點電壓法等定理進(jìn)行仿真驗證，使學(xué)生加深理解。也可以通過Multisim軟件的仿真，學(xué)習(xí)正弦交流電的三要素，觀察電容、電感的充放電過程，觀測運(yùn)算電路輸入輸出波形，驗證組合邏輯電路設(shè)計結(jié)果，幫助學(xué)生直觀的看到課本上的理論內(nèi)容，使學(xué)習(xí)內(nèi)容生動形象，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3.機(jī)械原理教學(xué)中采用與SolidWorks、MATLAB相結(jié)合。

在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析、連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計中進(jìn)行應(yīng)用，利用MATLAB可以求出速度加速度等，設(shè)計出連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)。在連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)中應(yīng)用，可以直接展示出機(jī)構(gòu)的形式，同時利用SolidWorks也可以設(shè)計出凸輪結(jié)構(gòu)。學(xué)生可以直觀的看到機(jī)構(gòu)的樣式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時使學(xué)生學(xué)會用現(xiàn)代化手段進(jìn)行設(shè)計。

4.在機(jī)械設(shè)計教學(xué)中采用與SolidWorks、MATLAB相結(jié)合。

在設(shè)計齒輪傳動、帶傳動時，利用MATLAB進(jìn)行編程設(shè)計，方便快捷。用SolidWorks可以展示齒輪傳動、帶傳動等。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以根據(jù)零件位置形象設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)。學(xué)生可以直觀的看到機(jī)械傳動的樣式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時使學(xué)生學(xué)會用現(xiàn)代化手段進(jìn)行設(shè)計。

5.液壓與氣壓傳動教學(xué)中采用與Amesim仿真軟件相結(jié)合。

在已有的液壓傳動理論基礎(chǔ)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(jìn)行型號的選擇。即在仿真系統(tǒng)中設(shè)置子模型。對選好型號的液壓元件的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使仿真對象的參數(shù)設(shè)置能保證正確的工作，得出相對準(zhǔn)確的仿真結(jié)果，用軟件進(jìn)行后臺求解計算。使得學(xué)生能在學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)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(yùn)用，增強(qiáng)實踐能力。對今后在實際工程中的應(yīng)用積累經(jīng)驗和技巧。

6.可編程控制器課程教學(xué)中，與STEP7-Micro/WIN相結(jié)合。

運(yùn)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(xué)習(xí)PLC基本指令時可以應(yīng)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(jìn)行轉(zhuǎn)換，使學(xué)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(jìn)行仿真驗證，使學(xué)生對設(shè)計的PLC程序進(jìn)驗證，避免因為強(qiáng)電實驗帶來的危險性，又能達(dá)到實驗效果。

7.單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)中運(yùn)用編程軟件仿真軟件Proteus相結(jié)合。

應(yīng)用Proteus軟件，在單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)中，只要完成好元件屬性，導(dǎo)入程序，連接好電路圖，就能進(jìn)行單片機(jī)的仿真虛擬測試，在"流水燈"等單片機(jī)實驗中有效應(yīng)用，使枯燥的理論知識更加影響具體。

8.機(jī)械工程控制基礎(chǔ)教學(xué)中，與Matlab相結(jié)合。

應(yīng)用Matlab軟件，進(jìn)行拉氏變換和反變換的計算;求解復(fù)雜方框圖系統(tǒng)的傳遞函數(shù);搭建Simulink的仿真模型進(jìn)行時域分析;繪制奈奎斯特圖和伯德圖，進(jìn)行頻域分析;求解特征方程的根，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行判定。通過Matlab的結(jié)合，從而使得復(fù)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(xué)生的學(xué)習(xí)、掌握。

9.機(jī)電傳動控制教學(xué)中，結(jié)合Matlab/SIMULINK軟件。

通過應(yīng)用仿真軟件驗證課堂教學(xué)內(nèi)容。使用Matlab/SIMULINK對直流電動機(jī)與交流電動機(jī)的啟動、調(diào)速和制動進(jìn)行仿真，掌握直流與交流電機(jī)的控制過程。使學(xué)生對晦澀難懂的理論知識，有了簡單直觀的理解與認(rèn)識，幫助機(jī)械類學(xué)生了解電機(jī)的相關(guān)知識.

通過專業(yè)課程教學(xué)中采用與信息化技術(shù)相融合的教學(xué)手段，使得計算程序化、公式函數(shù)化、演示仿真化、復(fù)習(xí)查詢化、復(fù)雜問題簡單化，促進(jìn)了學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與掌握，夯實專業(yè)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 《Multisim 10在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用》 魯世斌 范程華 蔣先偉 -《合肥師范學(xué)院學(xué)報》 -2010

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[4]《Matlab軟件在機(jī)械原理課程OBE教學(xué)改革中的應(yīng)用》 李永湘 何曉芬 張衛(wèi)華 -《內(nèi)燃機(jī)與配件》 -2019

[5]《基于MATLAB/simulink的《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》仿真》 張斌 -《深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)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(xué)人文信息學(xué)院，教授，碩士，研究方向為機(jī)械設(shè)計與制造，（E-mail）04317769772@163.com。

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