浅谈高职院校机电一体化专业数学教学改革

汪亚东

【摘要】本文就高职院校机电一体化专业数学教学改革进行了分析探讨，在深入调研机电专业主干课程的基础上构建数学教学内容体系、更新教学模式和教学方法.

【关键词】高职数学；机电一体化专业；教学改革

一、机电专业数学教学改革的意义

机电一体化技术专业主要培养掌握计算机在机电产品中的应用技术、机械设计的基本理论和技能、可编程控制器和变频器的应用技术、机电一体化技术及设备的运用，能利用计算机辅助设计软件进行结构设计，能进行简单机电产品的设计和数控技术改造的高级应用型技术人才.高等数学是机电专业的重要基础课，科学合理的机电数学教学内容，对学生专业课程学习、可持续发展以及职业素养培育具有基础和支撑作用：

1.只有面向专业，适应专业课程改革的需要，才能使学生掌握专业所必需的数学基础知识和方法，提高专业学习效率和质量，更好地解决和处理专业疑难问题，为职业能力发展奠定基础；

2.只有重视应用能力培养，突出数学对专业的主动渗透，才能培养学生分析解决问题的能力和创新意识，达到职业能力的培养目标.

二、机电专业主干课程调查分析

笔者对所在学校机电学院大一第二学期至大三第一学期的专业主干课程进行了调查，归纳总结了专业课程教学内容中对数学知识的要求：

（一）函数及数值計算能力

与函数有关的专业课程教学内容中主要涉及幂函数、三角函数、反三角函数、指数函数等基本初等函数以及复合函数的计算与图像：《机械设计基础》中摆动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线、从动件位移与凸轮转角关系曲线、平面四杆机构的基本属性计算、螺纹联接的强度计算、圆柱螺纹升角计算、V带传动的设计、斜齿圆柱齿轮传动的强度计算与设计、锥齿轮传动设计、低碳钢拉伸曲线、机械磨损曲线；《机械加工设备与工装》中刀具耐用度与切削速度、进给量、背吃刀量关系曲线、圆偏心轮的升角计算；《液压传动》中液压泵输出转矩、总效率、实际流量与压力之间的关系曲线、液压缸工作速度与外负荷之间的关系曲线；《电工技术》中电压电流的相量关系计算；《电子技术》中PN结二极管电流与端电压的关系；《数控机床车削加工直接编程技术》中刀尖R半径补偿偏置矢量的计算、基本编程指令中的插补功能算法.

（二）极 限

涉及极限的专业课学习内容有：《电工技术》中计算一阶电路的全响应方程；《电子技术》中共漏极放大电路的动态参数分析、理想集成放大电路的传输特性分析；深度负反馈放大电路电压放大倍数的估算、RC串并联选频电路的计算.

（三）微积分与微分方程

专业课中有部分内容涉及一元函数导数与微分、高阶导数、多元函数偏导数、定积分、广义积分、线性微分方程：《液压传动》中液层间的速度梯度、液体内部静压力、管道液体流量、缝隙液流的连续方程、液体运动伯努利方程、阀心径向不平衡力、调速回路的速度刚性；《机械设计基础》中盘形凸轮机构压力角和许用压力角设计计算、摆动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线方程、油膜压力的一维雷诺方程；《机械加工设备与工装》中计量器具的灵敏度、被加工表面粗糙度评定参数计算；《机床计算机数控及其应用》中零件轮廓是非圆曲线的节点计算、用数字积分法进行脉冲增量插补、圆弧插补；《电子技术》中单相半波整流电压的平均值计算、负反馈对放大倍数的影响、积分运算电路、微分运算电路、双积分型模/数转换器；《电工技术》中电压的定义、电阻及电感元件的平均功率、描述RL电路、电容的零输入及零状态响应电压计算、电容充电过程中电阻消耗的电能、变压器中的电压变换原理；《数控机床车削加工直接编程技术》中进给功能系统自动加减速算法、非圆曲线轮廓的编程.

三、机电一体化技术专业数学课程内容体系的构建

通过以上调查和分析，制定机电类数学课程内容体系应以培养人才为目标、以专业需要为依据、以应用能力为主线、以创新思维为导向，加强专业针对性教学，探讨数学教学内容与专业教学内容的深度衔接，实行教学内容模块化、层次化，做到因材施教，将数学建模与数学实验的思想与方法融入数学课程教学，培养学生分析解决问题的能力以及创新能力.构建 “公共基础模块+专业基础模块”的课程内容结构：公共基础模块包括一元微积分，专业基础模块包括常微分方程、二元函数微积分、数学建模基础.

四、更新教学模式及教学方法

根据数学课程内容体系及对专业课程调查分析的结果设计相互对应的专业应用案例，通过案例驱动学习相关的数学知识，再回到专业案例中去，使所学的数学知识得以应用.突破了以往单纯以概念教学入手的教学程式，形成了“案例驱动”教学方法，即“案例引入→数学知识点（群）→案例运用”的教学模式.这种模式和方法调动了学生学习高等数学的积极性，强化了学生应用数学解决专业问题的能力.

【参考文献】

[1]罗红专，易传佩.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]常晓玲.电工技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.

[3]章宏甲，黄谊.液压传动[M].北京：机械工业出版社，2000.

[4]肖春芳.液压气动系统安装与调试[M].北京：化学工业出版社，2011.