淺談高職院校機電一體化專業數學教學改革

汪亞東

【摘要】本文就高職院校機電一體化專業數學教學改革進行了分析探討，在深入調研機電專業主干課程的基礎上構建數學教學內容體系、更新教學模式和教學方法.

【關鍵詞】高職數學；機電一體化專業；教學改革

一、機電專業數學教學改革的意義

機電一體化技術專業主要培養掌握計算機在機電產品中的應用技術、機械設計的基本理論和技能、可編程控制器和變頻器的應用技術、機電一體化技術及設備的運用，能利用計算機輔助設計軟件進行結構設計，能進行簡單機電產品的設計和數控技術改造的高級應用型技術人才.高等數學是機電專業的重要基礎課，科學合理的機電數學教學內容，對學生專業課程學習、可持續發展以及職業素養培育具有基礎和支撐作用：

只有面向專業，適應專業課程改革的需要，才能使學生掌握專業所必需的數學基礎知識和方法，提高專業學習效率和質量，更好解決和處理專業疑難問題，為職業能力發展奠定基礎；

只有重視應用能力培養，突出數學對專業的主動滲透，才能培養學生分析解決問題的能力和創新意識，達到職業能力的培養目標.

二、機電專業主干課程調查分析

筆者對所在學校機電學院大一第二學期至大三第一學期的專業主干課程進行了調查，歸納總結了專業課程教學內容中對數學知識的要求：

（一）函數及數值計算能力

與函數有關的專業課程教學內容中主要涉及冪函數、三角函數、反三角函數、指數函數等基本初等函數以及復合函數的計算與圖像：《機械設計基礎》中擺動滾子從動件盤形凸輪機構的輪廓曲線、從動件位移與凸輪轉角關系曲線、平面四桿機構的基本屬性計算、螺紋聯接的強度計算、圓柱螺紋升角計算、V帶傳動的設計、斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算與設計、錐齒輪傳動設計、低碳鋼拉伸曲線、機械磨損曲線；《機械加工設備與工裝》中刀具耐用度與切削速度、進給量、背吃刀量關系曲線、圓偏心輪的升角計算；《液壓傳動》中液壓泵輸出轉矩、總效率、實際流量與壓力之間的關系曲線、液壓缸工作速度與外負荷之間的關系曲線；《電工技術》中電壓電流的相量關系計算；《電子技術》中PN結二極管電流與端電壓的關系；《數控機床車削加工直接編程技術》中刀尖R半徑補償偏置矢量的計算、基本編程指令中的插補功能算法.

（二）極限

涉及極限的專業課學習內容有：《電工技術》中計算一階電路的全響應方程；《電子技術》中共漏極放大電路的動態參數分析、理想集成放大電路的傳輸特性分析；深度負反饋放大電路電壓放大倍數的估算、RC串并聯選頻電路的計算.

（三）微積分與微分方程

專業課中有部分內容涉及一元函數導數與微分、高階導數、多元函數偏導數、定積分、廣義積分、線性微分方程：《液壓傳動》中液層間的速度梯度、液體內部靜壓力、管道液體流量、縫隙液流的連續方程、液體運動伯努利方程、閥心徑向不平衡力、調速回路的速度剛性；《機械設計基礎》中盤形凸輪機構壓力角和許用壓力角設計計算、擺動滾子從動件盤形凸輪機構的輪廓曲線方程、油膜壓力的一維雷諾方程；《機械加工設備與工裝》中計量器具的靈敏度、被加工表面粗糙度評定參數計算；《機床計算機數控及其應用》中零件輪廓是非圓曲線的節點計算、用數字積分法進行脈沖增量插補、圓弧插補；《電子技術》中單相半波整流電壓的平均值計算、負反饋對放大倍數的影響、積分運算電路、微分運算電路、雙積分型模/數轉換器；《電工技術》中電壓的定義、電阻及電感元件的平均功率、描述RL電路、電容的零輸入及零狀態響應電壓計算、電容充電過程中電阻消耗的電能、變壓器中的電壓變換原理；《數控機床車削加工直接編程技術》中進給功能系統自動加減速算法、非圓曲線輪廓的編程.

三、機電一體化技術專業數學課程內容體系的構建

通過以上調查和分析，制定機電類數學課程內容體系應以培養人才為目標、以專業需要為依據、以應用能力為主線、以創新思維為導向，加強專業針對性教學，探討數學教學內容與專業教學內容的深度銜接，實行教學內容模塊化、層次化，做到因材施教，將數學建模與數學實驗的思想與方法融入數學課程教學，培養學生分析解決問題的能力以及創新能力.構建 “公共基礎模塊+專業基礎模塊”的課程內容結構：公共基礎模塊包括一元微積分，專業基礎模塊包括常微分方程、二元函數微積分、數學建模基礎.

四、更新教學模式及教學方法

根據數學課程內容體系及對專業課程調查分析的結果設計相互對應的專業應用案例，通過案例驅動學習相關的數學知識，再回到專業案例中去，使所學的數學知識得以應用.突破了以往單純以概念教學入手的教學程式，形成了“案例驅動”教學方法，即“案例引入→數學知識點（群）→案例運用”的教學模式.這種模式和方法調動了學生學習高等數學的積極性，強化了學生應用數學解決專業問題的能力.

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