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關鍵詞：制造業(yè) 模具制造 綠色制造技術 可持續(xù)發(fā)展

制造業(yè)一向是社會經濟快速發(fā)展的重要支柱，同時也是造成資源浪費最多和對生態(tài)環(huán)境污染程度最大的行業(yè)。面對全球資源日漸匱乏和環(huán)境問題的逐漸嚴峻，如何最大程度的減少制造業(yè)的資源浪費和降低制造業(yè)對環(huán)境帶來的危害，成了迫在眉睫的問題。而模具是制造業(yè)中最重要的生產工具，是工業(yè)生產中最基本的裝備。模具制造水平的高低，制約著一個國家整體制造業(yè)的水平。在這種情況下，“綠色模具”制造應運而生。

一、模具綠色制造的基本概念和特點

綠色制造技術是指將節(jié)能、低碳、環(huán)保、可回收、可循環(huán)等有機的結合在一起，依托高科技實現(xiàn)制造業(yè)的高質量、低成本、少污染、高利潤。綠色制造技術既能推動企業(yè)的發(fā)展，又能保護自然資源和環(huán)境。模具綠色制造是指在模具制造的每一個環(huán)節(jié)上，都要把對環(huán)境的影響和對資源的利用考慮進去，實現(xiàn)環(huán)境污染最小化和資源利用最大化。

傳統(tǒng)的模具制造只考慮模具的質量、成本、功能、壽命等，基本不考慮模具對環(huán)境造成的影響。一些模具的材料中甚至含有有毒物質，嚴重污染環(huán)境。而且傳統(tǒng)的模具在使用結束后就變成了一堆廢鐵，回收率低，嚴重浪費了資源。與傳統(tǒng)的模具制造相比，模具綠色制造具有以下特點：

模具綠色制造由“模具制造的全部過程”、“對環(huán)境的影響”、“資源優(yōu)化”三個問題組成，這三個問題貫穿模具綠色制造的始終。模具綠色制造具有良好的社會效益和經濟效益。綠色技術的采用有助于減少資源浪費，降低制造成本、減少環(huán)境污染，改善工作環(huán)境，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二、模具綠色制造的內容與流程

（1）選擇綠色的模具材料

模具材料的選擇非常重要，材料是否屬于綠色產品，對最后成型的模具影響深刻?？紤]到對環(huán)境的污染問題，模具的材料要選擇有害物質含量低的材料，以保證在加工過程中不會產生大量的有害物質?？紤]到對資源的節(jié)約問題，模具材料要選擇成本低、可回收的材料，或者選擇可以重復使用、可以降解的材料。

（2）進行綠色模具設計

在設計模具的綠色制造時，首先要考慮模具的使用年限，壽命越長，相對成本越低，越節(jié)約制造資源?？梢圆捎靡荒６嘈巍⒁恍味嘤?、拼裝等技術改進模具的結構，延長模具的使用壽命。其次，在綠色模具設計中要注重模具的標準化、系列化和規(guī)范化，可以提高模具的專業(yè)性，提高模具的質量，縮短制造周期，降低成本，也能促進模具的多次重復使用。

（3）采用綠色制造技術加工模具

在綠色制造技術方面，可以采用模具CAM/APP/CAD一體化。CAD技術能夠節(jié)約設計圖紙，并且可以對產品的剛度、強度、抗沖擊度進行分析。模具的包裝材料也應當采用綠色包裝材料，選擇無毒無公害的材料或者可以降解的材料。或者對模具進行從簡包裝，節(jié)省包裝材料。

（4）綠色模具的維護和回收

由于模具的使用比較頻繁，要對模具進行定期的維護。在維護中，要盡量減少使用具有腐蝕性的溶液，減少對模具的熱處理，延長模具的使用壽命。當模具要徹底廢棄時，要對模具展開合理有效的回收再利用，將可以使用的零件拆下來清洗以備重復使用，將可循環(huán)的材料進行再加工，將模具綠色制造納入良性循環(huán)的軌道。

三、模具綠色制造技術的應用與發(fā)展

（1）高速干切削技術

將高速切削技術與干切削技術相結合，提取兩者的優(yōu)點，就形成了新興的高速干切削技術。高速干切削技術彌補了高速切削技術和干切削技術的不足，提高了切削工藝的效率、精度和柔性。最主要的是高速干切削技術限制了切削液的使用，消除了切削液對環(huán)境帶來的污染，符合綠色制造技術的要求。如果在模具綠色制造中使用高速干切削技術，有利于提高模具的制造效率，改善模具質量，降低傳統(tǒng)的電火花技術對環(huán)境的污染。

（2）凈成形技術

焊接、塑性、鍛造等加工技術都可以進行成形制造。目前我國的成形制造正在向凈成形方向發(fā)展。凈成形是指在加工過程中，直接將材料制成工件形狀。凈成形技術加工的工件可以直接應用于產品，減少了原材料的浪費，降低了能源的消耗。在模具綠色制造中采用凈成形技術也是未來發(fā)展的一個趨勢。

（3）工藝模擬技術

在模具的熱加工過程中，可以使用工藝模擬技術。工藝模擬技術主要用模擬的方式來確定最佳參數(shù)，包括物理模擬、數(shù)學模擬和專家系統(tǒng)合成。工藝模擬可以優(yōu)化制造方案，預測加工缺陷，防止加工意外，控制工件的質量。一般的模擬軟件可以在用戶輸入模具的基本幾何參數(shù)之后，自動計算制造模具所需要的各個物理量，并將這些物理量反饋給用戶。用戶不再需要進行大量的試驗來確定這些參數(shù)，只需要在模擬結果的基礎上進行微調即可。毫無疑問，工藝模擬技術節(jié)約了材料、節(jié)省了設計者的時間、降低了模具制造成本。

四、總結

面對全球資源日漸匱乏和環(huán)境問題的逐漸嚴峻，綠色制造技術成為了制造業(yè)的主要發(fā)展方向。綠色制造技術能夠提升經濟效益、降低生產成本、縮短制造周期、減少環(huán)境污染、提高資源利用率。本文首先概括了模具綠色制造的基本概念，通過與傳統(tǒng)模具制造技術相比較總結了模具綠色制造技術的特點。其次，詳細介紹了模具綠色制造的內容與流程，包括對材料的選擇、對模具的設計、加工以及維護、回收等。最后，分析了高速干切削技術、凈成形技術、工藝模擬技術等模具綠色制造技術的應用與發(fā)展。

總之，在我國經濟高速發(fā)展的時期，發(fā)展綠色制造技術，是社會發(fā)展必然的選擇。筆者相信，模具綠色制造技術的應用與發(fā)展也必將為我國經濟發(fā)展做出貢獻。

參考文獻：

[1]劉靖.淺談綠色制造技術在模具制造中的應用[A].天津市電視技術研究會.天津市電視技術研究會2013年年會論文集[C].天津市電視技術研究會，2013：4.

[2]呂瑩.綠色制造技術在模具中的應用分析[J].科技致富向導，2013，08：176.

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【摘要】本文介紹了CIMS的有關基本概念、發(fā)展過程和應用特點。論述了它對現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展所起的巨大推動作用，及近幾年我國在CIMS技術上的發(fā)展與應用；結合我國現(xiàn)階段制造業(yè)中存在的一些問題，對CIMS在制造業(yè)的有效實施進行了一些思考。

【關鍵詞】CIMS；制造業(yè)；集成；自動化管理

引言

隨著經濟全球化的發(fā)展，市場競爭變得愈來愈激烈，如何去適應當今市場快速多變的需求，不斷提高我國產品質量，低成本的快速開發(fā)適銷對路產品，在競爭中求生存、求發(fā)展，已成為我國企業(yè)共同追求的目標。近幾年來，世界各國都意識到制造業(yè)是一個國家的支柱產業(yè)，只有加強和發(fā)展制造業(yè)才能振興經濟和增強國家工業(yè)實力。

1 CIMS的基本概念

目前，企業(yè)掀起了應用CIMS技術的熱潮。CIMS是一種基于CIM理念構成的數(shù)字化、信息化、智能化、綠色化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)，其核心是信息集成。在CIMS環(huán)境下，可以實現(xiàn)企業(yè)中乃至企業(yè)間各部門，各種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換與共享。CIMS作為生產、管理的新模式目前發(fā)展迅速，是產品開發(fā)中不可或缺的重要部分。

CIMS是現(xiàn)代制造業(yè)的一種模式，是一種新的制造理念。它包括TIS（技術信息系統(tǒng)）、MIS（管理信息系統(tǒng)）、MAS（制造自動化系統(tǒng)）和QCS（質量控制系統(tǒng)）四個功能子系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫和網絡兩個支持子系統(tǒng)，是人，物流，信息的綜合集成系統(tǒng)。

2 CIMS的組成

為了保證上述功能的實現(xiàn)，CIMS具有自己的運作系統(tǒng)，它們包括：

2.1 管理信息分系統(tǒng)MIS。包括經營管理、生產計劃與控制，采購管理、財務管理等功能。

2.2 技術信息分系統(tǒng)。包括計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工藝設計（CAPP）和數(shù)控程序編制（NCP）等功能，用來支持產品設計和工藝準備。

2.3 制造自動化分系統(tǒng)。也稱計算機輔助制造（CAM）分系統(tǒng)。它包括不同自動化程度的制造設備和子系統(tǒng)，用以支持CIMS的制造功能。

2.4 計算機輔助管理分系CAQ。該分系統(tǒng)具有制定質量管理計劃，實施質量管理，處理質量管理的信息，支持質量保證等功能。

3 CIMS技術發(fā)展階段

CIMS作為實現(xiàn)CIM理念的實際系統(tǒng)，以計算機應用為核心，支持生產過程的各個環(huán)節(jié)，是生產制造業(yè)應用的最高階段。縱觀其發(fā)展過程，CIMS技術研究和應用工程的開發(fā)可以將其分成為三個主要階段。

3.1 以信息集成為特征的CIMS階段

20世紀70 年代后期，隨著膽子信息技術的快速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，各種工藝技術及裝備的進步以及自動化技術的發(fā)展，勞動力消耗已不是主要因素，降低成本的焦點開始轉移到如何提高企業(yè)整體效率上來。

3.2 以過程集成為特征的CIMS階段

20世紀80年代以來，企業(yè)要改善產品的T（時間）、Q（質量）、C（成本）、S（服務）、E（環(huán)境），從而提高企業(yè)的市場應變能力，除信息集成這一技術手段外，還應該對過程進行重構（Process Reengineering）。傳統(tǒng)串行作業(yè)的設計、開發(fā)過程往往造成產品開發(fā)過程經常反復，這無疑使產品開發(fā)周期變長，成本增長。以企業(yè)集成為特征的CIMS階段

上世紀90年代初，CIMS進入“企業(yè)集成”為特征的發(fā)展階段。因為企業(yè)市場競爭越來越激烈，競爭中“個性化”的產品需求增大，而批量生產的產品相對減少，要求企業(yè)的組織及設備重組，實行“柔性生產線”。 企業(yè)提高自身的市場競爭力，在今天不能走“小而全”，“大而全”的封建莊園經濟的道路，而必須面對全球經濟，全球制造的新形勢，充分利用全球的制造資源，更快、更好、更省地響應市場。

4 CIMS在我國的發(fā)展

4.1 我國十分重視CIMS的發(fā)展，在制定高技術發(fā)展計劃（“863”計劃）時，就把CIMS列為自動化領域的主體之一，自上世紀90年代初期建成研究環(huán)境，然后陸續(xù)建成CIMS工程環(huán)境，CIMS試驗工程及一批CIMS應用工廠，從而奠定了良好的技術基礎。

4.2 我國CIMS事業(yè)經過十幾年的發(fā)展，從技術集成到技術、經營/管理、人/組織的集成，在廣度和深度上擴大了CIMS的內涵。

4.3 CIMS十多年的成功、失敗的實踐經驗，為我國企業(yè)的信息化探索了一條符合我國國情的循序漸進的可操作的道路，同時業(yè)明確了我國信息化的發(fā)展方向和最終目標。

5 我國CIMS存在的不足

5.1 技術問題。構成CIMS主體框架的各技術單元的發(fā)展尚不完全成熟。例如，CAD與CAM如何銜接， FMS如何進一步完善，計算機結構網絡、通信協(xié)議與系統(tǒng)互聯(lián)等技術均處于繼續(xù)高速發(fā)展的階段，均未成型，直接影響了CIMS的普及。

5.2 資金問題。發(fā)展CIMS需要雄厚的資金，建立一個CIMS是一項浩大的系統(tǒng)工程，耗時長，投資大，目前尚非一般企業(yè)財力所能負擔的。

5.3 思想問題。目前在許多企業(yè)都已經建立CIMS系統(tǒng)，但大多數(shù)系統(tǒng)主要考慮的是技術的層面，CIMS系統(tǒng)與企業(yè)管理理念的聯(lián)系，以及CIMS系統(tǒng)如何為企業(yè)帶來效益方面考慮的并不是很多。

6 結束語

CIMS是一種理念，它是生產發(fā)展到一定階段的產物，在信息時代中，它適用信息集成來提高生產效率，使之符合不斷變化的社會與市場需求的新方法。CIMS的概念和內容不是一成不變的，它隨著生產水平、生產方式的發(fā)展和人類社會進步、信息技術的提高而在不斷發(fā)展，CIMS的研究不虛不斷更新，永遠不會停止在一個水平上。

因此我們的技術發(fā)展路線是加強設計和管理，首先實現(xiàn)企業(yè)（或企業(yè)內部）之間集成的方向發(fā)展，這是我國CIMS技術內涵實現(xiàn)的必由之路。中國制造業(yè)信息化，必須以信息化帶動工業(yè)化，促進傳統(tǒng)旨在也進行結構調整和優(yōu)化升級。

參考文獻

[1]吳錫英，等.計算機集成制造技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1999.

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本書系普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材、面向21世紀課程教材。本書重點講授零（構）件和器件在不同服役條件下的失效方式及其對性能的要求，以及機械設計者和制造者必須具備的材料知識和有關的基本理論，介紹各類工程材料的成分、組織結構與冷、熱加工（或合成）工藝及性能特點和應用范圍，并以實例說明如何根據(jù)零（構）件或器件的不同服役條件和性能要求進行合理選材。全書共分13章，包括機械零件（或器件）的失效分析、碳鋼、鋼的熱處理、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金、高分子材料、陶瓷材料、復合材料、功能材料、材料改性新技術、零件的選材及工藝路線、工程材料在典型機械和生物醫(yī)學上的應用。為幫助學生思考、復習、鞏固所學知識，各章后均附有復習題。本書引用國家最新標準，并力求做到加強基礎、突出重點、注重應用和適應面廣。

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【關鍵詞】電子設計；自動化技術；電子工程

引言

隨著現(xiàn)代科學技術高速發(fā)展，電子工程新來了發(fā)展的新時代，通過合理應用網絡技術與計算機技術，電子設計開始向自動化與智能化方向發(fā)展，極大程度促進了電子設計系統(tǒng)自動化的發(fā)展。因此，關于電子設計自動化技術的研究，必須了解電子設計自動化技術的基本概念，與電子設計系統(tǒng)中存在的問題，切實根據(jù)實際情況完善電子的自動化設計，讓電子設計自動化技術在現(xiàn)代工程科學技術中發(fā)揮著作用，切實促進電子設計向現(xiàn)代化和科技化方向發(fā)展。當然，電子設計自動化技術，主要是指以計算機強大的功能系統(tǒng)為工作平臺，在一定程度上，加強了電子技術、計算機技術與智能化技術等的有機結合，通過充分發(fā)揮各技術的優(yōu)勢資源作用，形成了電子設計的自動化技術。一般來說，電子設計自動化技術，主要是采取和利用電子設計自動化工具，通過電子工程師的構圖與設計，將電子產品設計納入電子設計自動化技術的戰(zhàn)略性任務研究中，從而通過合理的電路設計，合理分析電子各性能，從而借助計算機系統(tǒng)自動處理和完成電子工程工作各方面的需求。

1.電子設計自動化技術的概念

電子設計自動化技術，簡稱EDA技術，是由“ElectronicDesignAutomation”簡化而來的，一般來說，主要是將計算機科學與微電子技術有機結合，以現(xiàn)代科學技術為發(fā)展先導，在一定程度上，融合了電子設計與計算機圖形學、拓撲邏輯學、微電子結構學等，通過充分發(fā)揮和利用計算機強大的功能，提高計算機應用領域所取得的最新成果，切實提高電子設計過程中的自動化，以引進和創(chuàng)新電子設計過程中的先進技術，以計算機工作平臺為基礎，專門用于電子工程而開發(fā)出的電子系統(tǒng)軟件設計工具，極大范圍內融入了強大的計算機功能。

2.電子設計自動化技術的發(fā)展過程

2.1初期階段

根據(jù)相關資料顯示，電子設計自動化技術的初期階段大約在20世紀70年代，人們改變了傳統(tǒng)的手工操作與繪圖設計，逐漸開始利用計算機輔助系統(tǒng)，對電子設計的IC圖進行相關的編輯和PCB布局布線。這個階段，計算機科學技術發(fā)展還在探索階段，初步形成了中小規(guī)模的集成電路，傳統(tǒng)的手工設計方法已經不能滿足人們生產工藝的需求，因此，必須加強電子制圖的設計與印刷，充分發(fā)揮計算機輔助功能與電路板和集成電路的方法，不斷增大電子設計自動化技術的效率，切實降低整個設計過程中的花費成本，適當減少整個設計與制造周期，這樣利用二維平面圖形，通過計算機加強電子設計的編輯與分析，形成電子版圖設計、布局布線等一系列基礎的自動化技術。

2.2發(fā)展階段

電子設計自動化技術的發(fā)展階段開始于20世紀80年代，此時也是在純粹的圖形繪制以外，加強了計算機功能中電路功能設計和結構設計，從而加強計算機原理圖輸入、邏輯仿真、電路分析等一系列的功能發(fā)揮，從實際情況出發(fā)加強電子設計自動化技術的發(fā)展和完善，通過逐漸擴大集成電路規(guī)模，堅持以電子系統(tǒng)為背景、以生產工藝為要求開發(fā)和設計各類軟件，促使電子設計工具形成巨大的電路功能和結構設計，以編程半導體芯片提高電子設計的自動化。

2.3成熟階段

電子設計自動化技術的成熟階段始于20世紀90年代，隨著微電子技術迅速發(fā)展，極大程度上促進了電子設計自動化技術的發(fā)展，主要是加強了電子設計過程中的高級語言描述，切實進行電子系統(tǒng)級仿真，綜合作用各種現(xiàn)代化技術，力爭把人們從繁重的設計工作中解放出來，但是這個階段電子設計的自動化和智能化程度還有待加強，缺乏統(tǒng)一的電子設計自動化軟件界面，由于系統(tǒng)的復雜性大大增加了其技術的學習與使用的難度，甚至嚴重影響到電子設計環(huán)節(jié)間各項工作的銜接，因此，必須加強電子設計自動化技術的研究，促進其向智能化方向發(fā)展。

3.電子設計自動化技術的發(fā)展前景

加強電子設計自動化技術的發(fā)展與應用，一方面為電子設計方案提供了明確的方向，增大了計算機等先進科學技術的語言描述范圍，切實促進電子設計與生產工藝要求結合，整體性、系統(tǒng)性地進行編程，從而在電子設計過程中促進了自動化技術語言的交流、保存與修改；另一方面，大大提高了電子設計的自動化程度，通過各級的仿真、糾錯和調試，切實避免設計者及時發(fā)現(xiàn)并改正在電子結構設計過程中的錯誤，為電子設計的具體細節(jié)問題提供了良好的保證，從而充分發(fā)揮電子設計自動化技術的功能，提高設計效率的同時降低了設計過程中所花費的成本，合理加強了電子設計自動化技術的應用，通過現(xiàn)代EDA技術自身為當代社會、經濟、政治發(fā)展創(chuàng)造了良好的框架工作環(huán)境，通過不斷發(fā)展，切實應用到人們生活與工作的方方面面中，為人們生活與工作質量的提高提供了良好的基礎。

4.結論

總而言之，從基本概念、發(fā)展歷程與發(fā)展前景三個方面切實加強電子設計自動化技術的研究，有利于充分利用電子設計自動化技術，為人們生活與工作需求創(chuàng)造良好的條件。

【參考文獻】

[1]謝長焱；何怡剛.電子設計自動化技術的發(fā)展與應用[J].吉首大學學報（自然科學版），2005（03）

[2]楊帆.淺談電子設計自動化技術[J].科技廣場，2009（03）

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關鍵詞：3D技術；網絡媒體；應用研究

中圖分類號：G210.7　文獻標識碼：A　文章編號：1672-8122(2011)03-0107-01

電影《阿凡達》給觀眾帶來的強大視覺沖擊力，使人們深刻認識到3D技術的應用與普及將是未來大眾媒體發(fā)展的必經之路。但是，在大多數(shù)觀眾的心目中，3D技術似乎僅僅在電影媒體中使用，它的使用范圍僅僅體現(xiàn)在視覺表現(xiàn)，而無法真正讓觀眾參與其中。情況真的是這樣的嗎?本文以當前使用范圍較廣的網絡媒體為基礎，簡要分析3D技術的基本概念、表現(xiàn)形式與表現(xiàn)效果。

一、3D技術的基本概念

事實上，3D是英文“3 Dimensions"的簡寫，也就是三維、三個維度、三個坐標的意思，即物體的長、寬、高的再現(xiàn)，換句話說，3D是一個物體的立體表現(xiàn)形式，這是相對于物體在傳統(tǒng)的平面上只有長和寬的二維而言的。這種虛擬技術最早起源于20世紀50年代的美國，發(fā)展到至今，無論是在技術條件上，還是在使用方式與使用技巧上都還是處于探索期。從視覺表現(xiàn)上來說，它是綜合應用各種技術條件制造出一種逼真的人工模擬環(huán)境，并能有效的模擬、制作人在自然環(huán)境中的各種感知系統(tǒng)和行為表現(xiàn)的高級人機交互技術。

因此，人們在虛擬環(huán)境與在現(xiàn)實環(huán)境中沒有太多的差別，但這仍然只是理想化技術條件的一種幻想，除了個別3D技術產品之外，人們對這種技術產品的使用還仍然局限在視覺體驗，而無法親身參與其中，相信在不久的將來，隨著技術條件的成熟，這種理想化的目標終究會實現(xiàn)的。

二、3D技術在網絡媒體中的表現(xiàn)形式

1.3D網絡游戲。3D虛擬技術與自然現(xiàn)實的結合最早始于網絡游戲。在二十世紀九十年代中期，隨著計算機和互聯(lián)網的興盛，使得網絡游戲不再簡單的依托于單一的服務商和服務平臺，而是直接進入到網絡空間中去。從某種程度上來說，網絡游戲中的虛擬社會，除了最初的情景設定和故事情節(jié)外，則在新的高度上重回現(xiàn)實社會生活的本源，使人與人之間的互動關系更加直接，同時也更加親近。

2.3D網絡廣告。現(xiàn)代社會，網絡廣告也開始采用最先進的技術來吸引人們的注意力，其中，3D網絡廣告便是這種激烈競爭的結果之一。它與一般的網絡廣告相比，需要大資金投入和大手筆制作，不少3D網絡廣告的制作都需要多家廣告主聯(lián)合進行，從而在虛擬現(xiàn)實的情況下參與到廣告運作。從視覺表現(xiàn)上來說，3D網絡廣告將虛擬技術融入廣告視頻中，它可以不直接使用明星代言，而是采用卡通動畫形象，從而使視覺效果更具吸引性和沖擊力。在某些操作性比較強的產品的3D廣告視頻中，這種虛擬技術可以讓受眾身臨其境的觀看、使用甚至是體驗某個產品，從而加深其對于產品的切身體驗。

篇6

目前，工業(yè)工程分有經典工業(yè)工程和現(xiàn)代工業(yè)工程，經典工業(yè)工程主要以提高現(xiàn)場作業(yè)效率為主要目的，研究什么是正確的工作方法以及如何有效地工作。現(xiàn)代工業(yè)工程是基于系統(tǒng)分析、計算機技術和運籌學，用于解決大系統(tǒng)最優(yōu)化和宏觀資源配置，與信息技術密切相關。因此，企業(yè)信息化方面的技術是工業(yè)工程專業(yè)學生必備的基本技能之一。數(shù)據(jù)庫的應用已經深入到我們生活的方方面面，在日常生活中的眾多應用都離不開數(shù)據(jù)庫的支持。在企業(yè)管理領域，數(shù)據(jù)庫的作用更加重要。成為企業(yè)信息管理、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘必不可少的支持工具。數(shù)據(jù)庫技術的應用極大地改變了我們的生活和工作方式。因此，作為工業(yè)工程專業(yè)的學生，必須要掌握數(shù)據(jù)庫的相關技術。這里的相關技術是指數(shù)據(jù)庫的應用技術，即如何使用數(shù)據(jù)庫去解決實際工作中的問題，重點包括3個方面：數(shù)據(jù)的存儲、處理和查詢。

管理信息系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫的典型應用，管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)庫來存儲管理的。在管理信息系統(tǒng)方面，對工業(yè)工程的專業(yè)人才來說，既要掌握一定的管理信息系統(tǒng)開發(fā)技術，又要掌握管理信息系統(tǒng)在實際應用中與管理相結合的運用方法。但是工業(yè)工程人員不同于專業(yè)的管理信息系統(tǒng)開發(fā)人員，不需要對系統(tǒng)的開發(fā)技術有深入的掌握，在實際工作中，主要是結合企業(yè)實際管理的需要，擔任管理信息系統(tǒng)的設計、規(guī)劃的角色，指導管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和實施，以符合企業(yè)的管理實際；利用信息技術提高企業(yè)的運作效率，降低生產成本。因此，對于工業(yè)工程人員來說，必須要了解管理信息系統(tǒng)開發(fā)的技術特點和難點、開發(fā)實施過程中可能存在的問題和解決方法，同時能夠深入了解當前主流管理信息系統(tǒng)的功能特點、運作原理以及能夠給企業(yè)帶來的效益。

管理信息系統(tǒng)根據(jù)應用的領域和層次，可以劃分出很多種類。其中，ERP是管理信息系統(tǒng)在企業(yè)應用中的典型代表。在世界范圍內，眾多的企業(yè)已經實現(xiàn)了ERP的管理模式。從軟件技術角度來看，ERP的技術就是數(shù)據(jù)庫技術和管理信息系統(tǒng)技術的綜合運用，但是，ERP不僅僅是一種軟件，更重要的是ERP代表了一種不同于傳統(tǒng)管理模式的管理思想。突破了傳統(tǒng)的組織結構和管理模式。因此，ERP知識的掌握也是工業(yè)工程專業(yè)學生的必備技能。

2教學內容設計

2．1培養(yǎng)目標設計

基于以上所提出的各項要求，分別對三門課程的培養(yǎng)目標擬定如下。

2．1．1數(shù)據(jù)庫的教學目標

讓學生掌握應用數(shù)據(jù)庫進行信息存儲、處理的基本原理，數(shù)據(jù)庫設計的步驟與方法以及數(shù)據(jù)庫的操縱與管理。目的在于培養(yǎng)學生利用基于數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)處理的思維來分析和解決實際問題的能力，重點掌握數(shù)據(jù)表的規(guī)范化設計方法以及各種數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計分析處理技術，為后繼管理信息系統(tǒng)和ERP原理課程的學習鋪墊基礎。

2．1．2管理信息系統(tǒng)的教學目標

本課程的任務是使學生認識到實施管理信息系統(tǒng)的重要性，掌握管理信息系統(tǒng)的基本概念、理論、實現(xiàn)技術方法、步驟及過程，能夠利用信息化的各種技術手段和方法，承擔企業(yè)信息化的組織、協(xié)調和建設工作。2．1．3ERP的教學目標通過本課程的學習旨在使學生了解ERP市場和當前中國企業(yè)信息化現(xiàn)狀，了解ERP的基本概念、功能和特征，掌握ERP的管理思想和管理模式，培養(yǎng)其從事ERP系統(tǒng)操作、管理、應用與實施所需的知識和技能。

2．2教學知識點設計

三門課程在內容上是相互銜接的關系，其關系如圖1所示。數(shù)據(jù)庫是管理信息系統(tǒng)的基礎，管理信息系統(tǒng)是ERP的基礎。在數(shù)據(jù)庫和管理信息系統(tǒng)基礎上，還有其他的相關應用和系統(tǒng)，在此不做贅述。因為這三門課程之間的聯(lián)系如此緊密，導致相互間的邊界不是太清晰，在實際的教學中，往往容易犯的錯誤就是知識點劃分不合理，相互間出現(xiàn)知識點重疊，從而造成整體知識結構的混亂。比如在數(shù)據(jù)庫課程中就過度強調信息系統(tǒng)的開發(fā)，反而導致學生對數(shù)據(jù)庫本身掌握不夠透徹。

2．2．1數(shù)據(jù)庫知識點設計

在數(shù)據(jù)庫課程中，重點是數(shù)據(jù)庫本身，是要學生掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的相關概念，掌握關系數(shù)據(jù)庫的基本概念和理論，熟練掌握SQL語言和數(shù)據(jù)庫軟件的使用，因為數(shù)據(jù)庫軟件種類比較多，不可能一一講解，因此，選擇較為常用，而且容易入門的數(shù)據(jù)庫軟件SQLServer。SQLServer掌握后，學習其他的數(shù)據(jù)庫軟件也會非常容易。

（1）在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念方面，需要學生了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展歷程，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的構成，掌握數(shù)據(jù)模型的概念，通過這幾個知識點使得學生能夠對數(shù)據(jù)庫有一個整體的認識。

（2）關系數(shù)據(jù)庫的基本概念需要學生重點掌握的是關系的概念、關系的鍵和關系的完整性；掌握函數(shù)依賴、關系模式分解、范式和規(guī)范化的概念。這幾大知識點是關系數(shù)據(jù)庫的理論基礎，是進行數(shù)據(jù)庫的建庫、建表的必備知識。

（3）在SQL語言方面，需要熟練掌握數(shù)據(jù)定義語言（DataDefineLanguage，DDL）和數(shù)據(jù)操縱語言（DataManipulationLanguage，DML），尤其是數(shù)據(jù)操作語言中的Select語句，是以上語言中，使用頻度最多，變化最大，難度最高的語句，需要學生重點掌握。在掌握以上語言的基礎上，再學習掌握存儲過程和觸發(fā)器的概念，能夠編寫簡單的存儲過程和觸發(fā)器。

（4）在數(shù)據(jù)庫軟件使用方面，需要學生能夠熟練操作SQLServer軟件，能夠利用該軟件進行建庫、建表、定義約束、編寫SQL語句、編寫簡單的存儲過程和觸發(fā)器、執(zhí)行數(shù)據(jù)的備份、還原和數(shù)據(jù)的導入導出。其他未提到的知識點，在課時允許的情況下，可以根據(jù)情況作適當擴充，以了解認識為主，比如：關系代數(shù)、關系演算的概念，可以給學生簡單介紹，不用花費太多課時。

2．2．2管理信息系統(tǒng)知識點設計

管理信息系統(tǒng)課程是在數(shù)據(jù)庫課程基礎之上的后續(xù)課程。因此，在該課程中將不涉及“數(shù)據(jù)庫本身”的知識點，而是基于數(shù)據(jù)庫課程中已講授的知識點，進行管理信息系統(tǒng)其他知識的學習。這些知識點將聚焦于“技術”層面，即管理信息系統(tǒng)的設計開發(fā)方法，而與管理相關的知識將在ERP課程中展開。主要包括如下幾個方面：管理信息系統(tǒng)基本概念、建設方法概述；系統(tǒng)規(guī)劃；系統(tǒng)分析；系統(tǒng)設計；系統(tǒng)實施、測試、運行與維護。因為本專業(yè)的學生，在將來的工作中，很有可能會參與到企業(yè)的管理信息系統(tǒng)的建設當中來，所以整個知識點的劃分，是按照管理信息系統(tǒng)的開發(fā)過程來展開。

（1）在管理信息系統(tǒng)基本概念、建設方法方面，目的是要學生能夠對管理信息系統(tǒng)有一個整體的認識。在該部分的講解中，可以給學生展示多種不同的、在企業(yè)中常見的管理信息系統(tǒng)的實例，比如：ERP系統(tǒng)、OA（OfficeAutomation，辦公自動化）系統(tǒng)、CRM（CustomerRelationshipManagement，客戶關系管理）系統(tǒng)、HR（HumanResource，人力資源管理）系統(tǒng)等。在進行這些實例系統(tǒng)展示時，需要注意的是此處僅是展示，不需要詳細講解。因為，此過程的目的是加深學生對管理信息系統(tǒng)的整體感性認識。

（2）在系統(tǒng)規(guī)劃、分析、設計、實施、測試、運行、維護方面，這些知識的安排完全是按照管理信息系統(tǒng)的開發(fā)過程來展開的。因此，為了達到更好的教學效果，在這個過程中，最好能夠安排一個設計實例，比如常用的學生信息管理系統(tǒng)，在系統(tǒng)規(guī)劃的知識點講解完后，即以該實例系統(tǒng)的規(guī)劃為演示，加深學生對系統(tǒng)規(guī)劃的理解。系統(tǒng)分析部分的知識點講解完后，以該實例的分析為演示，以下各階段類似。通過以上知識點的講授，能夠讓學生對整個管理信息系統(tǒng)的開發(fā)有較好的認識，從而幫助其在工作當中更好地應對信息管理方面的工作。

2．2．3ERP知識點設計

ERP課程是在管理信息系統(tǒng)基礎之上的后繼課程。ERP屬于管理信息系統(tǒng)的一種實例，因此，ERP系統(tǒng)的設計、開發(fā)過程中需要的方法，就是管理信息系統(tǒng)課程中所講授的系統(tǒng)設計開發(fā)方法，所以，這些技術層面的知識在管理信息系統(tǒng)課程中已經包含，而ERP課程將聚焦于“ERP管理”和“ERP應用”方面。不同行業(yè)的ERP差別還是比較大的，因為工業(yè)工程專業(yè)主要是面向制造行業(yè)，因此，選擇制造行業(yè)的ERP模型做講解。ERP管理方面主要針對ERP本身的相關概念、理論、思想以及在企業(yè)中的選型和實施的講解。主要知識點有ERP的發(fā)展歷程、作用、管理思想；ERP的相關概念；ERP的銷售管理、生產管理、庫存管理、采購管理、車間作業(yè)管理、成本管理以及ERP選型和實施等方面。因為這些知識點比較理論化，因此，在講解相關知識點時最好有一套實例系統(tǒng)配合展示，比如金蝶或用友的ERP軟件，或者自行開發(fā)的ERP系統(tǒng)。

ERP應用方面是指使用ERP軟件的技能，這部分主要是通過實踐課程來完成，通過該部分的學習，能夠使學生加深對ERP管理理念的理解，并能夠掌握ERP軟件的使用方法。該部分的組織需要一套實例系統(tǒng)作為實踐平臺，比如上面提到的金蝶或用友的ERP軟件，或者自行開發(fā)的ERP系統(tǒng)。實踐過程可以分成兩大階段，第一階段為單人實驗，每個學生獨立實驗，完成ERP各個功能模塊的操作練習，該階段的目的主要是訓練對ERP軟件的基本操作技能；第二階段為綜合實驗，將學生分成小組，每個小組模擬一個企業(yè)，小組成員輪流扮演不同的角色協(xié)同完成，該階段的目的主要是讓學生有全局意識，從整體上理解ERP的管理思想和管理模式。

3實驗平臺設計

這三門課程都是實踐性很強的課程，因此，在教學過程中，必須要有配套的實踐環(huán)節(jié)。三門課程的實驗平臺結構，如圖2所示。在數(shù)據(jù)庫課程中，上面提到數(shù)據(jù)庫的軟件選擇SQLServer，因此實驗平臺也選擇SQLServer，該軟件也是后繼管理信息系統(tǒng)和ERP的實驗軟件之一。SQLServer目前也有多個版本，比如：2000、2005和2008。其中2000版本和2005、2008版本的界面差別比較大，但使用模式還是一致的。因為這些版本在企業(yè)中都有應用，因此在課堂教學和實驗時，要根據(jù)實驗室的配置情況，以一個版本為主，其他版本給學生做輔助介紹即可。在管理信息系統(tǒng)開發(fā)領域，目前主流的開發(fā)平臺有Java平臺和．net平臺，對于非計算機類專業(yè)的學生來說，Java平臺的難度較大。因為工業(yè)工程專業(yè)的學生在大一或大二會學習VisualBasic課程，因此在管理信息系統(tǒng)課程中，選擇目前較為流行的．net平臺，該平臺支持VB語言。在．net平臺上選擇VB．net和ASP．net兩個實驗環(huán)境作對比，因為這兩個環(huán)境代表了管理信息系統(tǒng)的兩種架構模式C／S模式和B／S模式。目前，這兩種模式企業(yè)應用中都存在，其中B／S模式越來越成為開發(fā)的主流。因此在實驗中，可以略偏重于B／S模式。在數(shù)據(jù)管理層面，采用SQLServer數(shù)據(jù)庫。

為了達到更好的教學效果，本人在所在單位，主持了一項教改項目《管理信息系統(tǒng)課程綜合實驗平臺建設研究》，在該項目中，設計了一套可重構信息系統(tǒng)開發(fā)套件作為管理信息系統(tǒng)的實驗平臺之一。該平臺的目標：①能夠提供多種管理信息系統(tǒng)的實例展示，拓寬學生對管理信息系統(tǒng)認識的廣度；②能夠提供快速的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，在有限的時間內，能讓學生體驗完整的管理信息系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、開發(fā)過程。擺脫枯燥的代碼編寫，讓學生站在更高的高度，全面、深刻地認識管理信息系統(tǒng)，掌握管理信息系統(tǒng)的開發(fā)方法。為達到以上目標，該平臺需要實現(xiàn)的功能如下：

（1）基于該平臺可以構建目前企業(yè)普遍使用的常規(guī)管理信息系統(tǒng)，如：ERP、CRM、OA、HR等，以及其他小型的管理系統(tǒng)，如工資管理、圖書管理、學生管理、倉庫管理、銷售管理、采購管理等。從而保證有足夠的管理信息系統(tǒng)實例為學生做演示性實驗。

（2）該平臺要具備快速的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，突破從底層代碼開發(fā)的模式。使得系統(tǒng)的開發(fā)不再是枯燥的代碼編寫，而是具有快速參數(shù)化的配置功能，通過參數(shù)化的配置，即可設計出不同功能的管理模塊，既提高了模塊開發(fā)的速度，也提高開發(fā)的趣味性。讓學生把更多的時間用于對管理信息系統(tǒng)的整體認識上，而不是局限于代碼的編寫。

（3）該平臺不僅可以做為實驗課用，同時還可以作為課程設計和畢業(yè)設計的工作平臺，可以讓學生基于該平臺開發(fā)各種管理系統(tǒng)或完善已有的管理系統(tǒng)，從而可以為該平臺豐富更多的管理信息系統(tǒng)實例，為后繼教學提供更好的素材。在ERP課程中，實驗平臺可以選擇國內較為著名的金蝶或用友ERP軟件。本人所在學院購買的是金蝶ERP軟件，單一的實驗軟件不利于學生對ERP的全面認識，有可能會使學生產生所有的ERP軟件都是這個模式的錯誤認識。因此，在此基礎上，進一步延續(xù)使用管理信息系統(tǒng)課程綜合實驗平臺，通過該平臺能夠提供其他模式的ERP，從而有利于學生更好地理解和掌握ERP。

4結論

篇7

關鍵詞 材料力學 教學內容 改革

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2017.02.051

Abstract Material mechanics is an important technical basic course for engineering majors. This paper from the training objectives， teaching contents and teaching methods in three aspects of material mechanics course teaching reform is discussed and thinking， with a view to teaching practice in the future development for the country needs multi-level， multi class professionals.

Keywords materials mechanics； teaching content； reform

材料力W是工科類專業(yè)的一門重要技術基礎課，對航空航天類、土建類、機械類各專業(yè)顯得尤其重要。材料力學課程的任務是為解決工程實際問題（強度、剛度、穩(wěn)定性）提供必要的理論基礎。隨著材料制造工藝的飛速發(fā)展及計算機技術的日益普及，傳統(tǒng)的材料力學課程在教學方法和內容上需要改革調整。本文以下結合筆者所在高校的教學實踐活動，對今后材料力學課程的改革進行了初步的探討和思考，以期能夠在新的歷史時期下，培養(yǎng)出國家所需要的多層次、多類別的專業(yè)人才。

1 進一步明確培養(yǎng)人才的目標

目前，中國正處于快速發(fā)展階段，急需大量的各行業(yè)人才，而培養(yǎng)人才的重任便落在各種高校身上。中國有幾百所工科大學，但每所高校培養(yǎng)人才的方式不一樣，其中絕大多數(shù)高校是以培養(yǎng)應用型人才為主，少數(shù)高校是以培養(yǎng)研究性人才為主。以培養(yǎng)應用型人才為主要目標的高校，學生畢業(yè)后絕大多數(shù)都流入了生產型企業(yè)，他們主要從事相關產品的研發(fā)和設計工作，是產品生產過程中的中堅力量。而以培養(yǎng)研究型人才為主要目標的高校，學生畢業(yè)后有相當一部分會流入研究所和設計研究院，主要從事以技術創(chuàng)新為主的研究和深度研發(fā)工作，是產品研發(fā)階段的創(chuàng)新型人才。培養(yǎng)技術應用型人才的高校，應側重教會學生如何“用”的問題。而對于培養(yǎng)研究性人才的高校，更為重要的是告訴學生“為什么是這樣”的問題。所以，首先應該根據(jù)學校自身的定位，明確學生的培養(yǎng)目標，從而合理組織教學內容。其次，應根據(jù)不同的專業(yè)設置來明確教學內容。

材料力學是力學、航空、航天、機械、動力、土木、水利等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎科，而且是一門理論性很強的學科，其包含的公式，定理，思維方式，建模思路等對于各行業(yè)的產品研發(fā)，創(chuàng)新發(fā)展，優(yōu)化問題等方面起到很大幫助作用。不同專業(yè)對材料力學課程所要求的深度、廣度和側重點有所不同。所以，必須根據(jù)不同的專業(yè)設置，來安排和組織教學。在但無論培養(yǎng)什么樣的學生和什么專業(yè)的學生，都應注重學生分析問題的能力和解決問題能力的培養(yǎng)，另外也應注重學生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 教材內容與時俱進

傳統(tǒng)的材料力學課程主要以宏觀尺度的一維桿件為研究對象，在教學內容上先安排講授桿件的四種基本變形形式及對應的強、剛度問題，在此之后講授組合變形并通過引入應力狀態(tài)的概念引出組合變形模式下的強度問題，最后安排講授壓桿的穩(wěn)定性問題。以上講授內容，自上世紀八十年代中后期就已經成型，到30年后的今天仍然是材料力學的核心講授內容。這樣的教學方式和考查形式著重培養(yǎng)學生學習材料力學中的定理，理論和研究方法，然后解決一些傳統(tǒng)的問題，然而這并不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，與我國快速發(fā)展的現(xiàn)狀越來越不適應。因此，使教材內容適應國家發(fā)展是很重要的。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，材料制造工藝水平的不斷提高及新材料的不斷涌現(xiàn)，對材料力學這門“成熟”的課程提出了全新的力學問題。如何在傳統(tǒng)的材料力學課程中適度、適時地反映這些全新的課題和進展是十分必要的。特別是近年來有限元思想的快速發(fā)展，這對材料力學的學習和教學有了很大影響，在研究工程變形和靜定結構的基本變形中，有限元思想更是突出了它的便利之處。另外，隨著新的交叉學科的不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)材料力學中的一些結論和分析方法，也已在其他一些學科中得到了具體應用。但是，這種全新的應用并沒有在傳統(tǒng)的材料力學課程中得到體現(xiàn)。因此，在當前學科交叉日益密集的趨勢下，如何對傳統(tǒng)的材料力學內容進行安排和重組，以反映這種學科間的交叉和滲透也是十分必要的。

傳統(tǒng)的材料力學內容已不能滿足現(xiàn)代工程技術的發(fā)展，這并不是說要舍棄那些傳統(tǒng)內容，而是要保留核心內容，并加入一些新的思維方法，重組教學內容，優(yōu)化課程體系，以達到完善教材，適應時展的效果。這不僅可以激發(fā)學生的學習積極性，還可以提高學生的創(chuàng)新能力，提高學生解決問題的能力，并有利于高校培養(yǎng)專業(yè)的人才，滿足國家的需求。因此，教學內容與時俱進勢在必行。

3 完善教學手段

目前，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，利用計算機的計算能力來解決實際工程問題以成為當前的一種主流趨勢。計算機的普遍使用，也為材料力學課程教學方法提供了很大發(fā)展空間，老師應該利用學生對計算機的興趣，合理使用計算機輔助教學，不僅可以提高信息的輸送和表達，而且還能激發(fā)學生的學習熱情和創(chuàng)造性。另外，利用多媒體教學，還能加深學生對材料力學基本概念的理解，相應的提高了學生解決問題的能力，計算機教學方式是傳統(tǒng)教學手段的有力補充。還有一些大型的商業(yè)有限元軟件，尤其是ANSYS軟件早已被用來進行結構的強度計算。很多工科院校也已經將ANSYS作為本科生或研究生的一門必修課程，通常都安排在材料力學課程之后學習。但是，在講授材料力學的過程中，也應該充分利用ANSYS直觀形象的圖形顯示能力和強大的計算分析優(yōu)勢，來演示材料力學課程中的一些重要結論和驗證一些主要假設的合理性問題。舉例來說，在學習梁的彎曲變形時，采取了平截面假設，也就是說當梁發(fā)生彎曲變形的時候，變形前原為平面的梁的橫截面變形后任保持為平面，且仍然垂直于變形后的梁的軸線。①這一假設的實質是忽略了剪應力對梁彎曲變形的影響，而且僅對長高比較大的梁（ >5）近似成立。

在教學過程中，一般僅是定性的告訴學生這一結論。利用ANSYS軟件，通過不同的單元選擇，比如可以利用Timoshenko梁單元，二維實體單元和三維實體單元，具體形象地展示不同單元的數(shù)值結果，從而定量的告訴學生這一假設合理性及適用性的問題。此外，另外一款數(shù)學軟件Matlab也因其強大的分析和仿真功能，被廣泛地應用于研究及教學領域。事實上，Matlab也早已被列為本科生的一門選修課。國內一些高校也開展了Matlab和材料力學課程相結合的一些有益探索和嘗試，比如利用Matlab計算超靜定機構的支反力及繪制撓曲線的形狀等。②在材料力學課程中的把ANSYS，Matlab等仿真類軟件引入到材料力學課程教學中來，不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，還可以加深學生對材料力學基本概念的理解，并有助于提高學生實際分析能力和解決問題能力的提高，為其將來更好更快地解決實際工程問題打下基礎。因此，在今后的材料力學教學中，應該加大ANSYS，Matlab等軟件的介紹，在更深的層次上和教學過程相結合。

在利用計算機輔助教學的同時，也應該注重加強學生進行材料力學試驗，材料力學是一門理論性較強的學科。學生在學習基本概念和理論后，并不能完全理解，@就需要進行材料力學試驗來加深學生對理論的理解，使理論與實踐相結合。從簡單的力學現(xiàn)象引出復雜的問題，通過理論的學習進而解決力學問題揭示力學原理，激發(fā)學生的學習熱情，通過看得見、摸得著的實驗可以加深學生對抽象概念的理解，提高學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力。

最后，要完善教學課堂，老師在完成規(guī)定的教學內容后，應該不斷鼓勵學生樂于提出問題，并在課堂上解決，這不僅能激發(fā)學生的思考和發(fā)散思維，還能起到現(xiàn)學現(xiàn)用的作用，更能加深學生對基本概念的理解，提高學生解決問題的能力和創(chuàng)新能力。對于學有余力的學生，應該給他們一些力學問題，讓他們合作解決，最后在課堂教學之余舉行一個小競賽，促使學生獨立思考和鉆研。這種教學方式不僅增強了學生自己查閱文獻和書籍的能力，還提高他們的學習積極性，培養(yǎng)他們接受新知識、新思想的能力，在使學生獨立思考的同時，也讓學生意識到團隊合作的重要性，加強了學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力?？傊牧狭W這門課程雖然是理論性學科，但是從課程理論學習、教學方式、課堂實驗的創(chuàng)新等各個環(huán)節(jié)入手，并在各個過程中大膽創(chuàng)新，努力實踐，最終可以提高教學質量，促進學生學習，提高學生創(chuàng)新能力，使學校培養(yǎng)出高素質，復合型人才，滿足國家對工程性技術人才的需求。

4 結語

材料力學是工科類專業(yè)一門重要的技術基礎課程，筆者作為工科類材料力學課程的一線授課教師，對材料力學課程今后的教學改革方向提出了以上幾點思考和建議。為了培養(yǎng)出國家所需要的多層次、多類別的專業(yè)人才，在今后的教學工作中，只有明確了培養(yǎng)目標，不斷改進教學方法、與時俱進地更新教學內容，才能使學校培養(yǎng)出的學生肩負起時代所賦予的責任。

注釋

篇8

關鍵詞：變頻技術；變頻空調；結構特點；工作原理

1變頻器的基本工作原理

1.1變頻技術的發(fā)展

在我們國家改革開放時期引進了變頻技術，一直發(fā)展到現(xiàn)在，變頻技術在我們國家已經基本普及。對于我國變頻技術的發(fā)展總的來說，可以分為三個主要過程，首先是從別的國家引進變頻技術，1995年，我國成立空調研究所，對于國外空調的先進技術進行研究，1996年，我國從國外引進變頻空調技術，建立我國的變頻空調生產基地。其次我國的科研人員進行研究，2000年，我國初步了解了變頻空調技術，然后進行了充分的消化吸收，選取相對應我國的變頻空調的標準，進行磨合。最后進行自主創(chuàng)新，制造出適合我們國家的變頻空調，2008年，國家變頻空調標準出臺，很多生產商開始生產變頻空調，研究者不斷地改進變頻空調，直到現(xiàn)在，我國的變頻空調技術還在不斷地發(fā)展創(chuàng)新，緊跟時展的腳步，提高核心質量問題。

1.2變頻器的基本概念

隨著變頻空調的廣泛使用，越來越多的人對于變頻器這一工作器件十分的好奇，開始對變頻器進行探究。其實變頻空調中最主要的就是變頻器，變頻器一般是指對電力半導體器件的通斷的控制，將交流電工頻電源中穩(wěn)定不變的頻率和電壓變換為頻率和電壓可以改變的交流電的電能控制的一種裝置，絕緣柵雙極晶體管是一種半導體器件，一般稱IGBT。變頻器的工作過程是在電路中將穩(wěn)定頻率和電壓的交流電流轉化為直流電流，然后將轉化的直流電再轉化為可變頻率和電壓的不同的交流電流，這就是變頻器的基本概念。其本質過程就是電流的轉化過程，把固定不變頻率和電壓的三相或者單相電流轉化為頻率可以適應環(huán)境溫度改變的可變的頻率或電壓的交流電流，變頻器的本質就是不斷地轉化的過程，通過不斷地轉化，來保證變頻空調的穩(wěn)定運行。

1.3變頻器的基本構造及工作原理

前面我們簡單的介紹了變頻器的基本概念以及它的工作過程，那么變頻器的基本構造是什么呢?變頻器基本構造復雜，其中有很多個電路，最主要的是逆變電路、整流電路、控制電路這幾部分。其中三相整流橋組成了整流電路，這個過程是電路將所收集到的三相交流電都整流成直流電，逆變電路主要是由逆變模塊和驅動電路組成，其主要作用是由IGBT組成逆變橋，然后根據(jù)驅動電路發(fā)出的驅動信號把整流所得的直流電轉化為頻率和電壓可變的交流電，這個過程在變頻器的工作過程中十分的重要。變頻器是構成壓縮機的最主要器件，而壓縮機是通過控制轉速來實現(xiàn)對溫度的控制，因此，變頻器在變頻空調工作過程中是一個橋梁的作用，通過對電流的轉換來輔助壓縮機工作。以上就是所說的變頻器的基本構造和簡單的工作原理。

2變頻空調的現(xiàn)狀

前面我們介紹過變頻技術及變頻空調的發(fā)展階段，我們都知道，隨著時代的不斷進步，科學技術的發(fā)展日新月異，變頻空調也在不斷地進行改進和創(chuàng)新發(fā)展。相對于以前的變頻空調，現(xiàn)在的變頻空調更加的節(jié)能省電，最重要的是環(huán)保舒適，同時更加的人性化，更加的貼合時代的發(fā)展主題，提高了人們的生活質量。自從2009年公布的家電下鄉(xiāng)公告以后，變頻空調也被選入家電下鄉(xiāng)活動中，變頻空調的生產商也抓住了這次機會，開始進行擴展和推銷?，F(xiàn)階段，在變頻空調廣泛應用中也出現(xiàn)了一些不足和，生產商重視核心問題的普遍性，積極改進，保證質量，同時變頻空調本身存在的問題也在不斷地解決。變頻空調正在迅速的發(fā)展，相信不久的將來，變頻空調會越來越完善。

3變頻空調和定頻空調各自的優(yōu)勢及不足

3.1變頻空調的優(yōu)勢及不足

我們都知道，變頻空調雖然為人們帶來了很大的便利，但是同時也存在一定的不足，接下來對變頻空調的優(yōu)勢和不足進行簡單的分析。首先變頻空調的優(yōu)勢在于它節(jié)能效果好，因為變頻空調內部有變頻器隨時調節(jié)壓縮機的運轉速度，壓縮機保持持續(xù)平穩(wěn)的狀態(tài)，節(jié)能效果十分理想。其次，變頻空調的溫度控制精度高，變頻空調是通過控制壓縮機的轉動速度來實現(xiàn)對于溫度的控制，精確度可以達到一度左右，對于溫度的控制十分精確。最后變頻空調可以保持室溫恒定，變頻空調通過變頻壓縮機控制轉速來自動的調節(jié)室溫，使室溫保持恒定。變頻空調的不足之處在于價格比較貴，經濟條件不好的家庭消費不起。其次，變頻空調需要持續(xù)開機，才能顯示出變頻空調的優(yōu)勢來，但是很多家庭會節(jié)省電費，不會持續(xù)開機，這樣變頻空調的優(yōu)勢不能更好的顯示出來。最后變頻空調的核心技術還不夠完善，變頻空調還會存在一定的問題，需要進行維修和處理。

3.2定頻空調的優(yōu)勢及不足

定頻空調在變頻空調出現(xiàn)之前，在人們的生活工作中還是非常重要的，定頻空調相對于變頻空調來說，最大的優(yōu)點是價格便宜，很多的普通家庭都可以消費得起。其次，定頻空調對于普通工作或者生活時間小于十個小時的消費者來說，是一個不錯的選擇。定頻空調存在一定的不足，首先是定頻空調耗電量較大，定頻空調在使用的時候需要不斷地根據(jù)室溫進行調節(jié)，這樣會對家庭的電路消耗造成很大的影響。其次，定頻空調不易調節(jié)，精確度不夠。最后，定頻空調對于達到我們設定的溫度的定值的過程歷時較長，等待時間較長。

4對交流變頻空調、直流變頻空調兩個方面的變頻基本原理分析

4.1交流變頻空調的變頻調速系統(tǒng)

前面我們簡單的介紹了變頻器的基本概念和基本組成，接下來我們研究一下交流變頻空調的變頻調速系統(tǒng)，整流器、濾波器、功率逆變器主要組成了交流變頻空調的變頻調速系統(tǒng)。整流器采用硅整流器件橋式鏈接，分為單相和三相輸入電流，將交流電源轉化為直流電，整流濾波的作用是輸出直流電壓使之平穩(wěn)且得到提高。六個IGBT組成上下橋式驅動電路基本構成了功率逆波器，其中功率晶體管被作為開關器件，控制線路，使每只晶體管導通，當控制電路輸出信號時，晶體管輸出頻率變化的三相電流，整個電路的平穩(wěn)運行是保證變頻調速系統(tǒng)運行穩(wěn)定的重要保障。這就是交流變頻空調的變頻調速系統(tǒng)簡單的工作原理。

4.2直流變頻空調的變頻調速系統(tǒng)

直流變頻空調的變頻調速系統(tǒng)和交流變頻空調的調速系統(tǒng)在原理上存在一定的不同之處，直流變頻空調壓縮機采用的是無刷直流電機，無刷直流電機和普通的有刷直流電機和交流直流電機在本質上相差不多，但是有一定的區(qū)別，稀有材料制成的永久磁鋼制成了無刷直流電機的轉子，而且定子采用整距集中繞線，這樣提高了轉子的運行速率，沒有渦流損失，調速性能優(yōu)良，電磁干擾較小，噪音也小，壽命長。在進行轉子檢測時，利用電動機內部的位置傳感器提供的信號，進行驅動電機換相，或者是可以利用相電壓采樣信號檢測出無刷直流電機的相電壓，然后計算可得出，來驅動電機換相，一般都采用后一種方法進行測量轉子的位置。

5結束語

隨著變頻技術的不斷發(fā)展，變頻空調越來越廣泛的運用到人們的工作生活中，給人們帶來了舒適快捷的享受，本文主要分析了變頻技術的發(fā)展，變頻器的組成和工作原理，在此基礎上分析了交流變頻空調的變頻調速系統(tǒng)和直流變頻空調的變頻調速系統(tǒng)，總結了變頻空調和定頻空調的優(yōu)勢和不足，在以后的發(fā)展中，變頻空調需要不斷地改進，緊跟時代的步伐，適應人們的需求，更加的貼合時代節(jié)能環(huán)保的發(fā)展主題，從變頻技術的核心問題出發(fā)，提高變頻空調的質量問題。

參考文獻：

[1]杜宇.新風間接換熱式數(shù)據(jù)中心空調輔助系統(tǒng)的節(jié)能研究[D].河北工程大學，2013.

[2]周小偉.重慶市既有公共建筑空調系統(tǒng)節(jié)能診斷研究及節(jié)能改造評價體系構建[D].重慶大學，2012.

[3]余能輝.空調系統(tǒng)冷凍水泵節(jié)能改造的節(jié)能量認定方法研究[D].重慶大學，2011.

[4]顧建暉.開式管網系統(tǒng)中通風機變速調節(jié)節(jié)能效果研究[D].同濟大學，2007.

篇9

納米技術作為當前發(fā)展最迅速、研究最廣泛、投入最多的科學技術之一，被譽為21世紀的科學，并且和生物工程一起被認為是未來科技的兩大重要前沿。從納米技術的發(fā)展來看，納米測量技術的地位和作用是不容忽視的。納米加工和制造離不開納米測量，精密計量已不能適應納米技術發(fā)展的要求，而且成為了納米技術發(fā)展的瓶頸。因此，納米測量技術和測量裝置，不僅是21世紀納米技術實用過程中必須關注的焦點，而且也是21世紀計量測試領域研究的重中之重。在納米技術研究中，原子力顯微鏡（AFM）一直發(fā)揮著重要作用。

對于納米技術的基礎教學而言， AFM無疑是學生們感知納米量級的最直接的方式之一。因此，本論文針對學生特點及教學要求，將AFM工作原理及實際掃描后得到的圖片引入到課堂中進行輔助教學，取得了一定的效果。

一、AFM引入基礎教學

納米級位移測量技術至今尚未有明確的定義。通常認為測量精度或分辨率在0.5～100納米之間的位移測量技術，統(tǒng)稱為納米級位移測量技術。納米測量技術的內涵涉及納米尺度的評價、成份、微細結構和物質特性的納米尺度的測量，它是在納米尺度上研究材料和器件的結構與性能、發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、發(fā)展新方法、創(chuàng)造新技術的基礎。納米測量所涉及的兩個重要領域就是納米長度測量和納米級的表面輪廓測量[1]。

原子力顯微鏡（atomic force microscope，簡稱AFM）是利用微懸臂感受和放大懸臂上探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率[2]。

原子力顯微鏡研究對象可以是有機固體、聚合物以及生物大分子等，其可以在空氣或者液體下對樣品直接進行成像，分辨率很高。因此，AFM被廣泛應用于納米長度測量和納米級的表面輪廓測量中。

在教學中，單純依靠數(shù)學推演來講解，并不能收到很好的效果。例如學生們單從概念上很難想象1納米，1微米到底有多大，作材料表面形貌到底是什么樣子等。因此，通過實驗教學中，使用AFM來檢測不同量級的研究對象，可以加深學生們的理解，從而增強學生的實際應用能力。

二、AFM教學實例

針對納米測量所涉及的兩個重要領域：納米長度測量和納米級的表面輪廓測量。列舉了AFM掃描的利用多光束激光干涉光刻制備單晶硅形貌圖。

圖2，圖3和圖4為AFM掃描的二維圖像，觀測者可以直接看到被測樣品的表面形貌，不僅如此，AFM二維圖像還可以形成相應的三維像，獲得樣品表面結構的深度，大小以及長度等重要信息參數(shù)，如圖5所示。

通過原子力顯微鏡對樣品形貌的掃描，可以讓學生更為直觀地了解AFM以及納米測量的相關概念及原理。同時，清晰的掃描圖像可以進一步促進學生對教學內容的理解和認識。

篇10

以下筆者就談談關于高中生物（必修一）中“細胞液”這一概念的學習。

在學習“細胞液”這一概念時，它的定義為：植物液泡中的液體稱為細胞液，其中溶有無機鹽，氨基酸，糖類以及各種色素。而在實際教學中，學生經常把它錯誤的理解為細胞質中液體成分，即“細胞質基質”。筆者在教學實踐中，與同行老師以及學生們探討，究其對這一概念錯誤理解的原因。首先，學習“細胞的基本形態(tài)結構與功能”這一板塊內容時，學生們學習多種細胞器后，能把各種細胞器的結構與功能準確理解與掌握是有一定的難度。其次，學生們學習各種細胞器的結構后，認為凡是有細胞膜包圍的細胞器中都會有液體成分。因此，他們把線粒體中的液體成分稱為“線粒體基質”；溶酶體中的液體成分稱為“溶酶體基質”；而在學習液泡時，他們就認為其中的液體成分稱為“液泡基質”，那么學習細胞膜中的液體成分，應該是“細胞質基質”，卻很容易錯誤地理解為“細胞液”。

通過多年的教學實踐，筆者談談對“細胞液”這一概念的學習以及理解。教學中，利用知識的相互聯(lián)系以及學習遷移理論，把細胞中的有膜結構包圍的細胞器中的液體理解為“細胞器基質”。但是，在學習“細胞液”這一概念時，學生很容易把它錯誤地理解為“細胞膜中的液體成分”，這是符合人類對這一概念的感性認識呀！要深刻地理解這一概念，必須認識“液泡”這種細胞器。

液泡是植物細胞質中由單層膜包圍的充滿水液的囊泡，是普遍存在于植物中的一種細胞器。植物細胞中的液泡有其發(fā)生發(fā)展過程。年幼的細胞只有很少、分散的小液泡，僅占細胞體積的5%；而在成長的細胞中，這些小液泡就逐漸合并而發(fā)展成一個大液泡，占據(jù)細胞中央很大部分，有時可達細胞體積的95%以上，而將細胞質和細胞核擠到細胞的邊緣。

筆者對這一概念理解為，在科學家的研究歷程中，由于當初研究技術的限制，主要是觀察儀器的落后，人們在觀察植物細胞結構時，發(fā)現(xiàn)植物細胞中90%以上為液體環(huán)境，即把其命名為“細胞液”，而當初誤以為細胞膜中的基質；但隨著顯微技術的進步，發(fā)現(xiàn)當初觀察到的實為植物細胞中的一個細胞器“液泡”中的成分。這一點應該不難理解，由于在成熟的植物細胞中，液泡的體積占95%以上，把其他細胞器以及細胞質擠的只占有不到5%的空間，很難被人發(fā)現(xiàn)。而這在生物學的研究歷程中并非特例。比如，在學習“細胞學術的建立與發(fā)展”時，1665年，英國科學家胡克用自己設計和制造的簡易顯微鏡觀察櫟樹軟木塞切片時，發(fā)現(xiàn)其中有許多小室，就把這些小室稱為細胞，實際上胡克當時看到的是細胞壁。雖然胡克發(fā)現(xiàn)的是個錯誤的驚喜，可這是人類發(fā)現(xiàn)細胞的第一步。而在命名“細胞液”這一概念時，也許由于當時的疏忽，但生物學家已經把“細胞液”這一概念搶先命名，因此只得把后面真實發(fā)現(xiàn)的細胞質定義為“細胞質基質”。這樣就給在實際的生物學的概念學習中帶來一定的不便與困難。

因此，教師在教學中應把“細胞液”概念清楚地講授給學生，避免錯誤地理解。也許有些老師和學生認為為學習這么一個單純的概念，花費過多的時間與精力在教學中是一種得不償失，不抓重點而故意吹毛求疵的做法。有這樣的想法的人將會大錯特錯。因為“細胞液”這一概念在高中學習中占有舉足輕重的地位，在學習“質壁分離現(xiàn)象及其應用”這一知識板塊時，其中發(fā)生質壁分離現(xiàn)象重要條件之一為“細胞液濃度

小結：高中生物的概念很多，教師首先要對不同概念進行深刻地學習與理解，然后采取有效的教學策略使這些基本概念輕松、高效的被學生理解、接受并靈活應用。當然，除了課堂上教師正確引導、講解之外，學生還需通過記憶、反復練習，增加實踐的機會，才能更好的理解和掌握生物概念，進而形成科學的生物學體系。

參考文獻：

[1] 陳閱增.普通生物學[M].北京：高等教育出版社.1997.