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制造业一向是社会经济快速发展的重要支柱，同时也是造成资源浪费最多和对生态环境污染程度最大的行业。面对全球资源日渐匮乏和环境问题的逐渐严峻，如何最大程度的减少制造业的资源浪费和降低制造业对环境带来的危害，成了迫在眉睫的问题。而模具是制造业中最重要的生产工具，是工业生产中最基本的装备。模具制造水平的高低，制约着一个国家整体制造业的水平。在这种情况下，“绿色模具”制造应运而生。
一、模具绿色制造的基本概念和特点
绿色制造技术是指将节能、低碳、环保、可回收、可循环等有机的结合在一起，依托高科技实现制造业的高质量、低成本、少污染、高利润。绿色制造技术既能推动企业的发展，又能保护自然资源和环境。模具绿色制造是指在模具制造的每一个环节上，都要把对环境的影响和对资源的利用考虑进去，实现环境污染最小化和资源利用最大化。
传统的模具制造只考虑模具的质量、成本、功能、寿命等，基本不考虑模具对环境造成的影响。一些模具的材料中甚至含有有毒物质，严重污染环境。而且传统的模具在使用结束后就变成了一堆废铁，回收率低，严重浪费了资源。与传统的模具制造相比，模具绿色制造具有以下特点：
二、模具绿色制造的内容与流程
（1）选择绿色的模具材料
模具材料的选择非常重要，材料是否属于绿色产品，对最后成型的模具影响深刻。考虑到对环境的污染问题，模具的材料要选择有害物质含量低的材料，以保证在加工过程中不会产生大量的有害物质。考虑到对资源的节约问题，模具材料要选择成本低、可回收的材料，或者选择可以重复使用、可以降解的材料。
（2）进行绿色模具设计
在设计模具的绿色制造时，首先要考虑模具的使用年限，寿命越长，相对成本越低，越节约制造资源。可以采用一模多形、一形多用、拼装等技术改进模具的结构，延长模具的使用寿命。其次，在绿色模具设计中要注重模具的标准化、系列化和规范化，可以提高模具的专业性，提高模具的质量，缩短制造周期，降低成本，也能促进模具的多次重复使用。
（3）采用绿色制造技术加工模具
在绿色制造技术方面，可以采用模具CAM/APP/CAD一体化。CAD技术能够节约设计图纸，并且可以对产品的刚度、强度、抗冲击度进行分析。模具的包装材料也应当采用绿色包装材料，选择无毒无公害的材料或者可以降解的材料。或者对模具进行从简包装，节省包装材料。
（4）绿色模具的维护和回收
由于模具的使用比较频繁，要对模具进行定期的维护。在维护中，要尽量减少使用具有腐蚀性的溶液，减少对模具的热处理，延长模具的使用寿命。当模具要彻底废弃时，要对模具展开合理有效的回收再利用，将可以使用的零件拆下来清洗以备重复使用，将可循环的材料进行再加工，将模具绿色制造纳入良性循环的轨道。
三、模具绿色制造技术的应用与发展
（1）高速干切削技术
将高速切削技术与干切削技术相结合，提取两者的优点，就形成了新兴的高速干切削技术。高速干切削技术弥补了高速切削技术和干切削技术的不足，提高了切削工艺的效率、精度和柔性。最主要的是高速干切削技术限制了切削液的使用，消除了切削液对环境带来的污染，符合绿色制造技术的要求。如果在模具绿色制造中使用高速干切削技术，有利于提高模具的制造效率，改善模具质量，降低传统的电火花技术对环境的污染。
（2）净成形技术
焊接、塑性、锻造等加工技术都可以进行成形制造。目前我国的成形制造正在向净成形方向发展。净成形是指在加工过程中，直接将材料制成工件形状。净成形技术加工的工件可以直接应用于产品，减少了原材料的浪费，降低了能源的消耗。在模具绿色制造中采用净成形技术也是未来发展的一个趋势。
（3）工艺模拟技术
四、总结
总之，在我国经济高速发展的时期，发展绿色制造技术，是社会发展必然的选择。笔者相信，模具绿色制造技术的应用与发展也必将为我国经济发展做出贡献。
参考文献：
[1]刘靖.浅谈绿色制造技术在模具制造中的应用[A].天津市电视技术研究会.天津市电视技术研究会2013年年会论文集[C].天津市电视技术研究会，2013：4.
[2]吕莹.绿色制造技术在模具中的应用分析[J].科技致富向导，2013，08：176.
【摘要】本文介绍了CIMS的有关基本概念、发展过程和应用特点。论述了它对现代制造业的发展所起的巨大推动作用，及近几年我国在CIMS技术上的发展与应用；结合我国现阶段制造业中存在的一些问题，对CIMS在制造业的有效实施进行了一些思考。
【关键词】CIMS；制造业；集成；自动化管理
引言
随着经济全球化的发展，市场竞争变得愈来愈激烈，如何去适应当今市场快速多变的需求，不断提高我国产品质量，低成本的快速开发适销对路产品，在竞争中求生存、求发展，已成为我国企业共同追求的目标。近几年来，世界各国都意识到制造业是一个国家的支柱产业，只有加强和发展制造业才能振兴经济和增强国家工业实力。
1CIMS的基本概念
目前，企业掀起了应用CIMS技术的热潮。CIMS是一种基于CIM理念构成的数字化、信息化、智能化、绿色化、集成优化的制造系统，其核心是信息集成。在CIMS环境下，可以实现企业中乃至企业间各部门，各种系统的数据交换与共享。CIMS作为生产、管理的新模式目前发展迅速，是产品开发中不可或缺的重要部分。
CIMS是现代制造业的一种模式，是一种新的制造理念。它包括TIS（技术信息系统）、MIS（管理信息系统）、MAS（制造自动化系统）和QCS（质量控制系统）四个功能子系统以及数据库和网络两个支持子系统，是人，物流，信息的综合集成系统。
2CIMS的组成
为了保证上述功能的实现，CIMS具有自己的运作系统，它们包括：
2.1管理信息分系统MIS。包括经营管理、生产计划与控制，采购管理、财务管理等功能。
2.2技术信息分系统。包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）和数控程序编制（NCP）等功能，用来支持产品设计和工艺准备。
2.3制造自动化分系统。也称计算机辅助制造（CAM）分系统。它包括不同自动化程度的制造设备和子系统，用以支持CIMS的制造功能。
2.4计算机辅助管理分系CAQ。该分系统具有制定质量管理计划，实施质量管理，处理质量管理的信息，支持质量保证等功能。
3CIMS技术发展阶段
CIMS作为实现CIM理念的实际系统，以计算机应用为核心，支持生产过程的各个环节，是生产制造业应用的最高阶段。纵观其发展过程，CIMS技术研究和应用工程的开发可以将其分成为三个主要阶段。
3.1以信息集成为特征的CIMS阶段
20世纪70年代后期，随着胆子信息技术的快速发展，特别是大规模集成电路的出现，各种工艺技术及装备的进步以及自动化技术的发展，劳动力消耗已不是主要因素，降低成本的焦点开始转移到如何提高企业整体效率上来。
3.2以过程集成为特征的CIMS阶段
上世纪90年代初，CIMS进入“企业集成”为特征的发展阶段。因为企业市场竞争越来越激烈，竞争中“个性化”的产品需求增大，而批量生产的产品相对减少，要求企业的组织及设备重组，实行“柔性生产线”。企业提高自身的市场竞争力，在今天不能走“小而全”，“大而全”的封建庄园经济的道路，而必须面对全球经济，全球制造的新形势，充分利用全球的制造资源，更快、更好、更省地响应市场。
4CIMS在我国的发展
4.1我国十分重视CIMS的发展，在制定高技术发展计划（“863”计划）时，就把CIMS列为自动化领域的主体之一，自上世纪90年代初期建成研究环境，然后陆续建成CIMS工程环境，CIMS试验工程及一批CIMS应用工厂，从而奠定了良好的技术基础。
4.2我国CIMS事业经过十几年的发展，从技术集成到技术、经营/管理、人/组织的集成，在广度和深度上扩大了CIMS的内涵。
4.3CIMS十多年的成功、失败的实践经验，为我国企业的信息化探索了一条符合我国国情的循序渐进的可操作的道路，同时业明确了我国信息化的发展方向和最终目标。
5我国CIMS存在的不足
5.1技术问题。构成CIMS主体框架的各技术单元的发展尚不完全成熟。例如，CAD与CAM如何衔接，FMS如何进一步完善，计算机结构网络、通信协议与系统互联等技术均处于继续高速发展的阶段，均未成型，直接影响了CIMS的普及。
5.2资金问题。发展CIMS需要雄厚的资金，建立一个CIMS是一项浩大的系统工程，耗时长，投资大，目前尚非一般企业财力所能负担的。
5.3思想问题。目前在许多企业都已经建立CIMS系统，但大多数系统主要考虑的是技术的层面，CIMS系统与企业管理理念的联系，以及CIMS系统如何为企业带来效益方面考虑的并不是很多。
6结束语
CIMS是一种理念，它是生产发展到一定阶段的产物，在信息时代中，它适用信息集成来提高生产效率，使之符合不断变化的社会与市场需求的新方法。CIMS的概念和内容不是一成不变的，它随着生产水平、生产方式的发展和人类社会进步、信息技术的提高而在不断发展，CIMS的研究不虚不断更新，永远不会停止在一个水平上。
因此我们的技术发展路线是加强设计和管理，首先实现企业（或企业内部）之间集成的方向发展，这是我国CIMS技术内涵实现的必由之路。中国制造业信息化，必须以信息化带动工业化，促进传统旨在也进行结构调整和优化升级。
参考文献
[1]吴锡英，等.计算机集成制造技术［M］.北京：机械工业出版社，1999.
本书系普通高等教育“十一五”国家级规划教材、面向21世纪课程教材。本书重点讲授零（构）件和器件在不同服役条件下的失效方式及其对性能的要求，以及机械设计者和制造者必须具备的材料知识和有关的基本理论，介绍各类工程材料的成分、组织结构与冷、热加工（或合成）工艺及性能特点和应用范围，并以实例说明如何根据零（构）件或器件的不同服役条件和性能要求进行合理选材。全书共分13章，包括机械零件（或器件）的失效分析、碳钢、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属及其合金、高分子材料、陶瓷材料、复合材料、功能材料、材料改性新技术、零件的选材及工艺路线、工程材料在典型机械和生物医学上的应用。为帮助学生思考、复习、巩固所学知识，各章后均附有复习题。本书引用国家最新标准，并力求做到加强基础、突出重点、注重应用和适应面广。
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【关键词】电子设计；自动化技术；电子工程
随着现代科学技术高速发展，电子工程新来了发展的新时代，通过合理应用网络技术与计算机技术，电子设计开始向自动化与智能化方向发展，极大程度促进了电子设计系统自动化的发展。因此，关于电子设计自动化技术的研究，必须了解电子设计自动化技术的基本概念，与电子设计系统中存在的问题，切实根据实际情况完善电子的自动化设计，让电子设计自动化技术在现代工程科学技术中发挥着作用，切实促进电子设计向现代化和科技化方向发展。当然，电子设计自动化技术，主要是指以计算机强大的功能系统为工作平台，在一定程度上，加强了电子技术、计算机技术与智能化技术等的有机结合，通过充分发挥各技术的优势资源作用，形成了电子设计的自动化技术。一般来说，电子设计自动化技术，主要是采取和利用电子设计自动化工具，通过电子工程师的构图与设计，将电子产品设计纳入电子设计自动化技术的战略性任务研究中，从而通过合理的电路设计，合理分析电子各性能，从而借助计算机系统自动处理和完成电子工程工作各方面的需求。
1.电子设计自动化技术的概念
电子设计自动化技术，简称EDA技术，是由“ElectronicDesignAutomation”简化而来的，一般来说，主要是将计算机科学与微电子技术有机结合，以现代科学技术为发展先导，在一定程度上，融合了电子设计与计算机图形学、拓扑逻辑学、微电子结构学等，通过充分发挥和利用计算机强大的功能，提高计算机应用领域所取得的最新成果，切实提高电子设计过程中的自动化，以引进和创新电子设计过程中的先进技术，以计算机工作平台为基础，专门用于电子工程而开发出的电子系统软件设计工具，极大范围内融入了强大的计算机功能。
2.电子设计自动化技术的发展过程
2.1初期阶段
2.2发展阶段
电子设计自动化技术的发展阶段开始于20世纪80年代，此时也是在纯粹的图形绘制以外，加强了计算机功能中电路功能设计和结构设计，从而加强计算机原理图输入、逻辑仿真、电路分析等一系列的功能发挥，从实际情况出发加强电子设计自动化技术的发展和完善，通过逐渐扩大集成电路规模，坚持以电子系统为背景、以生产工艺为要求开发和设计各类软件，促使电子设计工具形成巨大的电路功能和结构设计，以编程半导体芯片提高电子设计的自动化。
2.3成熟阶段
电子设计自动化技术的成熟阶段始于20世纪90年代，随着微电子技术迅速发展，极大程度上促进了电子设计自动化技术的发展，主要是加强了电子设计过程中的高级语言描述，切实进行电子系统级仿真，综合作用各种现代化技术，力争把人们从繁重的设计工作中解放出来，但是这个阶段电子设计的自动化和智能化程度还有待加强，缺乏统一的电子设计自动化软件界面，由于系统的复杂性大大增加了其技术的学习与使用的难度，甚至严重影响到电子设计环节间各项工作的衔接，因此，必须加强电子设计自动化技术的研究，促进其向智能化方向发展。
3.电子设计自动化技术的发展前景
加强电子设计自动化技术的发展与应用，一方面为电子设计方案提供了明确的方向，增大了计算机等先进科学技术的语言描述范围，切实促进电子设计与生产工艺要求结合，整体性、系统性地进行编程，从而在电子设计过程中促进了自动化技术语言的交流、保存与修改；另一方面，大大提高了电子设计的自动化程度，通过各级的仿真、纠错和调试，切实避免设计者及时发现并改正在电子结构设计过程中的错误，为电子设计的具体细节问题提供了良好的保证，从而充分发挥电子设计自动化技术的功能，提高设计效率的同时降低了设计过程中所花费的成本，合理加强了电子设计自动化技术的应用，通过现代EDA技术自身为当代社会、经济、政治发展创造了良好的框架工作环境，通过不断发展，切实应用到人们生活与工作的方方面面中，为人们生活与工作质量的提高提供了良好的基础。
4.结论
总而言之，从基本概念、发展历程与发展前景三个方面切实加强电子设计自动化技术的研究，有利于充分利用电子设计自动化技术，为人们生活与工作需求创造良好的条件。
【参考文献】
[1]谢长焱；何怡刚.电子设计自动化技术的发展与应用[J].吉首大学学报（自然科学版），2005（03）
[2]杨帆.浅谈电子设计自动化技术[J].科技广场，2009（03）
关键词：3D技术；网络媒体；应用研究
电影《阿凡达》给观众带来的强大视觉冲击力，使人们深刻认识到3D技术的应用与普及将是未来大众媒体发展的必经之路。但是，在大多数观众的心目中，3D技术似乎仅仅在电影媒体中使用，它的使用范围仅仅体现在视觉表现，而无法真正让观众参与其中。情况真的是这样的吗本文以当前使用范围较广的网络媒体为基础，简要分析3D技术的基本概念、表现形式与表现效果。
一、3D技术的基本概念
事实上，3D是英文“3Dimensions"的简写，也就是三维、三个维度、三个坐标的意思，即物体的长、宽、高的再现，换句话说，3D是一个物体的立体表现形式，这是相对于物体在传统的平面上只有长和宽的二维而言的。这种虚拟技术最早起源于20世纪50年代的美国，发展到至今，无论是在技术条件上，还是在使用方式与使用技巧上都还是处于探索期。从视觉表现上来说，它是综合应用各种技术条件制造出一种逼真的人工模拟环境，并能有效的模拟、制作人在自然环境中的各种感知系统和行为表现的高级人机交互技术。
因此，人们在虚拟环境与在现实环境中没有太多的差别，但这仍然只是理想化技术条件的一种幻想，除了个别3D技术产品之外，人们对这种技术产品的使用还仍然局限在视觉体验，而无法亲身参与其中，相信在不久的将来，随着技术条件的成熟，这种理想化的目标终究会实现的。
二、3D技术在网络媒体中的表现形式
1.3D网络游戏。3D虚拟技术与自然现实的结合最早始于网络游戏。在二十世纪九十年代中期，随着计算机和互联网的兴盛，使得网络游戏不再简单的依托于单一的服务商和服务平台，而是直接进入到网络空间中去。从某种程度上来说，网络游戏中的虚拟社会，除了最初的情景设定和故事情节外，则在新的高度上重回现实社会生活的本源，使人与人之间的互动关系更加直接，同时也更加亲近。
管理信息系统是数据库的典型应用，管理信息系统的数据是通过数据库来存储管理的。在管理信息系统方面，对工业工程的专业人才来说，既要掌握一定的管理信息系统开发技术，又要掌握管理信息系统在实际应用中与管理相结合的运用方法。但是工业工程人员不同于专业的管理信息系统开发人员，不需要对系统的开发技术有深入的掌握，在实际工作中，主要是结合企业实际管理的需要，担任管理信息系统的设计、规划的角色，指导管理信息系统的开发和实施，以符合企业的管理实际；利用信息技术提高企业的运作效率，降低生产成本。因此，对于工业工程人员来说，必须要了解管理信息系统开发的技术特点和难点、开发实施过程中可能存在的问题和解决方法，同时能够深入了解当前主流管理信息系统的功能特点、运作原理以及能够给企业带来的效益。
管理信息系统根据应用的领域和层次，可以划分出很多种类。其中，ERP是管理信息系统在企业应用中的典型代表。在世界范围内，众多的企业已经实现了ERP的管理模式。从软件技术角度来看，ERP的技术就是数据库技术和管理信息系统技术的综合运用，但是，ERP不仅仅是一种软件，更重要的是ERP代表了一种不同于传统管理模式的管理思想。突破了传统的组织结构和管理模式。因此，ERP知识的掌握也是工业工程专业学生的必备技能。
2教学内容设计
2．1培养目标设计
基于以上所提出的各项要求，分别对三门课程的培养目标拟定如下。
2．1．1数据库的教学目标
让学生掌握应用数据库进行信息存储、处理的基本原理，数据库设计的步骤与方法以及数据库的操纵与管理。目的在于培养学生利用基于数据库进行数据处理的思维来分析和解决实际问题的能力，重点掌握数据表的规范化设计方法以及各种数据查询统计分析处理技术，为后继管理信息系统和ERP原理课程的学习铺垫基础。
2．1．2管理信息系统的教学目标
本课程的任务是使学生认识到实施管理信息系统的重要性，掌握管理信息系统的基本概念、理论、实现技术方法、步骤及过程，能够利用信息化的各种技术手段和方法，承担企业信息化的组织、协调和建设工作。2．1．3ERP的教学目标通过本课程的学习旨在使学生了解ERP市场和当前中国企业信息化现状，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，培养其从事ERP系统操作、管理、应用与实施所需的知识和技能。
2．2教学知识点设计
2．2．1数据库知识点设计
（1）在数据库系统的概念方面，需要学生了解数据库系统的发展历程，数据库系统的构成，掌握数据模型的概念，通过这几个知识点使得学生能够对数据库有一个整体的认识。
（2）关系数据库的基本概念需要学生重点掌握的是关系的概念、关系的键和关系的完整性；掌握函数依赖、关系模式分解、范式和规范化的概念。这几大知识点是关系数据库的理论基础，是进行数据库的建库、建表的必备知识。
（3）在SQL语言方面，需要熟练掌握数据定义语言（DataDefineLanguage，DDL）和数据操纵语言（DataManipulationLanguage，DML），尤其是数据操作语言中的Select语句，是以上语言中，使用频度最多，变化最大，难度最高的语句，需要学生重点掌握。在掌握以上语言的基础上，再学习掌握存储过程和触发器的概念，能够编写简单的存储过程和触发器。
（4）在数据库软件使用方面，需要学生能够熟练操作SQLServer软件，能够利用该软件进行建库、建表、定义约束、编写SQL语句、编写简单的存储过程和触发器、执行数据的备份、还原和数据的导入导出。其他未提到的知识点，在课时允许的情况下，可以根据情况作适当扩充，以了解认识为主，比如：关系代数、关系演算的概念，可以给学生简单介绍，不用花费太多课时。
2．2．2管理信息系统知识点设计
（1）在管理信息系统基本概念、建设方法方面，目的是要学生能够对管理信息系统有一个整体的认识。在该部分的讲解中，可以给学生展示多种不同的、在企业中常见的管理信息系统的实例，比如：ERP系统、OA（OfficeAutomation，办公自动化）系统、CRM（CustomerRelationshipManagement，客户关系管理）系统、HR（HumanResource，人力资源管理）系统等。在进行这些实例系统展示时，需要注意的是此处仅是展示，不需要详细讲解。因为，此过程的目的是加深学生对管理信息系统的整体感性认识。
（2）在系统规划、分析、设计、实施、测试、运行、维护方面，这些知识的安排完全是按照管理信息系统的开发过程来展开的。因此，为了达到更好的教学效果，在这个过程中，最好能够安排一个设计实例，比如常用的学生信息管理系统，在系统规划的知识点讲解完后，即以该实例系统的规划为演示，加深学生对系统规划的理解。系统分析部分的知识点讲解完后，以该实例的分析为演示，以下各阶段类似。通过以上知识点的讲授，能够让学生对整个管理信息系统的开发有较好的认识，从而帮助其在工作当中更好地应对信息管理方面的工作。
2．2．3ERP知识点设计
ERP应用方面是指使用ERP软件的技能，这部分主要是通过实践课程来完成，通过该部分的学习，能够使学生加深对ERP管理理念的理解，并能够掌握ERP软件的使用方法。该部分的组织需要一套实例系统作为实践平台，比如上面提到的金蝶或用友的ERP软件，或者自行开发的ERP系统。实践过程可以分成两大阶段，第一阶段为单人实验，每个学生独立实验，完成ERP各个功能模块的操作练习，该阶段的目的主要是训练对ERP软件的基本操作技能；第二阶段为综合实验，将学生分成小组，每个小组模拟一个企业，小组成员轮流扮演不同的角色协同完成，该阶段的目的主要是让学生有全局意识，从整体上理解ERP的管理思想和管理模式。
3实验平台设计
这三门课程都是实践性很强的课程，因此，在教学过程中，必须要有配套的实践环节。三门课程的实验平台结构，如图2所示。在数据库课程中，上面提到数据库的软件选择SQLServer，因此实验平台也选择SQLServer，该软件也是后继管理信息系统和ERP的实验软件之一。SQLServer目前也有多个版本，比如：2000、2005和2008。其中2000版本和2005、2008版本的界面差别比较大，但使用模式还是一致的。因为这些版本在企业中都有应用，因此在课堂教学和实验时，要根据实验室的配置情况，以一个版本为主，其他版本给学生做辅助介绍即可。在管理信息系统开发领域，目前主流的开发平台有Java平台和．net平台，对于非计算机类专业的学生来说，Java平台的难度较大。因为工业工程专业的学生在大一或大二会学习VisualBasic课程，因此在管理信息系统课程中，选择目前较为流行的．net平台，该平台支持VB语言。在．net平台上选择VB．net和ASP．net两个实验环境作对比，因为这两个环境代表了管理信息系统的两种架构模式C／S模式和B／S模式。目前，这两种模式企业应用中都存在，其中B／S模式越来越成为开发的主流。因此在实验中，可以略偏重于B／S模式。在数据管理层面，采用SQLServer数据库。
（1）基于该平台可以构建目前企业普遍使用的常规管理信息系统，如：ERP、CRM、OA、HR等，以及其他小型的管理系统，如工资管理、图书管理、学生管理、仓库管理、销售管理、采购管理等。从而保证有足够的管理信息系统实例为学生做演示性实验。
（3）该平台不仅可以做为实验课用，同时还可以作为课程设计和毕业设计的工作平台，可以让学生基于该平台开发各种管理系统或完善已有的管理系统，从而可以为该平台丰富更多的管理信息系统实例，为后继教学提供更好的素材。在ERP课程中，实验平台可以选择国内较为著名的金蝶或用友ERP软件。本人所在学院购买的是金蝶ERP软件，单一的实验软件不利于学生对ERP的全面认识，有可能会使学生产生所有的ERP软件都是这个模式的错误认识。因此，在此基础上，进一步延续使用管理信息系统课程综合实验平台，通过该平台能够提供其他模式的ERP，从而有利于学生更好地理解和掌握ERP。
4结论
关键词材料力学教学内容改革
中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/ki.kjdks.2017.02.051
AbstractMaterialmechanicsisanimportanttechnicalbasiccourseforengineeringmajors.Thispaperfromthetrainingobjectives，teachingcontentsandteachingmethodsinthreeaspectsofmaterialmechanicscourseteachingreformisdiscussedandthinking，withaviewtoteachingpracticeinthefuturedevelopmentforthecountryneedsmulti-level，multiclassprofessionals.
Keywordsmaterialsmechanics；teachingcontent；reform
材料力W是工科类专业的一门重要技术基础课，对航空航天类、土建类、机械类各专业显得尤其重要。材料力学课程的任务是为解决工程实际问题（强度、刚度、稳定性）提供必要的理论基础。随着材料制造工艺的飞速发展及计算机技术的日益普及，传统的材料力学课程在教学方法和内容上需要改革调整。本文以下结合笔者所在高校的教学实践活动，对今后材料力学课程的改革进行了初步的探讨和思考，以期能够在新的历史时期下，培养出国家所需要的多层次、多类别的专业人才。
1进一步明确培养人才的目标
材料力学是力学、航空、航天、机械、动力、土木、水利等专业的一门重要专业基础科，而且是一门理论性很强的学科，其包含的公式，定理，思维方式，建模思路等对于各行业的产品研发，创新发展，优化问题等方面起到很大帮助作用。不同专业对材料力学课程所要求的深度、广度和侧重点有所不同。所以，必须根据不同的专业设置，来安排和组织教学。在但无论培养什么样的学生和什么专业的学生，都应注重学生分析问题的能力和解决问题能力的培养，另外也应注重学生的创新能力的培养。
2教材内容与时俱进
传统的材料力学课程主要以宏观尺度的一维杆件为研究对象，在教学内容上先安排讲授杆件的四种基本变形形式及对应的强、刚度问题，在此之后讲授组合变形并通过引入应力状态的概念引出组合变形模式下的强度问题，最后安排讲授压杆的稳定性问题。以上讲授内容，自上世纪八十年代中后期就已经成型，到30年后的今天仍然是材料力学的核心讲授内容。这样的教学方式和考查形式着重培养学生学习材料力学中的定理，理论和研究方法，然后解决一些传统的问题，然而这并不利于培养学生的创新能力，与我国快速发展的现状越来越不适应。因此，使教材内容适应国家发展是很重要的。
随着科学技术的不断发展，材料制造工艺水平的不断提高及新材料的不断涌现，对材料力学这门“成熟”的课程提出了全新的力学问题。如何在传统的材料力学课程中适度、适时地反映这些全新的课题和进展是十分必要的。特别是近年来有限元思想的快速发展，这对材料力学的学习和教学有了很大影响，在研究工程变形和静定结构的基本变形中，有限元思想更是突出了它的便利之处。另外，随着新的交叉学科的不断涌现，传统材料力学中的一些结论和分析方法，也已在其他一些学科中得到了具体应用。但是，这种全新的应用并没有在传统的材料力学课程中得到体现。因此，在当前学科交叉日益密集的趋势下，如何对传统的材料力学内容进行安排和重组，以反映这种学科间的交叉和渗透也是十分必要的。
传统的材料力学内容已不能满足现代工程技术的发展，这并不是说要舍弃那些传统内容，而是要保留核心内容，并加入一些新的思维方法，重组教学内容，优化课程体系，以达到完善教材，适应时展的效果。这不仅可以激发学生的学习积极性，还可以提高学生的创新能力，提高学生解决问题的能力，并有利于高校培养专业的人才，满足国家的需求。因此，教学内容与时俱进势在必行。
3完善教学手段
目前，随着计算机技术的飞速发展，利用计算机的计算能力来解决实际工程问题以成为当前的一种主流趋势。计算机的普遍使用，也为材料力学课程教学方法提供了很大发展空间，老师应该利用学生对计算机的兴趣，合理使用计算机辅助教学，不仅可以提高信息的输送和表达，而且还能激发学生的学习热情和创造性。另外，利用多媒体教学，还能加深学生对材料力学基本概念的理解，相应的提高了学生解决问题的能力，计算机教学方式是传统教学手段的有力补充。还有一些大型的商业有限元软件，尤其是ANSYS软件早已被用来进行结构的强度计算。很多工科院校也已经将ANSYS作为本科生或研究生的一门必修课程，通常都安排在材料力学课程之后学习。但是，在讲授材料力学的过程中，也应该充分利用ANSYS直观形象的图形显示能力和强大的计算分析优势，来演示材料力学课程中的一些重要结论和验证一些主要假设的合理性问题。举例来说，在学习梁的弯曲变形时，采取了平截面假设，也就是说当梁发生弯曲变形的时候，变形前原为平面的梁的横截面变形后任保持为平面，且仍然垂直于变形后的梁的轴线。①这一假设的实质是忽略了剪应力对梁弯曲变形的影响，而且仅对长高比较大的梁（>5）近似成立。
在教学过程中，一般仅是定性的告诉学生这一结论。利用ANSYS软件，通过不同的单元选择，比如可以利用Timoshenko梁单元，二维实体单元和三维实体单元，具体形象地展示不同单元的数值结果，从而定量的告诉学生这一假设合理性及适用性的问题。此外，另外一款数学软件Matlab也因其强大的分析和仿真功能，被广泛地应用于研究及教学领域。事实上，Matlab也早已被列为本科生的一门选修课。国内一些高校也开展了Matlab和材料力学课程相结合的一些有益探索和尝试，比如利用Matlab计算超静定机构的支反力及绘制挠曲线的形状等。②在材料力学课程中的把ANSYS，Matlab等仿真类软件引入到材料力学课程教学中来，不仅可以激发学生的学习兴趣，还可以加深学生对材料力学基本概念的理解，并有助于提高学生实际分析能力和解决问题能力的提高，为其将来更好更快地解决实际工程问题打下基础。因此，在今后的材料力学教学中，应该加大ANSYS，Matlab等软件的介绍，在更深的层次上和教学过程相结合。
在利用计算机辅助教学的同时，也应该注重加强学生进行材料力学试验，材料力学是一门理论性较强的学科。学生在学习基本概念和理论后，并不能完全理解，@就需要进行材料力学试验来加深学生对理论的理解，使理论与实践相结合。从简单的力学现象引出复杂的问题，通过理论的学习进而解决力学问题揭示力学原理，激发学生的学习热情，通过看得见、摸得着的实验可以加深学生对抽象概念的理解，提高学生的自主学习能力和创新能力。
最后，要完善教学课堂，老师在完成规定的教学内容后，应该不断鼓励学生乐于提出问题，并在课堂上解决，这不仅能激发学生的思考和发散思维，还能起到现学现用的作用，更能加深学生对基本概念的理解，提高学生解决问题的能力和创新能力。对于学有余力的学生，应该给他们一些力学问题，让他们合作解决，最后在课堂教学之余举行一个小竞赛，促使学生独立思考和钻研。这种教学方式不仅增强了学生自己查阅文献和书籍的能力，还提高他们的学习积极性，培养他们接受新知识、新思想的能力，在使学生独立思考的同时，也让学生意识到团队合作的重要性，加强了学生发现问题、解决问题的能力。总之，材料力学这门课程虽然是理论性学科，但是从课程理论学习、教学方式、课堂实验的创新等各个环节入手，并在各个过程中大胆创新，努力实践，最终可以提高教学质量，促进学生学习，提高学生创新能力，使学校培养出高素质，复合型人才，满足国家对工程性技术人才的需求。
4结语
材料力学是工科类专业一门重要的技术基础课程，笔者作为工科类材料力学课程的一线授课教师，对材料力学课程今后的教学改革方向提出了以上几点思考和建议。为了培养出国家所需要的多层次、多类别的专业人才，在今后的教学工作中，只有明确了培养目标，不断改进教学方法、与时俱进地更新教学内容，才能使学校培养出的学生肩负起时代所赋予的责任。
注释
关键词：变频技术；变频空调；结构特点；工作原理
1变频器的基本工作原理
1.1变频技术的发展
在我们国家改革开放时期引进了变频技术，一直发展到现在，变频技术在我们国家已经基本普及。对于我国变频技术的发展总的来说，可以分为三个主要过程，首先是从别的国家引进变频技术，1995年，我国成立空调研究所，对于国外空调的先进技术进行研究，1996年，我国从国外引进变频空调技术，建立我国的变频空调生产基地。其次我国的科研人员进行研究，2000年，我国初步了解了变频空调技术，然后进行了充分的消化吸收，选取相对应我国的变频空调的标准，进行磨合。最后进行自主创新，制造出适合我们国家的变频空调，2008年，国家变频空调标准出台，很多生产商开始生产变频空调，研究者不断地改进变频空调，直到现在，我国的变频空调技术还在不断地发展创新，紧跟时展的脚步，提高核心质量问题。
1.2变频器的基本概念
随着变频空调的广泛使用，越来越多的人对于变频器这一工作器件十分的好奇，开始对变频器进行探究。其实变频空调中最主要的就是变频器，变频器一般是指对电力半导体器件的通断的控制，将交流电工频电源中稳定不变的频率和电压变换为频率和电压可以改变的交流电的电能控制的一种装置，绝缘栅双极晶体管是一种半导体器件，一般称IGBT。变频器的工作过程是在电路中将稳定频率和电压的交流电流转化为直流电流，然后将转化的直流电再转化为可变频率和电压的不同的交流电流，这就是变频器的基本概念。其本质过程就是电流的转化过程，把固定不变频率和电压的三相或者单相电流转化为频率可以适应环境温度改变的可变的频率或电压的交流电流，变频器的本质就是不断地转化的过程，通过不断地转化，来保证变频空调的稳定运行。
1.3变频器的基本构造及工作原理
前面我们简单的介绍了变频器的基本概念以及它的工作过程，那么变频器的基本构造是什么呢变频器基本构造复杂，其中有很多个电路，最主要的是逆变电路、整流电路、控制电路这几部分。其中三相整流桥组成了整流电路，这个过程是电路将所收集到的三相交流电都整流成直流电，逆变电路主要是由逆变模块和驱动电路组成，其主要作用是由IGBT组成逆变桥，然后根据驱动电路发出的驱动信号把整流所得的直流电转化为频率和电压可变的交流电，这个过程在变频器的工作过程中十分的重要。变频器是构成压缩机的最主要器件，而压缩机是通过控制转速来实现对温度的控制，因此，变频器在变频空调工作过程中是一个桥梁的作用，通过对电流的转换来辅助压缩机工作。以上就是所说的变频器的基本构造和简单的工作原理。
2变频空调的现状
前面我们介绍过变频技术及变频空调的发展阶段，我们都知道，随着时代的不断进步，科学技术的发展日新月异，变频空调也在不断地进行改进和创新发展。相对于以前的变频空调，现在的变频空调更加的节能省电，最重要的是环保舒适，同时更加的人性化，更加的贴合时代的发展主题，提高了人们的生活质量。自从2009年公布的家电下乡公告以后，变频空调也被选入家电下乡活动中，变频空调的生产商也抓住了这次机会，开始进行扩展和推销。现阶段，在变频空调广泛应用中也出现了一些不足和，生产商重视核心问题的普遍性，积极改进，保证质量，同时变频空调本身存在的问题也在不断地解决。变频空调正在迅速的发展，相信不久的将来，变频空调会越来越完善。
3变频空调和定频空调各自的优势及不足
3.1变频空调的优势及不足
我们都知道，变频空调虽然为人们带来了很大的便利，但是同时也存在一定的不足，接下来对变频空调的优势和不足进行简单的分析。首先变频空调的优势在于它节能效果好，因为变频空调内部有变频器随时调节压缩机的运转速度，压缩机保持持续平稳的状态，节能效果十分理想。其次，变频空调的温度控制精度高，变频空调是通过控制压缩机的转动速度来实现对于温度的控制，精确度可以达到一度左右，对于温度的控制十分精确。最后变频空调可以保持室温恒定，变频空调通过变频压缩机控制转速来自动的调节室温，使室温保持恒定。变频空调的不足之处在于价格比较贵，经济条件不好的家庭消费不起。其次，变频空调需要持续开机，才能显示出变频空调的优势来，但是很多家庭会节省电费，不会持续开机，这样变频空调的优势不能更好的显示出来。最后变频空调的核心技术还不够完善，变频空调还会存在一定的问题，需要进行维修和处理。
3.2定频空调的优势及不足
4对交流变频空调、直流变频空调两个方面的变频基本原理分析
4.1交流变频空调的变频调速系统
前面我们简单的介绍了变频器的基本概念和基本组成，接下来我们研究一下交流变频空调的变频调速系统，整流器、滤波器、功率逆变器主要组成了交流变频空调的变频调速系统。整流器采用硅整流器件桥式链接，分为单相和三相输入电流，将交流电源转化为直流电，整流滤波的作用是输出直流电压使之平稳且得到提高。六个IGBT组成上下桥式驱动电路基本构成了功率逆波器，其中功率晶体管被作为开关器件，控制线路，使每只晶体管导通，当控制电路输出信号时，晶体管输出频率变化的三相电流，整个电路的平稳运行是保证变频调速系统运行稳定的重要保障。这就是交流变频空调的变频调速系统简单的工作原理。
4.2直流变频空调的变频调速系统
直流变频空调的变频调速系统和交流变频空调的调速系统在原理上存在一定的不同之处，直流变频空调压缩机采用的是无刷直流电机，无刷直流电机和普通的有刷直流电机和交流直流电机在本质上相差不多，但是有一定的区别，稀有材料制成的永久磁钢制成了无刷直流电机的转子，而且定子采用整距集中绕线，这样提高了转子的运行速率，没有涡流损失，调速性能优良，电磁干扰较小，噪音也小，寿命长。在进行转子检测时，利用电动机内部的位置传感器提供的信号，进行驱动电机换相，或者是可以利用相电压采样信号检测出无刷直流电机的相电压，然后计算可得出，来驱动电机换相，一般都采用后一种方法进行测量转子的位置。
5结束语
随着变频技术的不断发展，变频空调越来越广泛的运用到人们的工作生活中，给人们带来了舒适快捷的享受，本文主要分析了变频技术的发展，变频器的组成和工作原理，在此基础上分析了交流变频空调的变频调速系统和直流变频空调的变频调速系统，总结了变频空调和定频空调的优势和不足，在以后的发展中，变频空调需要不断地改进，紧跟时代的步伐，适应人们的需求，更加的贴合时代节能环保的发展主题，从变频技术的核心问题出发，提高变频空调的质量问题。
[1]杜宇.新风间接换热式数据中心空调辅助系统的节能研究[D].河北工程大学，2013.
[2]周小伟.重庆市既有公共建筑空调系统节能诊断研究及节能改造评价体系构建[D].重庆大学，2012.
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[4]顾建晖.开式管网系统中通风机变速调节节能效果研究[D].同济大学，2007.
对于纳米技术的基础教学而言，AFM无疑是学生们感知纳米量级的最直接的方式之一。因此，本论文针对学生特点及教学要求，将AFM工作原理及实际扫描后得到的图片引入到课堂中进行辅助教学，取得了一定的效果。
一、AFM引入基础教学
纳米级位移测量技术至今尚未有明确的定义。通常认为测量精度或分辨率在0.5～100纳米之间的位移测量技术，统称为纳米级位移测量技术。纳米测量技术的内涵涉及纳米尺度的评价、成份、微细结构和物质特性的纳米尺度的测量，它是在纳米尺度上研究材料和器件的结构与性能、发现新现象、发展新方法、创造新技术的基础。纳米测量所涉及的两个重要领域就是纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量[1]。
原子力显微镜（atomicforcemicroscope，简称AFM）是利用微悬臂感受和放大悬臂上探针与受测样品原子之间的作用力，从而达到检测的目的，具有原子级的分辨率[2]。
原子力显微镜研究对象可以是有机固体、聚合物以及生物大分子等，其可以在空气或者液体下对样品直接进行成像，分辨率很高。因此，AFM被广泛应用于纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量中。
在教学中，单纯依靠数学推演来讲解，并不能收到很好的效果。例如学生们单从概念上很难想象1纳米，1微米到底有多大，作材料表面形貌到底是什么样子等。因此，通过实验教学中，使用AFM来检测不同量级的研究对象，可以加深学生们的理解，从而增强学生的实际应用能力。
二、AFM教学实例
针对纳米测量所涉及的两个重要领域：纳米长度测量和纳米级的表面轮廓测量。列举了AFM扫描的利用多光束激光干涉光刻制备单晶硅形貌图。
图2，图3和图4为AFM扫描的二维图像，观测者可以直接看到被测样品的表面形貌，不仅如此，AFM二维图像还可以形成相应的三维像，获得样品表面结构的深度，大小以及长度等重要信息参数，如图5所示。
以下笔者就谈谈关于高中生物（必修一）中“细胞液”这一概念的学习。
在学习“细胞液”这一概念时，它的定义为：植物液泡中的液体称为细胞液，其中溶有无机盐，氨基酸，糖类以及各种色素。而在实际教学中，学生经常把它错误的理解为细胞质中液体成分，即“细胞质基质”。笔者在教学实践中，与同行老师以及学生们探讨，究其对这一概念错误理解的原因。首先，学习“细胞的基本形态结构与功能”这一板块内容时，学生们学习多种细胞器后，能把各种细胞器的结构与功能准确理解与掌握是有一定的难度。其次，学生们学习各种细胞器的结构后，认为凡是有细胞膜包围的细胞器中都会有液体成分。因此，他们把线粒体中的液体成分称为“线粒体基质”；溶酶体中的液体成分称为“溶酶体基质”；而在学习液泡时，他们就认为其中的液体成分称为“液泡基质”，那么学习细胞膜中的液体成分，应该是“细胞质基质”，却很容易错误地理解为“细胞液”。
通过多年的教学实践，笔者谈谈对“细胞液”这一概念的学习以及理解。教学中，利用知识的相互联系以及学习迁移理论，把细胞中的有膜结构包围的细胞器中的液体理解为“细胞器基质”。但是，在学习“细胞液”这一概念时，学生很容易把它错误地理解为“细胞膜中的液体成分”，这是符合人类对这一概念的感性认识呀！要深刻地理解这一概念，必须认识“液泡”这种细胞器。
液泡是植物细胞质中由单层膜包围的充满水液的囊泡，是普遍存在于植物中的一种细胞器。植物细胞中的液泡有其发生发展过程。年幼的细胞只有很少、分散的小液泡，仅占细胞体积的5%；而在成长的细胞中，这些小液泡就逐渐合并而发展成一个大液泡，占据细胞中央很大部分，有时可达细胞体积的95%以上，而将细胞质和细胞核挤到细胞的边缘。
笔者对这一概念理解为，在科学家的研究历程中，由于当初研究技术的限制，主要是观察仪器的落后，人们在观察植物细胞结构时，发现植物细胞中90%以上为液体环境，即把其命名为“细胞液”，而当初误以为细胞膜中的基质；但随着显微技术的进步，发现当初观察到的实为植物细胞中的一个细胞器“液泡”中的成分。这一点应该不难理解，由于在成熟的植物细胞中，液泡的体积占95%以上，把其他细胞器以及细胞质挤的只占有不到5%的空间，很难被人发现。而这在生物学的研究历程中并非特例。比如，在学习“细胞学术的建立与发展”时，1665年，英国科学家胡克用自己设计和制造的简易显微镜观察栎树软木塞切片时，发现其中有许多小室，就把这些小室称为细胞，实际上胡克当时看到的是细胞壁。虽然胡克发现的是个错误的惊喜，可这是人类发现细胞的第一步。而在命名“细胞液”这一概念时，也许由于当时的疏忽，但生物学家已经把“细胞液”这一概念抢先命名，因此只得把后面真实发现的细胞质定义为“细胞质基质”。这样就给在实际的生物学的概念学习中带来一定的不便与困难。
小结：高中生物的概念很多，教师首先要对不同概念进行深刻地学习与理解，然后采取有效的教学策略使这些基本概念轻松、高效的被学生理解、接受并灵活应用。当然，除了课堂上教师正确引导、讲解之外，学生还需通过记忆、反复练习，增加实践的机会，才能更好的理解和掌握生物概念，进而形成科学的生物学体系。