噪聲與振動控制課程有效課堂教學思考

章婷

［摘要］噪聲與振動控制課程有效課堂教學可以針對噪聲與振動控制課程特點，總結課堂教學中存在的問題，對課堂教學進行嘗試性改革，以激發學習興趣和傳授知識為課堂主要教學目的，將實際工程問題融入課堂教學，利用多媒體課件、軟件模擬、課堂討論三種形式豐富課堂教學手段。教學實踐證明，新的課堂教學能激發學生學習熱情，有效提高教學效果。

［關鍵詞］教學改革課堂教學教學模式

［中圖分類號］TK413.31［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）11-0140-02一、引言

噪聲與振動控制課程是為我院機械設計制造及其自動化專業、過程裝備與控制工程專業和機械電子工程專業大四學生開設的一門專業選修課。課程綜合了力學、微積分、數學、信號處理等多種學科知識，其內容繁多，課時較少，概念復雜，理論抽象，與工程實際聯系密切，學生普遍反映枯燥、乏味、抽象，難以聽懂。

近年來，我們針對課程特點，重點圍繞有效課堂教學方式展開了教學研究。在總結以往課堂教學得失的基礎上，對如何提高課堂教學質量進行了探索性嘗試。教學實踐證明，新的教學方式有效活躍了課堂氛圍，提高了學生學習積極性，教學效果得到了明顯增強。

二、課堂教學中存在問題分析

（一）學生綜合現狀難以滿足課堂教學要求

從學生知識結構來看：課堂教學內容具有很強的綜合性，講解中涉及許多力學、數學知識點。學生在相關課程學習中，有些知識點本身難度大，如對常微分方程求解學得很少，難以滿足本課程的學習要求。學生在課堂中對一些問題的基本解法很難迅速接受，教師往往要費時費力地對相關課程教學內容進行復習，大大減少了本課程有效教學時間。

從學生學習現狀來看：當前學生受諸多因素影響，學習主動性較差。加上本課程課時少、學分低，學生重視程度大大降低。

（二）教師教學方式難以適應課程特點

從課堂教學內容來看：教學內容過分強調完整嚴密的知識體系，緊密圍繞教材組織教學，課堂教學內容窄化為教材中的客觀知識。這種教材復制式的教學導致教學內容的固定、僵化、陳舊，致使學生學習興趣下降。

從課堂教學組織形式來看：教師將條理化、邏輯化的靜態知識體系講授給學生，只給予一定程度的說明、分析和解釋。課堂教學中，教師單一的“全包制”授課占上課時間的75%以上。學生的課堂學習呈被動狀態，不會自主探索知識，更談不上活學活用。

從課堂教學模式來看，我院對該課程的教學手段比較單調，以教師理論講授為主。然而，課程與實際工程問題聯系緊密，對于沒有任何工程實踐經驗的學員來說，直觀上很難理解相關內容

三、改進課堂教學效果的措施

（一） 重新審視課堂教學目的，合理定位課堂教學

蘇聯著名教育家贊科夫把“能力”歸納為5種：觀察力、記憶力、思維能力、想象力和操作能力。他認為，教師的任務不僅僅是傳授知識，更重要的是要發掘和提高學生在這些方面的興趣和激發各種想象力。[4]

面對本課程學時少、難度大、學生重視程度低的現狀，如何糾正學生對課程的傳統認識——枯燥、乏味、抽象、難懂，徹底改變當前消極被動的學習狀況，真正將學生的課堂注意力吸引到教師的教學活動中？教師更需注重學生學習興趣的培養。學生的學習熱情被激發后，學習主動性會相應提高，有助于教師課堂教學的深入有效進行。因此，課堂教學定位不只是傳授各種振動現象的機理、分析振動及噪聲問題的數學知識、控制振動及噪聲的基礎方法，更要培養學生對振動及聲學現象的興趣，激發學生對相關問題的學習、探索，訓練研究相關問題的能力。

（二） 優化整合課堂教學內容，有效結合理論與實際

課堂教學不應追求面面俱到，要從簡單基礎部分入手，重點要求學生對相關知識有一定的認識。課堂教學以了解基本概念，理解主要方法，掌握基礎特性為目標，不糾結于具體的計算過程，重在向學生揭示隱藏于結構表層下面的本質規律，并進行歸納總結。

在內容的組合上，課堂教學應以熟悉振動及噪聲基礎理論為基礎，教學內容不拘泥于教材的限制，綜合考慮與課程內容相關的多種參考書籍、工程案例和科研成果。例如，在講解共振時，可引用經典的拿破侖軍隊齊步過橋致使鐵索橋坍塌的例子或共振引起雪崩的例子；隨后介紹共振利用時，則可介紹核磁共振技術、電磁振動給料機、共振型振動離心脫水機等應用技術及產品。講述聲學基本知識前，可列舉一些奇妙的聲學現象激發學生探索的熱情，如北京天壇回音壁的回音現象、多普勒效應、夜半鐘聲等。

（三）協調完善課堂教學模式，積極改善教學效果

1．豐富課件形式，改善課程直觀性

改變當前幻燈片以羅列文字、公式為主的現狀，多媒體課件中盡可能吸納大量的工程圖片、視頻和軟件仿真動畫、數值計算曲線等內容，在節約有效課堂教學時間，加快課堂節奏的同時，增添教學內容的生動性和形象性，使抽象的問題變得更為具體，達到強化學生記憶，激發學生興趣的效果，使教學內容更容易理解。

2.適時軟件模擬，增強知識趣味性

為提高課堂教學效率，增強學生學習積極性，教師需將教學注意力從繁雜的方程求解計算，轉移到啟發學生積極思考，引導其學會多種方式解決問題。在課堂中根據教學內容特點，教師可靈活運用軟件協助教學。與傳統的教學方式相比，教師的實時軟件操作更能激發學生的好奇心，有助于吸引學生的課堂注意力，提高課堂教學效果。

（1）理論知識點的軟件仿真

如講解單自由度無阻尼自由振動時，為讓學生理解固有頻率，可通過理論計算和軟件計算兩種方式處理。設塊狀實體，材料為鋼，尺寸1m×1m×1m，材料密度為7850kg/m3■，彈簧剛度7850N/m，彈簧長度為任意長度。理論計算結果為系統固有圓頻率ω=■=1rad/s，系統固有頻率f=ω/2π=0.15916Hz。（見圖1）軟件仿真后得如下結果：

■

圖1仿真結果

可見軟件求解結果與理論計算結果一致。通過同一問題的兩種求解，啟發學生拓寬解決問題思路，引導學生借助計算機技術多角度求解振動問題。這樣既鍛煉了學生的思維模式，又能夠很好地調節課堂教學原本較為沉悶的氛圍。

（2）工程案例的軟件模擬

對一些工程問題的軟件模擬，可使學生對相關知識的應用性理解更為深刻。如講解固有頻率、模態、振型等相關知識時，可以汽車、機床部件、飛機等具體的機械類結構為模型，利用有限元軟件分析其各階頻率和振型，結合分析過程及分析結果闡述相關理論。

3.增加課堂討論，提高學生參與度

為提高學生的參與意識，可根據學生專業特點，增加一些課堂討論。課堂討論以訓練學生對知識搜集、歸納、總結能力為重點，讓學生更好地理解相關知識點。如課堂闡述噪聲控制知識點時，可以車輛為例展開討論，讓學生根據車輛的組成及運動特點，分析車輛噪聲源，總結鐵路車輛振動與汽車振動的各自特色，討論汽車的噪聲控制研究的技術手段。

四、課堂教學改革初步成果

改革后的課堂教學將理論教學與工程應用有效結合，靈活融合多媒體教學、軟件仿真計算及課堂大討論，增強了知識的趣味性，活躍了課堂教學氛圍，提高了學生課堂參與意識。學生普遍反映課堂教學更具吸引力，學習主動性得到了提高。經過兩屆4個班課堂教學實踐，課堂教學效果有明顯改善。體現在如下幾個方面：1.上課出勤率、課堂抬頭率均有提高；2.學生課堂提問增多，氣氛熱烈；3.回答問題思路廣，思維活躍。

五、結束語

對課堂教學目的重新思考后，以培養學生學習興趣為基本出發點，注重理論與實際的有效結合，打破以往課堂教學內容枯燥、模式僵化、知識封閉的狀況，培養了學生理論聯系實際的工程意識；增強多媒體課件的動態趣味性，有效激發學生的學習興趣，提高課堂教學效率及教學效果；利用計算模擬將本課程與相關軟件課程有機銜接，豐富了學生解決問題的手段，增強了學生對課堂知識點的理解；增設課堂討論，通過訓練學生搜集、歸納、整理、提煉知識，有助于培養學生發現問題、思考問題、解決問題的能力。

［參考文獻］

［1］路純紅，白鴻柏.提高《機械振動》課程教學效果的幾點思考［J］.教育教學論壇,2012（26）:15-17.

［2］段寧.“噪聲污染控制工程”課程體系建設初探［J］.武漢科技大學學報（社會科學版）,2006（3）:96-99.

［3］李麗君,剛憲約,許英.機械振動與噪聲的多模式教學實踐［J］.實驗技術與管理,2010.

［4］郭朋彥,高玉國.機械振動課程教學思考與教學改革探討——學生學習積極性提高及科研與創新能力培養方法探討［J］.中國教育技術裝備,2012（23）：15-17.

［責任編輯：鐘嵐］