《機(jī)械振動(dòng)》課程建設(shè)的探索與實(shí)踐

韓維 柳文林

摘要：《機(jī)械振動(dòng)》課程具有概念多，內(nèi)容廣，理論深?yuàn)W、抽象，公式多而復(fù)雜，應(yīng)用靈活多樣等特點(diǎn)，對(duì)教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)都提出了較高的要求。開(kāi)設(shè)本課程后，在包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教材和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面進(jìn)行了大量的探索和改革，已建立了比較完善的《機(jī)械振動(dòng)》課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，經(jīng)多年的教學(xué)檢驗(yàn)和不斷完善，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械振動(dòng);研究性;教學(xué)模式;課程改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）41-0059-02

《機(jī)械振動(dòng)》課程是為適應(yīng)教學(xué)轉(zhuǎn)型需要，按照“大專業(yè)、寬口徑、新內(nèi)涵”的思路優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，從注重培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代航空裝備技術(shù)保障要求、整體素質(zhì)高、有一定發(fā)展?jié)摿Α⒕哂芯C合性知識(shí)和能力、技術(shù)精、善管理的綜合性復(fù)合型人才的要求提出，近年來(lái)逐步為研究生和本科生開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)理論課程。該課程目的是使學(xué)生掌握機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論、原理和方法，并掌握應(yīng)用這些基本理論去解決工程實(shí)際問(wèn)題或探索解決實(shí)際問(wèn)題的正確途徑。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)檢驗(yàn)和不斷完善，取得了良好的效果。

一、建設(shè)內(nèi)容、建設(shè)成果與實(shí)踐效果

（一）課程建設(shè)目標(biāo)

最初開(kāi)設(shè)本課程時(shí)，沿用了地方大學(xué)的教學(xué)方案。2002年，申報(bào)重點(diǎn)學(xué)科領(lǐng)域建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)了“機(jī)械振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”，揭開(kāi)了課程改革探索和建設(shè)的序幕。課程組著手?jǐn)M定了課程建設(shè)的目標(biāo)和實(shí)施方案規(guī)劃，確立了課程教學(xué)內(nèi)容、課程建設(shè)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容，解決了本課程應(yīng)該講什么、做什么、怎么講、怎么做和為什么等問(wèn)題。

課程建設(shè)的主要思路是：（1）緊跟人才培養(yǎng)目標(biāo)和裝備發(fā)展，科學(xué)調(diào)整內(nèi)容體系，按照“大專業(yè)、寬口徑、新內(nèi)涵”的思路對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了更新和重組;（2）以研究生教學(xué)改革為起點(diǎn)，以能力培養(yǎng)為主線進(jìn)行教學(xué)手段改革，由過(guò)去單純的知識(shí)傳授轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨尘?理論+應(yīng)用”的知識(shí)模塊的介紹。（3）順應(yīng)學(xué)時(shí)少和內(nèi)容多的具體情況，及時(shí)調(diào)整授課方式，將講授重點(diǎn)放在了物理意義和實(shí)際應(yīng)用上;充分利用計(jì)算機(jī)，以大作業(yè)的方式將一些教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)布置給學(xué)生編程解決，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力;（4）配合現(xiàn)代化教學(xué)工程建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，逐步改革教學(xué)手段，完善實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系、圖書(shū)資料等資源建設(shè)以及教材建設(shè)。

（二）教學(xué)內(nèi)容分析與整合

《機(jī)械振動(dòng)》課程在對(duì)研究生講授中，不僅注重學(xué)生機(jī)械振動(dòng)和動(dòng)力學(xué)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，更強(qiáng)調(diào)綜合知識(shí)的學(xué)習(xí)和綜合能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)為未來(lái)的發(fā)展積蓄一定的潛能。

根據(jù)分層次教學(xué)的思路，決定將本課程內(nèi)容整合為四個(gè)部分。第一到第三部分講述線性系統(tǒng)的振動(dòng)及其分析方法;第四部分是振動(dòng)研究的現(xiàn)代內(nèi)容，要求了解非線性系統(tǒng)和隨機(jī)系統(tǒng)的振動(dòng)分析方法及非線性振動(dòng)的特點(diǎn)，以及由計(jì)算機(jī)支持的現(xiàn)代振動(dòng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)等內(nèi)容。

（三）電子教材和電子教案建設(shè)，工程軟件的教學(xué)應(yīng)用

《機(jī)械振動(dòng)》是一門(mén)理論性較強(qiáng)的課程，在教學(xué)中向?qū)W生介紹和推薦ADAMS等動(dòng)力學(xué)仿真軟件、ANSYS、NASTRAN等結(jié)構(gòu)分析軟件，并對(duì)感興趣的學(xué)生詳細(xì)介紹這些軟件的使用方法以及在課程學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)研究、工程研究中的應(yīng)用。

這樣，教學(xué)手段的改進(jìn)使本課程教學(xué)擺脫了冷冰冰的說(shuō)教，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究的感性和理性認(rèn)識(shí)，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，一部分學(xué)生選擇與本課程有關(guān)的研究?jī)?nèi)容作為自己的研究方向。

（四）實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)情況

按照素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的要求，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)重視學(xué)生探索能力和科學(xué)思維方式的培養(yǎng)。該課程理論性強(qiáng)，又與實(shí)際聯(lián)系非常緊密，必要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能使學(xué)生深化對(duì)理論內(nèi)容的理解，了解振動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)，為今后在工程中進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)試驗(yàn)分析打下良好的基礎(chǔ)。自2002年以來(lái)，適應(yīng)發(fā)展需要，依托學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域建設(shè)，建設(shè)了“機(jī)械振動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”，大大改善了課程實(shí)驗(yàn)條件和裝備教學(xué)條件。

（五）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，兼顧裝備教學(xué)和學(xué)科發(fā)展，以突出開(kāi)發(fā)學(xué)生智力、拓展其能力、培養(yǎng)其勇于探索的精神，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力和試驗(yàn)實(shí)做能力、知識(shí)綜合能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力為出發(fā)點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)了本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)。

（六）課程標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和教學(xué)安排規(guī)劃

安排了30節(jié)課堂講授，以使其系統(tǒng)掌握線性系統(tǒng)的振動(dòng)及其分析方法，了解振動(dòng)研究的現(xiàn)代內(nèi)容;8節(jié)實(shí)驗(yàn)課，使其掌握由計(jì)算機(jī)支持的現(xiàn)代振動(dòng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析等內(nèi)容;2節(jié)考試課以檢驗(yàn)其學(xué)習(xí)效果，或采用綜合設(shè)計(jì)、學(xué)術(shù)論文等方式對(duì)其進(jìn)行考核;另外，在計(jì)劃學(xué)時(shí)以外布置2～4次講座課，以拓寬學(xué)生知識(shí)面。

二、課程建設(shè)特色總結(jié)與創(chuàng)新點(diǎn)

經(jīng)過(guò)多年的努力，《機(jī)械振動(dòng)》課程建設(shè)改革取得了較為明顯的成效，在教師培養(yǎng)、教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)等方面取得了明顯的成效。總的來(lái)說(shuō)，該課程建設(shè)具有以下特色和創(chuàng)新點(diǎn)：

（一）強(qiáng)化理論基礎(chǔ)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究素養(yǎng)

從培養(yǎng)從事科學(xué)研究的人才角度來(lái)說(shuō)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的學(xué)術(shù)眼光和高度的科學(xué)素養(yǎng)是從教學(xué)過(guò)程中逐步建立起來(lái)的。因此，在整合教學(xué)內(nèi)容時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容和應(yīng)用內(nèi)容進(jìn)行了精心的調(diào)整，首先是強(qiáng)化了理論基礎(chǔ)的教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神;在打牢理論根基的基礎(chǔ)上，突出了利用實(shí)驗(yàn)手段、現(xiàn)代科學(xué)計(jì)算手段來(lái)解決振動(dòng)問(wèn)題，還進(jìn)行了理論與實(shí)際裝備相結(jié)合的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

（二）運(yùn)用現(xiàn)代教育理念，突出研究式教學(xué)

實(shí)施學(xué)術(shù)研究和科研鍛煉是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要途徑。在課堂上采取“打牢基礎(chǔ)+開(kāi)拓研究”的教學(xué)方法，上課方式靈活多樣，采取講授、討論、學(xué)生提出問(wèn)題、自己講述研究結(jié)果、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析等多種方式，并結(jié)合其學(xué)位論文內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性的研究探討。這種教學(xué)方式明確了共性和個(gè)性的關(guān)系，鼓勵(lì)了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，很受學(xué)生歡迎，經(jīng)實(shí)踐證明取得了良好的效果。

（三）教學(xué)內(nèi)容、教材和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)同步發(fā)展，構(gòu)筑完整教學(xué)體系

本課程建設(shè)走的是一條教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式改革、教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)同步發(fā)展的道路，三者相互結(jié)合，相互促進(jìn)。緊緊把握“以教學(xué)改革為基礎(chǔ)，以實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為重點(diǎn)”的思路，以教學(xué)改革牽引實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，以實(shí)驗(yàn)室建設(shè)促進(jìn)教學(xué)改革，輔以教學(xué)動(dòng)畫(huà)課件和仿真實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段的改革與建設(shè)，構(gòu)筑了完整的教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)體系，使課程建設(shè)達(dá)到了較高的水平。

（四）注重理論與實(shí)踐的完美結(jié)合，大力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

理論與實(shí)踐相結(jié)合是現(xiàn)代化教學(xué)的重要要求，也是本課程建設(shè)的一個(gè)鮮明特色。不但課堂教學(xué)階段突出理論與實(shí)踐相結(jié)合，采用帶有實(shí)際裝備背景的問(wèn)題式教學(xué)方式，更重要的是在學(xué)生論文選題中設(shè)計(jì)振動(dòng)和動(dòng)力學(xué)研究方面的題目，作為課堂教學(xué)、課后研究的延伸，以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完美結(jié)合。

三、結(jié)束語(yǔ)

《機(jī)械振動(dòng)》課程建設(shè)經(jīng)歷了多年的探索和實(shí)踐。在課程教學(xué)內(nèi)容體系、教學(xué)方法、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、教師培養(yǎng)、學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面進(jìn)行了較為完整的探索研究和實(shí)踐，取得了良好的成績(jī)，實(shí)現(xiàn)了課程建設(shè)“成果突出、內(nèi)涵豐富、特色鮮明、形成體系”，對(duì)其他課程建設(shè)具有較好的借鑒作用。今后將進(jìn)一步研究現(xiàn)代教學(xué)規(guī)律，探討創(chuàng)新式教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放教學(xué)和能力培養(yǎng)教學(xué)在本課程以及教研室其他課程中的進(jìn)一步實(shí)踐，探索符合科學(xué)發(fā)展規(guī)律的實(shí)踐性教學(xué)方法，以促進(jìn)現(xiàn)代化教學(xué)的全面發(fā)展。

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Exploration and Practice on the Course Construction of Mechanical Vibration

HAN Wei，LIU Wen-lin

（Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai，Shandong 264001，China）

Abstract：The course of mechanical vibration has obvious characteristics，such as many concepts，wide range of content，profound theory，complex and flexible formula etc.It has a high demand for teachers' teaching and students' learning. After the creation of this course，a large amount of exploration and reform have been done including teaching contents，teaching methods，teaching means，textbooks and laboratory construction.A relatively perfect "mechanical vibration" course teaching and experiment teaching system has been established，It has achieved good results by years of teaching inspection and continuous improvement.

Key words：mechanical vibration;research-oriented;teaching mode;Curriculum reform