基于核心建模理論機械動力學課程教學改革方法與實踐

劉穎莉（黑龍江工業學院，黑龍江　雞西　158100）

基于核心建模理論機械動力學課程教學改革方法與實踐

劉穎莉
（黑龍江工業學院，黑龍江雞西158100）

機械動力學屬于機械原理范疇，也是現代機械設計的理論基礎，在當前工業生產、航天、汽車等行業有著廣泛應用。建模理論在機械動力學教學中起著重要作用，傳統教學存在諸多弊端，顯然不符合當前教育要求。因此，應當對該課程進行改革。本文針對傳統教學中出現的問題，從內容和方法兩方面對機械動力學課程實行改革。

機械動力學；課程改革；建模理論

0　引言

作為現代機械設計的理論基礎的機械動力學，屬于機械原理范疇，在當前工業生產、航天、汽車等行業有著廣泛應用。傳統教學存在諸多不合理之處，如內容多而且雜，學生難以掌握系統的知識；難度較大，有很多抽象內容，增加了理解難度。以至于很多學生缺乏學習興趣，動力不足，教學效果不甚理想。為此，應從內容和方法上對傳統教學進行改革。

1　核心建模理論指導下的內容改革

機械動力學專業主要研究的是機械運動過程中能量的平衡和分配關系，在實際教學課程中，往往會涉及一些較為抽象的理論知識，需要先構建數學模型，然后利用相應的方法對其展開分析。得到分析數據后，對數據進行整合處理，或通過開展試驗得到最終結果。可見，核心建模理論在機械動力學課堂上起著非常重要的作用，對提高教學水平具有重大現實意義。特別是如何構建正確的數學模型，是必須要解決的首要問題，直接影響到后續一系列工作。如果構建模型失敗，其他教學工作很難繼續開展，而且教學效果極差。

為強化學生的建模意識，幫助他們掌握核心建模理論，并使其在指導下能夠正確建模用于解決實際問題，首先要對教學內容加以調整改進。傳統的課程涉及范圍廣，內容太多，使得學業任務很重，以至于不少學生都有畏懼之心，逐漸喪失了對該課的興趣。在新教育環境下，教學目標有所調整，對學生的實踐創新能力和綜合應用能力更為重視，因此要對傳統內容予以刪減改動。同時，本著實用的原則，了解該專業的就業情況，并根據社會企業崗位要求來編寫教材，使學生能夠學習到真正有用的知識。內容改革后，通常包括理論、實踐兩大部分，前者有單自由度系統的振動、拉格朗日方程及其應用等課程，后者有模擬訓練、實習等。

其次，傳統教學內容太多，學生難以形成系統架構，也就無法從整體上把握該專業。內容調整后，需引導學生根據自身情況建立起系統的知識體系，能夠抓住各部分之間的關聯。機械動力學屬于機械自動化、機械設計與制造類專業的部分內容，是其理論基礎，最終目的是為了更好地為學習核心專業內容。所以，僅僅改革機械動力學課程遠遠不夠，還應將其與自動化、設計制造等專業聯系起來，確保學生能夠靈活掌握應用。一般在學習專業內容兩三年后，才會開設機械動力學課程，此時必須將以前所學知識的重點加以強調，和機械動力學串聯起來。

最后，實際教學過程中，常會遇到各種案例和工程，僅僅進行案例教學太過單調，而全部開展實驗也不太可能，而且實驗耗時耗物，會增加學校的經濟負擔。此時不妨引進現代高科技，研發仿真軟件，可以代替實驗操作，且能夠保證每個學生都有實踐操作的機會。除此外，經常還會用到其他軟件，比如Ansys、Maple等，也應當有所涉獵。

2　核心建模理論指導下的方法改革

機械動力學是一門綜合性較強的專業，需要理論和實踐完美結合，傳統教學過于注重理論知識傳授，對實踐課程有所忽視，而且教學方法陳舊單一，導致最終教學效果并不理想。因此在對其課程內容進行的改革的同時，還應改進教學方法，使其能夠適應新的內容。在此主要介紹一種研究型教學方式，即在學習之外，還培養學生研究探索的精神，鍛煉其實踐能力。素質教育強調，學生在課堂上占據著主體地位，應當主動學習、獨立思考，能夠及時發現并解決問題。在此過程中，不論知識積累，還是思維方式，以及能力鍛煉，都會發生很明顯的變化。

第一，采取多種教學方式。多媒體的應用是現代教學的一大突破，為教學提供了諸多方便，而且資源更為豐富。對于一些比較抽象的知識，單純的理論解釋對學生而言不易理解，不妨利用多媒體，把抽象復雜的知識簡單直觀化。比如，利用動畫將抽象的關系進行層層解析，可幫助學生理解。當然，這并不意味著多媒體教學就沒有缺陷。其實，多媒體只是一種教學輔助工具，并不適用于所有教學，比如拉格朗日方程，或者推導其他公式時，需要全神貫注，一氣呵成。而多媒體容易吸引學生產生別的興趣，轉移注意力，從而影響到課堂效果，因此板書這種傳統形式依然有著很大用處，不能簡單地將其淘汰掉。面對一些難度不大，但是耗費材料的實驗，教師有必要選擇一些相似的產品代替，進行實物展示。對于難度較大的課程，可安排學生組成小組，合理分工，通過合作研討解決問題。

第二，考評作為教學中的重要環節，既能夠測試出學生對知識的掌握程度，又能夠幫助教師對學生的能力有更明確的了解，如此才能在今后教學中適當調整內容，選擇較為適宜的教學方法。考試也不能再太過注重試卷題目，而應以測試學生的綜合能力為主。在課程作業考核之外，還要增加大作業專題考核。將班級分為若干小組，教師給出研究項目，令小組內部討論研究，合作解決。在此過程中，教師可根據學生的個人情況選取有實用價值的題目，在有限的課程中將系統簡化，最后分組匯報，全班討論交流。

3　結束語

從內容和方法上對機械動力學課程進行改革后，教學效果能一定提升，學生能夠學到實用的知識，對該課程產生濃厚的興趣。在研究型教學模式的引導下，取得顯著成果，部分學生的大作業專題考核成績非常優秀，達到了學術論文的水平。同時，大多數學生的綜合能力都有提高。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.249

劉穎莉（1986-），女，滿族，河北承德人，碩士，助教，研究方向：機械設計及理論。