機械振動學英文課程教學改革的探索與思考

高源　吳曉燕　宋珂

摘要：為了進一步提高教學質量、著重培養學生的專業技能、鍛煉學生運用專業英語的能力，我們對機械振動學英文課程的建設進行了多種嘗試，不僅采用全英文授課的模式，配合全英文教材，而且增設了實驗課程、期末大作業，加強理論知識和實際應用的結合，激發學生的學習興趣，多方位培養全能型人才。通過教學內容、教學方式、實踐教學和考核體系的改革，本課程獲得了初步的教學成果。

關鍵詞：機械振動學英文課程；全英文授課；實驗課程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）35-0113-02

一、背景

機械振動理論在機械、土木、航空航天、交通、能源等眾多工程領域均有重要應用。作為機械類各專業的專業基礎課，機械振動學課程綜合了數學、力學、計算機技術等學科知識，與工程應用問題緊密聯系，是一門理論性強、對學生綜合能力要求較高的課程。通過本課程的學習，學生能夠掌握線性振動分析的基本理論，了解振動理論在汽車工程中的基本應用。為了進一步提高教學質量、培養優秀的復合型人才，本課程對傳統授課模式進行了全面性的教學改革，不僅采用全英語授課，突出學生機械振動基礎理論知識和專業英語能力的提高，并注重培養學生利用MATLAB等軟件求解振動問題的能力，充分挖掘學生將理論知識與實際應用相結合的潛能。下文將詳細介紹本課程在教學內容、教學方式、實踐教學和考核體系等方面進行教學改革的探索與思考。

二、教學內容的改革與充實

1.教材選用。為建設機械振動學英文課程，本課程采用的教材為湯姆遜、達利主編，清華大學出版社出版的《振動理論及應用》（第5版），作為振動理論的典型教材之一，本書是一本在國外受到普遍贊揚的暢銷教材，是以講述線性振動理論為主，最后兩章介紹隨機振動和非線性振動。在敘述清晰、內容豐富、例題和習題與工程應用相結合的原本教材的基礎上，第5版教材加強了計算機解法在振動分析中的應用，并完善了關于拉格朗日方程的教學內容。同時，本書內容與我國多學時振動理論課程的教學要求相近，因此可作為力學、汽車等專業本科生和工科專業研究生振動理論課程的外文教材或參考書。

2.課程基本要求。（1）掌握簡諧振動以及頻譜分析理論與方法；（2）掌握單自由度系統固有振動、自由振動以及強迫振動理論與求解方法；（3）了解隔振、吸振、模態實驗分析以及計算機仿真計算等方法及其在汽車工程領域的應用；（4）學習掌握相關理論知識點的英文表達方式。

3.課程基本內容。為了進一步深化學生學以致用的思維方式，培養符合社會要求、實踐能力強的高校人才，本課程在教學體系上采用理論課程學習和實踐課程學習相結合的方式，強化學生對重點概念的深入理解以及解決實際應用問題的實踐能力。除了專業知識，無論是課堂中的英文授課，還是教材中的英文內容，都潛移默化地提升了學生的英文表達能力，這將為他們未來階段的學習和工作奠定良好的基礎。

（1）在理論課程上，由淺入深、由大到小，詳細生動地講解振動的相關知識、簡諧振動與頻譜分析基礎、單自由度系統的振動分析和多自由度系統的振動分析。（2）在實驗課程方面，重點安排了有助于理解基本概念和與實際應用相關的實驗：單自由度振動系統固有特性參數測量；多自由度系統固有頻率與振型測量；基于計算機的振動分析方法演示。

三、教學方式的創新與建設

1.全英文授課。隨著專業交流的國際化，專業英語交流能力的培養顯得十分有必要。基于此背景，本課程決定采用全英文授課的方式來激發學生的學習興趣，無論是專業知識的講解、多媒體PPT的展示，還是課程大作業的報告、師生之間的互動，都是以英語的形式進行的。這讓學生在學習掌握專業知識的同時，通過全英語授課和英語教材，逐步培養了他們理解、使用專業英語的技能，為日后查閱英文文獻、撰寫科技論文以及研究國際前沿科技項目打下了堅實的基礎。

2.注重能力培養與人格養成教育。（1）注重自主學習的能力：學習過程中要求學生能夠自行查閱和學習與課程相關的英文參考文獻、資料手冊、標準規范和計算機輔助軟件等。（2）注重分析和解決問題的能力：課程大作業任務具有較強的專業性和綜合性，需要學生能夠綜合運用課程的理論知識分析和解決實際問題。（3）注重團隊協作和組織管理的能力：通過分組合作的方式由若干名學生共同承擔課程大作業任務，要求學生能夠進行合理的任務規劃、時間管理、沖突管理、溝通協作等。（4）注重國際視野與未來意識：突出學生機械振動基礎理論知識和專業英語能力，使其掌握基本學科的專業英語知識，能夠進行初步的專業英語交流，提高國際競爭力。

四、實踐教學的實施與強化

為了加強理論課程與實際應用的結合，本課程針對教學重點安排了多次實驗課。為了使學生了解振動系統的動態參數，掌握單自由度振動系統動態參數的測量方法，安排單自由度振動系統固有特性參數測量的實驗；多自由度系統固有頻率與振型測量實驗是讓學生能夠掌握測量簡支梁的固有頻率和固有振型及多自由度系統固有頻率和振型的簡單測量方法；基于計算機的振動分析方法演示實驗則是讓學生了解模態實驗的基本原理、流程與方法。通過實驗課程中的動手實踐，學生對所授理論知識的理解明顯加深了，在充分了解單自由度、多自由度概念和原理的同時，更明確了這些知識是如何應用于實際工程的。

五、考核體系的合理與完善

本課程對傳統體系進行了合理與完善，采用多元化的評價內容和考核方式，并獲得了學生們的一致認可。具體內容主要包含以下幾個方面。

1.工作表現。根據理論授課的出勤率和平時小組討論與協作的情況進行評分。

2.操作技能。根據學生查閱資料文獻的情況、上機操作的熟練程度進行評分。

3.設計成果。根據各小組成員大作業的分工情況、設計完成質量、說明書、總結報告等進行評分。

4.成果展示。最終以英文PPT講演的形式對設計成果進行展示和必要的陳述，根據學生對設計的理解程度、口頭表達情況以及回答問題的情況進行評分。

5.創新加分。鼓勵學生在完成大作業的過程中，在掌握傳統方法的同時提出創新的方法并付諸實踐，對此予以酌情加分。

6.期末考試成績。課程根據1—5項的評價內容按照適當的比例進行綜合計算評分后，加上第6項的附加評分，按5級評分制綜合評定成績。

六、結論

通過對機械振動學英文課程教學改革的探索與思考，本課程的教學改革收效甚好，初步積累了一系列學生認可、行之有效的教學經驗，具有鮮明的自身特色，可以作為相關課程改革建設的參照。今后我們仍會繼續對本課程進行改革建設，進一步豐富教學內容、優化教學方式、加強實踐教學、完善考核體系，努力打造優質的專業教學，力爭讓學生能夠學以致用、學有所成。

參考文獻：

[1]Thomson W T.Theory of Vibration with Applications / W.T.Thomson[M].Prentice-Hall，1981.

[2]崔志琴，景銀萍.《機械振動學》課程教學改革初探[J].中北大學學報（社會科學版），2005，（04）：86-87.