《機械振動》課程建設的探索與實踐

韓維 柳文林

摘要：《機械振動》課程具有概念多，內容廣，理論深奧、抽象，公式多而復雜，應用靈活多樣等特點，對教師授課和學生學習都提出了較高的要求。開設本課程后，在包括教學內容、教學方法、教學手段、教材和實驗室建設等方面進行了大量的探索和改革，已建立了比較完善的《機械振動》課程教學和實驗教學體系，經多年的教學檢驗和不斷完善，取得了良好的效果。

關鍵詞：機械振動;研究性;教學模式;課程改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）41-0059-02

《機械振動》課程是為適應教學轉型需要，按照“大專業(yè)、寬口徑、新內涵”的思路優(yōu)化專業(yè)結構，從注重培養(yǎng)適應現代航空裝備技術保障要求、整體素質高、有一定發(fā)展?jié)摿?、具有綜合性知識和能力、技術精、善管理的綜合性復合型人才的要求提出，近年來逐步為研究生和本科生開設的基礎理論課程。該課程目的是使學生掌握機械振動和機械動力學的基本理論、原理和方法，并掌握應用這些基本理論去解決工程實際問題或探索解決實際問題的正確途徑。經過多年的教學檢驗和不斷完善，取得了良好的效果。

一、建設內容、建設成果與實踐效果

（一）課程建設目標

最初開設本課程時，沿用了地方大學的教學方案。2002年，申報重點學科領域建設項目，建設了“機械振動實驗室”，揭開了課程改革探索和建設的序幕。課程組著手擬定了課程建設的目標和實施方案規(guī)劃，確立了課程教學內容、課程建設內容和實驗室建設內容，解決了本課程應該講什么、做什么、怎么講、怎么做和為什么等問題。

課程建設的主要思路是：（1）緊跟人才培養(yǎng)目標和裝備發(fā)展，科學調整內容體系，按照“大專業(yè)、寬口徑、新內涵”的思路對教學內容進行了更新和重組;（2）以研究生教學改革為起點，以能力培養(yǎng)為主線進行教學手段改革，由過去單純的知識傳授轉變?yōu)椤氨尘?理論+應用”的知識模塊的介紹。（3）順應學時少和內容多的具體情況，及時調整授課方式，將講授重點放在了物理意義和實際應用上;充分利用計算機，以大作業(yè)的方式將一些教學重點和難點布置給學生編程解決，培養(yǎng)學生的計算機應用能力和分析解決實際問題的能力;（4）配合現代化教學工程建設和實驗室建設，逐步改革教學手段，完善實驗項目體系、圖書資料等資源建設以及教材建設。

（二）教學內容分析與整合

《機械振動》課程在對研究生講授中，不僅注重學生機械振動和動力學專業(yè)知識的學習和培養(yǎng)，更強調綜合知識的學習和綜合能力的培養(yǎng)，強調為未來的發(fā)展積蓄一定的潛能。

根據分層次教學的思路，決定將本課程內容整合為四個部分。第一到第三部分講述線性系統(tǒng)的振動及其分析方法;第四部分是振動研究的現代內容，要求了解非線性系統(tǒng)和隨機系統(tǒng)的振動分析方法及非線性振動的特點，以及由計算機支持的現代振動實驗技術等內容。

（三）電子教材和電子教案建設，工程軟件的教學應用

《機械振動》是一門理論性較強的課程，在教學中向學生介紹和推薦ADAMS等動力學仿真軟件、ANSYS、NASTRAN等結構分析軟件，并對感興趣的學生詳細介紹這些軟件的使用方法以及在課程學習和學術研究、工程研究中的應用。

這樣，教學手段的改進使本課程教學擺脫了冷冰冰的說教，增強了學生對結構動力學研究的感性和理性認識，大大激發(fā)了學生的學習興趣，一部分學生選擇與本課程有關的研究內容作為自己的研究方向。

（四）實驗室硬件建設情況

按照素質教育和創(chuàng)新教育的要求，在學習知識的同時，應重視學生探索能力和科學思維方式的培養(yǎng)。該課程理論性強，又與實際聯系非常緊密，必要的實驗教學能使學生深化對理論內容的理解，了解振動實驗分析技術，為今后在工程中進行結構模態(tài)試驗分析打下良好的基礎。自2002年以來，適應發(fā)展需要，依托學科專業(yè)領域建設，建設了“機械振動實驗室”，大大改善了課程實驗條件和裝備教學條件。

（五）實驗教學內容規(guī)劃和實驗設計

根據教學內容，兼顧裝備教學和學科發(fā)展，以突出開發(fā)學生智力、拓展其能力、培養(yǎng)其勇于探索的精神，培養(yǎng)學生的知識運用能力和試驗實做能力、知識綜合能力和實驗設計能力為出發(fā)點，精心設計了本課程的實驗教學內容。本課程的實驗教學分為理論驗證性實驗、學科綜合性實驗和設計研究性實驗。

（六）課程標準的設計和教學安排規(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)的振動及其分析方法，了解振動研究的現代內容;8節(jié)實驗課，使其掌握由計算機支持的現代振動實驗技術、試驗模態(tài)分析等內容;2節(jié)考試課以檢驗其學習效果，或采用綜合設計、學術論文等方式對其進行考核;另外，在計劃學時以外布置2～4次講座課，以拓寬學生知識面。

二、課程建設特色總結與創(chuàng)新點

經過多年的努力，《機械振動》課程建設改革取得了較為明顯的成效，在教師培養(yǎng)、教學質量、學生培養(yǎng)質量、實驗室建設和實驗綜合設計等方面取得了明顯的成效?？偟膩碚f，該課程建設具有以下特色和創(chuàng)新點：

（一）強化理論基礎教學，培養(yǎng)學生的科學研究素養(yǎng)

從培養(yǎng)從事科學研究的人才角度來說，嚴謹的治學態(tài)度、敏銳的學術眼光和高度的科學素養(yǎng)是從教學過程中逐步建立起來的。因此，在整合教學內容時，對基礎內容和應用內容進行了精心的調整，首先是強化了理論基礎的教學，以培養(yǎng)學生嚴謹的治學精神;在打牢理論根基的基礎上，突出了利用實驗手段、現代科學計算手段來解決振動問題，還進行了理論與實際裝備相結合的課程設計環(huán)節(jié)。

（二）運用現代教育理念，突出研究式教學

實施學術研究和科研鍛煉是培養(yǎng)高素質人才的重要途徑。在課堂上采取“打牢基礎+開拓研究”的教學方法，上課方式靈活多樣，采取講授、討論、學生提出問題、自己講述研究結果、實驗設計和分析等多種方式，并結合其學位論文內容進行有針對性的研究探討。這種教學方式明確了共性和個性的關系，鼓勵了學生的個性發(fā)展，很受學生歡迎，經實踐證明取得了良好的效果。

（三）教學內容、教材和實驗室建設同步發(fā)展，構筑完整教學體系

本課程建設走的是一條教學內容和教學方式改革、教材建設、實驗室建設同步發(fā)展的道路，三者相互結合，相互促進。緊緊把握“以教學改革為基礎，以實驗室建設為重點”的思路，以教學改革牽引實驗室建設，以實驗室建設促進教學改革，輔以教學動畫課件和仿真實驗等教學手段的改革與建設，構筑了完整的教學體系和實驗體系，使課程建設達到了較高的水平。

（四）注重理論與實踐的完美結合，大力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

理論與實踐相結合是現代化教學的重要要求，也是本課程建設的一個鮮明特色。不但課堂教學階段突出理論與實踐相結合，采用帶有實際裝備背景的問題式教學方式，更重要的是在學生論文選題中設計振動和動力學研究方面的題目，作為課堂教學、課后研究的延伸，以實現理論與實踐的完美結合。

三、結束語

《機械振動》課程建設經歷了多年的探索和實踐。在課程教學內容體系、教學方法、實踐性教學環(huán)節(jié)、教師培養(yǎng)、學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面進行了較為完整的探索研究和實踐，取得了良好的成績，實現了課程建設“成果突出、內涵豐富、特色鮮明、形成體系”，對其他課程建設具有較好的借鑒作用。今后將進一步研究現代教學規(guī)律，探討創(chuàng)新式教學、實驗室開放教學和能力培養(yǎng)教學在本課程以及教研室其他課程中的進一步實踐，探索符合科學發(fā)展規(guī)律的實踐性教學方法，以促進現代化教學的全面發(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