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(yè)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(yè)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(yè)生產、航天、汽車等行業(yè)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(tǒng)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(tǒng)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(yè)生產、航天、汽車等行業(yè)有著廣泛應用。傳統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(yè)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(xù)一系列工作。如果構建模型失敗，其他教學工作很難繼續(xù)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(tǒng)的課程涉及范圍廣，內容太多，使得學業(yè)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(huán)境下，教學目標有所調整，對學生的實踐創(chuàng)新能力和綜合應用能力更為重視，因此要對傳統(tǒng)內容予以刪減改動。同時，本著實用的原則，了解該專業(yè)的就業(yè)情況，并根據社會企業(yè)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(tǒng)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(tǒng)教學內容太多，學生難以形成系統(tǒng)架構，也就無法從整體上把握該專業(yè)。內容調整后，需引導學生根據自身情況建立起系統(tǒng)的知識體系，能夠抓住各部分之間的關聯(lián)。機械動力學屬于機械自動化、機械設計與制造類專業(yè)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(yè)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(yè)聯(lián)系起來，確保學生能夠靈活掌握應用。一般在學習專業(yè)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(lián)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(fā)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(yè)，需要理論和實踐完美結合，傳統(tǒng)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(yǎng)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(fā)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(fā)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(tǒng)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(huán)節(jié)，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?？荚囈膊荒茉偬^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(yè)考核之外，還要增加大作業(yè)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(tǒng)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(yè)專題考核成績非常優(yōu)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。

［1］郭長文，徐睿.地方高等院校機械動力學課程教學改革初探［J］.科技資訊，2015，28（24）：143-144.

［2］席曉燕.基于核心建模理論機械動力學課程教學改革方法與實踐［J］.才智，2014，22（01）：109-110.

［3］任海軍.淺談機械系統(tǒng)動力學課程教學方法［J］.科學咨詢，2012，24（08）：130-131.

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。