《機械振動學》教改探討

楊輝 胡裕超

摘要：本文結合當代大學生上課實際情況和企業(yè)需求，根據(jù)擔任高校教師的直觀感受，就《機械振動學》教改做出相關探討。其目的在于通過教學改進提高學生的學習熱情和積極性，為國家及機械相關企業(yè)培養(yǎng)出優(yōu)秀的高素質(zhì)人才。

關鍵詞：機械振動;教改;素質(zhì)教育

機械振動學是機械專業(yè)很重要的一門專業(yè)基礎課程，機械振動無處不在，在直升機、高速鐵路、發(fā)動機、高速高精度數(shù)控機床、電子產(chǎn)品、汽車工業(yè)等與生活息息相關的產(chǎn)品都存在振動問題，學好機械振動學，能規(guī)避工程技術中由于振動帶來的危害?！稒C械振動學》雖然有很多版本，但是核心內(nèi)容主要包括結構振動問題建模，結構的動態(tài)特性以及工程結構振動的近似分析方法和數(shù)值分析方法等。當前，科技處于高速發(fā)展期，技術知識更新迭代極快?，F(xiàn)有的教材講授方法至少落后5年以上。然而，本門課程內(nèi)容繁雜且抽象，而課時是十分有限的，怎樣在較短的課時中讓學生有效學習，積累到更多更新的內(nèi)容是值得探討的。

一、理論教學

（一）講授

1.方式

機械振動整體內(nèi)容較多并且大多數(shù)推導過程比較復雜，如果上課光講理論是極其枯燥的。應合理利用多媒體來提高學生的學習興趣，在PPT課件中插入音視頻簡化學生對于復雜理論內(nèi)容的理解，將抽象的知識通過視頻以及仿真動畫生動的展現(xiàn)給學生。例如，顫振導致的科馬橋倒塌，四級懸擺系統(tǒng)隔振，以及動力吸振器，振動成型機的結構原理動畫等。為了提高學生的自學能力和學習興趣，可以進行講課比賽，分配同學們學習某一章的內(nèi)容，然后制作PPT進行講課比賽，讓其他同學進行評分并計入最后課程成績評價體系中。

2.內(nèi)容

本門課程主要講述的內(nèi)容為結構振動問題建模，分析的基本理論和方法，結構動態(tài)特性以及在典型動載作用下的振動規(guī)律，包括單自由度，多自由度，連續(xù)彈性體的分析方法等。內(nèi)容相當繁瑣，需要不斷剝絲抽繭的進行學習，實用性很強。但是學生普遍學習積極性不高，認為與實際生活聯(lián)系不緊密，對以后的工作起不到作用。因此，學校應積極與社會接軌，了解社會發(fā)展動態(tài)，進行知識的實時更新，不斷培養(yǎng)與社會相適應的高素質(zhì)人才。例如：在上課時告訴學生那些是可以在企業(yè)工作中用到的，那些是學術研究上可以用到的，不斷迎合學生和企業(yè)需要，同時糾正學生的錯誤學習觀，使其學有所成，學以致用。

（二）討論

討論是專業(yè)知識學習中必不可少的環(huán)節(jié)，所謂不悱不啟，不辨不明，很多知識，靈感都是在激烈的爭論中產(chǎn)生的。在課堂上，可以將同學們分成幾個小組，然后每個小組對學到的新理論，新概念進行討論，然后再由老師做出最后的總結，這樣既可以提高學生的學習熱情，又能加深學生對于理論知識的理解。例如對于單自由度系統(tǒng)，多自由系統(tǒng)，簡諧振動等知識模塊的理解。、

（三）作業(yè)

作業(yè)能檢測學生對相關知識的理解程度，同時也能夯實學過的知識。但是目前大學學生 作業(yè)抄襲現(xiàn)象極其嚴重。建議分組布置不同的作業(yè)，讓同學們分工合作，使同學們得到的作業(yè)有所區(qū)別，最好能布置一些開放性作業(yè)，讓同學們都能發(fā)揮自己的能力，讓作業(yè)起到實質(zhì)性的作用。

（四）教材

本教材為2014年清華大學吳天行和華宏星主編的，全書共9章73節(jié)，包括單自由度系統(tǒng)的自由振動，強迫振動，多自由度系統(tǒng)的振動，連續(xù)系統(tǒng)的振動，振動仿真以及非線性振動，隨機振動等。這些內(nèi)容雖然廣泛但不夠新穎，要充分利用網(wǎng)絡資源，跟上科技更新的步伐。

二、實踐教學環(huán)節(jié)

實踐是鞏固課本知識最直接的也是最有效的途徑，教師應充分利用實驗室資源，帶領學生參觀和動手簡單操作實驗設備。如鋼琴振幅實驗，汽車路譜振動檢測實驗等。同時也可以將學生帶到仿真實驗室運用ADAMS或者ANSYS進行振動力學的仿真實驗，讓學生們通過自己操作理解振動系統(tǒng)中力學傳遞過程和相關機理。

三、第二課堂

機械振動學內(nèi)容較多，理論較抽象，光靠課堂教學肯定是不夠的，還應督促學生做好課堂之下的學習。如可以組織相關的機械振動學術論壇，講座等，讓同學們積極參與，提高動手能力

四、課程考核

課程考核是學生學習效果的重要參考標準。對于本門課程，由于課程內(nèi)容比較復雜，學生短時間內(nèi)難以完全理解，而是要在學以致用中慢慢消化。因此，本課程應以考察為主，提高平時成績的占有比例，上課活躍度可以作為考核平時成績的指標。這樣可以使學生更加活躍，增加平時學習的積極性。同時，也能杜絕一部分同學平時不學習，為了最后的考試熬夜復習或者抄襲作弊，沒學到任何知識的無效上課現(xiàn)象。

五、結論

《機械振動學》作為大學階段的專業(yè)基礎課程，其內(nèi)容廣泛而抽象。開設本門課程的目的主要是為了開闊同學們的眼界，同時掌握相關理論推導和振動模型仿真，使學生能學以致用。要想取得好的教學效果，應緊跟科技變革的潮流，多讓同學們動手實操，自主學習，主動探究，并通過小組討論和涉獵周邊文獻來不斷消化理解。以上是我個人的一點建議。

參考文獻：

[1]張芳芳.大學生《科技論文寫作》教改探索[J].山東化工，2016，45（17）：128-129.

[2]轉變教學思想向教改要質(zhì)量──寧夏“中語會”第五屆年會論文摘要[J].寧夏教育，1995（05）：31-33.

作者簡介：

楊輝（1968-），男，吉林省吉林市人，碩士，高級實驗師，主要從事先進制造技術方向的研究。

胡裕超（1997-），男，湖北黃岡人，碩士，在讀學生，主要從事機械工程振動學方向的研究。