基于《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究

摘要：《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》是機(jī)械學(xué)科課程體系中的一門學(xué)科。本文在分析了《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的課程改革建設(shè)方法。通過在教學(xué)中注重與其他專業(yè)課程的銜接、考核形式多樣化、教學(xué)內(nèi)容與主要應(yīng)用軟件相結(jié)合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂教學(xué)的結(jié)合以及生產(chǎn)實(shí)踐與學(xué)校學(xué)習(xí)的結(jié)合，提高了學(xué)生對課程的理解能力和解決實(shí)際問題的能力。

關(guān)鍵詞：《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》；創(chuàng)新型人才；培養(yǎng)模式

中圖分類號：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）41-0041-02

一、《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程教學(xué)改革的意義

《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》是一門學(xué)習(xí)機(jī)械和電氣系統(tǒng)動態(tài)特征的課程，掌握了機(jī)械和電氣系統(tǒng)動力學(xué)規(guī)律，可以在機(jī)械和電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和使用中避免由于系統(tǒng)振動產(chǎn)生的破壞性，也可以利用有益的振動，使機(jī)械和電氣系統(tǒng)動態(tài)特性得到最優(yōu)化。從設(shè)計(jì)、制造到運(yùn)行的過程中，動態(tài)問題存在于機(jī)械和電氣系統(tǒng)的整個(gè)生命周期，所以對于學(xué)生主修機(jī)械和電氣而言，機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)將是一個(gè)非常重要的專業(yè)必修課程。但是《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》涉及到的知識面非常廣，和其他專業(yè)課程是密切相關(guān)的。對于這樣一個(gè)龐大的知識系統(tǒng)，同學(xué)們將很難完全理解所學(xué)知識點(diǎn)，不能正確理解和掌握這門課的要點(diǎn)，對《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程沒有整體的、系統(tǒng)的認(rèn)識，更不能將課堂所學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際工程問題的能力。因此，要大力倡導(dǎo)《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程的改革，提高學(xué)生分析、解決工程問題的能力，強(qiáng)化課程內(nèi)容建設(shè)，主動引導(dǎo)學(xué)生建立完善的專業(yè)知識體系。

二、教學(xué)改革的具體方法

1.注重與其他專業(yè)課程的銜接。在授課中，如果只是為了一門《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》的課堂教學(xué)，學(xué)生將無法真正的將學(xué)習(xí)知識轉(zhuǎn)化為他們的專業(yè)知識體系，《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》不能形成自己的知識庫，它將形成一個(gè)相對封閉的獨(dú)立知識。我們必須加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)知識的串聯(lián)。先進(jìn)制造技術(shù)中涉及的諸多環(huán)節(jié)需要考慮動力學(xué)問題，動態(tài)設(shè)計(jì)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中要求學(xué)生具有適當(dāng)?shù)姆治龊蛣討B(tài)建模能力，所以在課堂教學(xué)應(yīng)把《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》和專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容的交叉部分重點(diǎn)說明，讓學(xué)生主動把其他專業(yè)知識和機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)知識相互融合，讓學(xué)生可以更系統(tǒng)地掌握《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程的相關(guān)知識。

2.教學(xué)效果檢驗(yàn)形式的多樣化。教學(xué)和考試分開，將檢查著眼于學(xué)生的理論知識的理解，以及掌握和靈活運(yùn)用的能力上。將課外大作業(yè)或閉卷考試方式及實(shí)驗(yàn)測試組合成多形式評估方法。一個(gè)簡單的大作業(yè)很難反映學(xué)生對課堂所學(xué)知識的理解，有涉嫌“濫竽充數(shù)”之意，極大損害了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；而簡單的試卷考試，“一考定終身”的方式太片面了，不能有效地評估學(xué)生對課程內(nèi)容的理解情況。經(jīng)多年探討采用以下三種方式對學(xué)生的成績進(jìn)行考核。①文獻(xiàn)綜述。結(jié)合《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》所學(xué)內(nèi)容，在課程結(jié)束前，老師和學(xué)生進(jìn)行一次文獻(xiàn)綜述大討論，學(xué)生根據(jù)自己感興趣的研究領(lǐng)域，大量查閱國內(nèi)外科技數(shù)據(jù)庫，并精選幾篇經(jīng)典外國科技文獻(xiàn)做專題匯報(bào)，回答老師和同學(xué)們提出的各種問題。②課堂作業(yè)評價(jià)。在每個(gè)教學(xué)階段，老師給出相關(guān)作業(yè)，學(xué)生課后查閱資料并解答。為了使學(xué)生在完成作業(yè)中遇到困難能得到及時(shí)解決，老師會不定期地為同學(xué)們集中答疑或組織討論。③實(shí)際工程項(xiàng)目考核。老師給出一些實(shí)際工程項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好選擇領(lǐng)域，這些實(shí)際工程項(xiàng)目都是結(jié)合的教師的科研課題。學(xué)生根據(jù)自己的特點(diǎn)選擇方向，老師最后確定研究方向，根據(jù)老師科研研究方向凝練機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)問題。這個(gè)階段的實(shí)施，為學(xué)生今后的科研學(xué)術(shù)道路打下了良好的基礎(chǔ)。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合。考慮到理論必須與實(shí)際相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)測試是《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》的一個(gè)重要組成部分。具體工程項(xiàng)目使同學(xué)們充分了解了一些動力學(xué)分析測試儀器如數(shù)據(jù)采集分析儀、加速度傳感器、聲波傳感器等儀器的熟練使用，對學(xué)生使用和掌握相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和分析方法進(jìn)行培訓(xùn)，使學(xué)生掌握先進(jìn)的分析儀器和數(shù)據(jù)采集使用方法。課堂結(jié)合實(shí)驗(yàn)不但使同學(xué)們《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程理論知識得到加強(qiáng)，同時(shí)動力學(xué)分析測試儀器在工程實(shí)際項(xiàng)目中具體應(yīng)用也為同學(xué)們今后走上工作崗位打下了牢固的應(yīng)用基礎(chǔ)。

4.生產(chǎn)實(shí)踐與學(xué)校理論學(xué)習(xí)相結(jié)合?！稒C(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》這門課程更強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)際相結(jié)合。以大作業(yè)的形式對同學(xué)們進(jìn)行課后的考察非常的重要和必要。針對不同專業(yè)的學(xué)生，必須重視理論聯(lián)系實(shí)際。根據(jù)學(xué)校附近大型工廠多的特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生多到工廠實(shí)地考察，以工廠實(shí)際機(jī)電設(shè)備為具體研究對象進(jìn)行分析。學(xué)生也通過到工廠實(shí)地考察，找出并發(fā)現(xiàn)工程實(shí)際問題的科學(xué)問題。為了解決以工程實(shí)際問題為背景的大作業(yè)，必須根據(jù)工程實(shí)際問題在網(wǎng)上查閱大量相關(guān)數(shù)據(jù)。要求學(xué)生一方面進(jìn)行建模分析，另一方面使用相應(yīng)的軟件進(jìn)行數(shù)值求解，從而大大提高了同學(xué)們解決工程實(shí)際問題的能力。整個(gè)大作業(yè)就相當(dāng)于讓學(xué)生以工程實(shí)際問題為背景，結(jié)合所學(xué)知識解決實(shí)際問題。采取這種形式，學(xué)生們充分了解了解決工程實(shí)際問題的全過程。同學(xué)們對《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程也有了一個(gè)更深入的了解。

5.教學(xué)內(nèi)容和工程應(yīng)用軟件相結(jié)合。與機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)課程相關(guān)的軟件非常多，如Ansys主要應(yīng)用領(lǐng)域是考慮結(jié)構(gòu)彈性變形的連續(xù)系統(tǒng)動力學(xué)特征。Maple軟件的最大特點(diǎn)是符號建模功能，可用于動態(tài)方程導(dǎo)出。MATLAB軟件內(nèi)含多種函數(shù)，可用于數(shù)值仿真計(jì)算。Adams軟件主要應(yīng)用領(lǐng)域是在多剛體系統(tǒng)動力學(xué)的建模與仿真，它可以用于多剛體系統(tǒng)的建模和仿真。多體動力學(xué)方程的學(xué)習(xí)，可以在第二類拉格朗日方程的學(xué)習(xí)之后，再通過Maple符號推理，從而推導(dǎo)出多體動力學(xué)方程。數(shù)值仿真結(jié)果可與其他分析軟件計(jì)算結(jié)果對比。對于《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生可以使用軟件數(shù)值分析并與理論計(jì)算結(jié)果相比較，從而進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)課程的理解。

通過對《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探討，教學(xué)質(zhì)量得到大大改善，使枯燥的課堂教學(xué)變得興趣盎然，同時(shí)把課堂理論與工程應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合，使學(xué)生的創(chuàng)新能力，應(yīng)用知識解決工程實(shí)際問題的能力得到大大提高，使知識點(diǎn)都能夠映射到具體的工程問題，學(xué)生解決工程實(shí)際問題的技能也得到大大提升，通過具體工程實(shí)際問題，各種工程軟件及計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真能力也得到進(jìn)一步拓展，為今后學(xué)生們走上工作崗位解決工程實(shí)際問題提前進(jìn)行了預(yù)演。同時(shí)也幫助學(xué)生建立了較完整的專業(yè)知識體系，把機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程有機(jī)結(jié)合起來，把《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》知識靈活運(yùn)用于機(jī)電產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，使機(jī)電產(chǎn)品的總體性能得到優(yōu)化和改善，也使學(xué)生們對知識點(diǎn)的理解更加透徹，進(jìn)一步夯實(shí)和拓展了《機(jī)電系統(tǒng)動力學(xué)》課程的知識體系。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：杭州電子科技大學(xué)研究生品牌課程建設(shè)項(xiàng)目（PPKC2013YB001）