《機(jī)械振動(dòng)學(xué)》教改探討

楊輝 胡裕超

摘要：本文結(jié)合當(dāng)代大學(xué)生上課實(shí)際情況和企業(yè)需求，根據(jù)擔(dān)任高校教師的直觀感受，就《機(jī)械振動(dòng)學(xué)》教改做出相關(guān)探討。其目的在于通過教學(xué)改進(jìn)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，為國(guó)家及機(jī)械相關(guān)企業(yè)培養(yǎng)出優(yōu)秀的高素質(zhì)人才。

關(guān)鍵詞：機(jī)械振動(dòng);教改;素質(zhì)教育

機(jī)械振動(dòng)學(xué)是機(jī)械專業(yè)很重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，機(jī)械振動(dòng)無處不在，在直升機(jī)、高速鐵路、發(fā)動(dòng)機(jī)、高速高精度數(shù)控機(jī)床、電子產(chǎn)品、汽車工業(yè)等與生活息息相關(guān)的產(chǎn)品都存在振動(dòng)問題，學(xué)好機(jī)械振動(dòng)學(xué)，能規(guī)避工程技術(shù)中由于振動(dòng)帶來的危害。《機(jī)械振動(dòng)學(xué)》雖然有很多版本，但是核心內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題建模，結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性以及工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)的近似分析方法和數(shù)值分析方法等。當(dāng)前，科技處于高速發(fā)展期，技術(shù)知識(shí)更新迭代極快。現(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(shí)是十分有限的，怎樣在較短的課時(shí)中讓學(xué)生有效學(xué)習(xí)，積累到更多更新的內(nèi)容是值得探討的。

一、理論教學(xué)

（一）講授

1.方式

機(jī)械振動(dòng)整體內(nèi)容較多并且大多數(shù)推導(dǎo)過程比較復(fù)雜，如果上課光講理論是極其枯燥的。應(yīng)合理利用多媒體來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在PPT課件中插入音視頻簡(jiǎn)化學(xué)生對(duì)于復(fù)雜理論內(nèi)容的理解，將抽象的知識(shí)通過視頻以及仿真動(dòng)畫生動(dòng)的展現(xiàn)給學(xué)生。例如，顫振導(dǎo)致的科馬橋倒塌，四級(jí)懸擺系統(tǒng)隔振，以及動(dòng)力吸振器，振動(dòng)成型機(jī)的結(jié)構(gòu)原理動(dòng)畫等。為了提高學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)興趣，可以進(jìn)行講課比賽，分配同學(xué)們學(xué)習(xí)某一章的內(nèi)容，然后制作PPT進(jìn)行講課比賽，讓其他同學(xué)進(jìn)行評(píng)分并計(jì)入最后課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系中。

2.內(nèi)容

本門課程主要講述的內(nèi)容為結(jié)構(gòu)振動(dòng)問題建模，分析的基本理論和方法，結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性以及在典型動(dòng)載作用下的振動(dòng)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(dāng)繁瑣，需要不斷剝絲抽繭的進(jìn)行學(xué)習(xí)，實(shí)用性很強(qiáng)。但是學(xué)生普遍學(xué)習(xí)積極性不高，認(rèn)為與實(shí)際生活聯(lián)系不緊密，對(duì)以后的工作起不到作用。因此，學(xué)校應(yīng)積極與社會(huì)接軌，了解社會(huì)發(fā)展動(dòng)態(tài)，進(jìn)行知識(shí)的實(shí)時(shí)更新，不斷培養(yǎng)與社會(huì)相適應(yīng)的高素質(zhì)人才。例如：在上課時(shí)告訴學(xué)生那些是可以在企業(yè)工作中用到的，那些是學(xué)術(shù)研究上可以用到的，不斷迎合學(xué)生和企業(yè)需要，同時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤學(xué)習(xí)觀，使其學(xué)有所成，學(xué)以致用。

（二）討論

討論是專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)中必不可少的環(huán)節(jié)，所謂不悱不啟，不辨不明，很多知識(shí)，靈感都是在激烈的爭(zhēng)論中產(chǎn)生的。在課堂上，可以將同學(xué)們分成幾個(gè)小組，然后每個(gè)小組對(duì)學(xué)到的新理論，新概念進(jìn)行討論，然后再由老師做出最后的總結(jié)，這樣既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又能加深學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解。例如對(duì)于單自由度系統(tǒng)，多自由系統(tǒng)，簡(jiǎn)諧振動(dòng)等知識(shí)模塊的理解。、

（三）作業(yè)

作業(yè)能檢測(cè)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解程度，同時(shí)也能夯實(shí)學(xué)過的知識(shí)。但是目前大學(xué)學(xué)生 作業(yè)抄襲現(xiàn)象極其嚴(yán)重。建議分組布置不同的作業(yè)，讓同學(xué)們分工合作，使同學(xué)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(xué)們都能發(fā)揮自己的能力，讓作業(yè)起到實(shí)質(zhì)性的作用。

（四）教材

本教材為2014年清華大學(xué)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(dòng)，強(qiáng)迫振動(dòng)，多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)，連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)，振動(dòng)仿真以及非線性振動(dòng)，隨機(jī)振動(dòng)等。這些內(nèi)容雖然廣泛但不夠新穎，要充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，跟上科技更新的步伐。

二、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實(shí)踐是鞏固課本知識(shí)最直接的也是最有效的途徑，教師應(yīng)充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，帶領(lǐng)學(xué)生參觀和動(dòng)手簡(jiǎn)單操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如鋼琴振幅實(shí)驗(yàn)，汽車路譜振動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)等。同時(shí)也可以將學(xué)生帶到仿真實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用ADAMS或者ANSYS進(jìn)行振動(dòng)力學(xué)的仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生們通過自己操作理解振動(dòng)系統(tǒng)中力學(xué)傳遞過程和相關(guān)機(jī)理。

三、第二課堂

機(jī)械振動(dòng)學(xué)內(nèi)容較多，理論較抽象，光靠課堂教學(xué)肯定是不夠的，還應(yīng)督促學(xué)生做好課堂之下的學(xué)習(xí)。如可以組織相關(guān)的機(jī)械振動(dòng)學(xué)術(shù)論壇，講座等，讓同學(xué)們積極參與，提高動(dòng)手能力

四、課程考核

課程考核是學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于本門課程，由于課程內(nèi)容比較復(fù)雜，學(xué)生短時(shí)間內(nèi)難以完全理解，而是要在學(xué)以致用中慢慢消化。因此，本課程應(yīng)以考察為主，提高平時(shí)成績(jī)的占有比例，上課活躍度可以作為考核平時(shí)成績(jī)的指標(biāo)。這樣可以使學(xué)生更加活躍，增加平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，也能杜絕一部分同學(xué)平時(shí)不學(xué)習(xí)，為了最后的考試熬夜復(fù)習(xí)或者抄襲作弊，沒學(xué)到任何知識(shí)的無效上課現(xiàn)象。

五、結(jié)論

《機(jī)械振動(dòng)學(xué)》作為大學(xué)階段的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其內(nèi)容廣泛而抽象。開設(shè)本門課程的目的主要是為了開闊同學(xué)們的眼界，同時(shí)掌握相關(guān)理論推導(dǎo)和振動(dòng)模型仿真，使學(xué)生能學(xué)以致用。要想取得好的教學(xué)效果，應(yīng)緊跟科技變革的潮流，多讓同學(xué)們動(dòng)手實(shí)操，自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)探究，并通過小組討論和涉獵周邊文獻(xiàn)來不斷消化理解。以上是我個(gè)人的一點(diǎn)建議。

參考文獻(xiàn)：

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

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

作者簡(jiǎn)介：

楊輝（1968-），男，吉林省吉林市人，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事先進(jìn)制造技術(shù)方向的研究。

胡裕超（1997-），男，湖北黃岡人，碩士，在讀學(xué)生，主要從事機(jī)械工程振動(dòng)學(xué)方向的研究。