陳會濤++柴杉杉++楊志波

摘 要 針對河南理工大學機械學院研究生機械振動學課程教學時間短、內(nèi)容量大、學生到課率低等問題，結(jié)合教學實際，從教學模式創(chuàng)新、理論與工程實際相結(jié)合、軟件教學和科研結(jié)合等方面，對研究生機械振動學課程教學模式改革進行探討。通過學院教學實踐，研究生對機械振動學課程的學習興趣顯著提升，教學改革取得良好效果。

關鍵詞 研究生；機械振動學；教學模式改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）14-0107-02

Study on Teaching Mode Reform of Mechanical Vibration Course

to Postgraduate//CHEN Huitao， CHAI Shanshan， YANG Zhibo

Abstract Aiming at the problems of teaching-time is shorter， large capacity， low attendance rate for postgraduate Mechanical Vibration course in mechanics college of Henan Institute of Science & Techno-

logy， combining with teaching practice， from the teaching mode in-novation， combining theory with engineering practice， the software teaching and scientific research of graduate students TCM course teaching pattern reform and mechanical vibration were discussed. Through college teaching practice， the postgraduates learning interest

improves greatly， teaching reform acquires good results.

Key words graduate students； mechanical vibration； teaching mode reform

1 前言

機械振動學課程作為河南理工大學機械學院機械專業(yè)研究生的一門重要的專業(yè)必修課，它綜合了高等數(shù)學、理論力學、復變函數(shù)以及信號分析與處理等多門學科知識[1]，與工程實際問題有著緊密的聯(lián)系，為解決機械系統(tǒng)振動和故障診斷問題提供了理論和方法基礎。該課程涉及工程實際問題的理論分析、數(shù)學建模、計算求解和數(shù)據(jù)分析等多學科綜合知識的運用，是學生理論與工程實際相結(jié)合的具體體現(xiàn)。

2 目前研究生機械振動學課程教學存在的問題

河南理工大學機械學院研究生機械振動學課程的理論教學共32學時，與其他課程相比，存在教學時間短、內(nèi)容量大、涉及知識點多、微分方程數(shù)學建模和求解困難等問題。在實際問題的數(shù)學建模、求解分析和頻譜分析過程中，對學生本科課程的先修課程基礎要求較高，而學院所錄取的研究生中，三本學生占了很大的比例，這些學生由于考研等原因，在本科階段比較重視英語、數(shù)學等相關考研課程的學習，忽略甚至放棄了其他專業(yè)課程的學習，造成學習機械振動學課程所需求的理論力學、材料力學和復變函數(shù)等先修課程的基礎薄弱。在學習機械振動學的過程中，這部分學生往往會陷入復雜難懂的建模計算中，感到該課程枯燥難學，尤其是學習到多自由度系統(tǒng)自由振動和系統(tǒng)隨機振動時，隨著系統(tǒng)復雜程度的增加和多自由度系統(tǒng)導致的理論建模的困難，導致他們對學習這部分內(nèi)容產(chǎn)生困惑和迷茫，逐漸喪失學習這門課程的信心和興趣。

3 研究生機械振動學課程教學模式改革措施

如何對研究生機械振動學這門課程進行變革，增強這門枯燥、抽象課程的趣味性，從而提高學生學習的積極性和主動性，培養(yǎng)他們的科研創(chuàng)新能力和理論聯(lián)系實際能力？文中從教師教學模式創(chuàng)新、理論與工程實際問題相結(jié)合、軟件教學和科研結(jié)合等方面，對研究生機械振動學課程教學模式改革進行探討，以期增加學生的出勤率，調(diào)動學生的學習興趣，最大限度地提高課程的教學效率和質(zhì)量。

教師教學模式創(chuàng)新 課程教學是培養(yǎng)我國研究生自主學習和提高創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)之一，因此，對研究生所開課程進行授課方式的變革和創(chuàng)新勢在必行。目前，河南理工大學機械學院研究生機械振動學這門課程教學方式的特點主要還是“本科化”[2]，即采用傳統(tǒng)的課堂講授與課下討論相結(jié)合的授課方式，統(tǒng)一使用多媒體課件進行教學，授課模式較為單一，缺乏對研究生自主學習、研究能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

針對上述問題，要進行研究生機械振動學課程的教學模式改革，主要應該從以下幾個方面做起：

1）由傳統(tǒng)的以傳授知識為主的教學模式向以培養(yǎng)學生自主學習、自主創(chuàng)新為主的研究性教學模式轉(zhuǎn)變，教師在課程教學過程中要密切關注學生的研究方向，在授課過程中穿插他們感興趣的研究話題，與他們互動，調(diào)動研究生的學習積極性；

2）制作效果直觀的多媒體課件，利用實物圖片、實體模型、視頻教學等教學手段，提高課程的直觀性和生動性；

3）增加任課教師的授課主動權(quán)，鼓勵任課教師采用研討式、啟發(fā)式和互換師生角色等教學方式，調(diào)動學生的學習主動性；

4）鼓勵研究生自學自講，充分發(fā)揮研究生的自學能力，讓研究生自己學習、自己準備課件，自己上講臺把學到的內(nèi)容給大家進行講授，這樣不僅調(diào)動了研究生學習的自主性和積極性，而且鍛煉了他們的語言表達和交流能力。endprint

理論與工程實際問題相結(jié)合 理論教學與工程實際問題相結(jié)合是機械振動學課程教學的主要特點之一。機械振動現(xiàn)象作為一種常見的振動現(xiàn)象，存在于日常生活和工程實際中，它利害并存，是造成機械和設備破壞和失效的直接原因[3]。因此，任課教師在教學過程中，應利用機械振動課程與日常生活及工程實際緊密聯(lián)系的特點，使教學內(nèi)容與發(fā)生在身邊的振動事例相結(jié)合，簡化振動問題中抽象的物理概念，使學生更容易接受并掌握。比如：在講授共振的現(xiàn)象時，可以利用1940年美國塔柯姆大橋共振被毀的例子來解釋共振的危害；在講解單自由度和多自由度振動問題時，可以利用凸輪頂桿的振動問題和車輛的振動現(xiàn)象來作為實際的例子。

任課教師在講授這些內(nèi)容時，不能簡單地把這些問題作為一些理論知識來講解，而應與實際相聯(lián)系。如在講解車輛的振動問題時，可以讓學生自己去想象一下車輛在行駛過程中的振動情況，讓他們?nèi)ソ④囕v振動時系統(tǒng)的單自由度振動模型和多自由度振動模型，然后讓他們自己把路面作為激勵源去建立和分析車輛受迫振動模型，充分發(fā)揮他們的想象能力，調(diào)動他們學習的自主性和創(chuàng)造性。

軟件教學 研究振動問題一般是建立數(shù)學模型、列運動微分方程、變換求解，學生普遍覺得機械振動學這門課程內(nèi)容枯燥，缺乏學習積極性。因此，在本門課程中可引入MATLAB和ADAMS計算機輔助分析軟件，把枯燥的理論學習與新穎的軟件學習和仿真相結(jié)合，讓學生自己動手去分析和研究振動現(xiàn)象，探索激勵與系統(tǒng)振動規(guī)律的影響關系，使理論教學中難以理解的知識直觀、生動地展現(xiàn)在學生面前，幫助學生理解各參數(shù)變量的物理意義，在開闊學生視野的同時，也可以激發(fā)他們的學習興趣。

如在講授單自由度系統(tǒng)振動時，可以在MATLAB/Simulink

環(huán)境下建立車輛單自由度系統(tǒng)振動仿真框圖，給學生講解各個模塊的含義以及建立系統(tǒng)仿真框圖的原理和步驟，闡述各模塊的參數(shù)設置及其意義，通過系統(tǒng)仿真來模擬機械振動系統(tǒng)位移、速度和加速度等物理量隨時間的變化規(guī)律，讓學生自己從振動曲線分析中來了解單自由度系統(tǒng)的振動特性。同時，教師也可以通過添加阻尼和外部激勵來模擬阻尼振動和受迫振動，讓學生更好地理解車輛振動的原因和減小振動時可以采取的措施，從而驗證理論教學的結(jié)果。

科研結(jié)合 實踐出真知，許多創(chuàng)造性的成果都來源于對日常生活中工程實際問題或現(xiàn)象的研究思考，從而提出新的見解，獲得創(chuàng)造性成果[4]。機械振動學課程教學對于研究生來講，就是一個理論聯(lián)系實際的好途徑，通過機械振動學課程的學習，培養(yǎng)他們在日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，使他們在掌握必要的科學研究方法的同時，將從書本學到的知識和解決實際問題及科學的研究方法相結(jié)合，促進他們科研、創(chuàng)新水平的提高。

比如在教授多自由度系統(tǒng)受迫振動問題時，可以引入車輛行駛過程中的振動現(xiàn)象，引導學生從單自由度系統(tǒng)、多自由度系統(tǒng)受不同激勵形式等多個方面去研究，培育他們獨立思考、快速概括和明確表達自己觀點的能力。在研究的過程中指導他們科研論文的撰寫，激發(fā)他們的創(chuàng)造性思維和學習積極性，從而使他們了解相關問題的學術(shù)前沿及有代表性的理論和觀點，在對這些理論和觀點的研究、評價和對前沿問題的思考中，培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度，推動學術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)論

本文結(jié)合河南理工大學機械學院研究生機械振動學課程抽象、枯燥、到課率低等現(xiàn)象，針對以往研究生教學過程中存在的問題，提出通過教師教學模式創(chuàng)新、理論與工程實際問題相結(jié)合、軟件教學和科研結(jié)合等方面的改革，增強研究生機械振動學教學效果。通過在研究生實際教學中的應用，學生的學習積極性和科研水平得到一定的提高，取得較好的教學效果。

參考文獻

[1]郭榮，張敏，張立軍，等.《機械振動學》的教學內(nèi)容、模式及考評方式改革探索[J].佳木斯教育學院學報，

2012（9）：140-141.

[2]喬琳.試論我國研究生教育課程體系建設與改革[J].教學研究，2008，31（4）：312-314.

[3]李炎.加強理論教學與實際工程相結(jié)合的若干思考[J].中國電力教育，2010（4）：156-157.

[4]路純紅，白鴻柏.提高《機械振動》課程教學效果的幾點思考[J].教育教學論壇，2012（26）：15-17.endprint