《机械振动》课程建设的探索与实践

韩维 柳文林

摘要：《机械振动》课程具有概念多，内容广，理论深奥、抽象，公式多而复杂，应用灵活多样等特点，对教师授课和学生学习都提出了较高的要求。开设本课程后，在包括教学内容、教学方法、教学手段、教材和实验室建设等方面进行了大量的探索和改革，已建立了比较完善的《机械振动》课程教学和实验教学体系，经多年的教学检验和不断完善，取得了良好的效果。

关键词：机械振动;研究性;教学模式;课程改革

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）41-0059-02

《机械振动》课程是为适应教学转型需要，按照“大专业、宽口径、新内涵”的思路优化专业结构，从注重培养适应现代航空装备技术保障要求、整体素质高、有一定发展潜力、具有综合性知识和能力、技术精、善管理的综合性复合型人才的要求提出，近年来逐步为研究生和本科生开设的基础理论课程。该课程目的是使学生掌握机械振动和机械动力学的基本理论、原理和方法，并掌握应用这些基本理论去解决工程实际问题或探索解决实际问题的正确途径。经过多年的教学检验和不断完善，取得了良好的效果。

一、建设内容、建设成果与实践效果

（一）课程建设目标

最初开设本课程时，沿用了地方大学的教学方案。2002年，申报重点学科领域建设项目，建设了“机械振动实验室”，揭开了课程改革探索和建设的序幕。课程组着手拟定了课程建设的目标和实施方案规划，确立了课程教学内容、课程建设内容和实验室建设内容，解决了本课程应该讲什么、做什么、怎么讲、怎么做和为什么等问题。

课程建设的主要思路是：（1）紧跟人才培养目标和装备发展，科学调整内容体系，按照“大专业、宽口径、新内涵”的思路对教学内容进行了更新和重组;（2）以研究生教学改革为起点，以能力培养为主线进行教学手段改革，由过去单纯的知识传授转变为“背景+理论+应用”的知识模块的介绍。（3）顺应学时少和内容多的具体情况，及时调整授课方式，将讲授重点放在了物理意义和实际应用上;充分利用计算机，以大作业的方式将一些教学重点和难点布置给学生编程解决，培养学生的计算机应用能力和分析解决实际问题的能力;（4）配合现代化教学工程建设和实验室建设，逐步改革教学手段，完善实验项目体系、图书资料等资源建设以及教材建设。

（二）教学内容分析与整合

《机械振动》课程在对研究生讲授中，不仅注重学生机械振动和动力学专业知识的学习和培养，更强调综合知识的学习和综合能力的培养，强调为未来的发展积蓄一定的潜能。

根据分层次教学的思路，决定将本课程内容整合为四个部分。第一到第三部分讲述线性系统的振动及其分析方法;第四部分是振动研究的现代内容，要求了解非线性系统和随机系统的振动分析方法及非线性振动的特点，以及由计算机支持的现代振动实验技术等内容。

（三）电子教材和电子教案建设，工程软件的教学应用

《机械振动》是一门理论性较强的课程，在教学中向学生介绍和推荐ADAMS等动力学仿真软件、ANSYS、NASTRAN等结构分析软件，并对感兴趣的学生详细介绍这些软件的使用方法以及在课程学习和学术研究、工程研究中的应用。

这样，教学手段的改进使本课程教学摆脱了冷冰冰的说教，增强了学生对结构动力学研究的感性和理性认识，大大激发了学生的学习兴趣，一部分学生选择与本课程有关的研究内容作为自己的研究方向。

（四）实验室硬件建设情况

按照素质教育和创新教育的要求，在学习知识的同时，应重视学生探索能力和科学思维方式的培养。该课程理论性强，又与实际联系非常紧密，必要的实验教学能使学生深化对理论内容的理解，了解振动实验分析技术，为今后在工程中进行结构模态试验分析打下良好的基础。自2002年以来，适应发展需要，依托学科专业领域建设，建设了“机械振动实验室”，大大改善了课程实验条件和装备教学条件。

（五）实验教学内容规划和实验设计

根据教学内容，兼顾装备教学和学科发展，以突出开发学生智力、拓展其能力、培养其勇于探索的精神，培养学生的知识运用能力和试验实做能力、知识综合能力和实验设计能力为出发点，精心设计了本课程的实验教学内容。本课程的实验教学分为理论验证性实验、学科综合性实验和设计研究性实验。

（六）课程标准的设计和教学安排规划

安排了30节课堂讲授，以使其系统掌握线性系统的振动及其分析方法，了解振动研究的现代内容;8节实验课，使其掌握由计算机支持的现代振动实验技术、试验模态分析等内容;2节考试课以检验其学习效果，或采用综合设计、学术论文等方式对其进行考核;另外，在计划学时以外布置2～4次讲座课，以拓宽学生知识面。

二、课程建设特色总结与创新点

经过多年的努力，《机械振动》课程建设改革取得了较为明显的成效，在教师培养、教学质量、学生培养质量、实验室建设和实验综合设计等方面取得了明显的成效。总的来说，该课程建设具有以下特色和创新点：

（一）强化理论基础教学，培养学生的科学研究素养

从培养从事科学研究的人才角度来说，严谨的治学态度、敏锐的学术眼光和高度的科学素养是从教学过程中逐步建立起来的。因此，在整合教学内容时，对基础内容和应用内容进行了精心的调整，首先是强化了理论基础的教学，以培养学生严谨的治学精神;在打牢理论根基的基础上，突出了利用实验手段、现代科学计算手段来解决振动问题，还进行了理论与实际装备相结合的课程设计环节。

（二）运用现代教育理念，突出研究式教学

实施学术研究和科研锻炼是培养高素质人才的重要途径。在课堂上采取“打牢基础+开拓研究”的教学方法，上课方式灵活多样，采取讲授、讨论、学生提出问题、自己讲述研究结果、实验设计和分析等多种方式，并结合其学位论文内容进行有针对性的研究探讨。这种教学方式明确了共性和个性的关系，鼓励了学生的个性发展，很受学生欢迎，经实践证明取得了良好的效果。

（三）教学内容、教材和实验室建设同步发展，构筑完整教学体系

本课程建设走的是一条教学内容和教学方式改革、教材建设、实验室建设同步发展的道路，三者相互结合，相互促进。紧紧把握“以教学改革为基础，以实验室建设为重点”的思路，以教学改革牵引实验室建设，以实验室建设促进教学改革，辅以教学动画课件和仿真实验等教学手段的改革与建设，构筑了完整的教学体系和实验体系，使课程建设达到了较高的水平。

（四）注重理论与实践的完美结合，大力培养学生的创新能力

理论与实践相结合是现代化教学的重要要求，也是本课程建设的一个鲜明特色。不但课堂教学阶段突出理论与实践相结合，采用带有实际装备背景的问题式教学方式，更重要的是在学生论文选题中设计振动和动力学研究方面的题目，作为课堂教学、课后研究的延伸，以实现理论与实践的完美结合。

三、结束语

《机械振动》课程建设经历了多年的探索和实践。在课程教学内容体系、教学方法、实践性教学环节、教师培养、学生创新能力培养等方面进行了较为完整的探索研究和实践，取得了良好的成绩，实现了课程建设“成果突出、内涵丰富、特色鲜明、形成体系”，对其他课程建设具有较好的借鉴作用。今后将进一步研究现代教学规律，探讨创新式教学、实验室开放教学和能力培养教学在本课程以及教研室其他课程中的进一步实践，探索符合科学发展规律的实践性教学方法，以促进现代化教学的全面发展。

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Exploration and Practice on the Course Construction of Mechanical Vibration

HAN Wei，LIU Wen-lin

（Naval Aeronautical and Astronautical University，Yantai，Shandong 264001，China）

Abstract：The course of mechanical vibration has obvious characteristics，such as many concepts，wide range of content，profound theory，complex and flexible formula etc.It has a high demand for teachers' teaching and students' learning. After the creation of this course，a large amount of exploration and reform have been done including teaching contents，teaching methods，teaching means，textbooks and laboratory construction.A relatively perfect "mechanical vibration" course teaching and experiment teaching system has been established，It has achieved good results by years of teaching inspection and continuous improvement.

Key words：mechanical vibration;research-oriented;teaching mode;Curriculum reform