科研项目引导的“机械振动学”教学模式探索

王威 宋玉玲 赵明磊

摘    要：在习近平新时代中国特色社会主义思想的指引下，高校对人才培养提出了更高的要求。文章针对研究生“机械振动学”课程综合性、理论性强，课程内容复杂的特点，探索建立理论教学、实验教学与科研项目相结合的教学模式，注重学生科学素质与科学思维方式的培养以及工程应用能力的提高。实践表明，该教学模式有利于学生对课程内容的掌握，极大地调动了学生的积极性，取得了良好的效果。

关键词：机械振动学;教学模式;科研项目引导

中图分类号：G642.0          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2020）10-0006-02

党的十九大召开后，习近平新时代中国特色社会社会主义思想对中国教育事业的发展起到了至关重要的作用[1-2]。围绕新时代“不忘初心，牢记使命”的主题，高校采取一系列重大举措培养具有社会主义核心价值观的新时代人才。新时代人才不仅要掌握扎实的基础理论知识，而且要能够紧跟时代发展的步伐，了解相关领域的前沿科学，不断提高解决实际问题的能力和创造力。因此，从教学模式改革与创新的角度出发，探索建立“机械振动学”课程教学内容与实际科研项目紧密结合的教学模式，使学生在掌握基础理论知识的同时对其如何在科研中应用有更深层次的理解，以提高教学质量。

“机械振动学”课程综合了数学、物理学、机械学、力学等多门学科的知识，与科学研究和实际工程问题有着密不可分的联系，突出表现在要求学生既要掌握基本的振动理论，又要掌握这些基本理论在工程实际中的具体应用。因此，在教学过程中要注重将理论讲授内容与实际科研项目相融合，培养学生发现问题、解决问题的能力，使学生成为兼顾理论学习与实际应用的复合型人才。

一、科研项目引导的“机械振动学”教学模式探索

由于“机械振动学”课程具有综合性、理论性强，课程内容重要和复杂的特点，教学方法、教学模式是否科学、得当对学科发展和人才培养尤为重要。针对上述问题，经过长期的教学探索，对遇到的问题从理论教学和实验教学两个方面进行改革与探讨，提出理论教学、实验教学与科研项目相结合的教学模式并构建了相应的考核方式。

（一）理论教学模式探索

1.深度融入科研项目案例的理论课教学模式。“机械振动学”课程主要阐述机械系统的动力学建模方法、响应求解、振动规律分析等知识，教材上的每一部分知识点都是按照一定的逻辑串联起来的，往往需要将某些知识点结合起来才能解决某个实际工程问题。因此，首先结合科研项目选择与课程知识点高度关联、综合性强、难易适中的具有实际工程背景的教学案例作为分析对象，然后围绕这个工程实例中的一个振动相关问题结合授课内容进行讲解，简化振动问题中抽象的物理概念，同时注重每一个知识点的实际运用以及多知识点的综合运用，最后以解决工程实例中的具体问题为目标进行知识点的概括与总结。这种融合科研项目的理论教学模式不仅使学生快速体验到学以致用的好处，而且能增强学生的理解和记忆效果，提高学生学习的积极性，使学生主动提出一些和自己研究方向相关的问题和思路，提升学生独立的科学研究能力。

围绕工程实例展开的“机械振动学”课程理论教学模式要求教师必须扎实掌握本课程的理论知识，熟悉本专业其他课程体系的相关内容，能够准确建立基础理论和工程实际案例的有效融合机制，营造和谐互动的课堂气氛，引导学生思考与创造，同时对教学内容安排的深度和广度把握自如，不能偏离本课程的知识点而使学生无法领会重点，在教学过程中要充分利用现代化教学手段使教学内容生动形象，增加学生的学习兴趣。

2.结合科研项目成果的互动教学模式。翻转课堂式教学模式是较为典型的互动式教学模式之一[3]，主要培养学生的自主能动性，提出问题和解决问题的能力以及讨论和辩论能力。基于翻转课堂式教学模式的优点，提出翻转课堂与科研项目成果相融合的“机械振动学”课程互动式课堂讨论模式，改变“灌输”式的传统学习方式。

在翻转课堂教学模式的基础上，安排一定的课堂讨论学时，教师预留与理论课程讲授内容密切相关的近三年科研项目成果，包括论文、期刊、专利和软件著作权等，也可将教师科研项目成果作为预留题目，学生在获取理论课程知识点的同时，在课后选取预留的科研项目成果题目，通过仔细阅读和思考并结合自己研究方向上的相关问题提出对理论知识点的认识及其具体的应用方法，将其汇总后以PPT演示的形式在讨论课上进行分组汇报。这样学生有了明确的学习目标和充足的时间来思考科研项目成果中所涉及的与“机械振动学”课程内容密切相关的问题，可以提出个人对问题的独到见解，便于教师发现教学中存在的问题。与此同时，学生可以对模糊或不懂的关键知识点提出疑问并由教师和学生共同参与探讨解答，通过课堂讨論加深每位学生对问题和知识点的理解。汇报完成后，教师要对课堂内容、表现做深入总结，分析汇报中存在的问题以及解决方法。实践表明，提出的互动式教学模式取得了预期的教学效果，增强了学生的学习主动性，开拓了学生的视野，培养了学生的创造性和工程应用能力，锻炼了学生归纳、总结和表达能力。

（二）实验教学模式探索

实验教学是“机械振动学”课程改革中一个非常重要的环节， 它有助于培养学生理论联系实际的能力以及分析和解决工程实际问题的能力[4]。在传统实验教学的基础上，探索以科研项目为依托的实验教学模式，推动实现从验证科学规律到发现科学规律的转变。

科研项目中的实验研究具有明确的目标，充分利用教师科研项目中实验研究与“机械振动学”课程内容紧密联系的部分，借助科研实验室平台，构建具有实际工程应用背景的课程实验目标、内容以及具体要求，使学生在实验过程中不仅能够验证问题，而且能够发现问题。如，依托科研实验室搭建的轮毂电机试验平台构建“机械振动学”课程实验，学生在完成转矩、转速变化对电机振动特性影响规律测试的同时，还能够发现控制器参数变化对电机振动特性的影响机制，有利于促进课程实验性质从验证性转变为发现性或揭示性，提高学生的创造性和对科学规律认识的深度和广度。提出的实验教学模式要求教师和学生充分了解实验设备的结构、工作原理以及使用规范，设计的课程实验要紧密结合“机械振动学”课程相关内容，以符合教学大纲要求。

二、“机械振动学”课程考核模式改革

“机械振动学”课程传统的考核方式将学生的知识结构、思维方式限定在一个既定的模式中，考核本身从内容到形式对学生的思维有着严格的限制，从而导致成绩优秀者往往只善于考试和做题而缺少创造性思维。

结合科研项目的课程考核不再強调考试成绩而是更加强调对科研能力、创新性思维的培养。经过实践探究，对“机械振动学”课程的考核方式进行配套改革，不再以考试结果作为最终的判定标准而是更加注重平时成绩的考核。在课程考核中主要以平时的课堂表现、 PPT汇报、以科研项目为例解决具体工程问题的能力（课程报告）以及出勤情况等作为平时成绩，并加大其所占总成绩的比例（70%），课程考试以开卷形式进行，并降低其所占比例（30%），内容主要以具体工程实例为主，要求学生进行动力学建模、求解与分析，充分发挥学生的主动性，培养学生深入思考和解决实际工程问题的能力以及良好的科学研究能力。

三、结论

在新时代背景下，经过多年的教学实践经验积累，以“机械振动学”课程为例建立理论教学、实验教学与科研项目相结合的教学新模式并构建了与之相适应的考核方式，注重学生科学素养和科学思维的培养。创新性地提出深度融合科研项目的理论教学模式、翻转课堂与科研项目成果相结合的互动式课堂讨论模式和以科研项目为依托的实验教学模式。增加学生在教学培养过程中的主动权，鼓励教师采用研讨式、启发式和互换师生角色等教学方式，并在科研项目驱动下，实现理论教学和实验教学的有机融合，使学生能够了解机械振动学领域的最新动态和前沿研究成果，重视考核学生各方面的能力，如解决实际工程问题的能力、团队组织协调能力和创新能力、实验中的动手能力等，而不仅仅是课本的理论知识。上述提出的教学改革举措使学生能够真正地学以致用，具有大国工匠精神和中国特色社会主义核心价值观，成为习近平新时代中国特色社会主义的合格建设者和接班人。

参考文献：

[1]潘映宏.习近平新时代中国特色社会主义思想融入高校基础课的路径研究[J].现代商贸工业，2020，（1）.

[2]龚云.为什么把习近平新时代中国特色社会主义思想作为党长期坚持的指导思想写入党章——统一全党意志奋进新时代的必然要求[J].中国纪检监察，2017，（24）.

[3]王威，宋玉玲，师帅兵.翻转课堂式教学模式在“汽车理论”教学中的应用[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2019，（5）.

[4]郭荣，张敏，张立军，等. 《机械振动学》的教学内容、模式及考评方式改革探索[J].佳木斯教育学院学报，2012，（9）.

[责任编辑  包玉红]