“中國(guó)制造2025戰(zhàn)略”下“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”的教學(xué)探究

潘五九 李紅雙 王明海

（沈陽(yáng)航空航天大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)110136）

0 引言

黨的十九大召開(kāi)以來(lái)，新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想對(duì)中國(guó)教育的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。在時(shí)代發(fā)展的大背景下，新時(shí)代的研究生不僅要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要有解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。“中國(guó)制造2025戰(zhàn)略”指出我國(guó)計(jì)劃在2025年成為制造業(yè)超級(jí)大國(guó)。實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，必須堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向，并統(tǒng)籌謀劃和突出重點(diǎn)。必須凝聚全社會(huì)共識(shí)，加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，全面提升發(fā)展質(zhì)量和核心競(jìng)爭(zhēng)力。然而制造業(yè)的發(fā)展、轉(zhuǎn)型和升級(jí)都離不開(kāi)機(jī)械工程學(xué)科中基于機(jī)械振動(dòng)學(xué)的設(shè)計(jì)理論與方法。因此，從“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程建設(shè)與改革研究出發(fā)，在讓學(xué)生能夠充分掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，若還能與科研項(xiàng)目密切結(jié)合，可極大提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”是機(jī)械類專業(yè)研究生的一門主干課程。深入理解和掌握機(jī)械振動(dòng)相關(guān)專業(yè)知識(shí)對(duì)于工科學(xué)生未來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作，有著毋庸置疑的重要意義[1]。機(jī)械振動(dòng)學(xué)綜合了高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、振動(dòng)測(cè)試以及信號(hào)分析與處理等多門學(xué)科知識(shí)，與科研和工程實(shí)際問(wèn)題有著緊密的聯(lián)系。高等教育領(lǐng)域的實(shí)踐者和理論研究者們辛勤耕耘，取得了諸多理論和實(shí)踐成果，成績(jī)斐然[2]。如侯勁汝等[3]提出了以學(xué)生為中心的多模式教學(xué)與多元化考核相結(jié)合的教學(xué)改革與探索。趙秀亮等[4]提出了利用計(jì)算機(jī)技術(shù)分析振動(dòng)問(wèn)題的教學(xué)方法。在地方高校機(jī)械類專業(yè)開(kāi)展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的情況下，王瑋[5]分析了目前創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育存在的問(wèn)題，并提出了加強(qiáng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的途徑和方法。毛崎波等[6]提出了制定與工程實(shí)際發(fā)展相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容及問(wèn)題式導(dǎo)向的教育方法，并采取了實(shí)踐與期終相結(jié)合的課程考核方式。李晨陽(yáng)等[7]從“機(jī)械振動(dòng)”課程的基本概況出發(fā)，提出了基于“機(jī)械振動(dòng)”課程的學(xué)生數(shù)學(xué)、力學(xué)、哲學(xué)思維及實(shí)際問(wèn)題解決能力培養(yǎng)路徑。石國(guó)宏等[8]就解決機(jī)械振動(dòng)中復(fù)雜數(shù)值分析計(jì)算問(wèn)題，利用VB軟件進(jìn)行了相關(guān)探索。李津津等[9]對(duì)機(jī)械工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了貫通式項(xiàng)目制研究型綜合實(shí)踐教學(xué)新模式。黃文軍[10]運(yùn)用數(shù)控仿真軟件，針對(duì)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)特點(diǎn)以及存在的問(wèn)題，通過(guò)機(jī)電一體化的教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)“一人一機(jī)”教學(xué)模式，取得了明顯的教學(xué)成果。眾所周知，現(xiàn)在的教育更加強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，但是能真正做好這點(diǎn)的并不多。這就要求研究生能夠掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，同時(shí)需要注重對(duì)這些理論在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用。

1 理論教學(xué)模式的改革探索

“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”是一門以物理概念為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)方法、數(shù)值計(jì)算技術(shù)和測(cè)試技術(shù)為工具的力學(xué)分支課程。振動(dòng)問(wèn)題的一般解決流程如下圖1所示。

圖1 振動(dòng)問(wèn)題的解決流程

機(jī)械振動(dòng)理論教學(xué)階段應(yīng)與科研項(xiàng)目案例緊密結(jié)合。所選擇的科研項(xiàng)目案例應(yīng)與課堂所述的知識(shí)點(diǎn)高度關(guān)聯(lián)，而且應(yīng)具有綜合性強(qiáng)、難度適中的特點(diǎn)。首先，將這個(gè)案例作為課堂闡述對(duì)象，圍繞其中的振動(dòng)問(wèn)題結(jié)合振動(dòng)理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解。然后，把案例中的振動(dòng)問(wèn)題簡(jiǎn)化，以便于同學(xué)們理解。接著，解決問(wèn)題，獲得工程問(wèn)題解。需要注意的是知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際和綜合應(yīng)用。最后，對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析和總結(jié)。這種能夠和科研項(xiàng)目案例深度融合的課堂在引起同學(xué)們關(guān)注的同時(shí)，可以增強(qiáng)學(xué)生的理解能力，還可以讓學(xué)生快速體驗(yàn)到學(xué)以致用的感覺(jué)，可謂是一舉三得。另外，課堂上可以讓學(xué)生提一些與自己研究方向有關(guān)的問(wèn)題，讓學(xué)生積極地參與到課堂中來(lái)，可以鍛煉學(xué)生提出新的問(wèn)題的能力。在課堂的最后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生做一個(gè)深入的案例總結(jié)，分析在解決這個(gè)案例時(shí)的不足之處，爭(zhēng)取在解決下一個(gè)案例時(shí)做到更好。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的課堂教學(xué)后，發(fā)現(xiàn)這種與科研項(xiàng)目案例結(jié)合的教學(xué)方式更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)提升了學(xué)生的課堂積極性，豐富了學(xué)生的視野，增強(qiáng)了學(xué)生的工程應(yīng)用能力。說(shuō)明這種課堂模式是非常正確的。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革探索

對(duì)于“機(jī)械振動(dòng)”課程的教學(xué)來(lái)說(shuō)，理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是解決工程實(shí)際振動(dòng)問(wèn)題兩大不可分割的手段，它們相輔相成，缺一不可。甚至在某些情況下振動(dòng)實(shí)驗(yàn)更為重要?？蒲许?xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)研究具有明確的目標(biāo)，盡可能利用教師科研項(xiàng)目中實(shí)驗(yàn)研究與機(jī)械振動(dòng)課程內(nèi)容聯(lián)系緊密的部分，借助科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建有工程應(yīng)用背景的課程實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)的具體要求，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能驗(yàn)證問(wèn)題的同時(shí)，能夠?qū)W到解決問(wèn)題的方法。比如，振動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)是本課程中重要的實(shí)驗(yàn)之一，振動(dòng)測(cè)試可分為三類的基本任務(wù)，具體方法任務(wù)如表1所示。

就上面的振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)而言，在實(shí)際工程問(wèn)題中，首先按照其應(yīng)用的范圍選擇一種最適合解決工程問(wèn)題的方法。然后按照方法的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟做相應(yīng)的修改。最后考慮經(jīng)濟(jì)效益等方面的問(wèn)題，得到工程實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)結(jié)果。

在科研項(xiàng)目中，實(shí)驗(yàn)具有更強(qiáng)的目的性。與科研項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)不同，課程中的實(shí)驗(yàn)比較強(qiáng)調(diào)學(xué)生做的過(guò)程，更注重學(xué)生的合作性和完成度。將科研部分中的實(shí)驗(yàn)部分與課程中的實(shí)驗(yàn)部分相結(jié)合起來(lái)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革中最重要的問(wèn)題之一。首先，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前熟練掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法，牢記實(shí)驗(yàn)步驟。然后，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的時(shí)候明確本次實(shí)驗(yàn)在科研項(xiàng)目目的，以及期待的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中，結(jié)合科研項(xiàng)目，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，讓實(shí)驗(yàn)變得靈活，但不能違背實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｗ詈?，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，多檢查幾遍，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

3 結(jié)論

“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，已經(jīng)有十分完善的教學(xué)模式。但是由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，再加上“中國(guó)制造2025戰(zhàn)略”背景下對(duì)制造業(yè)人才的科研素養(yǎng)要求越來(lái)越高，理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目結(jié)合的教學(xué)模式已經(jīng)變得非常重要。在課堂融入工程實(shí)際問(wèn)題能讓學(xué)生了解到機(jī)械振動(dòng)領(lǐng)域的前沿科技成果，同時(shí)極大的提升學(xué)生科研的興趣。理論教學(xué)時(shí)，教師要做好引導(dǎo)的工作，增加學(xué)生在教學(xué)培養(yǎng)過(guò)程中的主動(dòng)權(quán)，使學(xué)生能夠?qū)⒄n堂理論的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工程問(wèn)題中。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要善于把課程實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)和科研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。在科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)融合。本課程的教學(xué)改革舉措使學(xué)生能夠真正地學(xué)以致用,成為“中國(guó)制造2025戰(zhàn)略”的合格建設(shè)者。