科研項(xiàng)目引導(dǎo)的“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”教學(xué)模式探索

王威 宋玉玲 趙明磊

摘? ? 要：在習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義思想的指引下，高校對(duì)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。文章針對(duì)研究生“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程綜合性、理論性強(qiáng)，課程內(nèi)容復(fù)雜的特點(diǎn)，探索建立理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目相結(jié)合的教學(xué)模式，注重學(xué)生科學(xué)素質(zhì)與科學(xué)思維方式的培養(yǎng)以及工程應(yīng)用能力的提高。實(shí)踐表明，該教學(xué)模式有利于學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械振動(dòng)學(xué);教學(xué)模式;科研項(xiàng)目引導(dǎo)

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1002-4107（2020）10-0006-02

黨的十九大召開后，習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)社會(huì)主義思想對(duì)中國教育事業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用[1-2]。圍繞新時(shí)代“不忘初心，牢記使命”的主題，高校采取一系列重大舉措培養(yǎng)具有社會(huì)主義核心價(jià)值觀的新時(shí)代人才。新時(shí)代人才不僅要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，而且要能夠緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，了解相關(guān)領(lǐng)域的前沿科學(xué)，不斷提高解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)造力。因此，從教學(xué)模式改革與創(chuàng)新的角度出發(fā)，探索建立“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際科研項(xiàng)目緊密結(jié)合的教學(xué)模式，使學(xué)生在掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)對(duì)其如何在科研中應(yīng)用有更深層次的理解，以提高教學(xué)質(zhì)量。

“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程綜合了數(shù)學(xué)、物理學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)等多門學(xué)科的知識(shí)，與科學(xué)研究和實(shí)際工程問題有著密不可分的聯(lián)系，突出表現(xiàn)在要求學(xué)生既要掌握基本的振動(dòng)理論，又要掌握這些基本理論在工程實(shí)際中的具體應(yīng)用。因此，在教學(xué)過程中要注重將理論講授內(nèi)容與實(shí)際科研項(xiàng)目相融合，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，使學(xué)生成為兼顧理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用的復(fù)合型人才。

一、科研項(xiàng)目引導(dǎo)的“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”教學(xué)模式探索

由于“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程具有綜合性、理論性強(qiáng)，課程內(nèi)容重要和復(fù)雜的特點(diǎn)，教學(xué)方法、教學(xué)模式是否科學(xué)、得當(dāng)對(duì)學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)尤為重要。針對(duì)上述問題，經(jīng)過長期的教學(xué)探索，對(duì)遇到的問題從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面進(jìn)行改革與探討，提出理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目相結(jié)合的教學(xué)模式并構(gòu)建了相應(yīng)的考核方式。

（一）理論教學(xué)模式探索

1.深度融入科研項(xiàng)目案例的理論課教學(xué)模式?！皺C(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程主要闡述機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模方法、響應(yīng)求解、振動(dòng)規(guī)律分析等知識(shí)，教材上的每一部分知識(shí)點(diǎn)都是按照一定的邏輯串聯(lián)起來的，往往需要將某些知識(shí)點(diǎn)結(jié)合起來才能解決某個(gè)實(shí)際工程問題。因此，首先結(jié)合科研項(xiàng)目選擇與課程知識(shí)點(diǎn)高度關(guān)聯(lián)、綜合性強(qiáng)、難易適中的具有實(shí)際工程背景的教學(xué)案例作為分析對(duì)象，然后圍繞這個(gè)工程實(shí)例中的一個(gè)振動(dòng)相關(guān)問題結(jié)合授課內(nèi)容進(jìn)行講解，簡化振動(dòng)問題中抽象的物理概念，同時(shí)注重每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)用以及多知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用，最后以解決工程實(shí)例中的具體問題為目標(biāo)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的概括與總結(jié)。這種融合科研項(xiàng)目的理論教學(xué)模式不僅使學(xué)生快速體驗(yàn)到學(xué)以致用的好處，而且能增強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生主動(dòng)提出一些和自己研究方向相關(guān)的問題和思路，提升學(xué)生獨(dú)立的科學(xué)研究能力。

圍繞工程實(shí)例展開的“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程理論教學(xué)模式要求教師必須扎實(shí)掌握本課程的理論知識(shí)，熟悉本專業(yè)其他課程體系的相關(guān)內(nèi)容，能夠準(zhǔn)確建立基礎(chǔ)理論和工程實(shí)際案例的有效融合機(jī)制，營造和諧互動(dòng)的課堂氣氛，引導(dǎo)學(xué)生思考與創(chuàng)造，同時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容安排的深度和廣度把握自如，不能偏離本課程的知識(shí)點(diǎn)而使學(xué)生無法領(lǐng)會(huì)重點(diǎn)，在教學(xué)過程中要充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段使教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)形象，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.結(jié)合科研項(xiàng)目成果的互動(dòng)教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式是較為典型的互動(dòng)式教學(xué)模式之一[3]，主要培養(yǎng)學(xué)生的自主能動(dòng)性，提出問題和解決問題的能力以及討論和辯論能力?；诜D(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，提出翻轉(zhuǎn)課堂與科研項(xiàng)目成果相融合的“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程互動(dòng)式課堂討論模式，改變“灌輸”式的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式。

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，安排一定的課堂討論學(xué)時(shí)，教師預(yù)留與理論課程講授內(nèi)容密切相關(guān)的近三年科研項(xiàng)目成果，包括論文、期刊、專利和軟件著作權(quán)等，也可將教師科研項(xiàng)目成果作為預(yù)留題目，學(xué)生在獲取理論課程知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，在課后選取預(yù)留的科研項(xiàng)目成果題目，通過仔細(xì)閱讀和思考并結(jié)合自己研究方向上的相關(guān)問題提出對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)及其具體的應(yīng)用方法，將其匯總后以PPT演示的形式在討論課上進(jìn)行分組匯報(bào)。這樣學(xué)生有了明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和充足的時(shí)間來思考科研項(xiàng)目成果中所涉及的與“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程內(nèi)容密切相關(guān)的問題，可以提出個(gè)人對(duì)問題的獨(dú)到見解，便于教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題。與此同時(shí)，學(xué)生可以對(duì)模糊或不懂的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)提出疑問并由教師和學(xué)生共同參與探討解答，通過課堂討論加深每位學(xué)生對(duì)問題和知識(shí)點(diǎn)的理解。匯報(bào)完成后，教師要對(duì)課堂內(nèi)容、表現(xiàn)做深入總結(jié)，分析匯報(bào)中存在的問題以及解決方法。實(shí)踐表明，提出的互動(dòng)式教學(xué)模式取得了預(yù)期的教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，開拓了學(xué)生的視野，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性和工程應(yīng)用能力，鍛煉了學(xué)生歸納、總結(jié)和表達(dá)能力。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程改革中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)， 它有助于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力以及分析和解決工程實(shí)際問題的能力[4]。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，探索以科研項(xiàng)目為依托的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)從驗(yàn)證科學(xué)規(guī)律到發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的轉(zhuǎn)變。

科研項(xiàng)目中的實(shí)驗(yàn)研究具有明確的目標(biāo)，充分利用教師科研項(xiàng)目中實(shí)驗(yàn)研究與“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程內(nèi)容緊密聯(lián)系的部分，借助科研實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，構(gòu)建具有實(shí)際工程應(yīng)用背景的課程實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、內(nèi)容以及具體要求，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中不僅能夠驗(yàn)證問題，而且能夠發(fā)現(xiàn)問題。如，依托科研實(shí)驗(yàn)室搭建的輪轂電機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在完成轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變化對(duì)電機(jī)振動(dòng)特性影響規(guī)律測(cè)試的同時(shí)，還能夠發(fā)現(xiàn)控制器參數(shù)變化對(duì)電機(jī)振動(dòng)特性的影響機(jī)制，有利于促進(jìn)課程實(shí)驗(yàn)性質(zhì)從驗(yàn)證性轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)現(xiàn)性或揭示性，提高學(xué)生的創(chuàng)造性和對(duì)科學(xué)規(guī)律認(rèn)識(shí)的深度和廣度。提出的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式要求教師和學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理以及使用規(guī)范，設(shè)計(jì)的課程實(shí)驗(yàn)要緊密結(jié)合“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程相關(guān)內(nèi)容，以符合教學(xué)大綱要求。

二、“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程考核模式改革

“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程傳統(tǒng)的考核方式將學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、思維方式限定在一個(gè)既定的模式中，考核本身從內(nèi)容到形式對(duì)學(xué)生的思維有著嚴(yán)格的限制，從而導(dǎo)致成績優(yōu)秀者往往只善于考試和做題而缺少創(chuàng)造性思維。

結(jié)合科研項(xiàng)目的課程考核不再強(qiáng)調(diào)考試成績而是更加強(qiáng)調(diào)對(duì)科研能力、創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。經(jīng)過實(shí)踐探究，對(duì)“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程的考核方式進(jìn)行配套改革，不再以考試結(jié)果作為最終的判定標(biāo)準(zhǔn)而是更加注重平時(shí)成績的考核。在課程考核中主要以平時(shí)的課堂表現(xiàn)、 PPT匯報(bào)、以科研項(xiàng)目為例解決具體工程問題的能力（課程報(bào)告）以及出勤情況等作為平時(shí)成績，并加大其所占總成績的比例（70%），課程考試以開卷形式進(jìn)行，并降低其所占比例（30%），內(nèi)容主要以具體工程實(shí)例為主，要求學(xué)生進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模、求解與分析，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生深入思考和解決實(shí)際工程問題的能力以及良好的科學(xué)研究能力。

三、結(jié)論

在新時(shí)代背景下，經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，以“機(jī)械振動(dòng)學(xué)”課程為例建立理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研項(xiàng)目相結(jié)合的教學(xué)新模式并構(gòu)建了與之相適應(yīng)的考核方式，注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)思維的培養(yǎng)。創(chuàng)新性地提出深度融合科研項(xiàng)目的理論教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂與科研項(xiàng)目成果相結(jié)合的互動(dòng)式課堂討論模式和以科研項(xiàng)目為依托的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。增加學(xué)生在教學(xué)培養(yǎng)過程中的主動(dòng)權(quán)，鼓勵(lì)教師采用研討式、啟發(fā)式和互換師生角色等教學(xué)方式，并在科研項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)融合，使學(xué)生能夠了解機(jī)械振動(dòng)學(xué)領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)和前沿研究成果，重視考核學(xué)生各方面的能力，如解決實(shí)際工程問題的能力、團(tuán)隊(duì)組織協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手能力等，而不僅僅是課本的理論知識(shí)。上述提出的教學(xué)改革舉措使學(xué)生能夠真正地學(xué)以致用，具有大國工匠精神和中國特色社會(huì)主義核心價(jià)值觀，成為習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會(huì)主義的合格建設(shè)者和接班人。

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[責(zé)任編輯? 包玉紅]