基于核心建模理论机械动力学课程教学改革方法与实践

　　摘 要：机械动力学属于机械原理范畴，也是现代机械设计的理论基础，在当前工业生产、航天、汽车等行业有着广泛应用。建模理论在机械动力学教学中起着重要作用，传统教学存在诸多弊端，显然不符合当前教育要求。因此，应当对该课程进行改革。本文针对传统教学中出现的问题，从内容和方法两方面对机械动力学课程实行改革。 北大核心期刊

　　关键词：机械动力学；课程改革；建模理论 

　　0 引言 

　　作为现代机械设计的理论基础的机械动力学，属于机械原理范畴，在当前工业生产、航天、汽车等行业有着广泛应用。传统教学存在诸多不合理之处，如内容多而且杂，学生难以掌握系统的知识；难度较大，有很多抽象内容，增加了理解难度。以至于很多学生缺乏学习兴趣，动力不足，教学效果不甚理想。为此，应从内容和方法上对传统教学进行改革。 

　　1 核心建模理论指导下的内容改革 

　　机械动力学专业主要研究的是机械运动过程中能量的平衡和分配关系，在实际教学课程中，往往会涉及一些较为抽象的理论知识，需要先构建数学模型，然后利用相应的方法对其展开分析。得到分析数据后，对数据进行整合处理，或通过开展试验得到最终结果。可见，核心建模理论在机械动力学课堂上起着非常重要的作用，对提高教学水平具有重大现实意义。特别是如何构建正确的数学模型，是必须要解决的首要问题，直接影响到后续一系列工作。如果构建模型失败，其他教学工作很难继续开展，而且教学效果极差。 

　　为强化学生的建模意识，帮助他们掌握核心建模理论，并使其在指导下能够正确建模用于解决实际问题，首先要对教学内容加以调整改进。传统的课程涉及范围广，内容太多，使得学业任务很重，以至于不少学生都有畏惧之心，逐渐丧失了对该课的兴趣。在新教育环境下，教学目标有所调整，对学生的实践创新能力和综合应用能力更为重视，因此要对传统内容予以删减改动。同时，本着实用的原则，了解该专业的就业情况，并根据社会企业岗位要求来编写教材，使学生能够学习到真正有用的知识。内容改革后，通常包括理论、实践两大部分，前者有单自由度系统的振动、拉格朗日方程及其应用等课程，后者有模拟训练、实习等。 

　　其次，传统教学内容太多，学生难以形成系统架构，也就无法从整体上把握该专业。内容调整后，需引导学生根据自身情况建立起系统的知识体系，能够抓住各部分之间的关联。机械动力学属于机械自动化、机械设计与制造类专业的部分内容，是其理论基础，最终目的是为了更好地为学习核心专业内容。所以，仅仅改革机械动力学课程远远不够，还应将其与自动化、设计制造等专业联系起来，确保学生能够灵活掌握应用。一般在学习专业内容两三年后，才会开设机械动力学课程，此时必须将以前所学知识的重点加以强调，和机械动力学串联起来。 

　　最后，实际教学过程中，常会遇到各种案例和工程，仅仅进行案例教学太过单调，而全部开展实验也不太可能，而且实验耗时耗物，会增加学校的经济负担。此时不妨引进现代高科技，研发仿真软件，可以代替实验操作，且能够保证每个学生都有实践操作的机会。除此外，经常还会用到其他软件，比如Ansys、Maple等，也应当有所涉猎。 

　　2 核心建模理论指导下的方法改革 

　　机械动力学是一门综合性较强的专业，需要理论和实践完美结合，传统教学过于注重理论知识传授，对实践课程有所忽视，而且教学方法陈旧单一，导致最终教学效果并不理想。因此在对其课程内容进行的改革的同时，还应改进教学方法，使其能够适应新的内容。在此主要介绍一种研究型教学方式，即在学习之外，还培养学生研究探索的精神，锻炼其实践能力。素质教育强调，学生在课堂上占据着主体地位，应当主动学习、独立思考，能够及时发现并解决问题。在此过程中，不论知识积累，还是思维方式，以及能力锻炼，都会发生很明显的变化。 

　　第一，采取多种教学方式。多媒体的应用是现代教学的一大突破，为教学提供了诸多方便，而且资源更为丰富。对于一些比较抽象的知识，单纯的理论解释对学生而言不易理解，不妨利用多媒体，把抽象复杂的知识简单直观化。比如，利用动画将抽象的关系进行层层解析，可帮助学生理解。当然，这并不意味着多媒体教学就没有缺陷。其实，多媒体只是一种教学辅助工具，并不适用于所有教学，比如拉格朗日方程，或者推导其他公式时，需要全神贯注，一气呵成。而多媒体容易吸引学生产生别的兴趣，转移注意力，从而影响到课堂效果，因此板书这种传统形式依然有着很大用处，不能简单地将其淘汰掉。面对一些难度不大，但是耗费材料的实验，教师有必要选择一些相似的产品代替，进行实物展示。对于难度较大的课程，可安排学生组成小组，合理分工，通过合作研讨解决问题。 

　　第二，考评作为教学中的重要环节，既能够测试出学生对知识的掌握程度，又能够帮助教师对学生的能力有更明确的了解，如此才能在今后教学中适当调整内容，选择较为适宜的教学方法。考试也不能再太过注重试卷题目，而应以测试学生的综合能力为主。在课程作业考核之外，还要增加大作业专题考核。将班级分为若干小组，教师给出研究项目，令小组内部讨论研究，合作解决。在此过程中，教师可根据学生的个人情况选取有实用价值的题目，在有限的课程中将系统简化，最后分组汇报，全班讨论交流。 

　　3 结束语 

　　从内容和方法上对机械动力学课程进行改革后，教学效果能一定提升，学生能够学到实用的知识，对该课程产生浓厚的兴趣。在研究型教学模式的引导下，取得显著成果，部分学生的大作业专题考核成绩非常优秀，达到了学术论文的水平。同时，大多数学生的综合能力都有提高。 论文发表

　　参考文献： 

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　　[2]席晓燕.基于核心建模理论机械动力学课程教学改革方法与实践[J].才智，2014，22（01）：109-110. 

　　[3]任海军.浅谈机械系统动力学课程教学方法[J].科学咨询，2012，24（08）：130-131.