《機械動力學》課程改革與實踐論文
【摘要】《機械動力學》是研究生課程體系中的一門學位課。在研究生培養計劃中佔有十分重要的地位,各理工科類的學校在研究生培養中都十分重視該課程的教學效果和教學方法。在經歷了多年《機械動力學》教學和改革過程的基礎上,形成本文。本文在分析了《機械動力學》課程特點的基礎上,提出了相應的課程改革建設方法。在教學中,透過相應軟體學習和傳統理論學習的結合、實驗教學與課堂教學的結合以及生產實踐與學校學習的結合,提高了研究生對課程的理解能力和興趣和解決實際問題的能力。
【關鍵詞】研究生 機械動力學 課程改革
1 引言
當前,隨著研究生招生的擴大化,研究生的培養方向不再是面向科研和教學方向。研究生教育已經從精英教育逐漸轉為適應我國工農業發展需要的實用型教育。不過針對於研究生的實用型教育相對於技工教育,其內容和技術深度有很大的不同,研究生教育要能接觸對本專業深層次技術的實用性研究[1],所以其專業課程的內容也要求能夠緊跟時代,跟上現代國內外相應技術的發展。
針對於研究生教育的發展方向,相應的課程也需要跟上發展要求。研究生將是我國工農業技術創新發展的核心人才,是“具有創新能力人才”的重要來源[2]。黨的十六大明確指出[3]:“人才資源是第一資源,要造就數以億計的高素質勞動者,數以千萬的專門人才和一大批拔尖創新人才”。研究生教育關係到國家經濟和科技的發展。
探索研究生專業課程教學改革,提高研究生水平,培養富有創新精神的高素質專門人才是國家賦予研究生教育的一項重任。研究生教學的目的是培養研究生的自學能力研究能力和創新能力,要“重引導前沿,忌陳年老調”[4]。所以研究生的課程教學改革要緊跟當前科技手段和技術的發展。
2 教改探索
對與機械相關的專業來說,機械動力學是一門必不可少的課程。而且對於以後準備從事機械裝置設計開發工作的研究生來說,機械動力學的學習尤為重要。當前我國經濟正處於快速發展時期,而這種快速發展是基於長期各方面的落後和停頓的基礎上。國內製造業在自主創新方面投入不多,只追求短期效應,不利於國內企業的可持續發展。
在大多數情況下,我國企業的開發僅僅在於對國外相應機型的簡單的形似的仿造,但是在實際上相差很遠,這也就是為什麼國產機器相對於國外同類產品質量差,水平低的原因。隨著機械系統的複雜化、高速化、精密化、柔性化,簡單的模仿已經很難從根本上解決相應機器的質量問題,這就對相應專業的研究生培養提出了要求。對與機械相關專業方向的研究生來說,其機械系統動力學分析能力的培養順應了我國相關企業對提高產品質量和進行創新設計的要求。而機械動力學這門課程應著重培養研究生對機械系統動力學建模及分析的能力。
經過長期的教學實踐,發現目前傳統的機械動力學課程教學還是沿襲本科生的教學模式。經對學過課程的研究生進行調查,80%的研究生感覺機械動力學這門課較為枯燥,難學。學校對這方面也很重視,為此投入資金支援進行機械動力學研究生課程改革建設。在此專案中,根據調研結果,相應地進行了以下工作:
(1)相應分析軟體與傳統理論教學之間的結合
研究生們認為機械動力學難學,不好懂最主要的一個原因是機械動力學的學習有很多理論需要學習,學習起來顯得枯燥、單調,直觀性不強,研究生學習動力小。並且所學的內容與實際工作相互聯絡不緊密,研究生很難想象直接將所學的內容直接應用的實際工作中去。為了使研究生能夠理解機械動力學分析的作用,另外使研究生在畢業後能夠迅速地適應實際工作,透過對國內工廠進行調研,在機械動力學課程之外,添加了相關的計算機動力學分析軟體課程——印刷裝置CAD/CAM和計算機輔助設計與製造。
經過調研發現,目前我國的大多數裝置生產廠家使用機械三維設計開發的軟體是美國PTC公司出品的Pro/e。Pro/e 功能強大,由三維設計模組、機構分析模組和機械分析模組等組成。在學習過程中,透過實際的三維建模,使研究生感到與實際工作距離拉近了。透過相應的分析結果雲圖,向研究生形象地闡釋了零件的固有頻率以及相應的模態振型,從而加深了研究生對所學機械動力學知識的理解。
(2)實驗教學與課堂教學的結合
基於讓研究生們能夠理論聯絡實際的考慮,相應的實驗必不可少。透過到其它院校以及工廠進行調研,並透過相關教師之間的探討和出售相應分析儀器的研究所進行諮詢協商,根據本課程的特點對相應的實驗室進行了改進建設。為了進一步地使研究生掌握和能夠使用所學的知識,申請購買了資料採集分析儀以及加速度感測器、聲學感測器等。並將實驗室對研究生開放,根據課程進展,將對研究生使用和掌握相應的實驗以及有效資料採集和分析方法進行培訓,使研究生掌握先進的資料採集和分析儀器的使用方法。
研究生們透過課堂的學習,再透過實驗室的分析,不僅使研究生從理論上學到了動力學的原理,而且透過實驗也為研究生以後進入工作崗位進行實際工作如何進行實驗和如何利用相應的儀器裝置進行動力學的資料採集和處理分析奠定了基礎。
(3)生產實踐與學校學習的結合
研究生的學習已經脫離了本科生的學習範疇,更偏向於實際的工作需求。對此,對研究生進行課程學習後的考察考試也不再是利用以前的`試卷考試,而是利用大作業的方式。針對於研究生所學的專業,強調學習與實踐的結合。根據學校所在地印刷廠較多的特點,帶領研究生進行參觀調研,要求根據實際機型的實際機構進行分析。
研究生透過到工廠進行調研,發現問題,找出重點。為了完成大作業,必須相應根據實際機構查詢相應資料。要求研究生不僅從理論上進行建模分析,而且利用相應軟體進行建模分析,從而使研究生髮現問題解決分析問題的能力得到較大的提高。整個大作業就相當於讓研究生承接了實際的設計分析生產任務,透過這種方法,研究生將生產實踐的所有過程相當於濃縮地走了一遍。這樣,研究生對此課程的作用和應用有了很深的理解。
3 總結
《機械動力學》課程改革已經進行了幾輪教學的時間,效果顯著。研究生反映對課程的理解和興趣得到了較大的提高,而且一些研究生的大作業作為學術論文得到了發表。一些研究生表示,此課程的學習對其進行研究生課題研究幫助很大。透過課程的改革實踐發現,研究生透過學習對勝任以後技術工作的自信心得到了較高的提高。在課程的初步改革實踐中,取得了較好的效果。而且在進一步地教學實踐中,《機械動力學》的課程改革隨著條件的逐漸完善,還將進一步地探索和深入。
本課程教學改革得到了西安理工大學研究生學位課程建設專案的支援,在此向西安理工大學研究生學位課程建設領導小組表示感謝!
參考文獻
[1] 李國明,鄭學寶,何志巍等.論研究生教育中的課程體系改革[J].數理醫藥學雜誌,2009.22(4):498-450.
[2] 吳宏翔,熊慶年,顧雲深.我國研究生創新能力不足的表現[J].學位與研究生教育, 2005(9):32-36.
[3] 何振雄.最佳化研究生培養方案促進研究生創新能力的提高[J].學位與研究生教育, 2007.增刊:36-37.
[4] 吳珏.論研究生專業課程教學之“重”與“忌”[J].學位與研究生教育,2009(4): 50-52.
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