《机械动力学》课程改革与实践论文

《机械动力学》课程改革与实践论文

　　【摘要】《机械动力学》是研究生课程体系中的一门学位课。在研究生培养计划中占有十分重要的地位,各理工科类的学校在研究生培养中都十分重视该课程的教学效果和教学方法。在经历了多年《机械动力学》教学和改革过程的基础上,形成本文。本文在分析了《机械动力学》课程特点的基础上,提出了相应的课程改革建设方法。在教学中,通过相应软件学习和传统理论学习的结合、实验教学与课堂教学的结合以及生产实践与学校学习的结合,提高了研究生对课程的理解能力和兴趣和解决实际问题的能力。

　　【关键词】研究生 机械动力学 课程改革

　　1 引言

　　当前,随着研究生招生的扩大化,研究生的培养方向不再是面向科研和教学方向。研究生教育已经从精英教育逐渐转为适应我国工农业发展需要的实用型教育。不过针对于研究生的实用型教育相对于技工教育,其内容和技术深度有很大的不同,研究生教育要能接触对本专业深层次技术的实用性研究[1],所以其专业课程的内容也要求能够紧跟时代,跟上现代国内外相应技术的发展。

　　针对于研究生教育的发展方向,相应的课程也需要跟上发展要求。研究生将是我国工农业技术创新发展的核心人才,是“具有创新能力人才”的重要来源[2]。党的十六大明确指出[3]:“人才资源是第一资源,要造就数以亿计的高素质劳动者,数以千万的专门人才和一大批拔尖创新人才”。研究生教育关系到国家经济和科技的发展。

　　探索研究生专业课程教学改革,提高研究生水平,培养富有创新精神的高素质专门人才是国家赋予研究生教育的一项重任。研究生教学的目的是培养研究生的自学能力研究能力和创新能力,要“重引导前沿,忌陈年老调”[4]。所以研究生的课程教学改革要紧跟当前科技手段和技术的发展。

　　2 教改探索

　　对与机械相关的专业来说,机械动力学是一门必不可少的课程。而且对于以后准备从事机械设备设计开发工作的研究生来说,机械动力学的学习尤为重要。当前我国经济正处于快速发展时期,而这种快速发展是基于长期各方面的落后和停顿的基础上。国内制造业在自主创新方面投入不多,只追求短期效应,不利于国内企业的可持续发展。

　　在大多数情况下,我国企业的开发仅仅在于对国外相应机型的简单的形似的仿造,但是在实际上相差很远,这也就是为什么国产机器相对于国外同类产品质量差,水平低的原因。随着机械系统的复杂化、高速化、精密化、柔性化,简单的模仿已经很难从根本上解决相应机器的质量问题,这就对相应专业的研究生培养提出了要求。对与机械相关专业方向的研究生来说,其机械系统动力学分析能力的培养顺应了我国相关企业对提高产品质量和进行创新设计的要求。而机械动力学这门课程应着重培养研究生对机械系统动力学建模及分析的能力。

　　经过长期的教学实践,发现目前传统的机械动力学课程教学还是沿袭本科生的教学模式。经对学过课程的研究生进行调查,80%的研究生感觉机械动力学这门课较为枯燥,难学。学校对这方面也很重视,为此投入资金支持进行机械动力学研究生课程改革建设。在此项目中,根据调研结果,相应地进行了以下工作:

　　(1)相应分析软件与传统理论教学之间的结合

　　研究生们认为机械动力学难学,不好懂最主要的一个原因是机械动力学的学习有很多理论需要学习,学习起来显得枯燥、单调,直观性不强,研究生学习动力小。并且所学的内容与实际工作相互联系不紧密,研究生很难想象直接将所学的内容直接应用的实际工作中去。为了使研究生能够理解机械动力学分析的作用,另外使研究生在毕业后能够迅速地适应实际工作,通过对国内工厂进行调研,在机械动力学课程之外,添加了相关的计算机动力学分析软件课程——印刷设备CAD/CAM和计算机辅助设计与制造。

　　经过调研发现,目前我国的大多数设备生产厂家使用机械三维设计开发的软件是美国PTC公司出品的Pro/e。Pro/e 功能强大,由三维设计模块、机构分析模块和机械分析模块等组成。在学习过程中,通过实际的三维建模,使研究生感到与实际工作距离拉近了。通过相应的分析结果云图,向研究生形象地阐释了零件的固有频率以及相应的模态振型,从而加深了研究生对所学机械动力学知识的理解。

　　(2)实验教学与课堂教学的结合

　　基于让研究生们能够理论联系实际的考虑,相应的实验必不可少。通过到其它院校以及工厂进行调研,并通过相关教师之间的探讨和出售相应分析仪器的研究所进行咨询协商,根据本课程的特点对相应的实验室进行了改进建设。为了进一步地使研究生掌握和能够使用所学的知识,申请购买了数据采集分析仪以及加速度传感器、声学传感器等。并将实验室对研究生开放,根据课程进展,将对研究生使用和掌握相应的实验以及有效数据采集和分析方法进行培训,使研究生掌握先进的数据采集和分析仪器的使用方法。

　　研究生们通过课堂的学习,再通过实验室的分析,不仅使研究生从理论上学到了动力学的原理,而且通过实验也为研究生以后进入工作岗位进行实际工作如何进行实验和如何利用相应的仪器设备进行动力学的数据采集和处理分析奠定了基础。

　　(3)生产实践与学校学习的结合

　　研究生的学习已经脱离了本科生的学习范畴,更偏向于实际的工作需求。对此,对研究生进行课程学习后的考察考试也不再是利用以前的试卷考试,而是利用大作业的方式。针对于研究生所学的专业,强调学习与实践的结合。根据学校所在地印刷厂较多的特点,带领研究生进行参观调研,要求根据实际机型的实际机构进行分析。

　　研究生通过到工厂进行调研,发现问题,找出重点。为了完成大作业,必须相应根据实际机构查找相应资料。要求研究生不仅从理论上进行建模分析,而且利用相应软件进行建模分析,从而使研究生发现问题解决分析问题的能力得到较大的提高。整个大作业就相当于让研究生承接了实际的设计分析生产任务,通过这种方法,研究生将生产实践的所有过程相当于浓缩地走了一遍。这样,研究生对此课程的作用和应用有了很深的理解。

　　3 总结

　　《机械动力学》课程改革已经进行了几轮教学的时间,效果显著。研究生反映对课程的理解和兴趣得到了较大的提高,而且一些研究生的大作业作为学术论文得到了发表。一些研究生表示,此课程的学习对其进行研究生课题研究帮助很大。通过课程的改革实践发现,研究生通过学习对胜任以后技术工作的自信心得到了较高的提高。在课程的初步改革实践中,取得了较好的效果。而且在进一步地教学实践中,《机械动力学》的课程改革随着条件的逐渐完善,还将进一步地探索和深入。

　　本课程教学改革得到了西安理工大学研究生学位课程建设项目的支持,在此向西安理工大学研究生学位课程建设领导小组表示感谢!

　　参考文献

　　[1] 李国明,郑学宝,何志巍等.论研究生教育中的课程体系改革[J].数理医药学杂志,2009.22(4):498-450.

　　[2] 吴宏翔,熊庆年,顾云深.我国研究生创新能力不足的表现[J].学位与研究生教育, 2005(9):32-36.

　　[3] 何振雄.优化研究生培养方案促进研究生创新能力的提高[J].学位与研究生教育, 2007.增刊:36-37.

　　[4] 吴珏.论研究生专业课程教学之“重”与“忌”[J].学位与研究生教育,2009(4): 50-52.

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