章婷

［摘要］噪聲與振動(dòng)控制課程有效課堂教學(xué)可以針對(duì)噪聲與振動(dòng)控制課程特點(diǎn)，總結(jié)課堂教學(xué)中存在的問題，對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行嘗試性改革，以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和傳授知識(shí)為課堂主要教學(xué)目的，將實(shí)際工程問題融入課堂教學(xué)，利用多媒體課件、軟件模擬、課堂討論三種形式豐富課堂教學(xué)手段。教學(xué)實(shí)踐證明，新的課堂教學(xué)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，有效提高教學(xué)效果。

［關(guān)鍵詞］教學(xué)改革課堂教學(xué)教學(xué)模式

［中圖分類號(hào)］TK413.31［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2014）11-0140-02一、引言

噪聲與振動(dòng)控制課程是為我院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)、過程裝備與控制工程專業(yè)和機(jī)械電子工程專業(yè)大四學(xué)生開設(shè)的一門專業(yè)選修課。課程綜合了力學(xué)、微積分、數(shù)學(xué)、信號(hào)處理等多種學(xué)科知識(shí)，其內(nèi)容繁多，課時(shí)較少，概念復(fù)雜，理論抽象，與工程實(shí)際聯(lián)系密切，學(xué)生普遍反映枯燥、乏味、抽象，難以聽懂。

近年來，我們針對(duì)課程特點(diǎn)，重點(diǎn)圍繞有效課堂教學(xué)方式展開了教學(xué)研究。在總結(jié)以往課堂教學(xué)得失的基礎(chǔ)上，對(duì)如何提高課堂教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了探索性嘗試。教學(xué)實(shí)踐證明，新的教學(xué)方式有效活躍了課堂氛圍，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果得到了明顯增強(qiáng)。

二、課堂教學(xué)中存在問題分析

（一）學(xué)生綜合現(xiàn)狀難以滿足課堂教學(xué)要求

從學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)來看：課堂教學(xué)內(nèi)容具有很強(qiáng)的綜合性，講解中涉及許多力學(xué)、數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生在相關(guān)課程學(xué)習(xí)中，有些知識(shí)點(diǎn)本身難度大，如對(duì)常微分方程求解學(xué)得很少，難以滿足本課程的學(xué)習(xí)要求。學(xué)生在課堂中對(duì)一些問題的基本解法很難迅速接受，教師往往要費(fèi)時(shí)費(fèi)力地對(duì)相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，大大減少了本課程有效教學(xué)時(shí)間。

從學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀來看：當(dāng)前學(xué)生受諸多因素影響，學(xué)習(xí)主動(dòng)性較差。加上本課程課時(shí)少、學(xué)分低，學(xué)生重視程度大大降低。

（二）教師教學(xué)方式難以適應(yīng)課程特點(diǎn)

從課堂教學(xué)內(nèi)容來看：教學(xué)內(nèi)容過分強(qiáng)調(diào)完整嚴(yán)密的知識(shí)體系，緊密圍繞教材組織教學(xué)，課堂教學(xué)內(nèi)容窄化為教材中的客觀知識(shí)。這種教材復(fù)制式的教學(xué)導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容的固定、僵化、陳舊，致使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降。

從課堂教學(xué)組織形式來看：教師將條理化、邏輯化的靜態(tài)知識(shí)體系講授給學(xué)生，只給予一定程度的說明、分析和解釋。課堂教學(xué)中，教師單一的“全包制”授課占上課時(shí)間的75%以上。學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)呈被動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)自主探索知識(shí)，更談不上活學(xué)活用。

從課堂教學(xué)模式來看，我院對(duì)該課程的教學(xué)手段比較單調(diào)，以教師理論講授為主。然而，課程與實(shí)際工程問題聯(lián)系緊密，對(duì)于沒有任何工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)員來說，直觀上很難理解相關(guān)內(nèi)容

三、改進(jìn)課堂教學(xué)效果的措施

（一） 重新審視課堂教學(xué)目的，合理定位課堂教學(xué)

蘇聯(lián)著名教育家贊科夫把“能力”歸納為5種：觀察力、記憶力、思維能力、想象力和操作能力。他認(rèn)為，教師的任務(wù)不僅僅是傳授知識(shí)，更重要的是要發(fā)掘和提高學(xué)生在這些方面的興趣和激發(fā)各種想象力。[4]

面對(duì)本課程學(xué)時(shí)少、難度大、學(xué)生重視程度低的現(xiàn)狀，如何糾正學(xué)生對(duì)課程的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)——枯燥、乏味、抽象、難懂，徹底改變當(dāng)前消極被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀況，真正將學(xué)生的課堂注意力吸引到教師的教學(xué)活動(dòng)中？教師更需注重學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情被激發(fā)后，學(xué)習(xí)主動(dòng)性會(huì)相應(yīng)提高，有助于教師課堂教學(xué)的深入有效進(jìn)行。因此，課堂教學(xué)定位不只是傳授各種振動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)理、分析振動(dòng)及噪聲問題的數(shù)學(xué)知識(shí)、控制振動(dòng)及噪聲的基礎(chǔ)方法，更要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)振動(dòng)及聲學(xué)現(xiàn)象的興趣，激發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)問題的學(xué)習(xí)、探索，訓(xùn)練研究相關(guān)問題的能力。

（二） 優(yōu)化整合課堂教學(xué)內(nèi)容，有效結(jié)合理論與實(shí)際

課堂教學(xué)不應(yīng)追求面面俱到，要從簡(jiǎn)單基礎(chǔ)部分入手，重點(diǎn)要求學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的認(rèn)識(shí)。課堂教學(xué)以了解基本概念，理解主要方法，掌握基礎(chǔ)特性為目標(biāo)，不糾結(jié)于具體的計(jì)算過程，重在向?qū)W生揭示隱藏于結(jié)構(gòu)表層下面的本質(zhì)規(guī)律，并進(jìn)行歸納總結(jié)。

在內(nèi)容的組合上，課堂教學(xué)應(yīng)以熟悉振動(dòng)及噪聲基礎(chǔ)理論為基礎(chǔ)，教學(xué)內(nèi)容不拘泥于教材的限制，綜合考慮與課程內(nèi)容相關(guān)的多種參考書籍、工程案例和科研成果。例如，在講解共振時(shí)，可引用經(jīng)典的拿破侖軍隊(duì)齊步過橋致使鐵索橋坍塌的例子或共振引起雪崩的例子；隨后介紹共振利用時(shí)，則可介紹核磁共振技術(shù)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、共振型振動(dòng)離心脫水機(jī)等應(yīng)用技術(shù)及產(chǎn)品。講述聲學(xué)基本知識(shí)前，可列舉一些奇妙的聲學(xué)現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生探索的熱情，如北京天壇回音壁的回音現(xiàn)象、多普勒效應(yīng)、夜半鐘聲等。

（三）協(xié)調(diào)完善課堂教學(xué)模式，積極改善教學(xué)效果

1．豐富課件形式，改善課程直觀性

改變當(dāng)前幻燈片以羅列文字、公式為主的現(xiàn)狀，多媒體課件中盡可能吸納大量的工程圖片、視頻和軟件仿真動(dòng)畫、數(shù)值計(jì)算曲線等內(nèi)容，在節(jié)約有效課堂教學(xué)時(shí)間，加快課堂節(jié)奏的同時(shí)，增添教學(xué)內(nèi)容的生動(dòng)性和形象性，使抽象的問題變得更為具體，達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生記憶，激發(fā)學(xué)生興趣的效果，使教學(xué)內(nèi)容更容易理解。

2.適時(shí)軟件模擬，增強(qiáng)知識(shí)趣味性

為提高課堂教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，教師需將教學(xué)注意力從繁雜的方程求解計(jì)算，轉(zhuǎn)移到啟發(fā)學(xué)生積極思考，引導(dǎo)其學(xué)會(huì)多種方式解決問題。在課堂中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，教師可靈活運(yùn)用軟件協(xié)助教學(xué)。與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相比，教師的實(shí)時(shí)軟件操作更能激發(fā)學(xué)生的好奇心，有助于吸引學(xué)生的課堂注意力，提高課堂教學(xué)效果。

（1）理論知識(shí)點(diǎn)的軟件仿真

如講解單自由度無阻尼自由振動(dòng)時(shí)，為讓學(xué)生理解固有頻率，可通過理論計(jì)算和軟件計(jì)算兩種方式處理。設(shè)塊狀實(shí)體，材料為鋼，尺寸1m×1m×1m，材料密度為7850kg/m3■，彈簧剛度7850N/m，彈簧長(zhǎng)度為任意長(zhǎng)度。理論計(jì)算結(jié)果為系統(tǒng)固有圓頻率ω=■=1rad/s，系統(tǒng)固有頻率f=ω/2π=0.15916Hz。（見圖1）軟件仿真后得如下結(jié)果：

■

圖1仿真結(jié)果

可見軟件求解結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果一致。通過同一問題的兩種求解，啟發(fā)學(xué)生拓寬解決問題思路，引導(dǎo)學(xué)生借助計(jì)算機(jī)技術(shù)多角度求解振動(dòng)問題。這樣既鍛煉了學(xué)生的思維模式，又能夠很好地調(diào)節(jié)課堂教學(xué)原本較為沉悶的氛圍。

（2）工程案例的軟件模擬

對(duì)一些工程問題的軟件模擬，可使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用性理解更為深刻。如講解固有頻率、模態(tài)、振型等相關(guān)知識(shí)時(shí)，可以汽車、機(jī)床部件、飛機(jī)等具體的機(jī)械類結(jié)構(gòu)為模型，利用有限元軟件分析其各階頻率和振型，結(jié)合分析過程及分析結(jié)果闡述相關(guān)理論。

3.增加課堂討論，提高學(xué)生參與度

為提高學(xué)生的參與意識(shí)，可根據(jù)學(xué)生專業(yè)特點(diǎn)，增加一些課堂討論。課堂討論以訓(xùn)練學(xué)生對(duì)知識(shí)搜集、歸納、總結(jié)能力為重點(diǎn)，讓學(xué)生更好地理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。如課堂闡述噪聲控制知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以車輛為例展開討論，讓學(xué)生根據(jù)車輛的組成及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，分析車輛噪聲源，總結(jié)鐵路車輛振動(dòng)與汽車振動(dòng)的各自特色，討論汽車的噪聲控制研究的技術(shù)手段。

四、課堂教學(xué)改革初步成果

改革后的課堂教學(xué)將理論教學(xué)與工程應(yīng)用有效結(jié)合，靈活融合多媒體教學(xué)、軟件仿真計(jì)算及課堂大討論，增強(qiáng)了知識(shí)的趣味性，活躍了課堂教學(xué)氛圍，提高了學(xué)生課堂參與意識(shí)。學(xué)生普遍反映課堂教學(xué)更具吸引力，學(xué)習(xí)主動(dòng)性得到了提高。經(jīng)過兩屆4個(gè)班課堂教學(xué)實(shí)踐，課堂教學(xué)效果有明顯改善。體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：1.上課出勤率、課堂抬頭率均有提高；2.學(xué)生課堂提問增多，氣氛熱烈；3.回答問題思路廣，思維活躍。

五、結(jié)束語

對(duì)課堂教學(xué)目的重新思考后，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為基本出發(fā)點(diǎn)，注重理論與實(shí)際的有效結(jié)合，打破以往課堂教學(xué)內(nèi)容枯燥、模式僵化、知識(shí)封閉的狀況，培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的工程意識(shí)；增強(qiáng)多媒體課件的動(dòng)態(tài)趣味性，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率及教學(xué)效果；利用計(jì)算模擬將本課程與相關(guān)軟件課程有機(jī)銜接，豐富了學(xué)生解決問題的手段，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)的理解；增設(shè)課堂討論，通過訓(xùn)練學(xué)生搜集、歸納、整理、提煉知識(shí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力。

［參考文獻(xiàn)］

［1］路純紅，白鴻柏.提高《機(jī)械振動(dòng)》課程教學(xué)效果的幾點(diǎn)思考［J］.教育教學(xué)論壇,2012（26）:15-17.

［2］段寧.“噪聲污染控制工程”課程體系建設(shè)初探［J］.武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）,2006（3）:96-99.

［3］李麗君,剛憲約,許英.機(jī)械振動(dòng)與噪聲的多模式教學(xué)實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2010.

［4］郭朋彥,高玉國(guó).機(jī)械振動(dòng)課程教學(xué)思考與教學(xué)改革探討——學(xué)生學(xué)習(xí)積極性提高及科研與創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法探討［J］.中國(guó)教育技術(shù)裝備,2012（23）：15-17.

［責(zé)任編輯：鐘嵐］