噪声与振动控制课程有效课堂教学思考

［摘要］噪声与振动控制课程有效课堂教学可以针对噪声与振动控制课程特点，总结课堂教学中存在的问题，对课堂教学进行尝试性改革，以激发学习兴趣和传授知识为课堂主要教学目的，将实际工程问题融入课堂教学，利用多媒体课件、软件模拟、课堂讨论三种形式丰富课堂教学手段。教学实践证明，新的课堂教学能激发学生学习热情，有效提高教学效果。

［关键词］教学改革课堂教学教学模式

［中图分类号］TK413.31［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）11-0140-02一、引言

噪声与振动控制课程是为我院机械设计制造及其自动化专业、过程装备与控制工程专业和机械电子工程专业大四学生开设的一门专业选修课。课程综合了力学、微积分、数学、信号处理等多种学科知识，其内容繁多，课时较少，概念复杂，理论抽象，与工程实际联系密切，学生普遍反映枯燥、乏味、抽象，难以听懂。

近年来，我们针对课程特点，重点围绕有效课堂教学方式展开了教学研究。在总结以往课堂教学得失的基础上，对如何提高课堂教学质量进行了探索性尝试。教学实践证明，新的教学方式有效活跃了课堂氛围，提高了学生学习积极性，教学效果得到了明显增强。

二、课堂教学中存在问题分析

（一）学生综合现状难以满足课堂教学要求

从学生知识结构来看：课堂教学内容具有很强的综合性，讲解中涉及许多力学、数学知识点。学生在相关课程学习中，有些知识点本身难度大，如对常微分方程求解学得很少，难以满足本课程的学习要求。学生在课堂中对一些问题的基本解法很难迅速接受，教师往往要费时费力地对相关课程教学内容进行复习，大大减少了本课程有效教学时间。

从学生学习现状来看：当前学生受诸多因素影响，学习主动性较差。加上本课程课时少、学分低，学生重视程度大大降低。

（二）教师教学方式难以适应课程特点

从课堂教学内容来看：教学内容过分强调完整严密的知识体系，紧密围绕教材组织教学，课堂教学内容窄化为教材中的客观知识。这种教材复制式的教学导致教学内容的固定、僵化、陈旧，致使学生学习兴趣下降。

从课堂教学组织形式来看：教师将条理化、逻辑化的静态知识体系讲授给学生，只给予一定程度的说明、分析和解释。课堂教学中，教师单一的“全包制”授课占上课时间的75%以上。学生的课堂学习呈被动状态，不会自主探索知识，更谈不上活学活用。

从课堂教学模式来看，我院对该课程的教学手段比较单调，以教师理论讲授为主。然而，课程与实际工程问题联系紧密，对于没有任何工程实践经验的学员来说，直观上很难理解相关内容

三、改进课堂教学效果的措施

（一） 重新审视课堂教学目的，合理定位课堂教学

苏联著名教育家赞科夫把“能力”归纳为5种：观察力、记忆力、思维能力、想象力和操作能力。他认为，教师的任务不仅仅是传授知识，更重要的是要发掘和提高学生在这些方面的兴趣和激发各种想象力。[4]

面对本课程学时少、难度大、学生重视程度低的现状，如何纠正学生对课程的传统认识——枯燥、乏味、抽象、难懂，彻底改变当前消极被动的学习状况，真正将学生的课堂注意力吸引到教师的教学活动中？教师更需注重学生学习兴趣的培养。学生的学习热情被激发后，学习主动性会相应提高，有助于教师课堂教学的深入有效进行。因此，课堂教学定位不只是传授各种振动现象的机理、分析振动及噪声问题的数学知识、控制振动及噪声的基础方法，更要培养学生对振动及声学现象的兴趣，激发学生对相关问题的学习、探索，训练研究相关问题的能力。

（二） 优化整合课堂教学内容，有效结合理论与实际

课堂教学不应追求面面俱到，要从简单基础部分入手，重点要求学生对相关知识有一定的认识。课堂教学以了解基本概念，理解主要方法，掌握基础特性为目标，不纠结于具体的计算过程，重在向学生揭示隐藏于结构表层下面的本质规律，并进行归纳总结。

在内容的组合上，课堂教学应以熟悉振动及噪声基础理论为基础，教学内容不拘泥于教材的限制，综合考虑与课程内容相关的多种参考书籍、工程案例和科研成果。例如，在讲解共振时，可引用经典的拿破仑军队齐步过桥致使铁索桥坍塌的例子或共振引起雪崩的例子；随后介绍共振利用时，则可介绍核磁共振技术、电磁振动给料机、共振型振动离心脱水机等应用技术及产品。讲述声学基本知识前，可列举一些奇妙的声学现象激发学生探索的热情，如北京天坛回音壁的回音现象、多普勒效应、夜半钟声等。

（三）协调完善课堂教学模式，积极改善教学效果

1．丰富课件形式，改善课程直观性

改变当前幻灯片以罗列文字、公式为主的现状，多媒体课件中尽可能吸纳大量的工程图片、视频和软件仿真动画、数值计算曲线等内容，在节约有效课堂教学时间，加快课堂节奏的同时，增添教学内容的生动性和形象性，使抽象的问题变得更为具体，达到强化学生记忆，激发学生兴趣的效果，使教学内容更容易理解。

2.适时软件模拟，增强知识趣味性

为提高课堂教学效率，增强学生学习积极性，教师需将教学注意力从繁杂的方程求解计算，转移到启发学生积极思考，引导其学会多种方式解决问题。在课堂中根据教学内容特点，教师可灵活运用软件协助教学。与传统的教学方式相比，教师的实时软件操作更能激发学生的好奇心，有助于吸引学生的课堂注意力，提高课堂教学效果。

（1）理论知识点的软件仿真

如讲解单自由度无阻尼自由振动时，为让学生理解固有频率，可通过理论计算和软件计算两种方式处理。设块状实体，材料为钢，尺寸1m×1m×1m，材料密度为7850kg/m3■，弹簧刚度7850N/m，弹簧长度为任意长度。理论计算结果为系统固有圆频率ω=■=1rad/s，系统固有频率f=ω/2π=0.15916Hz。（见图1）软件仿真后得如下结果：

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图1仿真结果

可见软件求解结果与理论计算结果一致。通过同一问题的两种求解，启发学生拓宽解决问题思路，引导学生借助计算机技术多角度求解振动问题。这样既锻炼了学生的思维模式，又能够很好地调节课堂教学原本较为沉闷的氛围。

（2）工程案例的软件模拟

对一些工程问题的软件模拟，可使学生对相关知识的应用性理解更为深刻。如讲解固有频率、模态、振型等相关知识时，可以汽车、机床部件、飞机等具体的机械类结构为模型，利用有限元软件分析其各阶频率和振型，结合分析过程及分析结果阐述相关理论。

3.增加课堂讨论，提高学生参与度

为提高学生的参与意识，可根据学生专业特点，增加一些课堂讨论。课堂讨论以训练学生对知识搜集、归纳、总结能力为重点，让学生更好地理解相关知识点。如课堂阐述噪声控制知识点时，可以车辆为例展开讨论，让学生根据车辆的组成及运动特点，分析车辆噪声源，总结铁路车辆振动与汽车振动的各自特色，讨论汽车的噪声控制研究的技术手段。

四、课堂教学改革初步成果

改革后的课堂教学将理论教学与工程应用有效结合，灵活融合多媒体教学、软件仿真计算及课堂大讨论，增强了知识的趣味性，活跃了课堂教学氛围，提高了学生课堂参与意识。学生普遍反映课堂教学更具吸引力，学习主动性得到了提高。经过两届4个班课堂教学实践，课堂教学效果有明显改善。体现在如下几个方面：1.上课出勤率、课堂抬头率均有提高；2.学生课堂提问增多，气氛热烈；3.回答问题思路广，思维活跃。

五、结束语

对课堂教学目的重新思考后，以培养学生学习兴趣为基本出发点，注重理论与实际的有效结合，打破以往课堂教学内容枯燥、模式僵化、知识封闭的状况，培养了学生理论联系实际的工程意识；增强多媒体课件的动态趣味性，有效激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效率及教学效果；利用计算模拟将本课程与相关软件课程有机衔接，丰富了学生解决问题的手段，增强了学生对课堂知识点的理解；增设课堂讨论，通过训练学生搜集、归纳、整理、提炼知识，有助于培养学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。

［参考文献］

［1］路纯红，白鸿柏.提高《机械振动》课程教学效果的几点思考［J］.教育教学论坛,2012（26）:15-17.

［2］段宁.“噪声污染控制工程”课程体系建设初探［J］.武汉科技大学学报（社会科学版）,2006（3）:96-99.

［3］李丽君,刚宪约,许英.机械振动与噪声的多模式教学实践［J］.实验技术与管理,2010.

［4］郭朋彦,高玉国.机械振动课程教学思考与教学改革探讨——学生学习积极性提高及科研与创新能力培养方法探讨［J］.中国教育技术装备,2012（23）：15-17.

［责任编辑：钟岚］