思政元素有机融入“机械振动学”课程教学方法探索_郭辉.pdf
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1、基金项目:2021 年陕西省新工科研究与实践项目“融入智能制造大类、面向领军人才培养的传统机械专业改造升级探索和实践”。作者简介:郭辉(1978),男,博士,西北工业大学机电学院博士生导师,副教授,研究方向为齿轮传动技术、CAD/CAE 与机械动力学等;曹蕾蕾(1983),女,博士,长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室研究生导师,副教授,研究方向为机械优化设计方面的教学。思政元素有机融入“机械振动学”课程教学方法探索郭辉1,曹蕾蕾2(1.西北工业大学 机电学院,陕西 西安 710072;2.长安大学 道路施工技术与装备教育部重点实验室,陕西 西安 710064)摘要:在机械和工程结构设计
2、中考虑振动因素对结构和设备的安全性具有重要意义,因而“机械振动学”是机械类和结构力学类专业的重要课程。机械振动学与机械动力学、机械系统动力学、结构动力学、振动力学等课程性质相同,从形式上看具有公式繁多、理论抽象的特点,掌握难度大,因而不易调动学生的学习兴趣。文章分别从时事热点、历史故事、人物事迹、哲学思辨和工科审美等五方面梳理了“机械振动学”课程的思政元素,增加课程讲解内容的吸引力和感染力,为新工科背景下课程思政实践提供参考。关键词:机械振动学;思政元素;机械专业;有机融合中图分类号:TH132.4文献标识码:A文章编号:1673-7164(2023)15-0161-04“机械振动学”作为机械
3、工程专业的一门基础类课程,系统地阐述了振动理论的基本方法,所涉及的内容广而多1-3。该课程自身具有理论抽象、逻辑严谨、公式繁多等特点,学生在学习过程中,普遍感觉知识抽象、难懂,学习难度大。有必要在“机械振动学”课程教学中挖掘、融入思政元素,使原本枯燥乏味的课堂变得生动有趣,有利于活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣,实现知识传授与价值引领相结合。应真正做到“深入梳理专业课教学内容,结合不同课程特点、思维方法和价值理念,深入挖掘课程思政元素,有机融入课程教学,达到润物无声的育人效果。”4如何将思政的点点滴滴潜移默化地融入该课程教学过程中?本文将从五个角度来介绍思政要素的挖掘和融入方法,为机械振动学相
4、关的教学科研人员提供思路。一、思政元素融入机械振动学的重要性机械振动学主要涉及单自由度和多自由度动力系统的基本原理、减振隔振知识以及常见机械系统的振动分析方法等。该课程的研究对象涵盖了国民经济的各个领域,大到大型运载火箭、大飞机结构、精密机床、高铁车厢和桥梁建筑物等;小到加湿器振动发生器、心脏起搏器、耳机的振动。振动会影响精密仪器设备的功能,还可能引起结构的大变形破坏。所以,该课程具有很强的专业性和社会服务性。该课程属于工程教育范畴,长期以来人们将其定位为培养工程技术人员,在专业培养方案的制订中,对于工程技术的熟练掌握和应用的要求往往高于科学精神、人文素养和思想道德情操,在某种程度上限制了学科
5、的发展和专业育人的效果。高等教育要培养中国特色社会主义接班人,为党育人,为国育才。为此,在专业课程的教学中,需要充分考虑人文素养、学术视野、爱国情怀等思政要素,帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观,顺应历史潮流,适应新时代要求,引导学生将实现个人价值与国家发展、民族复课程思政1612023年第15期总第597期U ni versi t y兴、人类福祉紧密相连,让学生融入国家建设和实现伟大复兴中国梦的奋斗中。二、思政元素的课堂融入策略(一)结合时事热点,激发学习兴趣绪论部分作为整个课程的导入,能总领“机械振动学”课程团队结合课程大纲中的教学目标,对教学内容进行重新梳理,将知识点与其涉及的时事
6、热点、历史故事、人物事迹、哲学思辨和工科审美等不同角度相结合,挖掘其中所蕴含的思政元素,设计思政教学案例,达到育教同行、润物细无声的效果。大局观的作用,具有很强的思想性、趣味性,但又不乏学术性。教师在讲这部分内容时,为了让学生认识到振动在指导实际工程中的重要作用,课程团队老师结合热点事件“2020 年 5 月 5 日下午,一段 广东虎门大桥波浪式起伏 的视频”(见图 1),引起大家的普遍关注,说明工程中振动问题无处不在,并引导学生思考,一座好的大桥怎样才不会成为一架“秋千”?该事件通过拆除沿桥跨护栏的水马得以快速解决,并未对交通和安全造成影响。大桥波动问题的顺利解决离不开无数专家团队踏实严谨的
7、学术研究,让学生从中领悟工程技术人员的责任、担当和严谨细致作风的重要性。通过对该事件解决专家葛耀君及其所在的同济大学桥梁团队故事的讲解,说明学术传承精神。讲解中国桥梁工程界力求自主,与日本、英国竞争的故事,说明从虎门大桥开始,中国的桥梁不问出处,所有都是由我们自己、由中国人设计和施工的,增强民族自信心和自豪感5。图 1广东虎门大桥波浪式起伏事件(二)结合历史故事,构建正确价值观“机械振动学”课程涉及大量理论建模和推导,在讲授建模和推导过程时,还可以介绍公式的来源和其背后的历史故事。如在介绍简谐振动物体运动微分方程的建立时,用到牛顿第二定律和胡克定律,可引入科学史上的著名公案,例如“胡克和牛顿之
8、争”。使学生意识到在大科学家胡克和牛顿所在的时代,科学还不成体系,完善的学术规范还未形成,因而自然会经常出现优先权的争执。作为今夕比较,教师可以向学生介绍,当前学术和科研领域推行的规则是谁先公开发表谁就有优先权,大家都认同和遵守这个原则,这在很大程度上避免了知识产权的归属之争。由此告诫学生,学术规范化和学术研究本身同等重要。由这件事情还可以引申到现代的国际大企业的竞争问题,强势企业注重发明创新和知识产权,在研发新产品和形成产品的设计研制规范方面上投入了大量的人力、物力,一方面提高了市场竞争力,另一方面通过国际和国家相关标准规范的建立,可使企业处于行业领导地位。“机械振动学”课程是与工程实际密切
9、结合的课程,这就要求学生在学习过程中培养专注、耐心、细致、严谨的工作态度和工作作风。课程团队教师在授课过程中,应借助历史上典型的失败工程案例分析来引导学生认识和思考工程事故责任的严重性,从内心深处树立起职业敬畏感,从而形成严谨科学的工作态度。如在介绍系统和结构的受迫振动理论问题时,涉及结构共振的概念。历史上有一次世界著名的因共振引发的事故1940 年美国塔科马(tokoma)悬索桥风毁垮塌事件(见图 2)。按照当地政府规划,位于塔科马海峡吊峡的 tokoma 大桥工程于 1938 年开始启动,耗时两年建成通车。塔科马悬索桥身总长度 1524 米,宽度 11.9 米,在当时属于世界第三大悬索桥,
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