牛燕 姚明辉 吴启亮

天津工业大学人工智能学院 天津 300387

0 引言

近年来，随着科技的进步以及工业的发展，对工程结构性能的需求也逐渐提升，既要实现高性能，又要满足高可靠性，而振动问题也必然成为亟须解决的关键问题。机械振动是机械、力学等专业重要的专业基础课，是一门理论基础要求高且综合性强的课程。掌握振动的基本理论，合理地利用或避免振动，为学生提供基本的技能知识，是该课程的主要目标。本课程主要学习线性振动相关知识，从单自由度系统进行介绍，逐步扩展到多自由度系统，最后介绍连续体系统，讲述不同系统相关的基本理论以及在工程中的应用。此课程可以满足机械或结构振动相关岗位的需求，对于有兴趣在振动方面进行深入研究的学生，可以继续学习后续振动相关知识，例如非线性振动、随机振动以及瞬态振动等。机械振动课程需要扎实的数学知识和大量的计算过程，内容抽象晦涩，学生反映课程枯燥无趣，难以理解，所以传统的机械振动教学模式效果不佳，迫切需要探索新的教学模式。

机械振动课程中涉及大量的公式推导，如果纯粹是教师和学生自己推导，会浪费大量的时间，也打击学生的积极性和主动性。以求解固有频率和主振型为例，主要是利用线性代数中的求解特征值和特征向量知识。此时，MATLAB 软件因其强大的计算功能，可用于辅助计算。此种融合MATLAB 软件的混合教学模式既可以将学生从枯燥乏味的公式推导中解脱出来，还可以提高计算的准确性，激发学生的科研兴趣。……