李一男++譚苗苗

摘 要：“測(cè)試技術(shù)”是我國(guó)高校工科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容包括了測(cè)試系統(tǒng)的特性、信號(hào)的分析處理、常用傳感器、虛擬儀器設(shè)計(jì)等內(nèi)容。當(dāng)今學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和性格相比從前發(fā)生了巨大變化，傳統(tǒng)的講授為主，實(shí)驗(yàn)為輔，以教師為中心的教學(xué)模式已經(jīng)不能適用。實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，針對(duì)原來(lái)測(cè)試技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)存在的不足，引入層次化實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合測(cè)試技術(shù)課程特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)分為多個(gè)層次，滿足不同學(xué)生的需求，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自主性，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：測(cè)試技術(shù) 層次化 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)： G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）12（c）-0137-02

The application of hierarchical experimental system in the course of testing technology

LI Yinan Tan Miaomiao

（Beijing Union Univorsity，Beijing，100012，China）

Abstract：The experimental teaching and social practice is become more and more important in the process of course-teaching. In response to the shortcomings in traditional experiment of Test technology， hierarchical experimental teaching structure system is introduced. By combing with the characteristics of the course， the experiment are divided into multiple levels to meet different needs of students. The purpose is to mobilize the enthusiasm and initiative of the students， improve the quality of teaching.

Key Words：Testing technology；Hierarchical；Experimental teaching；Application

“測(cè)試技術(shù)”是我國(guó)高校工科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程內(nèi)容包括了測(cè)試系統(tǒng)的特性、信號(hào)的分析處理、常用傳感器、虛擬儀器設(shè)計(jì)等內(nèi)容。當(dāng)今學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和性格相比從前發(fā)生了巨大變化，傳統(tǒng)的講授為主，實(shí)驗(yàn)為輔，以教師為中心的教學(xué)模式已經(jīng)不能適用。目前測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容都是預(yù)先設(shè)計(jì)好的、獨(dú)立的、前后內(nèi)容銜接欠流暢，缺乏綜合性及創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，存在以下問(wèn)題：學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)多數(shù)處于被動(dòng)狀態(tài)；注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，輕視實(shí)驗(yàn)過(guò)程；實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)際和科研訓(xùn)練聯(lián)系少；學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)缺乏創(chuàng)新意識(shí)和探索精神，導(dǎo)致學(xué)生普遍存在對(duì)測(cè)試基本概念和物理含義的理解不透徹，對(duì)測(cè)試基本方法和手段掌握不熟練，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成和測(cè)試技術(shù)的運(yùn)用不自如的問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，提出層次化實(shí)驗(yàn)體系，由淺入深，不同級(jí)別的得分不同，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

1 測(cè)試技術(shù)層次化實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建

由于傳統(tǒng)的講授為主的方式不能達(dá)到良好的教學(xué)效果，故提出層次化實(shí)驗(yàn)體系。該體系通過(guò)實(shí)際案例和實(shí)驗(yàn)來(lái)引出相關(guān)的基本理論，在動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中加深對(duì)概念的理解，并鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力，提升創(chuàng)新能力。整個(gè)結(jié)構(gòu)分為4個(gè)層次，即演示實(shí)驗(yàn)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。如圖1所示。

1.1 演示實(shí)驗(yàn)

由于時(shí)代的變遷，學(xué)生也發(fā)生了很大變化，目前課本更新速度較慢，范例比較舊，與當(dāng)今最新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用脫節(jié)，老師通過(guò)PPT講解的方式不能很好的激發(fā)學(xué)生的興趣，無(wú)法達(dá)到良好的教學(xué)效果。在課上增添有代表性的演示性實(shí)例實(shí)驗(yàn)，將原理概念由生動(dòng)的例子引出，使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解更直觀，更真實(shí)，從而激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。例如拿當(dāng)今測(cè)試技術(shù)集成度比較高的機(jī)器人作為實(shí)例，通過(guò)演示最新機(jī)器人的功能、應(yīng)用，以及科幻電影中機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，闡述其中應(yīng)用到的測(cè)試技術(shù)相關(guān)原理，提高學(xué)生的興趣度，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。

1.2 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是選用傳感器綜合實(shí)驗(yàn)儀器，學(xué)生根據(jù)被測(cè)對(duì)象的不同，選用傳感器，通過(guò)連線，整合測(cè)試系統(tǒng)，完成測(cè)試。該部分是必修部分，目的是讓學(xué)生加強(qiáng)對(duì)傳感器工作原理的理解，了解信號(hào)的處理過(guò)程，掌握基本測(cè)試設(shè)備的使用，明確測(cè)試系統(tǒng)的基本組成。學(xué)生需要完成8學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容在給定范圍內(nèi)任選，完成該部分內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)得分在60～70之間。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表1所示。

1.3 項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)

項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)是為了結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)工業(yè)測(cè)控設(shè)備進(jìn)行了微縮，讓學(xué)生完成綜合性、應(yīng)用性更強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。目前實(shí)驗(yàn)室有模擬工廠運(yùn)輸物品的環(huán)形輸送線平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械簡(jiǎn)化來(lái)的轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，模擬遠(yuǎn)距離測(cè)距的平臺(tái)。學(xué)生可利用LabView仿真平臺(tái)，選用多種傳感器，搭建綜合測(cè)試系統(tǒng)，完成傳感器的選擇、安裝連線，信號(hào)采集處理，程序設(shè)計(jì)和界面設(shè)計(jì)，對(duì)被測(cè)對(duì)象的狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，目的是讓學(xué)生加強(qiáng)對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的了解。該部分四個(gè)項(xiàng)目任選其一，學(xué)時(shí)為8學(xué)時(shí)，學(xué)生可以2～3人組成一個(gè)小組，共同完成，提供學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。最后根據(jù)完成情況教師予以給分，實(shí)驗(yàn)得分在70～85之間。項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如表2所示。

1.4 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)則是完全發(fā)揮學(xué)生的想象空間，根據(jù)學(xué)生自己的興趣，與老師商討確定可行的方案，完成相關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)室配有多種傳感器，NI ELVS可方便學(xué)生搭建硬件電路，配合LabVIew環(huán)境，可以快速建立測(cè)試系統(tǒng)，軟硬件聯(lián)調(diào)，真正實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新。該部分需要學(xué)生提前預(yù)約實(shí)驗(yàn)室，申請(qǐng)使用的設(shè)備，教師根據(jù)學(xué)生完成情況，予以給分。

2 教學(xué)效果

層次化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ揭还灿?個(gè)班級(jí)參與，課程結(jié)束后對(duì)學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查和實(shí)驗(yàn)完成情況總結(jié)。調(diào)查顯示，92%的學(xué)生喜歡這種教學(xué)模式，希望增加演示實(shí)例；80%的學(xué)生希望增加和實(shí)際工程項(xiàng)目相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)完成情況總結(jié)如下：有20%的同學(xué)只完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分，就不再往下進(jìn)行；大部分同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性明顯提高，80%的學(xué)生會(huì)選擇完成項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，有13%的同學(xué)進(jìn)行了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度由淺入深，循序漸進(jìn)，讓課程變得更生動(dòng)，更人性化，且無(wú)形中加入了晉級(jí)機(jī)制，因材施教，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生可以更好的掌握基本理論知識(shí)，提高動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力?？傮w來(lái)看，層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系能有效提高“測(cè)試技術(shù)”課程的教學(xué)效果。

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