曾娣平(邵陽學院機械與能源工程系，湖南邵陽422000)

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機械工程測試技術課程教學改革探討

曾娣平
(邵陽學院機械與能源工程系，湖南邵陽422000)

摘要:探討機械工程測試技術課程教學中存在的問題，從課程體系、理論教學、實驗教學等方面進行改革，提出以提高學生自主學習能力為目的的教學模式。改革實驗教學模式提高實驗教學質量、引入工程案例強化理論教學、引導學生自主參與、調動學習熱情和積極性，最終達到提高教學質量的目的。

關鍵詞:自主學習;實驗教學;提高教學質量

測試技術已廣泛地應用于工農業(yè)生產、科學研究、國防建設、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護和人們的生活等各個方面，并在其中發(fā)揮著越來越重要的作用，成為國民經濟發(fā)展和社會進步的一項必不可少的重要基礎技術。使用先進的測試技術已成為經濟高度發(fā)展和科技現(xiàn)代化的重要標志之一。機械工程測試技術課程是一門基礎課程，包括測試的基礎知識、信號分析基礎、測試系統(tǒng)的特性及測試誤差理論、測量電路及應用、計算機測試系統(tǒng)以及虛擬測試儀器的應用，還包括常用傳感器的工作原理、結構、特性，以及機械工程中常見非電量測試方法(包括力和壓力、位移、溫度、振動、噪聲、轉速、功率等物理量的測試要求及測試方法)等方面的主要基礎知識。通過該課程的學習，學生應該了解和掌握機械工程測試技術的基本理論知識，建立起關于工程測試技術的完整的知識體系，獲得獨立開展科學研究所必備的測試技術的基礎理論、實驗方法以及數(shù)據分析等方面的知識［1］。

邵陽學院機械與能源工程系的所有專業(yè)都開設了這門課程。通過專業(yè)教師多年的合作探討，制定了較完善的課程教學大綱，創(chuàng)建了設備較齊全的實驗室，在教學過程中采用了先進的多媒體教學設備。但該課程理論性較強，如果采用傳統(tǒng)的教學模式，學生被動地接受老師課堂灌輸?shù)闹R，不僅對課程里面涉及的理論知識很難理解透徹，更不用說學好這門課程了。改革機械工程測試技術課程教學體系，是實現(xiàn)機械工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和人才培養(yǎng)模式的需要，對培養(yǎng)具有較強動手能力的實用型人才具有深遠的意義。

1　機械工程測試技術課程的教學現(xiàn)狀

第一，相關課程的時間安排欠合理。與機械工程測試技術聯(lián)系緊密的先修課程主要有高等數(shù)學、電工電子技術、計算機科學、過程控制工程理論等。如果這幾門課程沒有打下堅實的基礎，那么在信號分析、測試系統(tǒng)分析、傳感器電路分析以及計算機測試技術等內容的學習中都會感覺吃力，從而失去學習興趣。從教學體系上，就邵陽學院而言，這些相關課程的時間安排欠合理。這些課程，機械類學生都安排在大學一年級或二年級上學期開課，而機械工程測試技術課程安排在大學三年級二學期開課，中間間隔的時間至少有一年，學生對基礎知識的遺忘比較嚴重。而學生在學習這門課程時，一方面要求學生全面回憶起高等數(shù)學、數(shù)學分析的內容，另一方面要求學生不斷吸收全新測試技術知識。假如不能充分利用已學過的基礎知識并做到與新知識融會貫通，則相當長一段時間都會處于茫茫然的學習階段，進入學習狀態(tài)緩慢，學習興趣銳減，積極性受挫［2］。

第二，實驗力度不足，學生學習興趣低。機械工程測試技術是一門實踐性很強的學科，實驗教學非常重要。現(xiàn)在的實驗教學狀態(tài)是:1)實驗教學內容較少。我國將測試技術定位為專業(yè)基礎課，側重書本知識和理論教育，實驗教學較少。以邵陽學院為例，實驗教學只有8學時，而且現(xiàn)在的實驗教學模式基本上是教師下達實驗任務，講解實驗原理，安排好實驗步驟，學生只要按照老師指導的實驗步驟按部就班地做;通常，做完實驗后，學生對實驗過程中用到的理論知識并沒有進一步的認識，沒有達到理論與實驗結合學習的目的;在實驗過程中師生之間缺少互動，學生的自主性沒有得到體現(xiàn)。2)實驗設備不足。不足主要體現(xiàn)在傳感器部分，沒有實物對象，學生對傳感器沒有感性的認識，單純的原理介紹顯得枯燥、乏味;信號分析理論部分則涉及較多的高數(shù)內容，對于機械類的學生來說過于深奧，學生很難理解，這些使得學生沒有學習興趣。

2　機械工程測試技術課程的教學改革措施

2.1優(yōu)化課程體系，合理安排課程

在整個機械工程專業(yè)體系中，機械工程測試技術起著承前啟后的作用，因此，在教學內容上，應與先修課程和后續(xù)課程做好合理的銜接，做到教學內容不重復、不脫節(jié)，能為后續(xù)課程打下堅實的基礎。一方面，可將該課程的教學安排提前到大二第二學期的后半個學期，學完高等數(shù)學、電子技術、計算機基礎等先修課程之后，馬上進入該課程學習，時間間隔短，學生對基礎知識把握好，能很快進入學習狀態(tài)，提高學習的積極性;另一方面，改進教學模式，在教學過程中，涉及到先修課程的地方，可請相關課程教師以專題講座的形式對有關知識進行復習，專題講座也可以視頻的形式上傳到網絡，學生根據需要在課余時間自行完成已學知識的復習，從而為更好地學習新的課程內容做好準備。

2.2改革教學環(huán)境，提高學生的自主學習興趣，提高教學質量

機械工程測試技術是一門理論與實踐結合性較強的課程，但目前在教學過程中，知識的系統(tǒng)性與完整性、理論與實踐存在脫節(jié)現(xiàn)象，這就導致學生在學習過程中覺得枯燥、乏味，從而失去了自主學習的興趣。為了提高學生的學習自主性，可通過改革理論教學方法與實踐教學手段，達到提高學生學習興趣，從而提高課堂教學質量的目的。

第一，引入工程案例，提高學習興趣。興趣是最好的老師，學生對課程的興趣決定了學習的自主性，而學習的自主性決定了學習質量。在教學過程中，建立“以興趣為核心的教學模式”，大量使用學生感興趣和親身感知的工程案例，從實踐到理論、從案例到科學，認識測試技術。比如，通過對機加工零件表面粗糙度形成原因的探討，使學生掌握信號的自相關分析部分的知識，這對機械系的學生來說是有切身體驗的，這樣就將枯燥的理論知識與生動的案例結合，使學生能夠更加生動形象地感受到基本原理的價值，避免枯燥無味的理論分析，活躍了課堂氣氛，提高了學習興趣。

第二，改革教學方式，課堂進入實驗。機械工程測試技術涉及到測試的基礎知識、信號分析基礎、測試系統(tǒng)的特性及測試誤差理論。常用傳感器的工作原理、結構、特性、測量電路等基本理論知識的理解與應用主要通過教師的課堂講解，枯燥、乏味、學生沒有感性的認識，可改善已有的教學模式，強化試驗設備，將理論教學內容放到實驗室，依靠實驗來實現(xiàn)。比如，傳感器部分，通過傳感器實驗，使學生從實驗中理解傳感器的測試原理、實際應用等;測試系統(tǒng)特性部分，通過在實驗室組建適當?shù)臏y試系統(tǒng)，通過實驗掌握一階、二階測試系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性。學生通過實驗既學習理論知識，同時又將理論知識加以應用在實驗過程中。

第三，引入仿真實驗，改善課堂教學環(huán)境。為解決課堂上實驗教學環(huán)境的營造問題，可引進“可重構虛擬儀器教學平臺”構建的計算機化工程測試創(chuàng)新實驗室，針對測試技術課程實驗教學需要，設計實驗內容，形成一個仿真實驗教學環(huán)境。為提高教學效果，可借助仿真實驗將信號分析、波形分析、頻譜分析等理論知識進行可視化表達。學生通過直觀的感受，可以更深刻地理解這些理論知識的工程意義。

第四，啟發(fā)學生的自主設計實驗能力。實驗主要是培養(yǎng)學生的動手能力，通過實驗教學環(huán)節(jié)，使學生具有獨立解決實際問題的能力。而現(xiàn)在的實驗教學模式基本上是教師安排好實驗步驟，學生照做，得出數(shù)據即可。在這個過程中，師生之間、學生之間缺少互動，這種模式影響了學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，學生的學習自主性和能動性沒有得到體現(xiàn)。為了發(fā)揮學生的自主創(chuàng)新能力，提出“教師引導，學生自主”的實驗模式，即教師將實驗任務和要求布置給學生，學生根據實驗任務書，利用已有的實驗資源，組織實驗原理、實驗儀器，設計實驗步驟，實驗由學生獨立完成，教師只是引導、監(jiān)督，不參與實驗過程［3］。另外，虛擬儀器是現(xiàn)代測試技術的一個新的發(fā)展方向，可引導學生利用自己的PC機創(chuàng)建虛擬實驗。比如，學生可用lab－view軟件平臺動手設計周期信號疊加系統(tǒng)仿真實驗，從而更形象地理解周期信號的諧波性。這種實驗模式能夠充分發(fā)揮學生主觀能動性，有利于培養(yǎng)學生的應用能力和創(chuàng)新能力。

第五，以科研帶動實踐教學。大學生已經具備了基本的科研能力，為了提高學生的自主學習能力和實踐能力，可通過鼓勵學生參與科研的方式帶動實踐教學。根據學院已有的科研項目，組織學習興趣小組，鼓勵學生主動參與感興趣的科研項目。通過這種方式，學生可以自己主動地去探索解決問題的方法，依靠所學知識解決實際問題，既培養(yǎng)學習興趣，也培養(yǎng)了實踐能力。

3　結語

針對機械工程測試技術課程教學中出現(xiàn)的“教師難教，學生難學”［4］的問題，分析了出現(xiàn)該問題的原因，從提高理論教學和實驗教學的質量出發(fā)，提出了以提高學生自主學習能力為目的的教學模式。通過“教師引導，學生自主”的實驗模式提高實踐教學質量，引入工程案例、課堂與實驗結合等手段強化理論教學，以引導學生自主參與的方式調動學生的學習熱情和積極性，從而提高教學質量。

參考文獻:

［1］楊中喜，陶文宏，師瑞霞，等.現(xiàn)代材料測試技術設計性實驗教學的改革與探索［J］.實驗室科學，2008(4) :40－41.

［2］曾煥浪，陳文戈.測試技術綜合創(chuàng)新實驗的規(guī)劃與實踐［J］.廣東工業(yè)大學學報(社會科學版)，2002(2) :192－193.

［3］吳世雄，王成勇.機械工程測試技術教學改革的探索［J］.廣東工業(yè)大學學報(社會科學版)，2007(6) :108－109.

［4］林近山.關于機械工程測試技術教學改革的幾點思考［J］.濰坊學院學報，2011，11(2) :149－150.

(責任校對王小飛)

作者簡介:曾娣平(1982－)，女，湖南邵陽人，碩士，講師，主要從事材料加工研究。

基金項目:邵陽學院綜合改革教改項目(2014ZJG05)

收稿日期:20141216

doi:10.13582/j.cnki.1674－5884.2015.07.020

中圖分類號:G642.3

文獻標志碼:A

文章編號:1674－5884(2015)07－0059－03