摘 要：根據(jù)機械類本科教育的特點，分析了《機械工程測試技術》課程在機械類專業(yè)培養(yǎng)中的重要性，從教學內容、教學方法、教學手段、實踐環(huán)節(jié)等方面具體介紹了該課程教學改革創(chuàng)新和與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的方法。

關鍵詞：機械工程 測試技術 創(chuàng)新能力 本科教育

中圖分類號：G648 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（a）-0154-02

機械工程測試技術涉及范圍十分廣泛，幾乎滲透到了各個學科領域，探討新理論，研究新技術、新材料和新工藝是現(xiàn)代測試技術總的發(fā)展方向[1]。機械工程測試技術是一項在不斷完善與發(fā)展的先進科學技術，相應的教學內容也具有發(fā)展性與不定性。任課教師一定要緊跟學科與學術發(fā)展動態(tài)，積累大量的文獻資料，才能保證教學內容的及時更新，構筑扎實的專業(yè)基礎，促進教學質量的提高。由于《機械工程測試技術》課程是機械類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課程，歷年來該校機械與汽車工程學院的多個專業(yè)都將其作為本科專業(yè)課程。該課程對于構筑機械類本科生扎實的專業(yè)理論基礎、拓寬研究思路、提高本科生培養(yǎng)質量，為進一步學習、研究和處理機械工程技術問題打下基礎具有重要意義。

1 教學內容

針對我校人才培養(yǎng)定位，我們在教學內容上進行科學安排和合理調整。教學內容安排上首先介紹現(xiàn)代測試技術發(fā)展態(tài)勢，討論機械工程測試技術發(fā)展的現(xiàn)狀、特點及趨勢；隨后介紹機械工程測試技術的共性知識和各種傳感器所依據(jù)的定律和效應，重點分析基于傳感器的各種基礎效應，使學生對傳感器有全新理解；然后對智能傳感器進行了全面介紹，包括智能傳感器的結構與系統(tǒng)、智能傳感器的功能特點、智能傳感器中的軟件、設計與制造等；最后重點介紹近年來出現(xiàn)的幾種新型傳感技術，如磁流體傳感器、生物傳感器、MEMS系統(tǒng)、機器視覺、無損檢測、多傳感器融合等。整個課程體系的設置把握了重點、難點和新技術的動態(tài)，以機械工程測試技術基本概念和原理為基礎，以傳感新效應、新原理、新技術為重點，同時將傳感與信息處理結合起來，使學生對信息處理這一抽象理論知識能有更好的掌握和理解。由于上課學生涉及多個專業(yè)，根據(jù)學生背景增加與專業(yè)相關的交叉學科的部分內容，如汽車安全狀態(tài)監(jiān)測、信息解耦、多信息融合、網(wǎng)絡化傳感、機器人控制等內容。此外，在教學環(huán)節(jié)上還設置了實踐環(huán)節(jié)，安排了自學內容和研究熱點問題，通過撰寫相關的課程論文，培養(yǎng)學生查閱文獻資料和總結寫作能力，使學生掌握最新發(fā)展動向和國際前沿，培養(yǎng)學生的專業(yè)學習興趣、動手能力和創(chuàng)新能力，為今后的論文選題和科研打好基礎。總體來說，本課程的教學內容的設計與人才培養(yǎng)目標相結合，具有基礎性、研究性、前沿性和行業(yè)性。

2 教學方法

開課學生對象主要為大二和大三學生，他們已經(jīng)奠定了初步的知識結構，具有一定的自學能力。在課程教學中教師的職責已經(jīng)不在于傳遞知識，而更注重激勵思考，講授的重點應該放在科學方法論、教學方法、推理方法、搜集資料的方法、如何從事實中做出結論以及如何分析事實和綜合事實上?！稒C械工程測試技術》是一門工程技術類綜合性課程，涉及大量基礎理論知識及傳感技術研究進展的內容[2-3]。針對本科生的特點，我們在教學方法上進行了改革，運用問題啟發(fā)式、發(fā)言討論式和項目驅動式等多種教學方式，來激發(fā)學生的興趣，引導學生思考，啟發(fā)他們的學習興趣和科研思路。

（1）問題啟發(fā)式。不能把問題啟發(fā)式教學簡單、片面地看成就是在課堂中多提問，而是多讓學生練習。教師的教學指向思考過程而不是答案，讓學生受到思維過程上的啟發(fā)。首先向學生介紹某一類研究專題或方向大致的研究內容與進展，然后根據(jù)具體內容提出一些啟發(fā)性的問題，引導學生進行思考，讓學生自己進行相關的資料收集、調查研究，構思研究方案，教師指導學生的研究方法，最后由學生設法解決問題。在教學過程中，適時、適度地啟迪、誘導學生的學習活動，鍛煉學生的理解判斷能力，調動學生學習的主動性和積極性。比如在介紹光電絕對編碼器時，首先讓學生了解它是一種角度編碼器，可以將角位移轉換成二進制編碼，方便與計算機連接，具有非接觸性、體積小、分辨率高、可靠性好、使用方便等特點。然后分別介紹絕對編碼器的二進制碼盤和循環(huán)碼盤，啟發(fā)學生對以下幾個問題進行研討：為什么要設計這兩種編碼方案？各自的優(yōu)點與不足是什么？如何設計一種新的編碼方案？ 該編碼方案可解決哪些實際問題？

（2）發(fā)言討論式。這種教學方法讓學生發(fā)表自己的見解，并針對這些問題展開小組或集體討論，再由教師作總結分析。這是一種教師和學生之間、學生和學生之間的互相交流、互相評價、互相完善的教學方法，讓學生發(fā)言討論的形式，可以培養(yǎng)學生思考、語言表達與歸納總結的能力，引導學生在課程教學中由被動接受轉化為主動參與，在此過程調動了學生的注意和興趣，大大提高了教學效果[4]。同時也促使教師不斷學習，了解最新的技術發(fā)展趨勢和學科前沿，教師的學術水平也會得到提高。我們在講授傳感器特性時，布置的一次討論題目是研究傳感器溫度補償方法。在討論過程中，同學們根據(jù)不同傳感器的特性談到了多種傳感器溫度補償方法。同學們也發(fā)現(xiàn)實際傳感特性往往與多種環(huán)境因素（如溫度、濕度、壓力等）有關，因此可以進一步引導學生思考如何進行傳感器的多維因素補償。采用這種教學方式之后， 學生在學習過程中真正的從“要我學”變成了“我要學”。

（3）項目驅動式。從培養(yǎng)學生科研能力入手，通過結合實際課題項目來實現(xiàn)教學目標。教師根據(jù)講授內容，安排一些實際課題項目讓學生完成，或者直接讓學生參加到自己的科研項目中去，給學生創(chuàng)造科研實踐的機會，在科研實踐中培養(yǎng)學生的科研情感和提升科研素質。教師在必要時對學生進行指導和幫助，同時授課時把自己的研究成果納入教學之中，課程教學內容可以及時更新[5]。在《機械工程測試技術》教學中，我們十分注重將課程內容與教師具體科研項目結合。一部分學生參與了相關課題項目的具體研究工作，在完成任務的過程中，學生發(fā)揮了主動性、創(chuàng)造性，使枯燥的公式推導和解題變成有趣的試驗過程，培養(yǎng)了研究能力，提高學習效果，起到了以科研項目提高教學質量的作用。將科研項目和《機械工程測試技術》課程的教學過程結合，在這幾年的教學實踐中收到了明顯的教學效果，有一些學生已經(jīng)申報了專利、發(fā)表了學術論文[6-8]。作為一種行之有效的教學方法，項目驅動教學法對于解決教學中理論與實踐脫節(jié)的問題有著良好的補償作用，能夠充分發(fā)揮學生個體的學習主動性，大大提高了學生的綜合素質，有效地培養(yǎng)了學生自主學習、分析問題、解決問題、科研創(chuàng)新的能力。

3 教學手段

教材是本科生課程教學的一個重要組成部分，教材的質量直接影響課程教學的有效性。目前，《機械工程測試技術》課程的國內可用教材眾多，教學基本上都以知識體系為順序。先講傳感器的基本概念和基本特性，然后依據(jù)不同傳感原理介紹幾類傳感器和相關應用，如電阻式、壓電式、電容式、電磁式、光電式傳感器等，一般還配有幾個簡單的傳感原理演示和驗證試驗，過多地強調了理論知識的傳授，忽視了知識應用能力的培養(yǎng)，因此帶來了一些負面影響。我們精心選擇口碑較好的教材進行教學，并要求學生查閱相關文獻。此外，結合多年的教學經(jīng)驗和科研成果，我們還編寫了補充講義，新增了近幾年機械工程測試技術新發(fā)展。力爭使學生能系統(tǒng)地學習該課程，掌握機械工程測試技術的基礎知識，了解最新研究動態(tài)。根據(jù)講授內容，教師帶有關實物在課堂上展示，使枯燥的理論與實際有機結合；根據(jù)講授內容，教師提出有關工程實際案例。以工程應用背景的案例激發(fā)學生的學習興趣，強化學習效果；通過例題、習題和思考題的內容選編和精心設計反映傳感器技術在當代科技和工程實際與現(xiàn)實生活中的應用。為了增加課程信息量，我們還采用Flash、Powerpoint等多媒體應用軟件，設計開發(fā)了電子教案和網(wǎng)絡課件進行教學，借助Matlab、Proteus、Labview等計算機仿真軟件進行模擬演示和實驗驗證，使教學內容更加豐富，表現(xiàn)形式更為多樣，變粉筆黑板式教學為現(xiàn)代電子教學，使過去因沒有實物對象而抽象難學的內容變得具體、生動、形象。

4 實踐環(huán)節(jié)

近兩年，我們購置了一批功能更為齊全和先進的教學實驗設備，精心安排了一批實驗項目，將原來單純傳感器原理驗證性實驗改變?yōu)榕c現(xiàn)代檢測技術相結合的研究性實驗。鼓勵學生參加教師或企業(yè)的科研項目，培養(yǎng)學生的實際動手能力和工程應用能力。對一些想學習興趣濃厚、學有余力的學生，可利用畢業(yè)設計的形式進行深入研究，結合課程知識的學習，完成一個測試系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)。同時，開放教學實驗室和科研實驗室，鼓勵學生結合課程知識申報校級大學生創(chuàng)新項目、參加社會實踐和各類學科競賽，開展DIY電子設計制作等，并將這些活動的成果作為課程成績的考核，建立起以全面發(fā)展為導向，以能力考核為重點，多元化的學業(yè)評價體系[9]。此外，利用假期學校組織教師開展“千名教師進農村、進社區(qū)、進企業(yè)”活動的契機，由任課老師帶領學生進入企業(yè)實地考察、現(xiàn)場學習，與企業(yè)開展合作，解決一些實際問題。同學們在活動中能很快發(fā)現(xiàn)課堂知識在企業(yè)中的實際運用，而且一些老師回來以后有了很多的好想法、好點子，也會融入到課堂教學中。這樣的實踐形式，不僅為師生們提供了服務社會的機會，也更好地培養(yǎng)了學生理論聯(lián)系實踐的能力，提高了課程教學的質量和效果。

5 結語

《機械工程測試技術》在機械類相關專業(yè)的課程體系中有著重要的地位和作用，這幾年的教學實踐探索表明，要教好這門課，必須及時地補充更新教學內容，采取與教學內容相適應的教學方法，加快教材和課件建設，充分利用各種資源，重視實踐環(huán)節(jié)的組織與實施，才能讓學生在學習過程中掌握基本理論，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，為今后的專業(yè)工作打下堅實的基礎。

參考文獻

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