楊文志

摘 要：以培養(yǎng)卓越工程師為目標(biāo)，強(qiáng)化課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，整理總結(jié)以往從事過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)科研工作的資料，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程實(shí)踐緊密結(jié)合，凝練出綜合性設(shè)計(jì)性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?？蒲许?xiàng)目融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試內(nèi)容進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，豐富了教學(xué)內(nèi)容，拓展學(xué)生視野，鍛煉學(xué)生工程能力。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程指導(dǎo)，變被動(dòng)指導(dǎo)為主動(dòng)及時(shí)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生將各知識(shí)聯(lián)系起來，與其它相關(guān)課程知識(shí)聯(lián)系起來，積極思考實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及解決辦法，全面培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：測(cè)試技術(shù) 教學(xué)研究 實(shí)驗(yàn) 實(shí)踐能力 創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（b）-0159-02

《機(jī)械測(cè)試技術(shù)》課程是機(jī)械類專業(yè)的必修課和主干課，課程涉及的知識(shí)龐雜，具有實(shí)踐性強(qiáng)特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的補(bǔ)充和延伸，必須抓好實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)。

長(zhǎng)期以來，機(jī)械測(cè)試技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下問題：綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少，設(shè)計(jì)性更無從談起；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不夠豐富；實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)方法缺乏新意，被動(dòng)式指導(dǎo)，缺乏理論聯(lián)系實(shí)際的指導(dǎo)；科研項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入不夠；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏活力，學(xué)生學(xué)習(xí)缺乏熱情。

為了解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，多年來對(duì)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行教學(xué)改革，通過強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更好地培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)人才的要求。

1 科研項(xiàng)目融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

充分發(fā)揮20多年來從事測(cè)試技術(shù)科研工作的優(yōu)勢(shì)，將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，提升教學(xué)質(zhì)量。信號(hào)分析處理是難點(diǎn)，不太容易掌握，更無法應(yīng)用。為此，在采用將科研項(xiàng)目融入到實(shí)驗(yàn)中的方法，取得好的效果。例如連鑄結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)曲線測(cè)量與分析科研項(xiàng)目、軋鋼機(jī)、減速機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)大型關(guān)鍵設(shè)備的振動(dòng)測(cè)試，科研項(xiàng)目積累了豐富的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)信號(hào)和資料，以及使用過的傳感器、測(cè)試裝置、軟件，把這些內(nèi)容融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。選擇一部分現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)工程信號(hào)，放在工程信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，學(xué)生面對(duì)真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)工程信號(hào)和資料，用信號(hào)分析方法提取信號(hào)時(shí)域頻域特征，目的意義清晰明確，理論聯(lián)系實(shí)際，開闊學(xué)生的視野，提高工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)分析中需要運(yùn)用信號(hào)分析傅里葉變換等基本原理，可以先在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上豐富的時(shí)域頻域分析軟件中學(xué)習(xí)，再去解決實(shí)際工程問題。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是學(xué)生帶著解決實(shí)際問題去做實(shí)驗(yàn)，突出工程性和綜合性特點(diǎn)。

振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)曲線測(cè)量實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)具有綜合性特點(diǎn)。提供條件：振動(dòng)臺(tái)、差動(dòng)式電感位移傳感器及調(diào)理器、壓電式加速度傳感器及調(diào)理器、電渦流傳感器及調(diào)理器、速度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、信號(hào)采集分析軟件、計(jì)算機(jī)等。振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)方向?yàn)榇怪保駝?dòng)幅度、頻率可調(diào)，模擬實(shí)際結(jié)晶器振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備全部是科研工作的積累。學(xué)生通過以上設(shè)備，搭建振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)曲線測(cè)量系統(tǒng)，記錄不同振動(dòng)幅值和頻率下曲線，在時(shí)域頻域方面分析振動(dòng)臺(tái)特性；并且采用不同類型傳感器測(cè)量振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)，比較振動(dòng)曲線測(cè)量結(jié)果差異。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力方面發(fā)揮較大作用。

20多年科研工作積累，豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)增添了活力。為加強(qiáng)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，近距離接觸現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，將歷年來科研工作中使用的多種傳感器（如：壓力傳感器、扭矩傳感器、振動(dòng)傳感器等）、測(cè)試裝置實(shí)物、產(chǎn)品性能資料、項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告等陳列在展臺(tái)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中輔以講解，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)。并根據(jù)現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合實(shí)際需要，不斷在修改、補(bǔ)充和完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2 強(qiáng)化綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容涵蓋該課程的主要知識(shí)點(diǎn)。調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將所有實(shí)驗(yàn)改造成綜合性、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，開闊學(xué)生的思路，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

經(jīng)過20多年的教學(xué)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，精選6個(gè)必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分別是：現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)信號(hào)時(shí)域頻域分析、力參數(shù)測(cè)試、電渦流傳感器位移測(cè)量、動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試與分析、機(jī)械振動(dòng)測(cè)試分析、軸心軌跡測(cè)試分析。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋信號(hào)分析、測(cè)試系統(tǒng)特性、傳感器原理、機(jī)械參數(shù)測(cè)試等方面內(nèi)容，每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)突出工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，使學(xué)生得到系統(tǒng)和全面的訓(xùn)練。以科研項(xiàng)目為導(dǎo)向，每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行一個(gè)或幾個(gè)非電量參數(shù)的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中提出擬解決的實(shí)際測(cè)試問題，通過給定的設(shè)備及條件來完成任務(wù)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置思考題，要求按科技總結(jié)報(bào)告形式撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)中學(xué)生帶著問題思考、討論、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并按科技報(bào)告撰寫測(cè)試目的意義、測(cè)試內(nèi)容、方法、步驟、結(jié)果分析等，使學(xué)生得到綜合性訓(xùn)練，培養(yǎng)了工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。為拓展學(xué)生的視野，還開設(shè)了轉(zhuǎn)速測(cè)量、溫度測(cè)量、噪聲測(cè)試、沖擊測(cè)試等選做實(shí)驗(yàn)。

設(shè)立了一個(gè)學(xué)分的開放性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生預(yù)約登記，選做基于虛擬儀器的轉(zhuǎn)速、液位、溫度等實(shí)驗(yàn)，從系統(tǒng)組建、到軟件編制都要求學(xué)生自己完成，提高學(xué)生設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，根據(jù)該校的教學(xué)特色，組織課程組教師，在學(xué)校申報(bào)與測(cè)試技術(shù)相關(guān)的科研訓(xùn)練課題，供學(xué)生選做。組織學(xué)生參加企業(yè)課題，在教師的指導(dǎo)下，在課題中承擔(dān)相應(yīng)的任務(wù)。

通過實(shí)踐性訓(xùn)練，學(xué)生既掌握必要的工程測(cè)試?yán)碚?，又掌握一定的?shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)踐性訓(xùn)練課已逐步成為學(xué)生理解、消化、吸收、升華、轉(zhuǎn)化《機(jī)械測(cè)試技術(shù)》理論基礎(chǔ)不可缺少的步驟。

3 主動(dòng)及時(shí)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中教師不僅答疑解惑，更重要是啟發(fā)學(xué)生思考。在指導(dǎo)中用聯(lián)系的觀點(diǎn)將相關(guān)知識(shí)有機(jī)聯(lián)系起來，將書本知識(shí)與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際聯(lián)系起來。從而使知識(shí)構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達(dá)到融會(huì)貫通效果。其次，延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)，緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，不僅鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容，而且架起實(shí)驗(yàn)教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際的橋梁。

在實(shí)驗(yàn)中指導(dǎo)老師主動(dòng)多了解各組實(shí)驗(yàn)情況，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的具有共性問題，及時(shí)為全體學(xué)生點(diǎn)撥相關(guān)知識(shí)。如懸臂梁振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)中，安裝在工字鋼上的懸臂梁因沒有與實(shí)驗(yàn)臺(tái)固定，在沖擊懸臂梁自由端時(shí)懸臂梁響應(yīng)輸出波形中疊加了工字鋼晃動(dòng)信號(hào)，即頻率較高的衰減振動(dòng)信號(hào)被頻率較低的信號(hào)調(diào)幅，絕大多數(shù)學(xué)生沒有在意甚至看不出來，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考，分析頻譜圖包涵信息非常必要。提示學(xué)生將懸臂梁裝置放在桌子中間、邊沿和地面不同位置，分別測(cè)量沖擊波形，結(jié)合頻譜分析軟件，解釋原因。

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)需要?jiǎng)?chuàng)新改革，從被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)指導(dǎo)，用聯(lián)系和系統(tǒng)的方法發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)應(yīng)該與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械測(cè)試技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中綜合性、設(shè)計(jì)性，教學(xué)改革實(shí)踐促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高，科研項(xiàng)目融入到實(shí)驗(yàn)中，為教學(xué)增添了活力。實(shí)驗(yàn)過程中主動(dòng)及時(shí)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題，有利于學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握知識(shí)，有助于建立與實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中充分體現(xiàn)以學(xué)生為本、教師為魂的教學(xué)理念，培養(yǎng)具有工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的人才。

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