高豪杰+嚴(yán)軍+熊永蓮+金麗珠

摘要：動(dòng)力工程行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)本領(lǐng)域各項(xiàng)參數(shù)的測量方法以及相應(yīng)的測試系統(tǒng)提出了更高的要求，也對(duì)相應(yīng)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)提出了更高的目標(biāo)與要求。本文以熱能與動(dòng)力工程專業(yè)本科生的《熱能與動(dòng)力測試技術(shù)》的教學(xué)實(shí)踐改革為基礎(chǔ)，探討了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段以及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的實(shí)踐與創(chuàng)新。以期提高相關(guān)專業(yè)學(xué)生的理論知識(shí)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、分析解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：測試技術(shù)；實(shí)踐；教學(xué)改革；創(chuàng)新

一、 前言

“熱能與動(dòng)力測試技術(shù)”是能源與動(dòng)力工程、熱能工程等領(lǐng)域重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程是以熱能動(dòng)力工程領(lǐng)域基本參數(shù)測量的方法、傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用、測試系統(tǒng)與儀表的工作原理和測試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性為主要內(nèi)容的一門應(yīng)用型基礎(chǔ)課程。本課程相關(guān)教材的內(nèi)容和質(zhì)量相對(duì)滯后于測試技術(shù)的發(fā)展速度，教材中的新技術(shù)、案例以及插圖也相對(duì)落后。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新型檢測技術(shù)和新型儀器設(shè)備不斷出現(xiàn)，教學(xué)需要的知識(shí)面更加廣泛。同時(shí)，由于教學(xué)課時(shí)數(shù)的限制，課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容簡單、缺乏系統(tǒng)性，不易發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，影響了教學(xué)質(zhì)量。課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法較單一，學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)踐應(yīng)用的了解，降低了學(xué)習(xí)積極性。因此，在有限的課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，如何增強(qiáng)課堂的生動(dòng)性和直觀性，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的聯(lián)系，讓學(xué)生了解所學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用價(jià)值，有效激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高理論聯(lián)系實(shí)際和分析解決問題的能力是本門課程教學(xué)改革的關(guān)鍵問題。

二、 傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和手段的局限性

隨著測試技術(shù)的快速發(fā)展，許多新型的傳感器和測試系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，并且已經(jīng)逐漸向熱能與動(dòng)力工程的多數(shù)領(lǐng)域滲透。伴隨著控制理論、智能儀表和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等的發(fā)展，熱能與動(dòng)力測試技術(shù)已經(jīng)成為一門交叉學(xué)科。然后，由于教材、課件以及實(shí)驗(yàn)儀器的建設(shè)大大落后于測試技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和方法很難滿足現(xiàn)階段的教學(xué)需求，促使了熱能與動(dòng)力測試技術(shù)的教學(xué)改革和創(chuàng)新。

目前的熱能與動(dòng)力測試技術(shù)教材分為測量系統(tǒng)、傳感器和參數(shù)測量三個(gè)部分。傳感器和參數(shù)測量部分主要以傳感器的原理為主，而關(guān)于測試方法、測試案例以及測試數(shù)據(jù)處理、測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、新型的測量系統(tǒng)等方面的內(nèi)容則較為匱乏。教材中偏重介紹傳統(tǒng)的傳感器，缺乏對(duì)最新型傳感器的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用以及相應(yīng)的發(fā)展趨勢的介紹?，F(xiàn)行教材缺乏傳感器在工程實(shí)踐中應(yīng)用的案例，缺乏最新的技術(shù)，插圖過于簡略，不利于學(xué)生知識(shí)面的拓展和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

傳統(tǒng)教學(xué)一般以教材為基礎(chǔ)，導(dǎo)致教材內(nèi)容妨礙了課堂內(nèi)容的拓展。由于教材內(nèi)容不夠精練，加之學(xué)時(shí)數(shù)較少，大大降低了教學(xué)效率。此外，由于教材內(nèi)容較單調(diào)，缺乏生動(dòng)的案例和圖片，影響了多媒體課件和板書內(nèi)容的質(zhì)量。

三、 教學(xué)內(nèi)容與方法的實(shí)踐改革

（一） 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

目前能源與動(dòng)力類專業(yè)的本科生主要從事動(dòng)力系統(tǒng)及裝置的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工以及維護(hù)，偶爾涉及傳感器以及測試系統(tǒng)的使用及選型，而較少從事測試技術(shù)相關(guān)的理論研究。因此，在學(xué)時(shí)受限的情況下，熱能與動(dòng)力測試技術(shù)的教學(xué)應(yīng)堅(jiān)持以應(yīng)用為主和理論為輔的原則，增加案例教學(xué)，以適應(yīng)未來工作的需求。

現(xiàn)行教材嚴(yán)重落后于測試技術(shù)發(fā)展和工程應(yīng)用，教材中的案例和圖表相對(duì)落后，關(guān)于新型傳感器和新應(yīng)用的內(nèi)容也較少。結(jié)合科技發(fā)展的速度和教材建設(shè)相對(duì)落后匱乏的現(xiàn)實(shí)，在課堂教學(xué)演示時(shí)可適當(dāng)增加一些動(dòng)態(tài)的圖片或視頻，引入一些新的應(yīng)用領(lǐng)域：如無人駕駛、人工智能、宇宙探索以及物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程控制等內(nèi)容，在課堂討論中增加學(xué)生對(duì)測試技術(shù)的興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

（二） 教學(xué)過程的優(yōu)化

熱能與動(dòng)力測試技術(shù)對(duì)理論和實(shí)踐內(nèi)容都有較高的要求，尤其注重實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，因此應(yīng)根據(jù)不同課程內(nèi)容設(shè)置以教學(xué)目的為導(dǎo)向的多元化教學(xué)模式，以提高教學(xué)質(zhì)量。

1. 多樣化展示手段

在課堂教學(xué)過程中，協(xié)調(diào)板書、多媒體資源以及實(shí)物模型三者之間的關(guān)系，在教學(xué)時(shí)不可忽視傳統(tǒng)板書教學(xué)的重要性，一些重要的提綱、概念、定理以及需要強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)內(nèi)容需要以板書的形式進(jìn)行展示，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程結(jié)構(gòu)和重點(diǎn)知識(shí)的理解。在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)還應(yīng)充分發(fā)揮多媒體課件的作用，多媒體課件對(duì)課程內(nèi)容的展示更加直觀，能夠加入一些動(dòng)態(tài)圖片和視頻以及結(jié)構(gòu)原理圖，將抽象的教學(xué)內(nèi)容形象化展示，化繁為簡。此外，多媒體教學(xué)還能夠節(jié)約板書書寫和圖形繪制的時(shí)間，提高教學(xué)效率。在進(jìn)行傳感器的理論和應(yīng)用案例講解時(shí)，將傳感器的實(shí)物帶入課堂，進(jìn)行實(shí)物的應(yīng)用展示，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到其應(yīng)用的廣泛性以及其與日常工作的緊密聯(lián)系，從而主動(dòng)去了解傳感器的工作原理以及最新的研究進(jìn)展，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情。

2. 采用啟發(fā)式教學(xué)模式

在課堂教學(xué)過程中，努力激發(fā)學(xué)生的熱情，讓學(xué)生成為課堂的主角。適當(dāng)穿插各種傳感器和測試系統(tǒng)的應(yīng)用案例，邀請(qǐng)學(xué)生參與討論。將課堂中所涉及的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行劃分，并給出不同的命題，以小論文的課題形式分給各個(gè)小組。由學(xué)生分組查閱測試技術(shù)的相關(guān)教材、參考書和網(wǎng)絡(luò)資源，將成果以小論文的形式提交，并將查閱的重點(diǎn)資料以及重要結(jié)論制作成PPT進(jìn)行討論。鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的新發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)。

此外，在實(shí)踐教學(xué)過程中，注重調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)習(xí)的積極性。提出有趣的問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心，使得學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)。例如，在進(jìn)行“液體溫度的測量”實(shí)驗(yàn)時(shí)，可先講述溫度與我們?nèi)粘Ｉ钪g的緊密聯(lián)系，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，然后提問“如何才能精確測量不同物體的溫度呢？”，“你知道的溫度測量方法有哪些呢？”；然后分類介紹溫度的測量手段，不同手段的優(yōu)劣以及范圍，最后介紹測量系統(tǒng)的組成，與教材進(jìn)行前后呼應(yīng)；緊接著引導(dǎo)學(xué)生采用不同方式對(duì)液體溫度進(jìn)行測量，并對(duì)不同方式得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，主動(dòng)思考和解決問題。學(xué)生帶著問題和好奇心參與實(shí)驗(yàn)，會(huì)使得實(shí)驗(yàn)效果事半功倍。

3. 考核方法改革

在平時(shí)考核中，加入以實(shí)踐應(yīng)用為主題的開放型課題，如熱能廠檢測系統(tǒng)的方案、規(guī)劃設(shè)計(jì)、傳感器選型和遠(yuǎn)程控制規(guī)劃等。指導(dǎo)學(xué)生通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料來獲得相關(guān)信息，最后通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成任務(wù)。適當(dāng)加大實(shí)踐環(huán)節(jié)和開放型課題在考核中所占的比例，鼓勵(lì)學(xué)生參與工程實(shí)踐。endprint

4. 拓展實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

適當(dāng)加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)數(shù)，拓展測試技術(shù)相應(yīng)的實(shí)踐基地。在課程學(xué)時(shí)內(nèi)帶領(lǐng)學(xué)生參觀熱能動(dòng)力工程相關(guān)的工業(yè)企業(yè)，現(xiàn)場學(xué)習(xí)和了解工程內(nèi)檢測系統(tǒng)的應(yīng)用情況，在有條件的情況下鼓勵(lì)學(xué)生參與工廠的實(shí)習(xí)實(shí)踐。

四、 教學(xué)方法與手段的創(chuàng)新

在教學(xué)過程中，根據(jù)測試系統(tǒng)、信號(hào)處理、傳感器和參數(shù)測試等不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的興趣。

嘗試在教學(xué)過程中增加案例教學(xué)的比例，從實(shí)際案例中有針對(duì)性地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析并解決問題，達(dá)到理論與實(shí)際的緊密關(guān)聯(lián)。讓學(xué)生通過案例分析，主動(dòng)地去學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，提高理論素養(yǎng)和綜合應(yīng)用能力。

進(jìn)行測試技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的改進(jìn)，設(shè)置一些開放性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手搭建測試平臺(tái)。以“溫度的測量”實(shí)驗(yàn)為例，嘗試讓學(xué)生自己進(jìn)行熱電偶溫度傳感器的制作和安裝，并逐步完成信號(hào)線路，巡檢儀以及操作系統(tǒng)的搭建，最終完成整套測試系統(tǒng)。最后，學(xué)生使用自己搭設(shè)的測試平臺(tái)進(jìn)行溫度的測量，并不斷修正實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的處理。這樣將大大提高學(xué)生的動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力、獨(dú)立分析解決問題的能力以及創(chuàng)新能力。

五、 結(jié)論

本文探討了熱能與動(dòng)力測試技術(shù)課程的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容以及其存在的諸多弊端。在此基礎(chǔ)上，嘗試進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容與方法的實(shí)踐改革與創(chuàng)新，探討了教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)展示手段的多樣化、啟發(fā)式教學(xué)以及考核方式改進(jìn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的拓展等內(nèi)容。提倡增大案例式教學(xué)的比重，在課堂中引入最新的傳感器以及測試系統(tǒng)的應(yīng)用案例。適當(dāng)增大實(shí)踐教學(xué)的比重，以期提高學(xué)生的理論知識(shí)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、分析解決問題的能力以及一定的創(chuàng)新能力。

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作者簡介：

高豪杰，嚴(yán)軍，熊永蓮，金麗珠，江蘇省鹽城市，鹽城工學(xué)院汽車工程學(xué)院。endprint