廣州航海學(xué)院 船舶與海洋工程學(xué)院 廣東 廣州 510725

1 課程介紹

隨著時(shí)代發(fā)展以及科技進(jìn)步,測(cè)試工作對(duì)科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)檢驗(yàn)等領(lǐng)域起著重要作用,不同的工科專業(yè)也都開設(shè)此課程,如機(jī)械測(cè)試技術(shù)、電器測(cè)試技術(shù)、軟件測(cè)試技術(shù)、材料測(cè)試技術(shù),甚至現(xiàn)今快速發(fā)展的大數(shù)據(jù)測(cè)試技術(shù)都已在研究,以測(cè)試為手段、控制為目的,把現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和傳統(tǒng)的測(cè)試基本原理方法結(jié)合起來[1-5]。

熱工測(cè)試技術(shù)是能源與動(dòng)力工程的一門專業(yè)必選課程,是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程,主要介紹能源與動(dòng)力工程領(lǐng)域中的測(cè)量理論及其技術(shù)。課程內(nèi)容可主要分三部分,第一介紹測(cè)量系統(tǒng)的組成及其基本特性,包括靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性;第二部分則介紹測(cè)量的誤差分析及數(shù)據(jù)處理,其中誤差分析包括系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和疏失誤差;第三部分則分章節(jié)對(duì)能源與動(dòng)力工程領(lǐng)域的溫度、壓力、流速、流量、液位、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的測(cè)量原理、測(cè)試設(shè)備詳細(xì)介紹。本文從幾方面對(duì)該課程在教材選擇、課程講授、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、答疑和考核等方面對(duì)課程介紹。

2 課程教學(xué)

教材選取:根據(jù)學(xué)校課程性質(zhì),本課選擇俞小莉、嚴(yán)兆大主編的《熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)》第三版作為教材,同時(shí)也參考鄭正泉主編的《熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)》,陸光軍主編的《測(cè)試技術(shù)》、唐經(jīng)文主編的《熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)》,以及多本傳感器與測(cè)試技術(shù)的相關(guān)教材。

教學(xué)過程中課前、課中、課后,搭建課程框架:在本課程學(xué)習(xí)過程中,按照整個(gè)課程學(xué)習(xí)包括課前、課中、課后,涉及到的文件資料包括教學(xué)大綱、教材、教案、教學(xué)日歷、課件、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課后作業(yè)等,每一環(huán)節(jié)都與課程教學(xué)效果有關(guān)。課前須備齊資料,如教學(xué)大綱是教學(xué)主要依據(jù),教材是課程核心資料,教案課堂教學(xué)的基本依據(jù),教學(xué)日歷則體現(xiàn)教學(xué)進(jìn)度、時(shí)間安排,教學(xué)資料是教學(xué)質(zhì)量的基本保障。課前需備課充分,才能保障課堂教學(xué)效果。

課堂中資料則主要是教學(xué)ppt,教學(xué)課件制作則關(guān)系到課程內(nèi)容。以本課程教材為例,全書共分十二章節(jié),前三章內(nèi)容包括緒論、測(cè)量系統(tǒng)的基本特性、測(cè)量誤差分析及數(shù)據(jù)處理,從第四章開始就到具體測(cè)量對(duì)象,包括溫度、力與壓力、流速、流量、液位、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩和功率、排放測(cè)量,因課時(shí)限制,后面兩章振動(dòng)、噪聲測(cè)量作為學(xué)生課后自學(xué)內(nèi)容。每一部分課件內(nèi)容都要根據(jù)課程設(shè)計(jì),如理論部分,基本特性分靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性,首先需將測(cè)量系統(tǒng)、理想測(cè)量系統(tǒng)、線性時(shí)不變線性系統(tǒng)的內(nèi)容介紹清楚,靜態(tài)特性參數(shù)有量程、精度等級(jí)、線性度、靈敏度、分辨率、遲滯誤差重復(fù)性誤差、漂移,每一個(gè)參數(shù)含義不同,尤其是與輸入、輸出量的區(qū)別,所以在課件制作及授課過程中需要結(jié)合實(shí)際例子介紹,如可借用一臺(tái)壓差傳感器及其詳細(xì)說明書講解此處知識(shí)點(diǎn)。

現(xiàn)以流量測(cè)量?jī)?nèi)容為例介紹。流量有體積流量和質(zhì)量流量?jī)煞N,根據(jù)其測(cè)量方法分容積型、速度型、質(zhì)量型流量計(jì),每一種流量計(jì)又可再分多種,如容積型流量計(jì)則有齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、刮板式流量計(jì)、皮膜式流量計(jì)、轉(zhuǎn)筒式流量計(jì)等,因此實(shí)際工程應(yīng)用中的流量計(jì)種類繁多。選擇設(shè)備時(shí)根據(jù)流體性質(zhì)如氣體或液體、潔凈還是臟污、腐蝕或非腐蝕、低粘度還是高粘度等,同時(shí)也要考慮其精度等級(jí)、使用場(chǎng)合、技術(shù)要求、生產(chǎn)成本等因素。其較常用的節(jié)流式流量計(jì),屬于速度型流量計(jì),其測(cè)量原理基于流體連續(xù)性方程和能量方程,這部分知識(shí)需聯(lián)系流體力學(xué)。其主要結(jié)構(gòu)是節(jié)流裝置,節(jié)流裝置的開口尺寸、加工、安裝條件等都會(huì)影響測(cè)量精度;光纖流量計(jì)、超聲波流量計(jì)是最近幾十年使用較多的流量計(jì),對(duì)于這種新型流量計(jì)可結(jié)合廠家宣傳視頻以及理論知識(shí)講授效果更好。

任課教師和學(xué)生,發(fā)揮引導(dǎo)及主觀能動(dòng)性:參與課程傳授學(xué)習(xí)的任課教師和學(xué)生,任課教師要做到課前備課充分,對(duì)教材、大綱、教案、課件熟練掌握,課中要思路清晰、環(huán)節(jié)緊湊、重難點(diǎn)突出,課后要做到反思、課程安排是否合理、學(xué)生狀態(tài)如何,這樣對(duì)課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)都準(zhǔn)備充分,同時(shí)涉及到其他課程知識(shí)點(diǎn)在教學(xué)過程需要旁征博引時(shí)也可深入講解。

教學(xué)過程中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性。課前布置任務(wù),學(xué)生可利用手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行預(yù)習(xí),課程中跟進(jìn)老師進(jìn)度,充分討論,課后布置適當(dāng)作業(yè)。同時(shí)為提高學(xué)生興趣,可以設(shè)置幾個(gè)熱點(diǎn)問題,分組討論,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,也可結(jié)合教師科研項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)讓學(xué)生在項(xiàng)目中加深對(duì)課程學(xué)習(xí)。

3 課程后強(qiáng)化

課內(nèi)實(shí)驗(yàn),直觀認(rèn)識(shí)課堂:課內(nèi)實(shí)驗(yàn)雖課時(shí)不多,但對(duì)課程起比較重要作用。如開設(shè)的K型熱電偶單臂電橋的實(shí)驗(yàn),利用PLC實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生操作。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)包括連接電路、工況調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試、數(shù)據(jù)記錄以及后續(xù)數(shù)據(jù)處理,同學(xué)們即可以分組合作、開展實(shí)驗(yàn),又可分工,也可針對(duì)實(shí)驗(yàn)問題、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論。雖僅有2課時(shí),但涉及到課本教材中的4章節(jié)的內(nèi)容,將課程理論與實(shí)踐結(jié)合,對(duì)熱電效應(yīng)、熱電偶測(cè)量的四大基本定律、電橋電路的連接和調(diào)節(jié)、溫度與輸出信號(hào)之間的關(guān)系有直觀認(rèn)識(shí)。

集中答疑和考試考核,加深課堂知識(shí):課程最后的集中答疑,當(dāng)理論課程已結(jié)束、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)完成,通過這種集中答疑的活動(dòng),任課教師可掌握每位同學(xué)學(xué)習(xí)狀況,課程中難、疑點(diǎn),甚至跟課程相關(guān)的其他課程學(xué)習(xí)狀況也可深入了解。在最后總結(jié)式課程結(jié)束后,任課教師需要對(duì)整個(gè)課程深入反思,做到課程中出現(xiàn)的問題以后不再發(fā)生,課中較好的方式繼續(xù)發(fā)揚(yáng),保證課程在教與學(xué)中逐漸提升。

最后一個(gè)環(huán)節(jié)即課程的考核,此課程為考試課。整個(gè)課程知識(shí)點(diǎn)較多,如測(cè)量種類就有近十種,每一種涉及到的設(shè)備種類也有幾種,由此下來,課程所涉及到知識(shí)點(diǎn)廣而散。所以在課程傳授中也需注意,重點(diǎn)講解、輕重結(jié)合,對(duì)每一次新內(nèi)容詳細(xì)講解,相似內(nèi)容則進(jìn)行分類,有重點(diǎn)、有層次。在考試考核方面,以客觀題為主,重在考查學(xué)生對(duì)測(cè)試技術(shù)的了解和與專業(yè)結(jié)合運(yùn)用及在以后從事相關(guān)工作時(shí)可以很快熟練。考試作為課程最后一個(gè)環(huán)節(jié),可加深學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握,最后環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)課程做到更好的傳授和學(xué)習(xí)。

4 結(jié)論

熱工測(cè)試技術(shù)課程作為能源與動(dòng)力工程的一門必選課,是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合課程。要掌握好一門課程,涉及到多方面的知識(shí)。本文通過對(duì)熱工測(cè)試技術(shù)課程進(jìn)行深入剖析,對(duì)教材選擇,教學(xué)過程中課前、課中、課后安排,課程內(nèi)容制作,任課教師和學(xué)生主觀能動(dòng)性,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與集中答疑和考試考核等方面進(jìn)行總結(jié)。當(dāng)今世界,智能化、多樣化、數(shù)字化的科技發(fā)展迅速,對(duì)學(xué)生的要求也日新月異,本課程即可以鞏固前期課程知識(shí)理論,同時(shí)也為后續(xù)專業(yè)課程奠定基礎(chǔ),培養(yǎng)鍛煉學(xué)生應(yīng)用測(cè)試技術(shù)解決現(xiàn)代工程技術(shù)能力。