韋慧玲

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，廣東 佛山 528000）

在智能制造大背景下，為了應(yīng)對(duì)新一輪的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，教育部于2017年在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)的高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)上提出了我國(guó)高等工程教育的新工科發(fā)展規(guī)劃綱要［1］。新工科將高等院校細(xì)分為了工科優(yōu)勢(shì)高校、地方院校以及綜合性高校。同年，在北京召開(kāi)的“新工科研究與實(shí)踐專家組成立暨第一次工作會(huì)議”［2］上指出，地方院校要與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)接，促進(jìn)地方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。2018年，教育部發(fā)布了首批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目。

盡管新工科建設(shè)對(duì)地方應(yīng)用型本科院校的工科人才提出了新的要求，但是地方高?，F(xiàn)有的工科人才培養(yǎng)體系還是存在一定的問(wèn)題［3-4］。尤其是跟地方產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的匹配度不高、適應(yīng)性不強(qiáng)，面向地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)的融入性不強(qiáng)。應(yīng)用型本科院校沒(méi)有根據(jù)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)、特征及其人才需求去調(diào)整教學(xué)活動(dòng)，優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃，導(dǎo)致人才培養(yǎng)計(jì)劃與產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人才需求等脫離［5］。在新工科建設(shè)背景下，地方高校應(yīng)當(dāng)緊跟地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展，主動(dòng)適應(yīng)地方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)傳統(tǒng)工科專業(yè)優(yōu)化升級(jí)，對(duì)接地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，為地方培養(yǎng)高質(zhì)量的綜合性技術(shù)人才，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》是機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)以及相關(guān)理工科專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是新工科背景下機(jī)器人、人工智能等新專業(yè)的核心課程，也是急需進(jìn)行教學(xué)改革探討的課程。該門課程理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，不僅有比較多的基礎(chǔ)概念，同時(shí)還需要進(jìn)行大量的理論計(jì)算，需要學(xué)生具有很好的高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理等基礎(chǔ)知識(shí)。目前，應(yīng)用型本科院校的《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)置普遍重理論輕實(shí)踐，實(shí)踐課時(shí)安排較少，學(xué)生反映對(duì)一些需要通過(guò)實(shí)踐加深理解的知識(shí)點(diǎn)掌握不到位，學(xué)生學(xué)習(xí)困難，教學(xué)效果不理想。為此，本文針對(duì)新工科背景下人才培養(yǎng)的要求，探討《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)方式方法改革，為地方應(yīng)用型本科院?！稖y(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)提供參考，為新工科人才培養(yǎng)提供思路。

一、《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》課程現(xiàn)狀分析

《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》主要包括信號(hào)的分類及頻譜分析、測(cè)試系統(tǒng)的基本特性、常用傳感器、信號(hào)變換及調(diào)理、隨機(jī)信號(hào)相關(guān)和功率譜分析、記錄及顯示儀、機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)等內(nèi)容。根據(jù)日常教學(xué)觀察和學(xué)生反饋，學(xué)生在學(xué)習(xí)該門課程時(shí)遇到不少問(wèn)題。下面分幾個(gè)方面進(jìn)行具體闡述。

一是教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理的問(wèn)題。從教學(xué)內(nèi)容總體上看，各個(gè)章節(jié)聯(lián)系不夠緊密，缺乏承上啟下的邏輯關(guān)系，給學(xué)生一種雜亂分散的感覺(jué)。同時(shí)，課程內(nèi)容側(cè)重于原理性介紹，理論性很強(qiáng)，涉及大量的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)困難重重。比如學(xué)習(xí)信號(hào)的分類及頻譜分析這一部分，大量的概念和知識(shí)點(diǎn)，又缺乏實(shí)際的應(yīng)用產(chǎn)品介紹，使得學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)缺乏感性認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)理論知識(shí)后不知如何應(yīng)用，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高。對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)的基本特性部分，學(xué)生反映該部分內(nèi)容概念繁多、公式推導(dǎo)冗長(zhǎng)、拉普拉斯變換難以理解、應(yīng)用計(jì)算煩瑣等，由于還沒(méi)有上實(shí)踐課和課堂虛擬仿真演示，學(xué)生對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性沒(méi)有感性的認(rèn)知。常用傳感器這部分內(nèi)容包括電阻、電容、電感、電磁、光電、新材料等多學(xué)科交叉知識(shí)。該部分內(nèi)容主要是介紹傳感器結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用。雖然學(xué)起來(lái)比較容易，學(xué)生也能明白各種傳感器的測(cè)量原理和應(yīng)用領(lǐng)域，但是由于實(shí)踐課的限制，學(xué)生還沒(méi)有具備應(yīng)用傳感器解決實(shí)際問(wèn)題的能力［6］。信號(hào)處理分析主要包括信號(hào)分類、頻譜分析、信號(hào)變換及調(diào)理、隨機(jī)信號(hào)相關(guān)、信號(hào)記錄和顯示等內(nèi)容［7］，這部分內(nèi)容包含大量的基礎(chǔ)概念和數(shù)學(xué)公式、圖像、電路電子等，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)普遍比較困難。而對(duì)于機(jī)械振動(dòng)測(cè)試與分析、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)這兩部分內(nèi)容，由于缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生難以真正理解現(xiàn)代測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)越性。以上這些理論知識(shí)目前的教學(xué)模式都是以教師講授為主，過(guò)程太空泛，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性都不高。

二是實(shí)踐與理論相脫離。在新工科背景下社會(huì)對(duì)工科人才的需求，《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》這門課程培養(yǎng)的人才應(yīng)該是掌握過(guò)硬的理論專業(yè)知識(shí)以及熟練的實(shí)際操作技能。然而，目前的課程設(shè)置中主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)比較薄弱，學(xué)生只是按照實(shí)驗(yàn)步驟要求去復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，卻沒(méi)有掌握實(shí)驗(yàn)的原理及其實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新創(chuàng)造思維。同時(shí)，理論課和實(shí)踐課安排不合理。目前的狀況是先上完34學(xué)時(shí)的理論課再上6學(xué)時(shí)的實(shí)踐課，導(dǎo)致理論和實(shí)踐完全脫離，學(xué)生無(wú)法理論聯(lián)系實(shí)際鞏固知識(shí)。而美國(guó)的大學(xué)是每周安排一次理論課和一次實(shí)踐課。其次，理論授課和實(shí)踐環(huán)節(jié)授課不是同一位老師，這就導(dǎo)致了實(shí)踐環(huán)節(jié)的老師無(wú)法了解學(xué)生理論知識(shí)的掌握程度，而理論課程的老師也無(wú)法了解學(xué)生的實(shí)操技能訓(xùn)練效果，直接導(dǎo)致學(xué)生、老師、課程三者無(wú)法構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng)，難以發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，無(wú)法根據(jù)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式方法，更加無(wú)法精確掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。最后，地方本科院校由于資金缺乏、場(chǎng)地有限、實(shí)驗(yàn)室不規(guī)范、測(cè)試技術(shù)教具不足等原因，嚴(yán)重壓縮了實(shí)踐課時(shí)。

三是課時(shí)安排不合理。《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》是一門理論+實(shí)踐的課程，總課時(shí)要充足同時(shí)理論課時(shí)與實(shí)操課時(shí)要平衡。當(dāng)前的課時(shí)安排是34理論課時(shí)加6課時(shí)實(shí)驗(yàn)課時(shí)。而美國(guó)的大學(xué)將《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》定位為實(shí)驗(yàn)課程，通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)提高學(xué)生的綜合能力，課時(shí)安排上是每周一次2小時(shí)的理論教學(xué)和3小時(shí)的實(shí)踐環(huán)節(jié)［8］。同時(shí)，目前測(cè)試技術(shù)發(fā)展迅速，新知識(shí)新方法新儀器不斷涌現(xiàn)，需要學(xué)習(xí)的新內(nèi)容越來(lái)越多，課時(shí)和教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重不匹配的問(wèn)題就會(huì)凸顯出來(lái)，急需解決。

另外，還存在其他一些問(wèn)題，比如目前測(cè)試技術(shù)教材種類比較多，選擇內(nèi)容多且深的教材對(duì)于地方本科院校學(xué)生來(lái)講學(xué)習(xí)起來(lái)難度比較大，容易打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。應(yīng)該根據(jù)地方本科院校的學(xué)生水平選擇合適教材，才能讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)不吃力。

二、《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)改革措施

針對(duì)以上出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理、重理論輕實(shí)踐、課時(shí)安排不合理等問(wèn)題，本文提出以下幾點(diǎn)改革措施，旨在提高《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。

針對(duì)教學(xué)內(nèi)容深淺不一，學(xué)生難以理解的問(wèn)題。思維導(dǎo)圖式案例教學(xué)結(jié)合線上慕課、精品課程等線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，通過(guò)線下線上相結(jié)合的教學(xué)模式應(yīng)該會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量。首先，通過(guò)一個(gè)案例授課，以解決實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，按照逆推思維，把一個(gè)完整的測(cè)試系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)組成、基本概念、工作原理、常用傳感器、信號(hào)分析、圖像顯示等大框架內(nèi)容傳輸給學(xué)生，然后再用思維導(dǎo)圖引導(dǎo)學(xué)生把更細(xì)的內(nèi)容不斷擴(kuò)充進(jìn)來(lái)，把知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)散，形成一棵主干清晰、層次分明、枝葉繁茂的知識(shí)樹(shù)。這樣學(xué)生就不會(huì)覺(jué)得知識(shí)點(diǎn)繁多雜亂，而是理解了知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯層次關(guān)系，更好掌握理解。同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生課后觀看慕課、精品課程等線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，及時(shí)對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，通過(guò)線上實(shí)驗(yàn)課程演示讓學(xué)生感性認(rèn)識(shí)信號(hào)的變化。同時(shí)，從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，給學(xué)生介紹一些新興的測(cè)試手段，比如無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、光電非接觸式檢測(cè)技術(shù)等，讓學(xué)生在掌握傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握更先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)原理及方法。

針對(duì)重理論輕實(shí)踐的問(wèn)題，提出增設(shè)《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》課堂虛擬仿真演示、實(shí)操調(diào)試等課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和技能訓(xùn)練手段，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐開(kāi)展測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用等措施，提高學(xué)生的課程參與度，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)操能力。充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)LabVIEW、MATLAB等虛擬軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)《測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》虛擬仿真演示，讓學(xué)生自己編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)的顯示和采集，提高學(xué)生的編程能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，理論課和實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)該是交叉進(jìn)行，每周上一次理論課和一次實(shí)踐環(huán)節(jié)，這樣學(xué)生把學(xué)到的理論知識(shí)在實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行鞏固加深，不明白的地方能及時(shí)跟老師交流溝通。

針對(duì)教學(xué)課時(shí)安排不合理的問(wèn)題，在參考國(guó)外大學(xué)的課時(shí)安排后，根據(jù)教材內(nèi)容要求，適當(dāng)調(diào)整理論課和實(shí)踐環(huán)節(jié)課時(shí)間分配，在保證老師有充足的時(shí)間把重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題解釋清楚，同時(shí)保證了實(shí)踐環(huán)節(jié)的時(shí)間，每個(gè)學(xué)生至少能把一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)際操作一遍，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。這樣，學(xué)生有足夠的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，把被動(dòng)接受老師的講授到主動(dòng)設(shè)計(jì)測(cè)試方案、選擇合適傳感器、采取適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施等，學(xué)生全程參與了實(shí)驗(yàn)，既加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，又鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、結(jié)論

本文針對(duì)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)目前存在的問(wèn)題進(jìn)行了歸納總結(jié)，提出了一些改革的措施。通過(guò)案例教學(xué)、慕課輔助、線上線下相結(jié)合的多元化課程教學(xué)模式和增加實(shí)踐課時(shí)、理論課程穿插實(shí)踐環(huán)節(jié)等教學(xué)方法，既能加深了學(xué)生對(duì)測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的理解，又能提高學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力?！稖y(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)探討，促進(jìn)我們不斷地進(jìn)行教學(xué)反思，跟上科技發(fā)展的腳步，不斷調(diào)整教學(xué)方式方法，培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的高質(zhì)量新工科人才。教學(xué)改革是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要不斷探索與實(shí)踐。