應(yīng)用型本科院?！豆こ虦y(cè)試技術(shù)》課程教學(xué)改革的探討

李琳 周靖

摘要：《工程測(cè)試技術(shù)》作為機(jī)械類的專業(yè)課，課程內(nèi)容既有較強(qiáng)的理論性，又有大量的實(shí)踐內(nèi)容，具有一定的學(xué)習(xí)難度。為提高本課程教學(xué)質(zhì)量，本教研小組對(duì)目前的教學(xué)現(xiàn)況進(jìn)行研究，提出從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和實(shí)踐教學(xué)三個(gè)角度的改革措施，經(jīng)過實(shí)踐取得較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)試技術(shù);課程;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）36-0092-02

國家高等教育綱要中提出，想要培養(yǎng)良好的應(yīng)用型人才，需要提高人才自身的社會(huì)適應(yīng)能力以及未來就業(yè)和創(chuàng)業(yè)的能力。在這一思想的指導(dǎo)下，結(jié)合應(yīng)用型本科院校特點(diǎn)，相關(guān)課程的教學(xué)必須朝著“應(yīng)用型”進(jìn)行改革，解決教學(xué)中出現(xiàn)的問題，培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

《工程測(cè)試技術(shù)》課程是機(jī)械工程類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，集成高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電工和電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)等多學(xué)科，是一門交叉、綜合性的專業(yè)課程。該課程具有學(xué)科面廣、理論分析多、實(shí)驗(yàn)操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用日益重要，《工程測(cè)試技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)越來越重要。但是，由于應(yīng)用型本科院校學(xué)生的基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)本課程的過程中，對(duì)于信號(hào)的時(shí)域、頻域等概念，信號(hào)的調(diào)制解調(diào)及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析等內(nèi)容，學(xué)生普遍反映理解難度大。思維方式難適應(yīng)。隨著課程開展，學(xué)生將逐漸跟不上課程進(jìn)度，喪失對(duì)課程的興趣。作為本課程的授課教師，針對(duì)目前教學(xué)過程中的現(xiàn)狀與不足，嘗試進(jìn)行教學(xué)探索，力求建立適應(yīng)應(yīng)用型教學(xué)目標(biāo)的課程教學(xué)體系。

一、《工程測(cè)試技術(shù)》教學(xué)現(xiàn)狀分析

本課程教學(xué)過程中，筆者詳細(xì)研究了教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，具體表現(xiàn)為：

1.先修課程基礎(chǔ)薄弱?！豆こ虦y(cè)試技術(shù)》是一門交叉學(xué)科的綜合性課程，涉及先修課程較多。其中，對(duì)于高等數(shù)學(xué)、信號(hào)分析等課程內(nèi)容的難度要求大，大多數(shù)學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)的傅里葉變換等內(nèi)容或當(dāng)時(shí)沒有掌握或遺忘，這就影響本課程的講授過程。如果學(xué)生不能積極進(jìn)行先修課程的再學(xué)習(xí)，隨著課程的展開，學(xué)生將逐漸跟不上授課進(jìn)度，失去學(xué)習(xí)興趣。

2.教學(xué)內(nèi)容枯燥。在《工程測(cè)試技術(shù)》課程教學(xué)中，基本理論和原理授課仍是教學(xué)重點(diǎn)，與本課程的相關(guān)實(shí)踐案例較少，學(xué)生在聽課過程中普遍反映課程內(nèi)容抽象枯燥，難以理解，理論知識(shí)深?yuàn)W，缺乏學(xué)習(xí)的實(shí)物對(duì)象，工程案例缺乏，使得課程理論和實(shí)際脫軌。這與應(yīng)用型院校的教學(xué)目標(biāo)相悖，教學(xué)改革勢(shì)在必行。

3.教學(xué)方式落后。由于實(shí)驗(yàn)條件限制，在這樣一門實(shí)驗(yàn)l生的科學(xué)課程授課過程中，仍以課堂理論教學(xué)為主，教師講授為主，學(xué)生被動(dòng)聽課。課程的啟發(fā)性和互動(dòng)性不夠，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

另外，由于本課程為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的內(nèi)容，較多的理論知識(shí)通過文字和圖片的形式學(xué)習(xí)，學(xué)生仍感覺較難理解。

二、《工程測(cè)試技術(shù)》教學(xué)改革研究

就上述課程教學(xué)現(xiàn)狀分析，有針對(duì)性地對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行改革，教改內(nèi)容主要集中在以下方面：教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容等。

1.教學(xué)內(nèi)容改革?！豆こ虦y(cè)試技術(shù)》的教學(xué)內(nèi)容包括測(cè)試信號(hào)的時(shí)域和頻域描述、傳感器的原理以及測(cè)試技術(shù)應(yīng)用三部分。目前，教材在編寫體系上缺乏統(tǒng)一性，內(nèi)容安排和章節(jié)順序差異性很大，針對(duì)應(yīng)用型培養(yǎng)目標(biāo)的教材不多，與應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)還有差距。因此，在本課程教學(xué)小組的共同探討下，優(yōu)化教學(xué)體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容編排，使學(xué)生從宏觀上建立起測(cè)試系統(tǒng)的整體概念，按照測(cè)試過程的工作流程進(jìn)行學(xué)習(xí)。首先，介紹測(cè)試系統(tǒng)的概念和結(jié)構(gòu)，通過對(duì)生活以及工程的測(cè)試實(shí)例分析，激發(fā)學(xué)生對(duì)測(cè)試課程的興趣。接下來，按照測(cè)試流程對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行講述，從“測(cè)試對(duì)象——信號(hào)的分類和描述”開始，到與信號(hào)直接聯(lián)系的“信號(hào)采集裝置——傳感器技術(shù)”，將傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理和傳輸，然后進(jìn)行信號(hào)的分析與處理，最后進(jìn)行機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建。

由于應(yīng)用型本科教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)與研究型大學(xué)不同，需要突出課程的實(shí)踐性和應(yīng)用性，對(duì)于《工程測(cè)試技術(shù)》這門實(shí)驗(yàn)科學(xué)來說，除了對(duì)基本理論知識(shí)的敘述外，內(nèi)容要突出“工程化”和“實(shí)例化”，以教學(xué)內(nèi)容理解案例，以案例為載體幫助學(xué)生理解理論，按照“提出問題—分析問題—解決問題”的思路安排每章的內(nèi)容講述，課程涉及多個(gè)典型的機(jī)電系統(tǒng)測(cè)試綜合案例，通過對(duì)工程設(shè)計(jì)問題的分析進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.教學(xué)方法改革。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式以多媒體為中心，輔助板書等多種方法，課堂以教師為主體掌握教學(xué)進(jìn)度。這種方法對(duì)《工程測(cè)試技術(shù)》來說，并不利于學(xué)生理解相應(yīng)理論，被動(dòng)地接受式學(xué)習(xí)也影響了學(xué)習(xí)積極性，不利于教學(xué)開展。因此，在本課程教學(xué)過程中，首先要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)對(duì)課程的興趣。為了達(dá)到這個(gè)目的，授課過程中從大量生活實(shí)例出發(fā)，如課堂教學(xué)中使用的麥克風(fēng)對(duì)聲音信號(hào)的采集和處理，滑動(dòng)變阻器用于傳感器將位移信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，收音機(jī)在調(diào)臺(tái)中的調(diào)制解調(diào)工作原理等，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和愛好。授課過程中設(shè)置某些“開放性題目”，利用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，在開展課堂討論的過程中幫助學(xué)生思考和理解理論內(nèi)容，同時(shí)提供多角度思考問題、多手段解決問題的機(jī)會(huì)。

這種圍繞工程實(shí)例進(jìn)行課堂討論的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，既能充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，著重培養(yǎng)學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)新性，達(dá)到獨(dú)立分析問題和解決問題的水平。

課堂教學(xué)中，充分運(yùn)用多媒體課件、Labview、Mat-lab軟件等，通過軟件的仿真分析得到形象的動(dòng)態(tài)波形，方便學(xué)生對(duì)較難理解的時(shí)域、頻域等概念有一個(gè)直觀的對(duì)比分析。對(duì)于數(shù)字化過程中某些基本概念利用Flash動(dòng)畫或仿真結(jié)果的動(dòng)態(tài)顯示，輔助講解，引導(dǎo)學(xué)生理解抽象概念，提高教學(xué)效果。

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革。傳統(tǒng)的《工程測(cè)試技術(shù)》實(shí)驗(yàn)采用傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行各類傳感器的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，采用多種傳感器對(duì)位移、力、溫度、振動(dòng)等物理量進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量電路由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)內(nèi)部集成完畢，學(xué)生能夠自主設(shè)計(jì)和連接的部分較少，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的興趣不大。而且，由于傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的敏感性等，測(cè)量結(jié)果誤差較大，對(duì)于驗(yàn)證理論結(jié)果意義不大。另外，封閉的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和工程應(yīng)用的測(cè)量技術(shù)差距較大，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力作用不大。

為使課程學(xué)習(xí)能夠真正應(yīng)用于工程實(shí)踐，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行一定的改革：增加計(jì)算機(jī)仿真處理內(nèi)容;實(shí)驗(yàn)通過傳感器采集各類信號(hào)并傳輸?shù)诫娔X設(shè)備;利用虛擬儀器軟件Labview進(jìn)行信號(hào)的后續(xù)處理并輸出。這種實(shí)驗(yàn)方式彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)僅僅包含傳感器應(yīng)用的單一形式，將整個(gè)測(cè)試過程從信號(hào)采集到處理都進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性和完整性。

三、總結(jié)

《工程測(cè)試技術(shù)》課程作為機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，學(xué)習(xí)效果影響學(xué)生對(duì)專業(yè)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)興趣。而該課程難度大、抽象概念多的問題，通過傳統(tǒng)的教學(xué)方式實(shí)現(xiàn)的教學(xué)效果并不理想。因此，在多年的授課經(jīng)驗(yàn)下，對(duì)本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行研究和探討，提出更適應(yīng)應(yīng)用型本科院校的方法，經(jīng)過對(duì)本方法的教學(xué)實(shí)踐，得到較好的教學(xué)效果。