測試技術(shù)實驗教學(xué)改革的研究與實踐

徐巧玉 蔡海潮 尚振東 武充沛 楊建璽

摘 要:測試技術(shù)是一門知識面寬、理論性與實踐性都很強的課程。針對實驗教學(xué)中存在問題,提出了對實驗教學(xué)的內(nèi)容、方法進行改革的措施,并在教育教學(xué)實踐中運用,取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞:測試技術(shù) 實驗教學(xué)

測試技術(shù)是一門實踐性很強的課程。實驗教學(xué)不僅是該課程理論教學(xué)的補充,也是學(xué)生理論聯(lián)系實際和綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,社會對人才的要求越來越高,不僅需要具有扎實的理論知識和技能,還需要有一定的創(chuàng)新能力[1]。因此,加強學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)成為測試技術(shù)實驗教學(xué)改革的方向。

一、目前測試技術(shù)實驗教學(xué)存在的問題

1.經(jīng)典、驗證型實驗過多

由于實驗設(shè)備陳舊匱乏,實驗手段落后,目前的實驗環(huán)節(jié)主要停留在理論知識的驗證上,這實際上是理論教學(xué)的一種延續(xù)。又由于學(xué)生普遍感到測試技術(shù)課程知識抽象難懂,而驗證型實驗占據(jù)主導(dǎo)地位的實驗教學(xué)造成學(xué)生動腦動手機會又少,對實驗興趣不大,缺乏求知欲和探索欲[2-3]。

2.對學(xué)生束縛過多

教師把實驗的內(nèi)容、操作方法與步驟、報告格式甚至每一步得到什么結(jié)果等都寫得一清二楚,學(xué)生完全是在教師設(shè)定的范圍內(nèi)機械地完成操作,缺少主動積極的思考,最終仍然不明白為什么要這樣子去做,束縛了學(xué)生的獨立思維和能動性,不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.實驗成績評定不合理

以往的實驗成績,多根據(jù)實驗報告的優(yōu)劣評定,這樣有失公允,造成了學(xué)生實驗成績與實驗表現(xiàn)、實驗?zāi)芰Σ幌喾默F(xiàn)象,影響了學(xué)生參與實驗的主動性和積極性,降低了學(xué)生參與實驗的興趣,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力和綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

二、深化測試技術(shù)實驗教學(xué)改革的探索

1.改革測試技術(shù)實驗教學(xué)體系

測試技術(shù)是一門多學(xué)科交叉、理論性與實踐性都很強的綜合應(yīng)用型技術(shù)學(xué)科。該學(xué)科在理論課程改革的同時,實驗教學(xué)也配合其目標和要求進行了相應(yīng)的改革。首先,學(xué)校對實驗室進行了改建并購置了先進的實驗設(shè)備,如:韓國FESTECH公司的傳感器實訓(xùn)系統(tǒng)、數(shù)字式測試儀器儀表、美國NI公司的虛擬儀器系統(tǒng)、計算機動態(tài)測試系統(tǒng)等。其次,在實驗教學(xué)過程中,樹立新的教育理念,改變以往測試技術(shù)實驗教學(xué)僅僅是為了讓學(xué)生驗證某測量控制原理的正確和學(xué)會使用某種工具軟件的做法,以提高學(xué)生綜合素質(zhì)為目的,不斷改進教育方法,從實驗預(yù)習、操作過程、實驗報告填寫多角度進行考核,積極發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,讓學(xué)生大膽嘗試、大膽設(shè)想、大膽實踐,將學(xué)生從依賴者轉(zhuǎn)變?yōu)楠毩⒌牟僮髡吆蛯W(xué)習者,真正把創(chuàng)新精神融入教學(xué)中。

2.改革測試技術(shù)實驗教材

根據(jù)測試技術(shù)實驗教學(xué)目標要求,結(jié)合新購置的實驗設(shè)備,重新編寫了實驗教學(xué)大綱,并對實驗指導(dǎo)書的內(nèi)容進行了改革。由過去以教師為主體、實驗指導(dǎo)書規(guī)定操作程序及詳盡細節(jié)的做法,改變?yōu)橐詫W(xué)生為主體,圍繞學(xué)生參與、啟發(fā)學(xué)生獨立思維、創(chuàng)新思維為中心的做法。改革后的教材重點提出了實驗項目的目的、要求、注意事項、實驗分析總結(jié)編寫要求以及在后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)中再學(xué)習再實踐的相關(guān)知識內(nèi)容、目的、要求;編入常用儀器設(shè)備操作要領(lǐng)與注意事項,實驗中可能出現(xiàn)的問題及排除方法等;而實驗方案則要求學(xué)生在實驗前自己設(shè)計,然后依據(jù)自己的實驗方案進行實驗,根據(jù)實驗中存在的問題不斷地修改完善方案,最終達到實驗?zāi)康摹＿@種做法給學(xué)生充分的想象空間和發(fā)揮余地,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習積極性和創(chuàng)新欲望。

3.改革測試技術(shù)實驗教學(xué)方法

(1)全方位、多層次教學(xué)。在測試技術(shù)實驗教學(xué)過程中,按照驗證性實驗、設(shè)計性實驗、綜合性實驗依次遞進組織實驗教學(xué)內(nèi)容。在實驗項目上,減少理論驗證型實驗,增加綜合型、設(shè)計型實驗。測試技術(shù)知識主要有傳感器及其檢測技術(shù)和信號處理技術(shù)兩大部分組成。新購置的傳感器實訓(xùn)系統(tǒng)和動態(tài)測試系統(tǒng)可以提供幾十項理論驗證和設(shè)計型實驗項目,學(xué)生可依據(jù)自己的興趣自主選擇某個實驗項目。在實驗方法上,則要求學(xué)生在了解實驗?zāi)康暮鸵蟮幕A(chǔ)上,自己設(shè)計實驗方案(包括傳感器、調(diào)理電路的選擇和操作程序設(shè)計),自行完成測試系統(tǒng)的構(gòu)建、實驗數(shù)據(jù)的處理和編寫實驗報告等,同時還要求學(xué)生針對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題進行分析思考,并寫出分析報告。通過在設(shè)計實驗方案和操作過程中,培養(yǎng)了學(xué)生的獨立思考能力,尤其是創(chuàng)新思維意識,使得對課堂知識的理解能力得到了很大提高,對課程要求的常見物理機械參數(shù)檢測方法有了較深刻的感性認識,理論與實踐相結(jié)合的思維方法和動手能力也得到了鍛煉。

(2)學(xué)生參與科研。為給學(xué)生提供創(chuàng)新意識的培養(yǎng)平臺,教師積極申報縱向科研課題,主動聯(lián)系橫向科研項目,給學(xué)生創(chuàng)造參與科學(xué)研究的機會。近幾年,先后申請并獲得立項的科研課題四項,其中省科技廳2項,省技術(shù)監(jiān)督局1項,橫向課題1項。省科技廳項目“鐵路貨車滾動軸承不拆解故障診斷”和“水泥生產(chǎn)過程控制儀表計量檢定系統(tǒng)”、省技術(shù)監(jiān)督局“水泥生產(chǎn)配料秤動態(tài)標準規(guī)范”、某公司的“微小型軸承啟動摩擦力矩測量計”研制,為學(xué)生參與科學(xué)研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。幾個縱橫向科技研發(fā)課題的立項,給學(xué)生創(chuàng)造自己動手,自己研究的平臺,學(xué)生可利用課余時間參與研發(fā)活動,如獲得省大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”獎的項目就是在科研課題的平臺上應(yīng)運而生的,學(xué)生利用暑假參加“鐵路貨車滾動軸承不拆解故障診斷研究”課題的室內(nèi)實驗,與相關(guān)研究生一起,設(shè)計實驗方案,測取實驗數(shù)據(jù),對測取信號進行實時分析處理,在涉及測試技術(shù)課程全部內(nèi)容的科學(xué)實驗工程中,提高學(xué)生自己綜合應(yīng)用科學(xué)知識的能力。

4.改革學(xué)生實驗成績評定方法

改革課程考核方法,增加實踐教學(xué)環(huán)節(jié)在該課程考核中的加權(quán)值,綜合評定學(xué)生實驗成績。實驗教學(xué)在很大程度上促進了學(xué)生理論知識與實踐知識的融合。但以往的實驗成績,多根據(jù)實驗報告的優(yōu)劣評定,這樣有失公允,從而造成學(xué)生實驗成績與實驗表現(xiàn)、實驗?zāi)芰Σ幌喾默F(xiàn)象,其結(jié)果必然影響學(xué)生參與實驗的主動性和積極性,降低學(xué)生參與實驗的興趣,不利于學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力的培養(yǎng)。為此我們制定了《實驗教學(xué)考核表》,由指導(dǎo)教師依據(jù)每個學(xué)生在實驗過程中的表現(xiàn)及其他指標,實時給出評定成績。

在學(xué)生實驗成績評定時非常注重保護學(xué)生的創(chuàng)新激情。對于獨立思考的和針對某個工程問題提出新的解決辦法(盡管這種辦法可能是錯誤的或不合適的)的學(xué)生予以表揚[4],而且該學(xué)生的本次實驗成績?nèi)钥稍u定為較高的分數(shù)。

三、實踐效果

上述研究成果經(jīng)3年的教育教學(xué)實踐,取得了顯著效果,學(xué)生的實踐能力和動手能力得到明顯提高。學(xué)生對改革措施普遍歡迎,滿意度大幅度提高。

學(xué)生參加校內(nèi)、外各種課外科技制作活動,在全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、河南省和全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”等省級以上大賽中獲獎15項,在《機器人技術(shù)與應(yīng)用》《礦山機械》等期刊上發(fā)表科技論文3篇。

參考文獻

[1]黃勇.“農(nóng)機測試技術(shù)”實驗教學(xué)改革的探討[J].實驗室研究與探索,2007,26(1):103-105.

[2]李孟源,尚振東. 強化測試技術(shù)實踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2007,(11):115-116.

[3]吳世雄,王成勇.“機械工程測試技術(shù)”教學(xué)改革的探索[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2007,7:108-109

[4]倪哲明,王力耕.融研究于基礎(chǔ)教學(xué),置創(chuàng)新于實踐環(huán)節(jié)[J].高等工程教育研究,2007,1.