現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)新模式的探索與實(shí)踐

玄冠濤 邵園園

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院 山東泰安 271018

現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)新模式的探索與實(shí)踐

玄冠濤 邵園園

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院 山東泰安 271018

針對現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，搭建理論與實(shí)踐一體的網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)環(huán)境，進(jìn)行“體驗(yàn)式教學(xué)”，實(shí)現(xiàn)了多樣化教學(xué)、實(shí)物化教學(xué)、多學(xué)科綜合教學(xué)等各種教學(xué)方法的探索和實(shí)踐，完成了理論與實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一，這種新的教學(xué)模式是現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)改革的有益嘗試，有效地提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量和水平。

現(xiàn)代測試技術(shù)；體驗(yàn)式教學(xué)；改革

1 現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)的特點(diǎn)

現(xiàn)代測試技術(shù)是我國高校工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，著重介紹不同的測試原理和方法，以及利用各種各樣的測試儀器實(shí)現(xiàn)對測試信號的分析和處理，是一門理論性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。長久以來，在現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)中，學(xué)生總是感覺測試原理非常深奧、枯燥而又難以理解，對不同的測試儀器缺乏感性的認(rèn)識，也不了解其具體的應(yīng)用，因此學(xué)習(xí)起來十分困難，慢慢也就沒有了興趣，嚴(yán)重影響了課堂教學(xué)的效果。增加學(xué)生的動手實(shí)踐，當(dāng)然會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，但如果單獨(dú)加大實(shí)踐教學(xué)，則又受到課程教學(xué)總量的限制，理論和實(shí)踐脫節(jié)，不能有效提高教學(xué)質(zhì)量，而且隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，學(xué)生越來越多，教學(xué)儀器的數(shù)量和實(shí)驗(yàn)場地等也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)踐教學(xué)的需要。

對此，我們提出了“體驗(yàn)式教學(xué)”，在教室中引入虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，此時(shí)的教室不只是一個(gè)課堂，更是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的“虛擬實(shí)驗(yàn)室”，在課堂中不但能完成理論教學(xué)，還能在虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺上進(jìn)行理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。

2 現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)的改革與實(shí)踐

2.1 搭建理論與實(shí)踐一體的網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)環(huán)境

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要以理論教學(xué)為主，采用“滿堂灌”的教學(xué)模式，盡管現(xiàn)在多媒體課件的使用大大改善了課堂教學(xué)效果，但也無法同步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和實(shí)踐動手能力。與傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備相區(qū)別，虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺采用純軟件化的結(jié)構(gòu)，安裝和使用方便，便于在課堂中利用現(xiàn)有的多媒體教學(xué)系統(tǒng)，搭建理論與實(shí)踐一體的網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐一體教學(xué)，也便于教師和學(xué)生間的互動教學(xué)，這種新的教學(xué)模式不但增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，更主要的是可在較短時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和實(shí)踐動手能力，是現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)改革的有益嘗試。

2.2 現(xiàn)代測試技術(shù)理論的多樣化教學(xué)

現(xiàn)代測試技術(shù)理論的公式、圖表很多，學(xué)生感到非常深奧很難理解。采用課堂板書可以加深學(xué)生對相關(guān)理論的印象，易于實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的教學(xué)同步。但過于依靠板書將花費(fèi)過多的時(shí)間，課堂上的教學(xué)內(nèi)容將受到很大限制，學(xué)生會感到枯燥和厭倦，因此，利用多媒體課件圖文并茂的特點(diǎn)，重點(diǎn)和難點(diǎn)的地方采用圖片、動畫的形式來幫助學(xué)生理解和記憶，可取得較好的課堂效果。同時(shí)，為進(jìn)一步提高教學(xué)效果，在課堂借助虛擬儀器將這些理論知識進(jìn)行可視化表達(dá)，將測試技術(shù)理論形象生動地展示在學(xué)生面前，加深學(xué)生對理論知識的認(rèn)識和理解。例如，學(xué)生通過信號合成與分解虛擬實(shí)驗(yàn)(如圖1所示)，可以深刻領(lǐng)會傅立葉變換的內(nèi)涵，了解其工程意義，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動力。

圖1 波形合成與分解虛擬實(shí)驗(yàn)

2.3 基于多媒體系統(tǒng)測試資源的實(shí)物教學(xué)

在課堂教學(xué)中，課程的實(shí)物教學(xué)一直困擾著廣大教學(xué)工作者。教室里空間有限，攜帶實(shí)物進(jìn)入課堂也很不方便，而且還要受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，如動力供應(yīng)、試樣制備等。針對現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)的特點(diǎn)，現(xiàn)有的多媒體系統(tǒng)測試資源為其開展實(shí)物教學(xué)提供了很大的便利。例如，圖2是利用計(jì)算機(jī)聲卡開發(fā)的信號發(fā)生器?；诙嗝襟w系統(tǒng)測試資源的實(shí)物教學(xué)方法不但使教師的講課更加生動、有趣，學(xué)生也更容易理解課堂上傳感器和測試系統(tǒng)部分的原理、方法和應(yīng)用。而且課下學(xué)生也可以在電腦上自己動手設(shè)計(jì)和開發(fā)小測量裝置，在實(shí)踐中將所學(xué)的知識融會貫通，培養(yǎng)自己分析和解決問題的能力。

圖2 基于計(jì)算機(jī)聲卡的信號發(fā)生器

2.4 理論聯(lián)系實(shí)踐的多學(xué)科綜合教學(xué)

為了加深對現(xiàn)代測試技術(shù)理論及應(yīng)用的認(rèn)識和理解，進(jìn)行多學(xué)科綜合教學(xué)的嘗試，打通與大學(xué)數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、機(jī)械設(shè)計(jì)、單片機(jī)等專業(yè)課程之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)課程之間的理論糅合，并使之應(yīng)用于工程實(shí)踐，從而開闊學(xué)生的學(xué)術(shù)眼界，提高學(xué)生的思維和動手能力。在現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)中聯(lián)系工程實(shí)際，虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺中集成了齒輪箱振動故障振診斷、汽車發(fā)動機(jī)噪聲分析等16個(gè)工程測量實(shí)例，學(xué)生可以通過這些實(shí)例的虛擬儀器仿真進(jìn)一步理解工程開發(fā)的全過程，為以后走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。圖3是轉(zhuǎn)子的軸心軌跡測量。

圖3 轉(zhuǎn)子的軸心軌跡測量

3 結(jié)束語

為提高現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)水平和質(zhì)量，在課堂教學(xué)中引入可重構(gòu)虛擬儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，搭建網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行了各種教學(xué)方法和教學(xué)實(shí)踐的探索，使現(xiàn)代測試技術(shù)課程中的理論分析變得有趣而又容易理解，實(shí)物化教學(xué)讓傳感器和測試系統(tǒng)變得具體和生動，多學(xué)科綜合教學(xué)提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)課程知識融會貫通，更重要的是教會了學(xué)生思維的方法，提高了學(xué)習(xí)的能力，課程教學(xué)質(zhì)量和效果得到很大提高。

[1] 何嶺松,張登攀,賴紅.可重構(gòu)虛擬儀器系統(tǒng)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2005,9:78-81.

[2] 熊詩波,黃長義.機(jī)械工程現(xiàn)代測試技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

Exploration and practice of modern testing technology course teaching new model

Xuan Guantao, Shao Yuanyuan
Shandong agricultural university, Tai'an, 271018, China

According to the problems existing in modern testing technology course teaching, a network teaching environment is built by integrating the theory and practice, which can carry "experience teaching", and can realize the diversification of teaching, physical, multidisciplinary teaching, exploration and practice of other teaching method, has completed the unif cation of theory and practice teaching, this new teaching mode of modern testing technology effectively improves the teaching quality and level.

modern testing technology; experience teaching; reform

2011-07-24

玄冠濤，博士，講師。邵園園，碩士，講師。