提高測試技術(shù)課程質(zhì)量的教學(xué)實(shí)踐

楊文志

摘 要：將實(shí)例融入到教學(xué)各個(gè)知識點(diǎn)中，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考問題，深入淺出，突出重點(diǎn)。強(qiáng)化各知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，學(xué)會(huì)融會(huì)貫通。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：測試技術(shù) 教學(xué)質(zhì)量 實(shí)踐

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-02

《電子測試技術(shù)》是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有多學(xué)科交叉、知識面廣、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，隨著科技不斷發(fā)展和市場的需要，測試技術(shù)所包涵的內(nèi)容也在不斷擴(kuò)展，與其他學(xué)科的交叉越來越多。課程總學(xué)時(shí)40，其中實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)。課堂教學(xué)只有28學(xué)時(shí)。教學(xué)難度大，學(xué)生學(xué)習(xí)起來有一點(diǎn)內(nèi)蒙古困難。經(jīng)過多年的持續(xù)不斷思考并探索，測試技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量取得了一定的效果。

1 實(shí)例教學(xué)貫穿始終

緊密結(jié)合科研實(shí)際，實(shí)例教學(xué)貫穿課程的始終。在講授各章節(jié)中盡量結(jié)合測試實(shí)例，特別是自己親身經(jīng)歷的科研活動(dòng)，把實(shí)際測試技術(shù)原理和知識與課堂講授結(jié)合起來。充分挖掘20多年來對外開展的測試工作的資源，把最具代表性的測試實(shí)例講好。例如先后開展過多次連鑄結(jié)晶器振動(dòng)特性的測量與分析實(shí)際項(xiàng)目，在講解電感式傳感器時(shí)把該例子融入到其中，收到良好的效果。講授實(shí)例中要解決什么問題，采用什么測試方法和原理，傳感器和測試裝置如何選擇，性能指標(biāo)怎樣？顯示記錄儀器如何構(gòu)成，測試中出現(xiàn)過什么情況，是什么原因造成的。在講授應(yīng)變測量、振動(dòng)測量原理時(shí)，結(jié)合科研活動(dòng)列舉了許多具體的現(xiàn)場測試實(shí)例。在講授溫度測量、壓力測量、流量測量、速度測量時(shí)，詳細(xì)講解了在化工廠開展科研工作中相關(guān)的測試原理、方法等內(nèi)容。通過結(jié)合實(shí)際測試講授，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，擴(kuò)大了學(xué)生們的知識面，增大課堂的信息量。使學(xué)生感到學(xué)有所用、理論聯(lián)系實(shí)際，有利于學(xué)生完整、準(zhǔn)確、系統(tǒng)理解課程內(nèi)容。講授原理時(shí)盡量輔助以身邊的例子。在講解信號的頻域結(jié)構(gòu)圖時(shí)，舉例人類聲音的頻率結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生思考男生和女生的聲音頻率結(jié)構(gòu)有何不同？張三與李四聲音的頻率差異；在講解二階系統(tǒng)的幅頻特性時(shí)，為學(xué)生演示了實(shí)驗(yàn)裝置：一彈簧下端掛一質(zhì)量塊，手抓住彈簧的上端慢慢上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，觀察質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，當(dāng)上下運(yùn)動(dòng)頻率加快時(shí)，彈簧的質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)位移逐漸變小直到相對大地靜止不動(dòng)。因此，學(xué)生對二階系統(tǒng)幅頻特性原理的理解更加深刻。

2 深入淺出，突出重點(diǎn)

測試技術(shù)課程內(nèi)容龐雜，概念繁多，知識面廣，學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)起來比較困難。如何使學(xué)生盡快進(jìn)入測試技術(shù)課程的學(xué)習(xí)當(dāng)中？如何激發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣？講授緒論時(shí)先從機(jī)械加工、制造、生產(chǎn)、監(jiān)控等方面來引出測試、測試技術(shù)的概念，列舉測試技術(shù)在以下幾方面的應(yīng)用：機(jī)械設(shè)備技術(shù)改造；現(xiàn)代化生產(chǎn)過程；數(shù)控加工；機(jī)械動(dòng)平衡；設(shè)備故障診斷；機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測等。在此基礎(chǔ)上，引出測試技術(shù)課程的主線（也是課程要逐步講授的內(nèi)容）即：

被測參數(shù)→信號拾?。▊鞲衅鳎??→信號轉(zhuǎn)換、調(diào)理??→信號顯示、記錄、存儲??→信號分析→信息提取。

結(jié)合上述流程說明信息與信號的關(guān)系。為獲取信息，首先必須正確認(rèn)識和描述信號。借助數(shù)學(xué)工具對信號在時(shí)間域、頻率域等方面提取信號中有用信息，即反映信號特征的信息。按照課程主線，逐步介紹各環(huán)節(jié)作用以及各環(huán)節(jié)的關(guān)系。緊接著提出：為了衡量各測試環(huán)節(jié)完成相應(yīng)工作的能力，必須有評價(jià)體系，即：測試環(huán)節(jié)的基本特性，包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性兩方面。通過這樣講解，學(xué)生較完整清晰地認(rèn)識該課程的框架結(jié)構(gòu)，了解各部分的作用及各部分內(nèi)在的聯(lián)系，從而對該課程形成全局、整體、聯(lián)系的學(xué)習(xí)觀，為相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

測試技術(shù)課程教學(xué)的目的是使學(xué)生掌握測試技術(shù)的基本原理、基本方法、基本概念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力以及分析問題、解決問題和工程應(yīng)用的能力，為此在教學(xué)內(nèi)容上要緊緊圍繞這目標(biāo)進(jìn)行。例如：在常用傳感器一章中，包括了許多種類的傳感器，教學(xué)中選擇機(jī)械工程應(yīng)用廣泛的三種不同的傳感器，即：應(yīng)變式傳感器、電感式傳感器、加速度傳感器來講授，其余常用傳感器的原理及應(yīng)用做簡單的介紹，留給學(xué)生自學(xué)。

信號變換、分析處理是該課程的難點(diǎn)，用到許多工程數(shù)學(xué)知識，理論性很強(qiáng)，因而理解、掌握起來有一定難度。在組織這部分內(nèi)容的教學(xué)時(shí)，重點(diǎn)講授概念、原理以及在工程中的應(yīng)用，對于復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式只講推導(dǎo)思路，不進(jìn)行具體推導(dǎo)。

3 生動(dòng)形象激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

開展討論式授課方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性。教學(xué)是“教”與“學(xué)”的雙向活動(dòng)，在教學(xué)中不僅要重視教師“教”的方面，還必須發(fā)揮學(xué)生“學(xué)”的功能。授課中經(jīng)常對公式的工程意義、圖形曲線表達(dá)的含義、知識點(diǎn)的相互聯(lián)系等方面多問學(xué)生幾個(gè)為什么，從而激發(fā)學(xué)生的思考，通過教師引導(dǎo)、學(xué)生思考、師生討論等方式讓學(xué)生們逐漸領(lǐng)悟知識，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)思考問題，把分散零亂的知識相互聯(lián)系起來，形成一個(gè)知識網(wǎng)，使所學(xué)知識更加牢固。實(shí)際上授課過程中教師需要及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，建立起師生溝通的渠道，以便及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)程和方法。過去強(qiáng)調(diào)教的方面而忽視學(xué)生接受知識的感受，忽視課堂的互動(dòng)，造成學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)，結(jié)果是教學(xué)效果大打

折扣。

講授方法上避免照本宣讀，要為學(xué)生留有思考的空間。從問題的引出、原理方法的敘述以及內(nèi)容的過度等環(huán)節(jié)上，引導(dǎo)學(xué)生的思路，慢慢領(lǐng)悟知識，不急于一下點(diǎn)破“窗戶紙”。同時(shí)要求學(xué)生做好課堂筆記，定期檢查筆記作為學(xué)生平時(shí)成績的重要依據(jù)。鼓勵(lì)學(xué)生對理解不好的內(nèi)容或有疑問的部分做好記錄，也包括實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，在每章講授結(jié)束后留出一定的時(shí)間答疑，學(xué)生可以寫在紙上或直接提問，將學(xué)生提出的所有問題匯總并分類后向全體學(xué)生逐一解答，擴(kuò)大收益范圍。

4 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力

測試技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，通過實(shí)驗(yàn)課，加深對課堂內(nèi)容的理解，鞏固已學(xué)到的理論知識；同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力。該課程在我校課程的總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)所占比例較大，必須抓好實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)。首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容涵蓋本課程的主要知識點(diǎn)，包括：信號的頻譜分析、幾種典型傳感器性能實(shí)驗(yàn)、測試系統(tǒng)特性、動(dòng)態(tài)信號測試、數(shù)字信號分析處理等。其次，在總實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不變前提下，調(diào)整實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，開闊學(xué)生的思路，使所學(xué)知識更加扎實(shí)。改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)方法，實(shí)驗(yàn)前只花幾分鐘時(shí)間來講解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、提供的儀器（材料）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求、注意事項(xiàng)等，對于實(shí)驗(yàn)中學(xué)生問到的或碰到的問題，根據(jù)具體情況對待。如問題簡單則要求學(xué)生看指導(dǎo)書并思考自己解決；如問題較難則指導(dǎo)教師做一些簡單提示，不是直接學(xué)生告訴怎樣做，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性。在實(shí)驗(yàn)中指導(dǎo)老師主動(dòng)多了解各組實(shí)驗(yàn)情況，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的具有共性問題，及時(shí)為全體學(xué)生點(diǎn)撥相關(guān)知識。對于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象要求進(jìn)行思考并寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。比如在進(jìn)行動(dòng)態(tài)信號測試實(shí)驗(yàn)中，固定懸臂梁的工字鋼因沒有與實(shí)驗(yàn)臺固定，使得在用一定質(zhì)量塊沖擊懸臂梁自由端時(shí)懸臂梁激發(fā)的振動(dòng)由兩部分組成：正常衰減振動(dòng)與工字鋼的晃動(dòng)，即頻率較高的衰減振動(dòng)信號被頻率較低的信號調(diào)幅，因此引導(dǎo)學(xué)生思考，分析所記錄信號的頻譜圖特點(diǎn)、包涵信息。

5 結(jié)語

經(jīng)過幾年來的教學(xué)實(shí)踐，對機(jī)械工程類測試技術(shù)課程從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行了改革與探索，取得了一定的成績，但有些地方還不夠完善，有待在以后的教學(xué)工作中進(jìn)一步提高。多年的教學(xué)改革探索使我深深認(rèn)識到，只有通過教改才能提高教學(xué)質(zhì)量，才能培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)、具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才。

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