面向三本層次的《測(cè)試技術(shù)》教學(xué)改革研究與實(shí)踐

黃 希，王 恒，花國然，徐海黎

（1.南通大學(xué)杏林學(xué)院，江蘇 南通 226008；2.南通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南通 226019）

引言

《測(cè)試技術(shù)》是機(jī)械工程類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程是建立在傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)分析與處理技術(shù)等基礎(chǔ)之上的一門交叉、綜合性專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及機(jī)械、電子信息、自動(dòng)化、儀器儀表等多個(gè)領(lǐng)域，專業(yè)性、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。由于教學(xué)學(xué)時(shí)不斷壓縮以及實(shí)驗(yàn)條件的限制，導(dǎo)致目前在課堂教學(xué)實(shí)施中更側(cè)重講授基本理論和方法，與機(jī)械工程專業(yè)和本課程密切相關(guān)應(yīng)用實(shí)踐的案例比較缺乏，學(xué)生只是被動(dòng)聽課，啟發(fā)性和互動(dòng)性不夠，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，再加之目前的教材對(duì)典型案例介紹嚴(yán)重不足，因此，目前教學(xué)方法割斷了理論和工程之間的聯(lián)系，難以從宏觀上建立機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)整體概念，學(xué)生普遍反映測(cè)試技術(shù)理論知識(shí)深?yuàn)W、空洞、抽象，傳感器缺少實(shí)物對(duì)象、枯燥無味，學(xué)習(xí)效果不明顯，與工程實(shí)際的要求差距很大［1－3］。針對(duì)三本層次學(xué)生以應(yīng)用型為培養(yǎng)目標(biāo)，該課程的工程實(shí)踐性與教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容之間的矛盾更加突出，教學(xué)方法改革與創(chuàng)新勢(shì)在必行［4］。

在面向三本層次學(xué)生的《測(cè)試技術(shù)》教學(xué)實(shí)踐過程中，針對(duì)目前教學(xué)的現(xiàn)狀與不足，筆者在教學(xué)過程中進(jìn)行了一系列的研究與探索，取得了一定的成效，現(xiàn)將其進(jìn)行總結(jié)。

1 以系統(tǒng)觀點(diǎn)優(yōu)化優(yōu)化教材體系，突出系統(tǒng)性、工程性和綜合性

《測(cè)試技術(shù)》現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容包括測(cè)試信號(hào)分析理論、傳感器原理和測(cè)試技術(shù)應(yīng)用三大部分，目前的教材在編寫體系上缺乏統(tǒng)一性，不同教材在章節(jié)順序和章節(jié)內(nèi)容編排上差異很大，筆者認(rèn)為應(yīng)該以系統(tǒng)論的觀點(diǎn)來重新審視和優(yōu)化《測(cè)試技術(shù)》教材的體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容編排，其核心是從宏觀上使學(xué)生能建立起機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)整體的概念和框架，幫助學(xué)生理解和掌握如何建構(gòu)測(cè)量系統(tǒng)，如何實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集與分析，最終回歸到能夠獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械工程中常見參量的測(cè)量與分析，以“信號(hào)是什么（信號(hào)的分類與描述）—如何采集信號(hào)（傳感器與信號(hào)調(diào)理電路）—如何分析信號(hào)（測(cè)試信號(hào)的分析與處理）—機(jī)械工程常見參量的測(cè)量方法（位移、振動(dòng)、應(yīng)變等測(cè)量）—機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建，以這樣的邏輯順序編寫教材內(nèi)容，突出教材的整體性和系統(tǒng)性。

《測(cè)試技術(shù)》是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，教材中除了對(duì)基本理論知識(shí)敘述外，需要強(qiáng)化突出“工程化”和“案例化”，強(qiáng)化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，并能夠及時(shí)體現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。與傳統(tǒng)的教材不同，提出以教材內(nèi)容來引導(dǎo)案例，以案例作為載體幫助學(xué)生理解教材章節(jié)內(nèi)容；并強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐性，實(shí)際案例與理論相結(jié)合進(jìn)行分析，使學(xué)生在理解案例的過程中掌握知識(shí)點(diǎn)，在章節(jié)編寫上基本按照“提出問題—分析問題—解決問題”的方式編寫，每章均設(shè)計(jì)有與本章節(jié)內(nèi)容密切相關(guān)的工程案例及啟發(fā)性問題，并配有大量工程實(shí)例的照片和原理圖等，并在教材中設(shè)置多個(gè)典型機(jī)電系統(tǒng)測(cè)試綜合案例（汽車電子與測(cè)試技術(shù)、機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、機(jī)械裝備性能測(cè)試及其應(yīng)用），能夠?qū)⒔滩恼鹿?jié)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，使得學(xué)生通過對(duì)工程實(shí)際問題深入、系統(tǒng)、本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和理解，具備培養(yǎng)分析和解決問題能力的條件，達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)于學(xué)生能力的要求。

2 以啟發(fā)式教學(xué)為主線貫穿課程教學(xué)，突出創(chuàng)新性教學(xué)方式

所謂啟發(fā)式教學(xué)就是強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，實(shí)現(xiàn)教師主導(dǎo)作用與學(xué)生積極性相結(jié)合。要調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，其前提是激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的興趣愛好。為此，在授課過程中不僅要列舉大量生活實(shí)例，使得學(xué)生從頻繁的使用過程中感知該課程的重要性，而且應(yīng)以“問題”為起點(diǎn)，引導(dǎo)與訓(xùn)練學(xué)生培養(yǎng)“提出問題—分析問題—解決問題”的思想。如在緒論部分介紹測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，可以充分利用學(xué)生熟悉的日常生活實(shí)例，如麥克風(fēng)、PM2.5、光電鼠標(biāo)、滑動(dòng)變阻器、調(diào)頻廣播等幫助學(xué)生建立對(duì)測(cè)試技術(shù)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)的興趣和愛好；同時(shí)，通過測(cè)試技術(shù)在機(jī)械、通信、土木、航空航天、醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、化工等方面的應(yīng)用，闡述課程的重要性和必要性。在常用傳感器這部分，通過設(shè)置開放性題目（如采用不同的傳感器實(shí)現(xiàn)液體壓力、檢測(cè)葉片裂紋等），利用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，幫助學(xué)生思考和理解不同傳感器的工作原理與應(yīng)用，同時(shí)也為學(xué)生多角度思考問題、多手段解決問題提供了鍛煉機(jī)會(huì)。

創(chuàng)新性教學(xué)方法是建立在教學(xué)思想和教學(xué)模式轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)上，以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的新型教學(xué)思想和教學(xué)模式，能夠充分發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在創(chuàng)新性教學(xué)方法引導(dǎo)下《測(cè)試技術(shù)》理論授課過程采用啟發(fā)式講授、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法，把培養(yǎng)學(xué)生的能動(dòng)性和創(chuàng)新能力放在首位，注重培養(yǎng)其獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，并探索建立能力和素質(zhì)等多方面結(jié)合的課程成績(jī)綜合評(píng)價(jià)體系，通過具體工程問題自主設(shè)計(jì)等形式，突出理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐、創(chuàng)新等多方面素質(zhì)和能力的考評(píng)，體現(xiàn)形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。

3 優(yōu)化教學(xué)手段，多種教學(xué)模式綜合應(yīng)用

在《測(cè)試技術(shù)》授課過程中，在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善教學(xué)手段、充分利用多媒體課件、Labview、matlab軟件、教學(xué)網(wǎng)站等多種形式，改善現(xiàn)有枯燥、單一的教學(xué)模式和手段，有利于教學(xué)相長(zhǎng)、有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性、激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造性思維，使得教學(xué)活動(dòng)生動(dòng)、具體且直觀易學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，提高課堂教學(xué)質(zhì)量都十分必要。

比如在講授信號(hào)數(shù)字化處理部分，通過課件展示大量的時(shí)域、頻域波形，給學(xué)生直觀的印象，幫助其理解；同時(shí)，針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)flash動(dòng)畫，形象地表示出數(shù)字化過程中諸如時(shí)域采樣、采樣定理、時(shí)域截?cái)嗟然靖拍?，以?dòng)畫的形式直觀地反映這些概念的含義，輔助教師進(jìn)行講解，引導(dǎo)和幫助學(xué)生理解并掌握重要的抽象概念，取得了良好的教學(xué)效果。

4 結(jié)語

《測(cè)試技術(shù)》是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它在培養(yǎng)學(xué)生、改造專業(yè)和促進(jìn)科技發(fā)展方面有重要作用。本文在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，緊緊結(jié)合本三層次學(xué)生應(yīng)用型培養(yǎng)目標(biāo)的要求，結(jié)合筆者自身教學(xué)改革實(shí)踐，在以系統(tǒng)觀點(diǎn)優(yōu)化優(yōu)化教材體系，突出系統(tǒng)性、工程性和綜合性；以啟發(fā)式教學(xué)為主線，突出創(chuàng)新性教學(xué)內(nèi)容與形式；優(yōu)化教學(xué)手段，綜合應(yīng)用多種教學(xué)模式，目標(biāo)在于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性、激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造性思維，使得教學(xué)活動(dòng)生動(dòng)、具體且直觀易學(xué)，提高了課程教學(xué)質(zhì)量。

［1］張鳳生，王海峰.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.教學(xué)研究，2012（1）：92－94.

［2］文成，周傳德.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)“案例和實(shí)驗(yàn)并舉”教學(xué)模式探索［J］.中國現(xiàn)代教育備，2013（1）：61－63.

［3］李敏通，朱兆龍，查崢.“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)”教學(xué)方法研究探討［J］.教育教壇，2012（4）：189－190.

［4］胡東，唐川林.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)改革研究［J］.教學(xué)研究，2013（1）：29－31.