《現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)》課程授課形式改革與實(shí)踐

亢銀霞，宋　玲，張　靜

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆　烏魯木齊　830054）

《現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)》課程授課形式改革與實(shí)踐

亢銀霞，宋玲，張靜

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆烏魯木齊830054）

摘要：為積極探索高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)新體系，提高教學(xué)質(zhì)量，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)進(jìn)行了授課形式改革試點(diǎn)?！冬F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)》是教學(xué)改革試點(diǎn)課程之一，該課程從傳統(tǒng)的“滿堂灌”授課形式轉(zhuǎn)為課堂講授和學(xué)生自學(xué)、討論會(huì)等多元化授課形式相結(jié)合的引導(dǎo)式教學(xué)模式，變灌輸為啟發(fā)，變督促為引導(dǎo)，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)氛圍的形成和能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：測(cè)試技術(shù)；多元教學(xué)模式；實(shí)踐

測(cè)試技術(shù)既是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，又是一門綜合性技術(shù)，涉及傳感、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、信號(hào)處理等多門學(xué)科。隨著機(jī)電一體化技術(shù)及計(jì)算機(jī)在測(cè)試控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外高校機(jī)械類學(xué)科都十分重視測(cè)試技術(shù)課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)有教學(xué)和實(shí)驗(yàn)條件有限，課堂教學(xué)活動(dòng)依然采用灌輸型的授課方式，側(cè)重課本內(nèi)容講授，實(shí)踐操作環(huán)節(jié)很少，從而使學(xué)生普遍感到測(cè)試技術(shù)應(yīng)用、發(fā)展部分內(nèi)容空洞，傳感器部分缺乏實(shí)物對(duì)象，信號(hào)分析理論部分深?yuàn)W、難懂。導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該課程重要性認(rèn)識(shí)不足，學(xué)習(xí)興趣不濃，教學(xué)效果不佳。因此，本課程現(xiàn)行教學(xué)模式已不適應(yīng)教育發(fā)展的要求，改革勢(shì)在必行。

1　改革的思路與目標(biāo)

（1）《現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)》授課形式改革的思路是突出教學(xué)重點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)從以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，從以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變，從以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向過程評(píng)價(jià)為主轉(zhuǎn)變，促進(jìn)知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。教學(xué)重點(diǎn)突出因材施教，不同專業(yè)，不同層次的學(xué)生內(nèi)容設(shè)置和深度體系應(yīng)有所區(qū)別。實(shí)現(xiàn)學(xué)生自學(xué)與教師授課結(jié)合，教師主講與討論結(jié)合，課堂內(nèi)和課堂外相結(jié)合的方式。

（2）《現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)》教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生能正確地選擇測(cè)試設(shè)備，掌握動(dòng)態(tài)測(cè)試所需要的基本知識(shí)和技能。具體體現(xiàn)為①學(xué)會(huì)信號(hào)的時(shí)域和頻域的描述方法，建立明確的信號(hào)頻譜概念，掌握頻譜分析的基本原理及應(yīng)用。②掌握常用傳感器、中間變換電路及記錄、顯示設(shè)備的工作原理及性能，并能根據(jù)測(cè)試要求進(jìn)行合理的選擇。③掌握測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性的評(píng)價(jià)方法和不失真測(cè)試的條件，并且能正確應(yīng)用相關(guān)理論對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行分析和選擇。④掌握動(dòng)態(tài)測(cè)試的基本技能，并能根據(jù)不同的測(cè)試對(duì)象，選擇可行的測(cè)試方法。

2　改革的方法

在不增加本課程總學(xué)時(shí)的前提下，為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，課堂教學(xué)采用啟發(fā)式、討論提問式、學(xué)生上講臺(tái)自己講等形式，積極改善教學(xué)手段，提高課堂知識(shí)、信息容量，增強(qiáng)教學(xué)效果；不斷完善教學(xué)課件，增加必要的框圖、插圖等動(dòng)畫效應(yīng)，側(cè)重多媒體教學(xué)，將授課內(nèi)容準(zhǔn)確、清晰、直觀、形象生動(dòng)地傳遞給學(xué)生。

（1）基于問題引領(lǐng)，啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)方法

這種教學(xué)方法的關(guān)鍵在于問題導(dǎo)向和問題引領(lǐng)，授課教師必須提出能引起學(xué)生興趣和思考的問題，從而激發(fā)學(xué)生深入思考，有見解地向老師提出問題，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，生生互動(dòng)。學(xué)生在解決問題中發(fā)現(xiàn)問題，在發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上又尋求新的解決辦法，不斷反復(fù)，學(xué)生在不知不覺中學(xué)會(huì)很多東西，從而增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。

例如在講述常用傳感器時(shí)，首先用幾個(gè)有趣的傳感器實(shí)驗(yàn)引入課題，激發(fā)學(xué)生探究傳感器原理的興趣。給出“傳感器就是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量”的概念之后，重點(diǎn)對(duì)常用電容傳感器工作原理及其應(yīng)用進(jìn)行講解，并明確提出相關(guān)問題。請(qǐng)大家相互說說看，你家里，或者在你的生活當(dāng)中，都使用過，或聽說過什么樣的電器中有傳感器？

學(xué)生討論并交流：①當(dāng)冰箱內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時(shí)，制冷系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，而當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，制冷系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)停止。冰箱的控制，是通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)的。②樓道的電燈。晚上有人經(jīng)過時(shí)，開關(guān)自動(dòng)接通，燈亮；白天，不管是否有人經(jīng)過，開關(guān)都是斷開的，燈總是不亮，這種開關(guān)用的是聲光傳感器。③為了防止火災(zāi)的發(fā)生，在賓館房間的天花板上大多有一個(gè)小盒子，當(dāng)房間失火時(shí)它能感知出煙霧，通過電路發(fā)出警報(bào)，這個(gè)小盒子就是煙霧傳感器。④賓館洗手間的墻壁上干手機(jī)的濕度傳感器、電視機(jī)里換頻道的紅外傳感器、磁懸浮列車?yán)锏募铀俣葴y(cè)試器、電容式話筒里的電容式傳感器、自動(dòng)洗衣機(jī)里的壓力傳感器等，通過師生互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生探究傳感器原理的興趣。

（2）基于案例，增強(qiáng)理解與記憶的教學(xué)方法

這一教學(xué)方法要求授課老師要有相關(guān)領(lǐng)域的科研經(jīng)歷和科研經(jīng)驗(yàn)，并能自覺地把它融會(huì)于課堂教學(xué)中。結(jié)合科研項(xiàng)目和測(cè)試工程實(shí)際，選出典型的測(cè)試案例并講解，從而引出授課內(nèi)容。

例如在講測(cè)試技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用時(shí)，以生命探測(cè)儀在地震中的應(yīng)用為例（圖1）。雷達(dá)信號(hào)發(fā)送器連續(xù)發(fā)射電磁信號(hào)，對(duì)一定空間進(jìn)行掃描，接收器不斷接收反射信號(hào)。如果被探測(cè)者靜止，返回信號(hào)頻率不變，如果目標(biāo)在動(dòng)，則產(chǎn)生多普勒信號(hào)，通過接收的信號(hào)進(jìn)行算法處理，就可以判斷目標(biāo)是否有心跳、呼吸和移動(dòng)。根據(jù)本裝置的原理，同學(xué)們擴(kuò)散思維，還能運(yùn)用多普勒效應(yīng)去測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的速度，液體、氣體的流速，汽車防碰、防追尾、防盜報(bào)警器等。案例教學(xué)使學(xué)生帶著感性認(rèn)識(shí)，帶著問題聽課，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，緊跟老師思路，最大限度的解決學(xué)生厭學(xué)、畏難情緒，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。

（3）基于多媒體技術(shù)和虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，把部分實(shí)驗(yàn)搬進(jìn)課堂

測(cè)試技術(shù)課理論部分深?yuàn)W、難懂，如信號(hào)分析教學(xué)中，利用虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，把信號(hào)的合成與分解、典型信號(hào)的頻譜分析、典型信號(hào)的相關(guān)分析、信號(hào)的能量泄漏等內(nèi)容直接在課堂上演示（圖2、圖3）。通過演示實(shí)驗(yàn)使深?yuàn)W的理論形象直觀的展現(xiàn)出來，從而使抽象的理論現(xiàn)實(shí)化，把原本實(shí)驗(yàn)課時(shí)少又必須在實(shí)驗(yàn)室完成的教學(xué)內(nèi)容直接搬進(jìn)課堂，既節(jié)約了時(shí)間，又增強(qiáng)了理論學(xué)習(xí)的效果。

圖1　生命探測(cè)儀原理

圖2　波形的合成與分解　

圖3　典型信號(hào)相關(guān)分析

（4）基于多種教學(xué)資源，綜合利用，廣學(xué)博納

現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程其專業(yè)性之強(qiáng)，技術(shù)更新之快是顯而易見的，如果不能及時(shí)掌握最新研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)，就很難講好學(xué)好這門課。在教學(xué)過程中，老師應(yīng)該廣學(xué)博納，收集多種優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源加以整理提煉，有針對(duì)性的指導(dǎo)學(xué)生，有效地利用圖書館、數(shù)據(jù)庫(kù)以及網(wǎng)絡(luò)等各種資源，獲取新知識(shí)，掌握新動(dòng)態(tài)，從而滿足學(xué)生的求知欲和好奇心，培養(yǎng)學(xué)生搜集資料和閱讀文獻(xiàn)的能力，提高學(xué)生通過課外學(xué)習(xí)獲取知識(shí)的能力。具體做法是每章內(nèi)容完成后均給出拓展閱讀網(wǎng)絡(luò)資料列表及鏈接網(wǎng)址，并在各章節(jié)的對(duì)應(yīng)位置按順序做標(biāo)記，以便于學(xué)生更好地理解學(xué)習(xí)本書各部分內(nèi)容時(shí)所遇到的知識(shí)難點(diǎn)。

3　實(shí)施效果及體會(huì)

（1）通過實(shí)施問題引領(lǐng)，啟發(fā)式、互動(dòng)式的教學(xué)方法，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣增加，思維拓展，課堂提問次數(shù)大大增加，提出的問題既有質(zhì)量又富有針對(duì)性。

（2）通過實(shí)施案例教學(xué)，使學(xué)生的理解能力明顯增強(qiáng)，能緊跟老師的授課思路，使抽象的理論更加直觀化，從而使教與學(xué)的關(guān)系更加順暢，整個(gè)教學(xué)過程能給學(xué)生留下深刻印象，同時(shí)吸引了許多同學(xué)深入探索和研究測(cè)試技術(shù)，有很多同學(xué)踴躍報(bào)名參加全國(guó)大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”、全國(guó)三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等課外科技創(chuàng)新活動(dòng)，他們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)工作中，親自操作鍛煉，動(dòng)手實(shí)踐能力大大提高，為今后科技創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。

（3）通過課堂多媒體技術(shù)和虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生可以直觀地看到信號(hào)在處理前后的變化，產(chǎn)生直觀的效果，將抽象和未知清楚地展現(xiàn)出來，從而用實(shí)驗(yàn)反證理論，扭轉(zhuǎn)了老師一味地在黑板上講解推導(dǎo)相關(guān)公式，學(xué)生接受枯燥理論知識(shí)的被動(dòng)性，使得學(xué)生理解更容易、記憶更深刻，提高了教學(xué)效率。

（4）通過多種教學(xué)資源的綜合利用，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的前瞻性，既要學(xué)好當(dāng)前的基礎(chǔ)知識(shí)，又要緊跟新變化，學(xué)習(xí)新知識(shí)，重視課外學(xué)習(xí)。每章都給學(xué)生布置一些有啟發(fā)性的思考題及應(yīng)用型習(xí)題，盡量減少死記硬背的題型，要求學(xué)生靈活應(yīng)用學(xué)過的知識(shí)來解決實(shí)際問題。一些習(xí)題還具有知識(shí)拓展的功能，要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)收集有關(guān)資料，拓寬思路，養(yǎng)成了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，學(xué)生在自主、互動(dòng)、探索的學(xué)習(xí)方式中完成知識(shí)的獲取、提高學(xué)習(xí)效果。

4　結(jié)束語

現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程的教學(xué)改革與實(shí)踐收到了一定的效果，但距現(xiàn)代教育改革發(fā)展的要求還有很大的距離，還需不斷優(yōu)化教育資源，加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投資力度，拓展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及空間課堂，配套研發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件和完善虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，促進(jìn)教學(xué)改革向深層次邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]朱春梅.機(jī)電專業(yè)《測(cè)試技術(shù)》課程教學(xué)模式及其方法探討［J］.中國(guó)電力教育，2008（11）：129～131.

基金項(xiàng)目：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)課程授課形式的改革與實(shí)踐”；新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（2014）

收稿日期：2015-4-17

文章編號(hào)：1007-7782（2015）02-0046-03

中圖分類號(hào)：G420

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.02.020