面向應(yīng)用型本科的《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》課程教學(xué)改革的探討

周超倫

摘 要：“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)”是一門令機(jī)械類專業(yè)學(xué)生普遍感到有一定學(xué)習(xí)難度的課程，其原因在于課程內(nèi)容既有極強(qiáng)的理論性，又富含大量實(shí)踐的內(nèi)容，尤其對(duì)于應(yīng)用型本科學(xué)生而言，往往覺得課程內(nèi)容枯燥、難懂，繼而失去學(xué)習(xí)熱情。

針對(duì)這些問題，文章分析了問題產(chǎn)生的原因，并相應(yīng)提出了改革方法，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果獲得改觀。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)；教學(xué)改革；認(rèn)知規(guī)律

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》是機(jī)械類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，課程集成了工程數(shù)學(xué)、大學(xué)物理，金屬與半導(dǎo)體材料、電工電子、信號(hào)分析、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科理論與技術(shù)，具有涉及學(xué)科面廣、知識(shí)容量大、理論分析較多、實(shí)踐操作性強(qiáng)、學(xué)時(shí)較少等特點(diǎn)[1]。對(duì)于機(jī)械專業(yè)學(xué)生，由于普遍而言本專業(yè)學(xué)生在電路、電子學(xué)以及信號(hào)分析與處理等電氣信息知識(shí)方面相對(duì)較弱，所以首次接觸本門課程時(shí)，在遇到信號(hào)的時(shí)域頻域變換和調(diào)制解調(diào)、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析等抽象概念時(shí)，學(xué)生普遍反映該課程理解難度大，思維方式較難適應(yīng)。若不能快速適應(yīng)課程的學(xué)習(xí)，部分學(xué)生將出現(xiàn)厭學(xué)甚至放棄本門課程的傾向[2]。然而，隨著目前機(jī)械裝備信息化程度的提升，測(cè)試技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛，有人斷言，衡量一臺(tái)機(jī)械設(shè)備機(jī)電一體化程度的高低關(guān)鍵就是看這臺(tái)機(jī)械設(shè)備上安裝的測(cè)試裝置的數(shù)量。因此，《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》在機(jī)械類專業(yè)課程中的地位不是在降低，而是越來(lái)越重要。作為本門課程的授課教師，在教學(xué)實(shí)踐中，一直在嘗試改革創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容與方法，希望能用更通俗易懂的語(yǔ)言、更貼近生產(chǎn)實(shí)際的案例來(lái)讓學(xué)生徹底掌握測(cè)試技術(shù)，使他們能適應(yīng)機(jī)械行業(yè)對(duì)一名機(jī)械工程師在測(cè)試技術(shù)方面的要求。

本文首先分析以往“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)”教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在的問題，然后對(duì)近幾年的教學(xué)改革進(jìn)行總結(jié)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

（一）先修課程溫習(xí)環(huán)節(jié)薄弱

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》是為機(jī)械類專業(yè)本科生開設(shè)的一門偏信息化的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)這門課之前默認(rèn)學(xué)生已牢固掌握電工電子以及信號(hào)方面的知識(shí)。但從教學(xué)實(shí)踐來(lái)看，情況往往不容樂觀，部分學(xué)生在這些先修課程的掌握方面并不到位或有所遺忘，這就加大了《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》授課教師的課程開展難度。如果學(xué)生不能積極調(diào)用先修課程的知識(shí)并與測(cè)試技術(shù)相結(jié)合，則隨著課程的開展，學(xué)生將會(huì)逐漸跟不上課程的進(jìn)度，喪失學(xué)習(xí)興趣[3]。

（二）教學(xué)內(nèi)容安排不符合機(jī)械專業(yè)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律

目前大部分機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的教材內(nèi)容編排是按照以下路線進(jìn)行：首先介紹測(cè)試技術(shù)的概要，并舉出幾例測(cè)試技術(shù)的工程實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后，介紹信號(hào)及其時(shí)域頻域描述，接下來(lái)就是測(cè)試裝置的基本特性。隨后介紹常用的傳感器，再則是講解信號(hào)調(diào)理與信號(hào)處理。對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，這種編排并無(wú)不妥，但對(duì)于應(yīng)用型本科學(xué)生而言，這種編排虛實(shí)相間，軟硬交融，學(xué)生并不習(xí)慣這種遍排，容易找不到學(xué)習(xí)重點(diǎn)[4]。

為了調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)測(cè)試技術(shù)的熱情，使學(xué)生既能掌握測(cè)試技術(shù)中有關(guān)傳感器器件的使用方法，理解傳感器信號(hào)變換的物理原理，又能掌握信號(hào)處理方面的知識(shí)，并能將測(cè)試技術(shù)理論應(yīng)用于機(jī)械工程實(shí)際案例，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要針對(duì)應(yīng)用型本科學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革。

二、針對(duì)問題采取的教學(xué)改革措施

（一）針對(duì)特定教學(xué)內(nèi)容安排相應(yīng)溫習(xí)課程

根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生在學(xué)習(xí)測(cè)試技術(shù)的過程中，難以做到靈活運(yùn)用的先修課程內(nèi)容主要是三部分：1）用于信號(hào)分析的微積分知識(shí)；2）用于傳感器器件的電路分析與模擬電路知識(shí)；3）用于應(yīng)變、扭矩測(cè)量中的材料力學(xué)知識(shí)。為了能讓學(xué)生能順利學(xué)習(xí)后續(xù)相應(yīng)章節(jié)內(nèi)容，在章節(jié)開始前安排適當(dāng)?shù)臅r(shí)長(zhǎng)復(fù)習(xí)這些先修內(nèi)容，使學(xué)生有的放矢，在一種準(zhǔn)備充分的心理狀態(tài)下學(xué)習(xí)新知識(shí)[5]。

（二）按照符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的章節(jié)順序進(jìn)行教學(xué)

基于學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，按照“先硬后軟”，“先實(shí)后虛”的順序安排教學(xué)。在《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》的第一章，通過講解幾個(gè)測(cè)試方面的工程案例，幫助學(xué)生建立起學(xué)習(xí)測(cè)試技術(shù)的興趣后，不按照教材編排授課，跳過信號(hào)及其時(shí)域頻域分析一章，講解測(cè)試裝置基本特性一章節(jié)，重點(diǎn)幫助學(xué)生建立傳感器標(biāo)定這一概念，隨即進(jìn)行第三章，即“常用傳感器與敏感元件”的教學(xué)。作為應(yīng)用型本科，學(xué)生學(xué)習(xí)測(cè)試技術(shù)的重點(diǎn)在于理解常用傳感器的“非電——電”的物理變換原理，以及掌握傳感器的使用方法，至此，學(xué)生已經(jīng)對(duì)測(cè)試技術(shù)的物理實(shí)現(xiàn)有了比較清晰的認(rèn)識(shí)，再通過電橋、濾波器和放大器的學(xué)習(xí)，學(xué)生就完整掌握了一整套測(cè)試裝置的工作流程。在學(xué)習(xí)完以上章節(jié)后，再講授信號(hào)及其描述、調(diào)制解調(diào)以及信號(hào)處理，學(xué)生就能參照前面學(xué)習(xí)的測(cè)試裝置工作的物理過程，對(duì)照學(xué)習(xí)，不會(huì)感到無(wú)所適從。

三、結(jié)語(yǔ)

通過《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》的教學(xué)與改革實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)要適應(yīng)應(yīng)用型本科的專業(yè)教學(xué)，其核心還是在于要努力將教學(xué)內(nèi)容貼近學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向開展教學(xué)，并且將教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)化、立體化、直觀化，這也為我們的教學(xué)提出了另一種思考方向。對(duì)于一門理論與實(shí)踐并重的課程，我們?nèi)绾巫プ≈攸c(diǎn)，如何使課程內(nèi)容在不失完備性的前提下又能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，這需要我們反復(fù)思考、認(rèn)真總結(jié)，相信隨著課程教學(xué)與改革經(jīng)驗(yàn)的豐富，在不久的將來(lái)一定能收獲更為滿意的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]梁健.“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)”課程教學(xué)難點(diǎn)突破[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009（9）：146-148.

[3]張志剛，石曉輝，富麗娟.“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)”課程理論教學(xué)的改革與創(chuàng)新[J].創(chuàng)新教育，2011（23）：147-148.

[4]龍慧，胡松喜.“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)”本科課程教學(xué)方法探討[J].裝備制造技術(shù)，2016（5）：255-257.

[5]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（35）：92-94.