機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)課程現(xiàn)狀與改革初探

李特　岳圓

摘要：本文結(jié)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，討論了當(dāng)前《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》教學(xué)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決方法。擬以實(shí)踐定位為向?qū)В瑑?yōu)化理論課程內(nèi)容，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課建設(shè)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)掌握相關(guān)測(cè)試知識(shí)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程測(cè)試；理論教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）32-0129-02

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》是高等院校機(jī)械工程等專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，旨在使學(xué)生具備機(jī)械工程領(lǐng)域測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析能力，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。涉及知識(shí)面較廣，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度大。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械測(cè)試技術(shù)的用途愈加廣泛，但該課程的教學(xué)中仍存在許多問(wèn)題。為更好的適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方案，使教學(xué)與實(shí)踐緊密結(jié)合，因此結(jié)合當(dāng)今的社會(huì)需求和教學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方式的改革做初步討論。

一、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀

（一）理論講解為主，學(xué)生興趣低

在國(guó)內(nèi)《機(jī)械測(cè)試技術(shù)》被定位為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，這就決定了課程的教學(xué)性質(zhì)，即以理論教學(xué)為主，知識(shí)傳授多是通過(guò)教師主導(dǎo)的課堂講解完成。這種模式下，師生互動(dòng)較少，加之該課程涉及內(nèi)容廣泛，理論較多，稍不留神就跟不上老師的講課思路，久而久之便會(huì)失去興趣，從而導(dǎo)致聽(tīng)課效果較差。并且在技術(shù)發(fā)展如此迅速的當(dāng)今社會(huì)，各種新的測(cè)試方法和手段不斷涌現(xiàn)，而課本內(nèi)容仍停留在經(jīng)典的測(cè)試方法上，得不到及時(shí)更新，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工程應(yīng)用不符。

（二）課時(shí)安排與課程內(nèi)容沖突

在工程認(rèn)證的目標(biāo)指引下，高校在不斷調(diào)整課時(shí)設(shè)置，該課程在多數(shù)學(xué)校都縮減為32學(xué)時(shí)，其中既包含了理論課時(shí)又包含了實(shí)驗(yàn)課時(shí)。然而隨著社會(huì)的發(fā)展，新技術(shù)新方法層出不窮，對(duì)測(cè)試人員的綜合素質(zhì)要求又不斷提高，這就要求教師在授課時(shí)必須在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生深刻掌握所學(xué)內(nèi)容。因此，以往的傳授式教學(xué)就顯得效率低下，應(yīng)該尋找更為高效的教學(xué)模式和授課方式。

（三）課程安排不夠合理

《機(jī)械工程測(cè)試》涵蓋了機(jī)械振動(dòng)、控制理論、高數(shù)、物理、電工學(xué)等知識(shí)，在某些環(huán)節(jié)甚至還與《機(jī)械設(shè)計(jì)》和《機(jī)械原理》有關(guān)，這就要求學(xué)生在學(xué)習(xí)《機(jī)械工程測(cè)試》之前要打好基礎(chǔ)，牢記上述課程所學(xué)的內(nèi)容。但從課程設(shè)置上，拋開(kāi)不在本科必修范圍的《機(jī)械振動(dòng)》之外，其余課程基本均在大學(xué)一、二年級(jí)學(xué)習(xí)，尤其是信號(hào)處理的基礎(chǔ)—傅里葉變換、傅里葉級(jí)數(shù)等內(nèi)容，都在高數(shù)中學(xué)習(xí)?？啥鄶?shù)學(xué)校將《機(jī)械測(cè)試技術(shù)》安排在大三第二學(xué)期學(xué)習(xí)，與先前課程有一年的差距，造成課程嚴(yán)重不同步，加上學(xué)生對(duì)知識(shí)的自然遺忘，對(duì)該課程的學(xué)習(xí)自然就存在較大難度。

（四）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)少，學(xué)生參與度不足

在32學(xué)時(shí)安排下，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)更是少得可憐，通常只有8學(xué)時(shí)，甚至更少，因此導(dǎo)致多數(shù)實(shí)驗(yàn)是演示性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在這種情況下，學(xué)生只需參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作就可以，全程幾乎不用動(dòng)腦思考，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性也很少考慮。雖然這種方法在對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和對(duì)理論知識(shí)的理解能起到一定作用，但效果不是非常明顯，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)和獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能力的提升作用有限。另外，隨著測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種新型測(cè)試設(shè)備，而多數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室限于資金，實(shí)驗(yàn)設(shè)備遲遲得不到更新?lián)Q代，仍沿用十幾年前的老設(shè)備，與實(shí)際的工程應(yīng)用有較大的差距。不論其測(cè)試精度是否下降，至少對(duì)學(xué)生知識(shí)面的擴(kuò)展效果作用有限。

（五）實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足

實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足和陳舊是地方院校存在的主要問(wèn)題之一，以常熟理工學(xué)院為例，實(shí)驗(yàn)設(shè)備遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的要求，因此實(shí)驗(yàn)課程只好分批分組進(jìn)行，這無(wú)形中加大了教師教學(xué)工作量，使得教師深感疲憊。

（六）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容老套，方法單一

目前該校的機(jī)械工程測(cè)試實(shí)驗(yàn)課中，實(shí)驗(yàn)仍然是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備固定，實(shí)驗(yàn)方法單一，學(xué)生的主觀能動(dòng)性受到極大限制。無(wú)法驗(yàn)證新想法、新手段，這也是導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣下降的另一原因。因此，要讓學(xué)生勤于思考，通過(guò)設(shè)置不同的題目，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)測(cè)量方案。

二、機(jī)械測(cè)試技術(shù)的改革方法

（一）合理安排教學(xué)開(kāi)課學(xué)期

將機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)的開(kāi)課時(shí)間提前。以本校為例，開(kāi)課時(shí)間安排在大三第二學(xué)期，距離先行基礎(chǔ)課程時(shí)間較遠(yuǎn)，因此可提前至大三第一學(xué)期或者大二第二學(xué)期，這時(shí)學(xué)生基本剛學(xué)完先行課程，對(duì)知識(shí)的掌握較好，回顧也比較快，相互之間能起到較好的銜接作用。

（二）簡(jiǎn)化教學(xué)內(nèi)容，分層次制定教學(xué)內(nèi)容

對(duì)于與常熟理工學(xué)院同檔次的地方性院校而言，教學(xué)的目的在于培養(yǎng)應(yīng)用型人才，因此教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，而不能一味的強(qiáng)調(diào)課程的理論性和研究性，這就要求開(kāi)課老師對(duì)教學(xué)內(nèi)容做適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，找到與應(yīng)用型人才培養(yǎng)相契合的重點(diǎn)。比如課程中，信號(hào)調(diào)理、處理與分析，傳感器原理等內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是普遍存在的難點(diǎn)，而這些知識(shí)往往在開(kāi)課之初就講解，這也恰好是學(xué)生對(duì)該課程失去興趣的地方。因此，這些理論性較強(qiáng)的部分應(yīng)該淡化，只需要使學(xué)生掌握基本的原理和定義，懂得基本的用法即可。該校機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)不僅有二本，還有單招和專(zhuān)轉(zhuǎn)本學(xué)生，每個(gè)層次學(xué)生的基礎(chǔ)都不同，對(duì)課程內(nèi)容的掌握理解有一定差異。就教學(xué)結(jié)果看，二本學(xué)生整體優(yōu)于其他兩個(gè)層次，因此教學(xué)方案的制定和教學(xué)內(nèi)容的安排也應(yīng)該做相應(yīng)的調(diào)整。

（三）采用工程應(yīng)用教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法

針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高的問(wèn)題，在理論講解階段，應(yīng)該及時(shí)引入實(shí)際工程問(wèn)題，以工程問(wèn)題為背景，講解如何利用已有知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)采取啟發(fā)式教學(xué)，針對(duì)某一具體問(wèn)題，讓學(xué)生分組展開(kāi)討論，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生建立解決問(wèn)題的思路和方法。通過(guò)這一過(guò)程，努力提升學(xué)生的課堂興趣。

（四）突出實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)理論

機(jī)械工程測(cè)試在美國(guó)定位為實(shí)驗(yàn)課，目的在于通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)并重。在教學(xué)過(guò)程中，師生對(duì)實(shí)驗(yàn)的需求都比較明顯，尤其是學(xué)生。筆者數(shù)次收到學(xué)生關(guān)于增加實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容的提議，原因在于課堂上的講解過(guò)于空洞，最多只能以圖片和視頻等多媒體展示，學(xué)生無(wú)法親身體會(huì)，教師則因?yàn)樵囼?yàn)環(huán)節(jié)偏少，理論講解過(guò)程顯得非常干澀。因此，筆者主張調(diào)整理論課時(shí)和實(shí)驗(yàn)課時(shí)的安排，大幅增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，使學(xué)生聽(tīng)到知識(shí)的同時(shí)，能親自感受真實(shí)儀器，

（五）建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

購(gòu)置新型實(shí)驗(yàn)儀器，統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)條件是該校實(shí)驗(yàn)室亟待解決的問(wèn)題，但限于資金，實(shí)驗(yàn)儀器不可能同時(shí)更新?lián)Q代。基于虛擬儀器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)有明顯優(yōu)勢(shì)，建成之后，后續(xù)投入較小。通過(guò)虛擬儀器，學(xué)生可以更方便的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)設(shè)置上，可安排不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)，如設(shè)置必做實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。除了每個(gè)學(xué)生必須完成的必做實(shí)驗(yàn)外，有條件的同學(xué)可通過(guò)選做實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步提高自己，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)則是針對(duì)能力較強(qiáng)的學(xué)生，安排實(shí)際工程問(wèn)題，跟隨老師進(jìn)行相關(guān)的科研或創(chuàng)新項(xiàng)目。

（六）合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間

針對(duì)以上提出的必做實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，也要安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)空間，即做到實(shí)驗(yàn)時(shí)間開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)室24小時(shí)全天候開(kāi)放，以滿足不同學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求。另外，如果有條件，可安排專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)老師值班，實(shí)時(shí)解答學(xué)生的疑惑。

三、結(jié)論

對(duì)于機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)而言，機(jī)械工程測(cè)試應(yīng)該著力培養(yǎng)學(xué)生對(duì)測(cè)試設(shè)備的應(yīng)用能力，加強(qiáng)解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)，在理論深度上應(yīng)該稍作淡化，對(duì)于地方性本科高校而言，這點(diǎn)尤其重要。因此，對(duì)本課程的改革，也應(yīng)該從引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)應(yīng)用方面著手。

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