應(yīng)用型人才培養(yǎng)下“檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)改革與探索

李永梅　王偉　卞鴿

摘要：“檢測(cè)技術(shù)”是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)課程，針對(duì)目前檢測(cè)技術(shù)在課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中存在的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低、教學(xué)效果不佳等問(wèn)題，首先對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化；其次提出采用虛實(shí)結(jié)合、探討式等多種教學(xué)模式與教學(xué)方法改進(jìn)課堂教學(xué)內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；最后在實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，引入大量綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以及研究型實(shí)驗(yàn)，將理論教學(xué)與工程實(shí)踐應(yīng)用真正結(jié)合起來(lái)。

關(guān)鍵詞：檢測(cè)技術(shù)；教學(xué)改革；虛實(shí)結(jié)合；探討式；實(shí)踐教學(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）33-0085-02

一、引言

“檢測(cè)技術(shù)”這門(mén)課是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)方向課程中一門(mén)重要的技能課程，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系工程實(shí)際，注重動(dòng)手操作。其教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握傳感器的基本概念、工作原理、設(shè)計(jì)等有關(guān)知識(shí)以及檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生達(dá)到掌握各種常用傳感器的特點(diǎn)及應(yīng)用技術(shù)，具備選擇傳感器和組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的基本技能。該課程的特點(diǎn)是內(nèi)容繁雜、用到的物理知識(shí)多、數(shù)學(xué)知識(shí)多、電學(xué)知識(shí)多，學(xué)生普遍感到理論性太強(qiáng)，學(xué)習(xí)過(guò)程枯燥無(wú)味。同時(shí)，這門(mén)課學(xué)時(shí)有限，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)要學(xué)習(xí)繁多的課程內(nèi)容非常困難，給教學(xué)帶來(lái)困難，直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)的效果、對(duì)知識(shí)的掌握、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)解決問(wèn)題的能力。針對(duì)“檢測(cè)技術(shù)”課程內(nèi)容多且課時(shí)少的特點(diǎn)，通過(guò)合理整合教學(xué)內(nèi)容，并采用多元化教學(xué)方法、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)及多樣化考核方法等措施，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

“檢測(cè)技術(shù)”課程在教學(xué)內(nèi)容包含四部分：檢測(cè)系統(tǒng)的建立及性能指標(biāo)、傳感器原理、信號(hào)處理及傳感器實(shí)際應(yīng)用。檢測(cè)系統(tǒng)部分主要內(nèi)容有測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)特性、測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性、測(cè)量裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)、實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量的條件、測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)量、負(fù)載效應(yīng)、測(cè)量裝置的抗干擾等這么幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，理論推導(dǎo)多，用到很多自動(dòng)控制原理的知識(shí)，數(shù)學(xué)公式多，計(jì)算困難，并且與實(shí)踐應(yīng)用聯(lián)系不多，內(nèi)容相對(duì)比較深?yuàn)W，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候困難重重，因此也提不起學(xué)習(xí)興趣，掌握起來(lái)比較困難。學(xué)生往往上課結(jié)束后，對(duì)著課后習(xí)題無(wú)從下手，這也造成了學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣，課程也進(jìn)行不下去，學(xué)生形成了懼怕的學(xué)習(xí)心理。傳感器原理部分知識(shí)點(diǎn)眾多，包括電容傳感器、電阻傳感器、熱電光電傳感器、半導(dǎo)體傳感器、紅外傳感器、激光光纖傳感器等。這部分知識(shí)用到的物理知識(shí)比較多，除了了解掌握傳感器的結(jié)構(gòu)原理，還要掌握轉(zhuǎn)換和測(cè)量電路，這對(duì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)也是相對(duì)困難的。因此要在教學(xué)內(nèi)容上做一些變革，在優(yōu)化課程內(nèi)容時(shí)采取以下措施。（1）先介紹在生活中比較常見(jiàn)的一些傳感器應(yīng)用實(shí)例，再引入傳感器概念、基本特性及分類(lèi)，如空調(diào)中用到的溫度傳感器、水塔上用到的水位傳感器等，進(jìn)而再介紹工業(yè)控制中常用的一些傳感器。這樣就把傳感器內(nèi)容進(jìn)行了分解，逐漸掌握知識(shí)點(diǎn)。（2）再介紹有傳感器組成的檢測(cè)系統(tǒng)的建立及性能指標(biāo)。對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)如何建立數(shù)學(xué)模型，動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能指標(biāo)如何確定，檢測(cè)系統(tǒng)搭建好之后哪些結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能指標(biāo)影響大，如何改變參數(shù)使系統(tǒng)更好。這樣學(xué)生就知道了只是了解傳感器還不夠，必須要正確使用及如何使用。（3）接下來(lái)再介紹信號(hào)的調(diào)理與變換。這部分內(nèi)容是在檢測(cè)系統(tǒng)建立之后，開(kāi)始用于檢測(cè)，對(duì)傳感器檢測(cè)的信號(hào)怎樣進(jìn)行記錄及處理，這也是正確使用傳感器必須要掌握的內(nèi)容。（4）最后再介紹傳感器在生活中及工業(yè)上的具體應(yīng)用，這樣知識(shí)點(diǎn)經(jīng)過(guò)重新安排，使學(xué)生能夠融會(huì)貫通。（5）由于課時(shí)限制，對(duì)于“聲與聲發(fā)射測(cè)量”及“計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)與虛擬儀器”部分內(nèi)容不在課堂上講解，作為課后學(xué)生自主學(xué)習(xí)部分，給出學(xué)生學(xué)習(xí)提綱和思考題，學(xué)生碰到難點(diǎn)都可以和老師討論。為了培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用及動(dòng)手能力，使課程內(nèi)容不能脫離工程實(shí)際，挖掘在實(shí)際生產(chǎn)中的傳感器典型應(yīng)用案例，重點(diǎn)介紹后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用密切相關(guān)的內(nèi)容，如應(yīng)變片式傳感器在橋梁變形中測(cè)量的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電阻傳感器工作原理的理解和掌握。

三、教學(xué)方法的改革

現(xiàn)有的教學(xué)方法還是老師授課，學(xué)生做作業(yè)，實(shí)驗(yàn)課穿插在理論課中，最后期末考試。這樣的教學(xué)方法已經(jīng)不再適用，使學(xué)生是在被動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)自主性欠缺，設(shè)計(jì)能力也沒(méi)有得到訓(xùn)練。對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革是“檢測(cè)技術(shù)”課程改革的目標(biāo)之一，學(xué)生除了學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，更應(yīng)該學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的方法，這樣學(xué)習(xí)才能保持持久性。教學(xué)方法的改革主要從課堂教學(xué)、項(xiàng)目法教學(xué)、考核方式三個(gè)方面入手。在課堂教學(xué)中，除了采用多媒體教學(xué)外，課堂上更應(yīng)該注重和學(xué)生的互動(dòng)，采用啟發(fā)式教學(xué)模式，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。另外在學(xué)習(xí)過(guò)程中加入項(xiàng)目，作為學(xué)生的大作業(yè)，進(jìn)行分組討論，并寫(xiě)成報(bào)告，做簡(jiǎn)單的PPT組織學(xué)生上臺(tái)答辯，答辯過(guò)程中提出問(wèn)題，同學(xué)們可以就問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)討論，最后得出一個(gè)比較好的方案。這樣就可以使上課形式生動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生思考問(wèn)題的周密性以及解決工程問(wèn)題的能力。比如提出八個(gè)項(xiàng)目：跳遠(yuǎn)犯規(guī)檢測(cè)、燃?xì)庠罘栏蔁龣z測(cè)、司機(jī)瞌睡檢測(cè)、雨天自動(dòng)收衣檢測(cè)、輸液安全檢測(cè)、真空測(cè)量檢測(cè)、教室燈光控制、教室人數(shù)自動(dòng)計(jì)數(shù)裝置等，這些項(xiàng)目都是生活中的案例，學(xué)生查詢(xún)資料并不困難。同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立網(wǎng)上資源，將課程介紹、課程特色、電子教案、習(xí)題下載、習(xí)題講解、參考試卷、文獻(xiàn)資料等資源上網(wǎng)，在教學(xué)方式上突破傳統(tǒng)時(shí)空的限制，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)對(duì)平臺(tái)內(nèi)容的瀏覽自主學(xué)習(xí)，隨時(shí)隨地對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享。

四、實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革

要想實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目的必須在實(shí)踐環(huán)節(jié)上加強(qiáng)，要將知識(shí)轉(zhuǎn)化為工程實(shí)踐能力，必須加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。為保證學(xué)生循序漸進(jìn)地得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，應(yīng)分層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。首先是認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，對(duì)測(cè)控系統(tǒng)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)工業(yè)測(cè)控對(duì)象、工業(yè)傳感器、工業(yè)實(shí)際被采集信號(hào)都要有真實(shí)的認(rèn)識(shí)；然后是基礎(chǔ)性、原理性實(shí)驗(yàn)，主要針對(duì)工程測(cè)試與傳感器課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)緊密的結(jié)合起來(lái)，理論聯(lián)系實(shí)際，而不是孤立教學(xué)、孤立實(shí)踐，最終使學(xué)生知道學(xué)了知識(shí)之后有什么用，該怎么用；接下來(lái)是綜合型實(shí)驗(yàn)，把與測(cè)控系統(tǒng)相關(guān)的多門(mén)課程，共同實(shí)踐于典型的測(cè)控系統(tǒng)中，讓學(xué)生了解硬件、軟件、對(duì)象之間的內(nèi)在聯(lián)系，整體與部分之間內(nèi)在聯(lián)系，多門(mén)課程之間內(nèi)在聯(lián)系，在掌握單門(mén)課程的同時(shí)，掌握系統(tǒng)工程的方法；最后是設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，主要針對(duì)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，以項(xiàng)目方式，學(xué)生在老師指導(dǎo)下，提出項(xiàng)目構(gòu)思，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并利用各種條件構(gòu)建軟硬件系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、分析、處理達(dá)到項(xiàng)目目標(biāo)。我?！皺z測(cè)技術(shù)”課程配套實(shí)驗(yàn)室是傳感器實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)設(shè)備有25套，可以完成金屬箔式應(yīng)變傳感器、稱(chēng)重傳感器、MPX擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變傳感器、標(biāo)準(zhǔn)K分度熱電偶、標(biāo)準(zhǔn)E分度熱電偶、Pt100鉑熱電阻、集成溫度傳感器、Cu50銅電阻傳感器、光敏電阻傳感器、光電轉(zhuǎn)速傳感器、光纖位移傳感器、熱釋電紅外傳感器、半導(dǎo)體霍爾傳感器、磁電式傳感器、濕敏電阻傳感器、MQ3氣敏傳感器、電感式傳感器、壓電加速度傳感器、電渦流傳感器、電容傳感器等實(shí)驗(yàn)。同時(shí)改革實(shí)踐環(huán)節(jié)考核機(jī)制：改變只考核實(shí)驗(yàn)結(jié)果的模式，增加實(shí)驗(yàn)答辯、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和創(chuàng)新設(shè)計(jì)作為考核指標(biāo)。

五、考核方法改革

在考核方法上改變過(guò)去末考定成績(jī)的方法，注重過(guò)程管理。在“檢測(cè)技術(shù)”綜合成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)上，最終考核成績(jī)包括四個(gè)部分，即考勤成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、大作業(yè)成績(jī)、末考成績(jī)。

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)“檢測(cè)技術(shù)”教學(xué)改革，目的是培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用計(jì)能力。通過(guò)對(duì)理論實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)方法、考核方法等方面的改革，利用網(wǎng)上資源，盡可能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，并取得較好的實(shí)際效果。

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