機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)測(cè)試與傳感技術(shù)課程教學(xué)改革初探

孫業(yè)明

（東北電力大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，吉林 吉林132012）

0 課程概述

機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的測(cè)試與傳感技術(shù)課程，有的學(xué)校也叫機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)或者機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)，在東北電力大學(xué)由于歷史原因，本門(mén)課之前一直叫作測(cè)試與傳感技術(shù)，從下一年度開(kāi)始改名為機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)。該課程以信號(hào)為主線索，可以認(rèn)為是信號(hào)理論在機(jī)械工程中的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)產(chǎn)品向著小型、輕便、智能的方向發(fā)展，它們能夠自己感知工作狀態(tài)，并且選擇合適的工作參數(shù)，時(shí)刻保持最優(yōu)狀態(tài)，在這些產(chǎn)品中傳感器及信號(hào)處理起到重要作用。因此作為機(jī)械專(zhuān)業(yè)，尤其是機(jī)械電子工程方向的主干課，學(xué)好該門(mén)課程是非常重要的[1]。

1 存在的問(wèn)題

（1）測(cè)試與傳感技術(shù)是一門(mén)綜合性課程，該課程涉及的前導(dǎo)課程有高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、化學(xué)、電子技術(shù)、工程力學(xué)、材料科學(xué)、精密機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、微機(jī)原理等課程。測(cè)試與傳感技術(shù)開(kāi)設(shè)學(xué)期為大四上學(xué)期，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)間過(guò)于久遠(yuǎn)，很多同學(xué)已逐漸淡忘，課程有許多理論公式推導(dǎo)內(nèi)容，需要用到這些先導(dǎo)知識(shí)，比如信號(hào)復(fù)指數(shù)展開(kāi)式、傅立葉變換、時(shí)移頻移卷積性質(zhì)、相關(guān)性分析、應(yīng)變效應(yīng)的推導(dǎo)，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，普遍感到比較吃力[2，3]。

（2）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型敏感材料，新型傳感器不斷涌現(xiàn)，同時(shí)陳舊過(guò)時(shí)的傳感器不斷被市場(chǎng)淘汰，而大多數(shù)教材追求的是理論上的全面，內(nèi)容上的穩(wěn)定，介紹的傳感器大多是常規(guī)傳統(tǒng)的，內(nèi)容更新慢，與傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀相比存在一定滯后。

（3）目前許多高校的工科專(zhuān)業(yè)都在積極地開(kāi)展國(guó)際工程認(rèn)證，工程認(rèn)證以能力培養(yǎng)為主線，以學(xué)生為主，以產(chǎn)出（即學(xué)生畢業(yè)時(shí)具有的知識(shí)、能力、素養(yǎng)）為導(dǎo)向的認(rèn)證理念逐漸被大家接受，已成為工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的重要方向。而傳統(tǒng)的授課方式、考核評(píng)價(jià)方式并沒(méi)有很好的按照這種理念進(jìn)行，需要從認(rèn)證的角度出發(fā)，對(duì)原有的授課考核評(píng)價(jià)方式進(jìn)行改革[4，5]。

2 改革措施

針對(duì)測(cè)試與傳感技術(shù)課程面臨的問(wèn)題及任務(wù)，本人在授課過(guò)程中不斷思考，積極探索解決問(wèn)題，以下是本人對(duì)本門(mén)課程的改革創(chuàng)新之處，與大家探討交流。

（1）首先，認(rèn)真思考測(cè)試與傳感技術(shù)這門(mén)課程在機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)中的角色和定位。機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)是動(dòng)手實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，尤其我校的機(jī)械專(zhuān)業(yè)本科同學(xué)，畢業(yè)后多數(shù)去了電廠、機(jī)械廠（公司），主要從事機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造及維護(hù)等工作，動(dòng)手實(shí)踐是他們主要的工作內(nèi)容，而理論內(nèi)容應(yīng)用不多，因此針對(duì)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，在講授測(cè)試與傳感技術(shù)課程時(shí)，不在抽象晦澀的理論推導(dǎo)上占用過(guò)多的時(shí)間，只講最重要的理論，對(duì)于公式及理論會(huì)用即可。這樣的處理方法，它的好處是突出重點(diǎn)，講求實(shí)效，不會(huì)使紛繁復(fù)雜的公式掩蓋、干擾了課程的重點(diǎn)，角色和定位清晰直接。

（2）有些先導(dǎo)課程的知識(shí)點(diǎn)（以數(shù)學(xué)公式居多），如歐拉公式、復(fù)指數(shù)積分、拉普拉斯變換、彈性模量定義等，這些知識(shí)時(shí)不時(shí)出現(xiàn)在課程中，由于學(xué)習(xí)時(shí)間較久遠(yuǎn)，加之知識(shí)點(diǎn)本身難度較大，很容易成為新知識(shí)學(xué)習(xí)的攔路虎，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。編者的方法是：每講新的一章時(shí)，如果用到這些先導(dǎo)知識(shí)，會(huì)提前總結(jié)提煉，用極簡(jiǎn)的方式交代這些知識(shí)點(diǎn)，讓同學(xué)們記錄到教材中本章的第一頁(yè)，作為本章的預(yù)備知識(shí)。學(xué)習(xí)中用到時(shí)，直接像查表一樣應(yīng)用就可以，使用起來(lái)簡(jiǎn)單快捷，這樣同學(xué)們?cè)诼?tīng)課、做習(xí)題時(shí)就不會(huì)受這些知識(shí)點(diǎn)的影響了。每章這種總結(jié)精煉后的公式數(shù)量并不多，有的章節(jié)只有一兩條，最多的章節(jié)也僅有五條，同學(xué)們可以花費(fèi)很少的精力重新掌握這些知識(shí)點(diǎn)。

（3）傳感器原理及應(yīng)用是測(cè)試與傳感技術(shù)的重要章節(jié)，目前傳感器種類(lèi)繁多，發(fā)展較快，但測(cè)試與傳感技術(shù)教材內(nèi)容體系中規(guī)中矩，更新速度慢，不能很好地跟隨技術(shù)的發(fā)展。為了彌補(bǔ)這些不足，在備課時(shí)可從網(wǎng)絡(luò)、期刊、書(shū)籍中尋找相關(guān)的最新資訊，以圖片或者視頻的形式插入授課內(nèi)容當(dāng)中，授課內(nèi)容緊隨時(shí)代技術(shù)的發(fā)展，這樣同學(xué)們能夠了解到更多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，開(kāi)闊視野，聽(tīng)課時(shí)會(huì)更有興趣，課程的講授也變得更有價(jià)值和意義。

（4）將本門(mén)課程與機(jī)械專(zhuān)業(yè)其他課程相結(jié)合，逐步導(dǎo)入。在本門(mén)課程的講授過(guò)程中，將本門(mén)課程知識(shí)點(diǎn)與機(jī)械專(zhuān)業(yè)其他課程結(jié)合來(lái)講，拉近相互之間的距離。機(jī)械專(zhuān)業(yè)的現(xiàn)狀是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，純機(jī)械產(chǎn)品的比重越來(lái)越低，大多數(shù)的產(chǎn)品都是機(jī)電相結(jié)合的，機(jī)械專(zhuān)業(yè)的學(xué)生除了學(xué)習(xí)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)外，還學(xué)習(xí)電工學(xué)、電子技術(shù)、微機(jī)原理等課程，以具有較為寬廣的知識(shí)視野，成為有用的復(fù)合型人才。在電子技術(shù)課程中，學(xué)生們接觸到了正弦波、三角波、方波、鋸齒波等波形，又在微機(jī)原理課程中學(xué)習(xí)到了數(shù)字信號(hào)，其實(shí)信號(hào)學(xué)生們?cè)缭缇烷_(kāi)始接觸了，只不過(guò)之前沒(méi)有特意強(qiáng)調(diào)它，信號(hào)在機(jī)電產(chǎn)品中是無(wú)處不在的，測(cè)試與傳感技術(shù)這門(mén)課程是在原來(lái)的基礎(chǔ)上，對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展、深入，開(kāi)始系統(tǒng)地來(lái)認(rèn)識(shí)信號(hào)。在上課時(shí)，教師們時(shí)不時(shí)把電工學(xué)、電子技術(shù)、微機(jī)原理中相關(guān)知識(shí)拿出來(lái)，引出測(cè)試與傳感技術(shù)的知識(shí)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)不再感到陌生，并逐步認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)本門(mén)課程的必要性和價(jià)值。

（5）適應(yīng)工程認(rèn)證需要方面的嘗試探索。首先，在未實(shí)施工程認(rèn)證以前，授課教師專(zhuān)注于本門(mén)課程的內(nèi)容，自成一個(gè)封閉、完整的知識(shí)體系即可，實(shí)施專(zhuān)業(yè)認(rèn)證后，為了使畢業(yè)生達(dá)到期望的培養(yǎng)目標(biāo)，需要綜合考慮每門(mén)課對(duì)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn)，因此學(xué)院及課程組根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)通盤(pán)考慮，對(duì)每門(mén)課程應(yīng)實(shí)現(xiàn)的達(dá)成度目標(biāo)進(jìn)行了分配，這樣測(cè)試與傳感技術(shù)不再是以往孤立、封閉的一門(mén)課程，而是需要按照分配的畢業(yè)指標(biāo)點(diǎn)要求，確定授課內(nèi)容、考核方式。其次，在認(rèn)證之前，試卷出題按章分配分值的比重，認(rèn)證實(shí)施后，本課程從培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，試卷出題改為按照課程目標(biāo)分配分值比重，這樣能夠在期末考試后，可以清晰地統(tǒng)計(jì)、盤(pán)點(diǎn)本學(xué)期的授課，是否滿足了畢業(yè)培養(yǎng)的指標(biāo)點(diǎn)要求，哪些方面有待調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了以結(jié)果為導(dǎo)向，優(yōu)化今后的教學(xué)活動(dòng)。最后，認(rèn)證前，課程成績(jī)的統(tǒng)計(jì)分析比較簡(jiǎn)單，主要是“試卷難度如何，考試成績(jī)分布怎么樣，平均成績(jī)是多少，以及考試情況分析”。開(kāi)展認(rèn)證工作后，測(cè)試與傳感技術(shù)的成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容變得豐富且有針對(duì)性，評(píng)價(jià)分析的內(nèi)容還包括“課程目標(biāo)與畢業(yè)要求支撐關(guān)系矩陣、對(duì)本專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)、課程評(píng)價(jià)依據(jù)合理性審查表”等內(nèi)容，整體內(nèi)容細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)。各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)客觀的描述了本輪授課效果、目標(biāo)完成情況，以及學(xué)生今后努力方向，因此可操作性更好，為學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)提供了科學(xué)保證。

3 結(jié)語(yǔ)

測(cè)試與傳感技術(shù)是機(jī)械專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干課，但在授課過(guò)程中，存在著課程理論抽象、晦澀、難度大，傳感器章節(jié)知識(shí)更新快，課程考核評(píng)價(jià)方式不能很好滿足工程認(rèn)證需要等問(wèn)題，本文從課程的角色和定位、授課及考核評(píng)價(jià)方式、適應(yīng)工程認(rèn)證措施等多個(gè)方面，進(jìn)行了積極有益的嘗試探索，取得了良好的效果。