机械工程测试技术课程教学改革探讨

曾娣平(邵阳学院机械与能源工程系，湖南邵阳422000)



机械工程测试技术课程教学改革探讨

曾娣平
(邵阳学院机械与能源工程系，湖南邵阳422000)

摘要:探讨机械工程测试技术课程教学中存在的问题，从课程体系、理论教学、实验教学等方面进行改革，提出以提高学生自主学习能力为目的的教学模式。改革实验教学模式提高实验教学质量、引入工程案例强化理论教学、引导学生自主参与、调动学习热情和积极性，最终达到提高教学质量的目的。

关键词:自主学习;实验教学;提高教学质量

测试技术已广泛地应用于工农业生产、科学研究、国防建设、交通运输、医疗卫生、环境保护和人们的生活等各个方面，并在其中发挥着越来越重要的作用，成为国民经济发展和社会进步的一项必不可少的重要基础技术。使用先进的测试技术已成为经济高度发展和科技现代化的重要标志之一。机械工程测试技术课程是一门基础课程，包括测试的基础知识、信号分析基础、测试系统的特性及测试误差理论、测量电路及应用、计算机测试系统以及虚拟测试仪器的应用，还包括常用传感器的工作原理、结构、特性，以及机械工程中常见非电量测试方法(包括力和压力、位移、温度、振动、噪声、转速、功率等物理量的测试要求及测试方法)等方面的主要基础知识。通过该课程的学习，学生应该了解和掌握机械工程测试技术的基本理论知识，建立起关于工程测试技术的完整的知识体系，获得独立开展科学研究所必备的测试技术的基础理论、实验方法以及数据分析等方面的知识［1］。

邵阳学院机械与能源工程系的所有专业都开设了这门课程。通过专业教师多年的合作探讨，制定了较完善的课程教学大纲，创建了设备较齐全的实验室，在教学过程中采用了先进的多媒体教学设备。但该课程理论性较强，如果采用传统的教学模式，学生被动地接受老师课堂灌输的知识，不仅对课程里面涉及的理论知识很难理解透彻，更不用说学好这门课程了。改革机械工程测试技术课程教学体系，是实现机械工程专业人才培养目标和人才培养模式的需要，对培养具有较强动手能力的实用型人才具有深远的意义。

1　机械工程测试技术课程的教学现状

第一，相关课程的时间安排欠合理。与机械工程测试技术联系紧密的先修课程主要有高等数学、电工电子技术、计算机科学、过程控制工程理论等。如果这几门课程没有打下坚实的基础，那么在信号分析、测试系统分析、传感器电路分析以及计算机测试技术等内容的学习中都会感觉吃力，从而失去学习兴趣。从教学体系上，就邵阳学院而言，这些相关课程的时间安排欠合理。这些课程，机械类学生都安排在大学一年级或二年级上学期开课，而机械工程测试技术课程安排在大学三年级二学期开课，中间间隔的时间至少有一年，学生对基础知识的遗忘比较严重。而学生在学习这门课程时，一方面要求学生全面回忆起高等数学、数学分析的内容，另一方面要求学生不断吸收全新测试技术知识。假如不能充分利用已学过的基础知识并做到与新知识融会贯通，则相当长一段时间都会处于茫茫然的学习阶段，进入学习状态缓慢，学习兴趣锐减，积极性受挫［2］。

第二，实验力度不足，学生学习兴趣低。机械工程测试技术是一门实践性很强的学科，实验教学非常重要。现在的实验教学状态是:1)实验教学内容较少。我国将测试技术定位为专业基础课，侧重书本知识和理论教育，实验教学较少。以邵阳学院为例，实验教学只有8学时，而且现在的实验教学模式基本上是教师下达实验任务，讲解实验原理，安排好实验步骤，学生只要按照老师指导的实验步骤按部就班地做;通常，做完实验后，学生对实验过程中用到的理论知识并没有进一步的认识，没有达到理论与实验结合学习的目的;在实验过程中师生之间缺少互动，学生的自主性没有得到体现。2)实验设备不足。不足主要体现在传感器部分，没有实物对象，学生对传感器没有感性的认识，单纯的原理介绍显得枯燥、乏味;信号分析理论部分则涉及较多的高数内容，对于机械类的学生来说过于深奥，学生很难理解，这些使得学生没有学习兴趣。

2　机械工程测试技术课程的教学改革措施

2.1优化课程体系，合理安排课程

在整个机械工程专业体系中，机械工程测试技术起着承前启后的作用，因此，在教学内容上，应与先修课程和后续课程做好合理的衔接，做到教学内容不重复、不脱节，能为后续课程打下坚实的基础。一方面，可将该课程的教学安排提前到大二第二学期的后半个学期，学完高等数学、电子技术、计算机基础等先修课程之后，马上进入该课程学习，时间间隔短，学生对基础知识把握好，能很快进入学习状态，提高学习的积极性;另一方面，改进教学模式，在教学过程中，涉及到先修课程的地方，可请相关课程教师以专题讲座的形式对有关知识进行复习，专题讲座也可以视频的形式上传到网络，学生根据需要在课余时间自行完成已学知识的复习，从而为更好地学习新的课程内容做好准备。

2.2改革教学环境，提高学生的自主学习兴趣，提高教学质量

机械工程测试技术是一门理论与实践结合性较强的课程，但目前在教学过程中，知识的系统性与完整性、理论与实践存在脱节现象，这就导致学生在学习过程中觉得枯燥、乏味，从而失去了自主学习的兴趣。为了提高学生的学习自主性，可通过改革理论教学方法与实践教学手段，达到提高学生学习兴趣，从而提高课堂教学质量的目的。

第一，引入工程案例，提高学习兴趣。兴趣是最好的老师，学生对课程的兴趣决定了学习的自主性，而学习的自主性决定了学习质量。在教学过程中，建立“以兴趣为核心的教学模式”，大量使用学生感兴趣和亲身感知的工程案例，从实践到理论、从案例到科学，认识测试技术。比如，通过对机加工零件表面粗糙度形成原因的探讨，使学生掌握信号的自相关分析部分的知识，这对机械系的学生来说是有切身体验的，这样就将枯燥的理论知识与生动的案例结合，使学生能够更加生动形象地感受到基本原理的价值，避免枯燥无味的理论分析，活跃了课堂气氛，提高了学习兴趣。

第二，改革教学方式，课堂进入实验。机械工程测试技术涉及到测试的基础知识、信号分析基础、测试系统的特性及测试误差理论。常用传感器的工作原理、结构、特性、测量电路等基本理论知识的理解与应用主要通过教师的课堂讲解，枯燥、乏味、学生没有感性的认识，可改善已有的教学模式，强化试验设备，将理论教学内容放到实验室，依靠实验来实现。比如，传感器部分，通过传感器实验，使学生从实验中理解传感器的测试原理、实际应用等;测试系统特性部分，通过在实验室组建适当的测试系统，通过实验掌握一阶、二阶测试系统的静、动态特性。学生通过实验既学习理论知识，同时又将理论知识加以应用在实验过程中。

第三，引入仿真实验，改善课堂教学环境。为解决课堂上实验教学环境的营造问题，可引进“可重构虚拟仪器教学平台”构建的计算机化工程测试创新实验室，针对测试技术课程实验教学需要，设计实验内容，形成一个仿真实验教学环境。为提高教学效果，可借助仿真实验将信号分析、波形分析、频谱分析等理论知识进行可视化表达。学生通过直观的感受，可以更深刻地理解这些理论知识的工程意义。

第四，启发学生的自主设计实验能力。实验主要是培养学生的动手能力，通过实验教学环节，使学生具有独立解决实际问题的能力。而现在的实验教学模式基本上是教师安排好实验步骤，学生照做，得出数据即可。在这个过程中，师生之间、学生之间缺少互动，这种模式影响了学生创新思维的培养，学生的学习自主性和能动性没有得到体现。为了发挥学生的自主创新能力，提出“教师引导，学生自主”的实验模式，即教师将实验任务和要求布置给学生，学生根据实验任务书，利用已有的实验资源，组织实验原理、实验仪器，设计实验步骤，实验由学生独立完成，教师只是引导、监督，不参与实验过程［3］。另外，虚拟仪器是现代测试技术的一个新的发展方向，可引导学生利用自己的PC机创建虚拟实验。比如，学生可用lab－view软件平台动手设计周期信号叠加系统仿真实验，从而更形象地理解周期信号的谐波性。这种实验模式能够充分发挥学生主观能动性，有利于培养学生的应用能力和创新能力。

第五，以科研带动实践教学。大学生已经具备了基本的科研能力，为了提高学生的自主学习能力和实践能力，可通过鼓励学生参与科研的方式带动实践教学。根据学院已有的科研项目，组织学习兴趣小组，鼓励学生主动参与感兴趣的科研项目。通过这种方式，学生可以自己主动地去探索解决问题的方法，依靠所学知识解决实际问题，既培养学习兴趣，也培养了实践能力。

3　结语

针对机械工程测试技术课程教学中出现的“教师难教，学生难学”［4］的问题，分析了出现该问题的原因，从提高理论教学和实验教学的质量出发，提出了以提高学生自主学习能力为目的的教学模式。通过“教师引导，学生自主”的实验模式提高实践教学质量，引入工程案例、课堂与实验结合等手段强化理论教学，以引导学生自主参与的方式调动学生的学习热情和积极性，从而提高教学质量。

参考文献:

［1］杨中喜，陶文宏，师瑞霞，等.现代材料测试技术设计性实验教学的改革与探索［J］.实验室科学，2008(4) :40－41.

［2］曾焕浪，陈文戈.测试技术综合创新实验的规划与实践［J］.广东工业大学学报(社会科学版)，2002(2) :192－193.

［3］吴世雄，王成勇.机械工程测试技术教学改革的探索［J］.广东工业大学学报(社会科学版)，2007(6) :108－109.

［4］林近山.关于机械工程测试技术教学改革的几点思考［J］.潍坊学院学报，2011，11(2) :149－150.

(责任校对王小飞)

作者简介:曾娣平(1982－)，女，湖南邵阳人，硕士，讲师，主要从事材料加工研究。

基金项目:邵阳学院综合改革教改项目(2014ZJG05)

收稿日期:20141216

doi:10.13582/j.cnki.1674－5884.2015.07.020

中图分类号:G642.3

文献标志码:A

文章编号:1674－5884(2015)07－0059－03