面向创新实践能力培养的“现代测试技术”课程教学改革探讨

罗锦　崔少辉　孟晨

摘要：从培养研究生创新实践能力出发，对现代测试技术课程的教学模式和教学方法等方面进行了探讨，通过精选教学内容，建设MOOC课程，设计翻转课堂，引入实验教学环节，优化教学方法和手段，多样化考核方式，达到课堂导学、课外研学、实验促学的有机结合，全面提高研究生学员勤于思考、勇于动手、综合运用的能力。

关键词：实验教学 研究生教育 MOOC

一、引言

研究生学员是实现我军新世纪新阶段战略目标的生力军，加强研究生学员创新实践能力的培养，直接关系到军队院校人才培养质量和培养目标的实现。“现代测试技术”是我院仪器科学与技术学科研究生的学位课，也是机械电子工程、检测技术与自动化装置、兵器发射理论与技术等学科研究生的必修课，该课程主要介绍当代电子测量与电子测试仪器的基本原理、技术和方法，是一门以信息论、电子学和数据采集技术为基础，研究各类电参量测量方法与技术、相关测试仪器原理与技术、测试系统设计与集成的应用技术科学。

“现代测试技术”课程的教学内容广，应用背景涉及面宽，理论性与实践性强，造成学员对一些内容的理解和掌握较为困难，为了激发研究生学员的学习兴趣，提高教学效果，结合研究生学员创新实践能力培养的需求，课程组对课程体系和教学方法等方面进行了改革探索，加强了以知识体系为核心，注重了综合运用能力的培养，对教学内容进行了精选，引入了实验教学环节，建设了MOOC课程，设计了翻转课堂教学模式，通过课堂导学、课外研学、实验促学的有机结合，全面提高学员勤于思考、勇于动手、综合运用的能力。

二、精选教学内容

课程组在深入分析以前的教学情况、外校调研情况以及修课研究生的反馈意见，综合我院研究生的知识结构和课程体系要求，进一步明确了与我院研究生培养、课题研究相适应的课程内容体系，将教学内容和课程安排划分为基本理论讲授、新技术实验、前沿讲座、专题讨论等四个部分。

其中，理论讲授和实验操作示范讲解以学员通过MOOC课程自主学习为主，教员课堂讲授为辅。基本理论讲授部分涵盖了测量原理与实现技术、信号产生技术、基本电参量测试、时域测试、频域测试、数据域测试、非电量测试技术、虚拟仪器及自动测试系统等主要内容，重在使研究生较全面地掌握现代测试的理论、技术和方法。

新技术实验以自主研发的通用自动测试系统为平台，设计了基于通用ATS、基于FPGA/CPLD的信号采集等综合性实验，使研究生能够更直观形象地理解和掌握各种理论和技术的实际运用，重在培养学员的动手能力和独立思考、分析问题、解决问题的能力，并结合课堂讨论和课下作业，鼓励研究生通过实际动手操作来验证自己的设计方案，解决一些实际问题，从而激发了研究生的学习兴趣，使研究生能够更灵活地掌握现代测试的相关理论和技术。

前沿讲座主要包括通用测试技术发展战略、装备测试性设计技术现状及发展、ATS软件设计技术、ATS/ATE技术发展趋向等专题，重在使研究生能够及时了解和掌握测试技术的发展和未来的研究热点方向，为后续的研究方向选择提供参考。

专题讨论的情况将计入课程的考核成绩，一方面，可以通过汇报和讨论来激励学员的学习热情、贯穿知识点的学习掌握；另一方面，也起到督促和衡量学员学习效果的目的。

整个课程讲授过程中，除采用了讲授、讲座、讨论等多种教学形式外，还将启发式、探究式等多种教学方法融入教学，把重点放在问题的由来、概念的形成、研究的思路与方法上，把新概念、新思路、新方法和有待解决的问题引入课堂，提高了研究生探讨和思考的积极性以及对知识的理解。同时，还采用多媒体等现代教育手段，构建了完善、优秀的课程教材、教案和多媒体课件，以增强理论的可接受性，使研究生更容易理解和记忆，有效改善了教学效果。

三、翻转课堂设计

研究生最重要的能力就是自主学习、独立研究。传统教学中，课堂授课主要注重新知识的讲授，进行交流互动的时间有限，互动也往往是对知识浅层次的巩固记忆，学员也很难对现学知识进行深入思考和综合应用，所谓的研究生创新素质培养也就难以真正实施。此外，研究生学员理论基础与实践经验不尽相同，有应届的研究生，有工作多年再考取的研究生，也有在职进修的研究生，采用传统的课堂讲授模式难以取得因材施教的效果。

为了提升课堂的授课效率，实现“以学员为中心、以能力提升为核心”的个性化教学，本课程组制作了MOOC课程，将现代测试技术的一些基础理论知识以及实验示教讲解转化为网络视频授课，并引入了“翻转课堂”教学模式以实现课堂教学与MOOC相结合的主动学习方案，即：由研究生学员在课下根据自己学习程度和学习需求来控制学习进度与学习顺序，并通过自己的理解掌握新的知识内容，增强学员的自主学习能力；课上时间则以重点知识串讲、专题讨论、学员随堂汇报、实验操作验证等形式为主，通过课堂讨论、答疑环节有效地增加师生之间的互动。这种“翻转课堂”的教学模式，将课堂跃升为师生间深度知识探究、思辨、互动与实践的场所，有利于提高学员学习的积极性和思维的创新性。

考虑到人脑注意力的10分钟规律，课程组将传统课堂的授课内容进行了重新的编排，将课程内容按专题进行了分解，并将一个专题进一步进行了章节细分，平均以5～15分钟为一个授课阶段，每个阶段的授课视频后会带有部分随堂测试题，测试题目以无须人工批改的客观试题为主，主要用于帮助学生巩固掌握前一段微视频所讲授的知识内容。为保证线上教学效果，“现代测试技术”课程构建了线上学习社区，并配置了2名主讲教员和5名助教的教学团队，其职责主要是回答讨论区的问题，参与主观作业的批改，与学员广泛进行互动交流，学员之间也可通过线上学习社区相互答疑、讨论，进行协同学习。

四、实验教学设计

“现代测试技术”采用了分层次模块化的实验教学模式，将实验内容分为基础实验模块、综合性实验模块和创新设计实验模块三大部分。其中，基础实验模块以演示验证性实验为主，内容包括：基本电参量测试实验、时域测试实验、频域测试实验、数据域测试实验、信号产生技术实验、非电量测试实验等，重在培养研究生掌握基本的工程参量测量原理和方法，使研究生具备基本的解决工程测量问题的能力；综合性实验模块和创新性实验模块以自主研发的通用自动测试系统为平台，围绕虚拟仪器技术及自动测试系统设计等新技术实验教学，设置了数据采集技术实验、虚拟仪器及测试总线实验、ATS软件设计实验、基于通用ATS的测试技术实验、自动测试系统计量检定实验等内容，侧重培养研究生综合设计性实验自我创新能力和科研能力的培养，使研究生认识和掌握先进的虚拟测试理论技术与实用技术，掌握主流测试仪器平台应用与开发，具备设计和调试自动测试系统的能力。其中，综合性实验和创新性实验还要求研究生撰写上交综合设计报告，综合设计报告包括实验方案设计、硬件原理图、软件流程框图、调试中遇到的问题及心得等内容。

五、多样化考核方法

与本科生阶段强调基础理论知识掌握情况的考核不同，研究生阶段更注重理论知识的综合应用能力、工程实践能力、创新能力、团队协作能力、总结表达能力等综合素质和能力的考核。因此，課程组对“现代测试技术”课程的考核方式进行了改革，改革后的考核方式将由课程结课考试、实验设计与操作、平时成绩等三部分构成。

其中，课程的结课考试主要依托MOOC平台在线完成，由主讲教员从题库中随机出题构成结课考试试卷，主要考核研究生学员对基础理论知识的掌握情况，该部分成绩占40%；实验设计与操作的成绩主要由实验方案设计报告、实验操作情况、实验报告三部分成绩构成，主要考核研究生学员的工程实践能力、团队协作能力和创新能力，该部分成绩占30%；平时成绩主要包括课堂专题讨论情况、MOOC线上学习社区答疑讨论情况、定期汇报报告等几部分，主要考核学员的理论知识综合应用能力和总结表达能力，该部分成绩占30%。通过这种综合性的考核方法能够尽可能地考核学员的各种能力，督促研究生学员有意识地加强创新实践能力的锻炼。

六、结束语

近两年来，通过引入MOOC翻转课堂和综合性、创新性实验环节，“现代测试技术”课程的教学效果明显改善，课堂教学气氛活跃，研究生的学习兴趣显著提高，增强了研究生的动手能力和创新思维能力的培养，为仪器类研究生的课题研究打下了良好的基础。

参考文献：

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[2]陈俊平，孙丹，胡爱红.研究生《现代分析测试技术》课程实验教学改革探索[J].新课程研究，2011，（02）：105-106.

[3]陈兴娟，孙立佳.基于创新能力培养的研究生课程教学改革探讨[J].广州化工，2014，（07）：236-238.