构建测控技术层次化实验教学体系 培养学生创新能力

林学强+张辛

摘要：自改革开放以来，我国测试技术得到了迅速的发展，给高校测试技术类课程的实验室建设和实验教学改革提出了与时俱进的要求。立足于石油院校特点、测试技术课程实验教学体系的设计与建设，目标是扩宽学生的思维方式，培养学生解决实际问题的能力，对机械、自动化等专业的测试技术课程实验环节教学进行改革，通过分层次教学，更新和整合实验教学的内容，改变传统的教学手段，充分开放教学实验室，将实验内容、实验时间和实验场地开放，构建分层次的实验教学体系，培养学生的工程意识，为多元化的机电相关行业输送具有创新能力的优秀人才。

关键词：测试技术；实验教学；教学改革；创新人才

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）23-0277-02

一、引言

近来年，社会对机械工程专业的人才需求日益增多，作为优秀人才的主要输出地——高校，对人才的培养模式也在发生变化，从过去的单一式向多样化逐渐转变。我校机械设计制造及其自动化专业、车辆工程专业根据大纲要求分别开设“机电信息检测与处理技术”、“机械工程测试技术”等课程，这些课程作为重要的专业核心课程，其共同的特点是具有很强的实践性，其实验教学也是培养相关专业应用型人才的主要途径[l]，目前在大多数高校教学中仍采用传统的实验课教学手段，遏制了学生应用能力的发展，因此迫切需要对实验教学模式进行改革。传统的实验教学体系也正在向多层次的开放性教学模式转换[2]。

二、调整实验项目，优化实验内容，建立测试技术层次化实验教学新体系

建立新的实验教学模式，必须提高实验教学的重视程度，测试课程是一门有极强实践性的课程，只有将课堂教学和课下实践相结合，通过实验教学来加深理论知识的认识和理解[3]。

针对测试技术的相关课程，通过调整实验内容，去除冗余，整合相似实验，按照实验的难易程度将计划内必修实验和计划外设计性实验进行分层次划分[4]。加强不同章节和知识点之间的联系，使各个单独的实验之间有一定的承接作用，形成纵向发展的知识结构体系[5]。

在测试技术实验教学过程中，按照计划内必修实验、设计性实验、创新性实验纵向延伸，形成完整的实验教学体系，教学目的层次分明，教学内容由简入难，教学难度循序渐进[6]。测试技术的计划内实验主要涉及到传感器的性能标定、应力应变电测法、振动系统固有频率测定等内容的实验；测试技术的设计性实验主要涉及到机械系统和机械结构的综合分析和测试，使学生能够根据既定的实验目的来自己设计实验方案，完成实验仪器选型；测试技术的创新型实验主要是涉及实际的油田钻采作业中的测试问题，教师结合自己的科研课题，利用实验室现有的仪器设备，让学生开展创新型的实验，完成实际的工程测试问题。通过三个不同层次的实验内容的学习，学生们能够理解和深化理论课内容，同时能够开发自己的工程思维，面对实际问题，能够设计、完善实验方案，在思维和动手实践方面得到全面的提升。

在改革实验教学模式和体系的同时，也需要改进实验教学的方法和手段。传统的测试技术教学已经不能适应现在的技术发展和人才培养的模式，在教学过程中，需要采取多种方式，培养学生运用高科技设计仪器的能力。

三、针对不同层次实验内容，优化实验教学手段，提出测试技术层次化实验教学新方法

1.对于测试基础实验，指导学生进行基本的仪器仪表认识，指定必做实验项目，掌握实验的原理，要求学生掌握测试技术的基本理论知识。

2.对于测试综合实验，主要是基于问题学习（Problem-based learning）的实验教学方法。这种方法是以学生为主体，为学生设定实验目的，引导学生自己选择实验仪器，自己设计实验方案，围绕测试对象和测试目的进行系统的分析和实际测试，完成测试过程各个环节的任务。学生可以在多个实验项目中进行选择，完全按照自己的兴趣和擅长领域进行实验，有一定的设计性和综合性，对学生的要求也较基础实验要高。

3.对于测试创新实验，主要是基于项目学习（Project-based learning）的实验教学方法。这种方法是教师从自己的科研课题或综合工程问题中摘选一部分，设定实验对象和实验目的，学生设计试验方案，自主选择实验仪器，开发硬件装置，编写软件，对于实验的完整测试过程、数据采集显示和分析，全部自主完成。学生可以参加学校和国家举办的大学生创新计划项目，也可以结合教师的科研方向，进行创造性实验。创新型实验从目的、过程到整个实验的过程都是开放的，学生可以自主预约时间、自主选择设备。这一类实验堆学生的创造性思维能力有一定的要求。

四、开发能力拓展实验项目，建立测试技术层次化开放式实验教学模式

实验室开放有多种模式、多种面向目标，使实验教学向分层次、多元化方向发展，向能力素质培养转变。开放时间多元化，开放内容多元化，开放模式多元化。

1.为学生提供所有实验设备与仪器，学生根据兴趣或者针对工程实际问题设计实验方案，搭建实验系统，实现实验内容的开放。

2.与相关教学实验室老师协调工作时间，建立相应的实验室管理制度，在非课堂时间开放实验室，学生可以在实验室内自主设计实验，夏季小学期集中进行实践训练，学生完成一定的大学生创新计划或者自主创新项目，实现实验时间的开放。

3.在保证教师的科研安全和科研隐私的前提下，充分利用教师的科研实验室，将科研带入实验教学，实现教学实验资源和科研实验资源的交叉共享，实现实验空间的开放。

五、结论

根据学校“三三三”教学改革的要求，针对測试技术课程实验教学的需要，借鉴国内知名工科高校的实验教学改革的经验，结合常用的石油钻采机械应用实际，围绕时间响应分析、频率特性分析、传感器特性、机械参数测试等主要内容，根据课程设计体系，贯通实验教学内容，优化相关实验环节，计划实验和开放自主实验相结合，研究机自和车辆专业测试技术课程层次化实验教学新体系，为面向机械大类专业学生的测试技术实验课程的建设奠定基础。教学实践表明，对学生进行多元化、分层次的实验教学是提高学生工程意识和创新能力的必要途径，有利于培养不通层次学生的能力。

參考文献：

[1]易红.高校实验教学与创新人才培养田[J].实验室研究与探索，2008，27（2）：1-4.

[2]夏定元，徐华中.探索实验室管理模式，提高人学生创新能力[J].实验室研究与探索，2010，29（3）：88-90.

[3]黄瑞，袁桂慈.电子技术实验教学改革与创新田[J].实验技术与管理，2006，23（1）：77-79.

[4]屈二军，李文建.深化开放性实验管理，培养创新型人才田[J].实验科学与技术，2010，8（4）：131.

[5]包国荃.电子技术实验教学改革与实践田[J].实验技术与管理，2008，25（7）：140-141.

[6]朱仲邃，张国辉.电子技术实验教学改革与创新人才培养田[J].嘉应大学学报（自然科学），2003，21（3）：27-29.

Experimental Teaching Reformation of Measurement and Control Technology with Oil Characteristics

LIIN Xue-qiang，ZHANG Xin

（College of Mechanical and Electronic Engineering，China University of Petroleum，Qingdao，Shandong 266580，China）

Abstract：Since reforming and opening，the measurement and control technology has been improved rapidly，and some new requirement for laboratory construction and experimental teaching reformation of high school related curriculum are put forward.A reform of experiment teaching was carried on electron and information field in order to establish broad foundation，promote all around development，and improve capability training.The layering experiment teaching system was constructed.The content of experiment teaching was renovated and conformed.The methods and means of experiment teaching were improved.The open experiment teaching was carried out.It was constituted that practice basement on the innovation of science and technique.Therefore，the experiment teaching mode appeared to satisfy with requirement of times.The practice showed that the series of reform for electron and information field can stimulate student's interest.The student's engineering practice ability and innovative spirit were brought up.The more innovate talents were emerged.It achieved great success.

Key words：testing technique；experiment teaching；teaching reformation；innovative talents