测试技术与信号处理新时期教学改革研究

冯伟+邢莉+付莹莹+田晓峰+吴祥+陈树祥

摘要：测试技术与信号处理课程作为机械专业基础课，在当代技术迅猛发展的大环境促进下，教学的意义越发突出。着重研究在教学过程中存在的问题以及对教学改革的方式方法进行探讨，以期获得良好的教学效果，以培养适应现代信息技术发展的高水平测试人才为培养目标，获得教学改革方案，对指导日常教学工作具有深远的意义。

关键词：测试技术与信号处理；课程改革；学生能力训练

一、 前言

测试技术与信号处理属于信息科学的范畴，有极强的理论及实践应用价值。一般机械专业在学生大学三年级作为专业课开设。主要培养学生掌握工程测试技术的基本概念、理论及方法。力求能够利用已有的测试设备或者通过自主搭建的测试系统进行多种信号的测试与分析，对于测试系统分析的各个环节——传感器、信号调理、信号分析与处理、显示与记录等问题有透彻而深刻的理解与认识，为今后从事相关的工程测试工作打下坚实的基础。

二、 影响教学效果的主要问题

（一） 先行课程的掌握程度有限

测试技术与信号处理课程内容涉及多学科知识的交叉，大学物理、高等数学、力学等都必须是先修课程，在这些知识扎实掌握的基础上才能进行，因此其他先行课程的掌握程度是影响教学效果的第一个问题。上述的几门课程应该说都是大学期间较难、但却非常重要和基础的课程。以我校为例，纵观近五年的学生学习这几门课程的考试成绩，平均分较低。除去考研学生，到大三学年之后，学生尤其对高等数学的掌握度不高。普遍存在对理论性很强的课程考试过后一段时间遗忘严重的现象。

（二） 理论知识与实践知识的脱节

由于教学实验条件的限制，往往在教学实施中更侧重课本内容的讲授，学生被动地听课，气氛和互动性不够。因此传统的教学割断了理论和工程实践之间的联系，难以建立机械测试系统整体概念。现在所采用的教学方式多为课程授课为主，与实验教学相结合。一般测试技术课程的总学时为48学时，其中理论课程42学时，实验课程为6学时。以我校为例，其中的六个学时的实验主要包括：传感器及桥式电路的测量、信号的合成与分解以及信号的分析。所使用的实验教学仪器、设备以及相关的软件均较为陈旧，只能对课本的理论知识有一定程度的认识，距离达到良好的应用效果还有一定的差距。

（三） 缺少优秀的指导性教材

测试技术课程强调工程实践能力，最终的教学目标要能实现基本的测试操作与分析，因此在授课的过程中工程实例是必不可少的。现阶段的教材一般均以基础知识为主，缺少相关的优秀的工程应用实例丰富的教材，教材内容单一枯燥是现阶段教学过程中面临的主要问题。

（四） 教学形式单一、学生学习兴趣调动较难

现如今教学模式一般为多媒体教學，即通过多媒体课件将理论知识的内容展示和教授给学生，由于测试技术课程本身的理论性强，涉及的学科范围较为广泛，因此传统的单一授课方式难免会使得学生感到枯燥，很难调动学生学习的积极性，而一旦丧失了兴趣就很难实现教学目的以及达到教学效果了。

三、 教学改革的措施讨论

（一） 增强先行基础课程的教学力度，课程教学前先行复习

要提高教学效果，必须针对先行课程基础薄弱的环节进行加强。在大一、大二基础课程学习的过程中，灌输基础课程的重要性。有相当一部分同学对基础课程的作用不明确，甚至有认为无用的误区，需要加大讲授力度及基础课程运用的提示性教学。使得学生对这几门课的掌握程度有较大程度的提高，这无疑为与我们测试技术课程的融合打下了坚实的基础。另外还需要在测试技术与信号处理课程授课学期之初，对相关的基础课程与本课程相关联的基础点进行复习与巩固，以期达到更好的教学效果。

（二） 理清理论与实验教学及工程实践的关系

为解决书本理论知识与实践相脱节的环节，需要对其关系进行深入的探讨与研究，理清理论内容与实验内容以及工程实践之间的关系。如图1所示为教改理论实践关系拓扑图，应该努力做到如图所示将理论知识与课程实验相结合。将理论知识作为工程实践的指导，并且使得工程实践能够反作用于理论和实验知识，并且对授课内容进行补充与拓展。

应该加重实验性环节，现有的实验教学结构中包括了两学时的实际动手实验以及四学时的计算机软件操作实验，虽然不尽理想，但是对于学生对理论知识的进一步理解与认识还是相当有作用的。因此进一步提高实验环节的课时对提高教学效果是很有帮助的。另外，应增加工程实践环节，使学生真正意义的理解测试的含义与功能，只有这样学生在今后的工作和学习中遇到相关的问题才能够独立解决。

（三） 优秀教材的引进

教材是教学内容的载体，对提高教学质量有着不可或缺的重要作用。优秀的教材应该是经过多年教学实践，结合了课程课时、教学难点重点、教学系统完整性、课堂教学效果以及作业考核等因素的综合性教材。应用该教材，可以使得测试技术基本知识和基本技能的教学系统深入，学生根据教材基础知识的学习会更加简明深刻。因此尽量引用国内外综合性强的、融入较多工程实践实例的优秀教材是提高教学效果的又一途径。

（四） 多方位调动学生的学习兴趣

测试技术具有很强的应用性，在该课程的教学中既要培养学生掌握扎实的理论基础知识，又要使学生具有较强的动手能力，为今后从事机械测试工作打下坚实的基础。兴趣是最好的老师，也是长期从事相关职业的驱动。为充分调动学生学习的兴趣，可以采用分组讨论式，学生课下寻找感兴趣的测试实例，课上拿出1～2个学时对实例进行分析和讨论，使得每位学生都参与其中。另外，增加微课或慕课的授课形式，更多的结合形象而有趣的动画，使得测试技术的授课不局限于课上，而是使得想了解知识的学生随时能够进行视频感受。

（五） 驱动式教学

从培养学生的科研能力入手，通过结合实际课题项目来实现教学目标。可以教师根据讲授的内容，安排一些实际的工程项目让学生完成。现在的专业课教师，基本都具有硕士以上学历，部分教师还具有博士学历。都有较好的科学研究能力，如果将这一点充分利用，采用驱动式教学，既可以减轻教师自身的科研负担，又可以最大限度地锻炼学生的能力，使同学们具有参与感和成就感，对于提升测试技术的教学效果将是非常有利的。测试技术授课或者是从事相关研究的教师在自己的横向或者纵向课题中，挑选部分本科生能够完成的任务，进行布置，使得学生在本科阶段就具有一定的科研能力，最关键的是解决问题的能力，这一点对于其他课程教学以及今后从事相关的工作或继续深造都有着深远的影响。

四、 结论

测试技术课程由于涉及学科范围较为广泛，有一定的学习难度，并且有很强的工程实践能力要求，因此为提高教学效果进行教学改革是十分必要的。现在主要存在着先行课程的掌握程度有限、理论知识与实践知识的脱节、缺少优秀的指导性教材、教学形式单一、学生学习兴趣调动较难等问题。采用增强先行基础课程的教学力度，课程教学前先行复习、理清理论与实验教学及工程实践的关系、优秀教材的引进、多方位调动学生的学习兴趣、驱动式教学的方式可有效地提高教学效果，更好地达到教学目的，对学生今后从事相关的测试工作具有深远的意义。

参考文献：

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[2]文成，周传德.工程案例法在“机械工程测试技术”课程教学中的应用[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2012，（21）：188-190.

[3]冯伟，吴祥，陈树祥等.基于培养应用型人才的测试技术与信号处理课程教学研究[J].科教导刊，2014，（10）.

[4]周岳斌，王中任，杜毓瑾等.在《机械工程测试技术》课程教学中培养大学生的创新能力[J].科技创新导报，2015，（10）：154-155.

作者简介：

冯伟，邢莉，付莹莹，田晓峰，吴祥，陈树祥，江苏省盐城市，盐城工学院机械工程学院。endprint